施工情境六 钢桩基础施工.ppt

1、施工情境六 钢桩基础施工,步骤一：钢桩基础大样图的解读,步骤二：钢管桩的特点、构造、规格,步骤三：钢桩的施工过程,步骤四：钢管桩和H形钢桩施工质量检 查及要求,钢桩包括钢管桩和H型钢桩。,图6-1 钢桩基础示意图,步骤一：钢桩基础大样图的解读,以下是某钢结构厂房的一个钢管桩基础大 样示意图，该基础的说明如下： 根据甲方提供的岩土工程勘察报告，基础采用钻孔灌注桩，选用基岩石中等风化层作为持力层，其单轴饱和抗压强度标准值为4.56Mpa。 图中除注明外，基础构建均居轴线中。 主筋保护层厚度：桩及基础梁40mm。,桩基开挖至设计深度后，应通知勘察设计等单位，经验合格后，立即用C10细石混凝土封底。

2、当桩心距小于2.5倍桩径，应采用间隔施工待先施工桩混凝土强度达到70%设计强度后，方可施工相邻桩，地基梁均为JL1。 桩身纵筋沿周边均匀布置，不宜有接头，有接头时采用焊接连接，接头百分率小于25%。 所有管道不得穿越桩基础。 桩的施工容许误差应满足规范规定。,桩基施工完毕后需按有关规范进行单桩承载。 施工中发现与地质报告及设计不符地质现象应及时通知勘察和设计单位。 本图应配合建筑及设备各专业施工，防雷接地作法详见电施图。 本工程桩的安全等级为二级。,图6-2 某钢结构厂房钢桩基础示意图,从整个图来看，在桩顶和承台底部接触处设置了一厚度为100mm的垫层，垫层采用强度等级为C10的混凝土。承台的

3、高度为1200mm，桩深入承台的长度不小于30d，其中d为纵筋的直径。在钢筋的配置方面，不只布置了纵向钢筋，同时还布置了箍筋和加劲筋。在垫层以下箍筋和加劲筋的加密区的长度为2000mm，且大于2.5H，H为桩的实际长度。在强风化层以上，箍筋的间距为200mm。桩尖嵌入岩层的深度为H1。桩端直径为d。从A-A、B-B的剖面图中可以了解到桩的横截面的钢筋布置情况，具体的钢筋的数量和直径、间距、钢筋的级别均可由桩大样及配筋明细表查得。从上图我们还可以了解到承台的尺寸以及配筋情况。,2.1 钢管桩的特点,2.2 钢管桩构造、规格,步骤二：钢管桩的特点、构造、规格,2.1 钢管桩的特点,在沿海及内陆的冲

4、击平原区，软土层很厚，土的天然含水量很高，天然孔隙比大，抗剪切强度低，压缩系数高，渗透系数小，而低压缩性持力层又很深（深达5060m），若采用钢筋混凝土和预应力混凝土桩，沉桩时须用冲击力很大的桩锤，同时沉桩施工产生的挤土往往造成损害。钢管桩贯入性好，承载力高，施工速度快，挤土小，因此这种情况多选用钢管桩。钢管桩的特点见表6.1。,表 6.1 钢管桩的特点,钢管桩的材料，一般用普通碳素钢，其材质应符合现行有关规定。 钢管桩按加工工艺区分，有螺旋缝钢管和直缝钢管两种，螺旋缝钢管刚度大，在工程上使用较多。 为了便于运输和受桩架高度所限，钢管桩常分别由一根上节桩，一根下节桩和若干根中节桩组成，每节的长

5、度不一超过1215m，各节桩的构造、形式如图6-3所示。 钢管桩上、中、下节常常用同一壁厚。有时，为使桩能承受巨大的锤击应力，可把上节桩的壁厚适当增大，或在钢管上端部外圈加焊一条宽200300mm，厚612mm的扁钢加强箍。管桩下端部外圈也常焊加强箍，以防止桩端变形损坏。钢管桩不同壁厚和桩端加强构造形式如图6-4所示。 钢管桩的端部形式有敞口和闭口两种（见图6-5）。闭口钢管桩构造如图6.-6所示。 常用钢管桩规格见表6.2。,2.2 钢管桩构造、规格,a,b,c,图 6-3 钢管桩的形式,下节桩,中节桩,上节桩,图 6-4 钢管桩不同壁厚和桩端加强构造形式,不同壁厚钢管桩接头构造形式,桩顶端

6、加强箍,桩下端加强箍,加强管桩壁厚,钢管桩壁厚,图 6-5 钢管桩的端部形式,带加强箍,不带加强箍,桩 端 形 式,不带内隔板,带内隔板,敞口,闭口,锥底,平底,表 6.2 常用钢管桩规格,图 6-6 闭口钢管桩构造形式,注： a）b）c）平底 d）锥底,钢管桩施工现场如图6-7、图6-8。,步骤三：钢桩的施工过程,图 6-7 钢管桩施工现场一,图 6-8钢管桩施工现场二,3.1.1施工设备,桩锤 桩锤的类型和选择见项目五。 桩架 桩架的类型及选择见项目五。 桩帽 为防止钢管桩桩头被打坏，打桩时，在桩顶放置桩帽，钢管桩桩帽由铸铁及普通钢板制成，如图6-9所示，桩顶帽部放入硬木锤垫，锤垫选用见表

7、6.3。 送桩管 一般钢管桩顶埋深较深,可采用送桩管将桩管送入。送桩管应结构坚固，能重复使用。图6-10为送桩管构造。,3.1 钢管桩施工,表 6.3 钢管桩垫层材料选用表,图 6-9 钢管桩桩帽,图 6-10 钢管桩送桩管,图 6-11 内胀式拔管器,锥形铁铊,齿块,钢管桩,钢管桩内切割机和拔管设备 若不采用送桩，打桩能量损失小，效率高，但在土方开挖前，应采用钢管桩内切割机将多余的上部钢管桩割去，以便土方开挖。所用切割设备有等离子切桩机、手把式氧乙炔切桩机、半自动氧乙炔切桩机、悬吊式全回转氧乙炔自动切割机等。工作时，将切割设备吊送入钢管桩内的预定深度，依靠风动顶针装置固定在钢管桩的内壁，割嘴

8、按预先调整好的间隙进行回转切割短桩头，然后将切割下的桩管拔出。拔出的短桩管经焊接接长后可再用。,拔出切割后的短桩管的方法有：,用小型振动锤夹住桩管，振动拔起。 在桩管顶以下的管壁上开孔，穿钢丝绳，用4050t履带吊车拔管。 用内胀式拔管器（见图6-11）拔出。施工时，上提锥形铁铊，使两侧半圆形齿块卡住钢管内壁，借助吊车将钢管拔出。,3.1.2施工工序,打钢管桩与挖土的先后次序 打钢管桩与挖土的先后次序有两种：先挖土后打桩；先打桩后挖土。在冲击平原地区的软土地区，表层土承载力尚可，而深部地基承载力则很差，且地下水位较高，排干较难。为避免基坑大面积长时间暴露被扰动，同时也便于施工作业，一般采用先打

9、桩后挖土的施工方法。,施工流程图,现场三通一平,打桩,绑扎钢筋、支设模板、 浇筑混凝土基础承台,机械化挖土施工,井点降低地下水位,用砂将坑口填平,堵住桩头,安装混凝土圆盖,切桩,焊桩盖，浇筑 垫层混凝土,清理基坑、 修正边坡,先打中间后打外围或先打中间后打两侧。 基础标高不一的桩，宜先深后浅；对不同规格的桩，宜先大后小，先长后短，可使土层挤密均匀，以防止位移或偏斜。 如有钢管桩和混凝土桩两种类型，为了有利于减少挤土和满足设计对打（沉）桩入土深度的要求，采取先打钢管桩后打混凝土桩。,打桩顺序 为防止在打（沉）桩过程中造成相邻桩或邻近建（构）筑物较大位移和变位，并使施工方便，一般采取以下打桩顺序：

10、,钢管桩的施工程序图,锤击至设计标高,插桩,吊桩,桩机进场安装,精割、戴钢帽,内切钢管桩,锤击下沉、接桩,桩机移动定位,3.1.3施工要点,桩的运输及堆放 钢管桩可由平板车运至现场存放，存放场地要平坦，大型车辆能直达。钢管桩必须妥善堆放，不能因堆放不当产生锈蚀、弯折。堆桩四周排水顺畅，搁置点设置应不使桩变形，堆叠层数一般为3层（高2m以内），支点用枕木垫起，在枕木两侧用木楔塞紧，以防止桩管滚动，如图6-12所示。 打桩现场钢管桩堆放，应尽量在桩机旁并在桩机起吊范围内；桩顶朝向桩机，便于一点起吊，并按打桩先后顺序及桩的配套要求进行堆放。,图 6-12 钢管桩在现场存放,桩起吊就位 钢桩起吊前，需

11、对每节桩作详尽的外观检查，尤其要注意钢管桩的圆度。一头起吊后，要避免另一头在地面被拖拉，这样容易损伤端部且不利焊接。不符合要求的钢桩，要作修整后方可起吊打入。 移动打桩机至桩位，吊桩对准桩位插正。 在桩机的正前方和侧方呈直角方向用二台经纬仪观测桩的垂直度，使桩锤、桩帽及桩成一直线，记录员和桩锤操作员就位后，可开始打桩。,打桩 由于桩、桩帽及桩锤自重较大，沉第一节（下节桩）一般情况下不需要锤击（或仅少量锤击），这一沉过程应使其缓慢进行，待稳定后再进行锤击，最初阶段宜使柴油锤处于不燃烧油料的空击状态（象自由落锤），并随时跟踪观测沉桩质量情况，发现问题，立即纠正。待确认下节桩的沉入质量良好后转入正常

12、的连续锤击，直至将钢桩击至其顶端高出地面约6080mm时停止锤击，准备接桩。,电焊接桩 焊接前，检查和修整下节桩桩顶因锤击而产生变形的部位，清除桩端泥砂或油污，磨光口部分。再将内衬箍置于挡块上（挡块已在出厂时焊在下节桩上），紧贴桩管内壁分段点焊，然后吊上节桩，使上下节桩对口间隙为24mm，用经纬仪校正垂直度，钢管桩在电焊前需在接头下端钢管外围安装铜夹箍以防止熔化的金属流淌，再进行点焊。焊接应分层对称进行。电焊接头构造如图6-13所示。,图 6-13 钢管桩接桩构造,接口强图,接桩构造,焊接时应注意以下几点：,充分熔化内衬箍，保证根部焊透。 每层焊缝的接头应错开。 焊完每层焊缝后，及时清除焊渣。

13、 如遇大风，要安装挡风板；雨雪天气不得施焊，气温低于0，焊件要预热。 焊接完成后，至少要自然冷却25min，方可继续锤击，但不允许在焊接结束后点以冷水，使焊缝骤然冷却。,沉桩过程中，观测桩沉入情况，有无异常现象，如钢桩下沉过快、发生倾斜、桩锤反跳过高、桩架不稳等，一有问题随时停止锤击，检查原因并予以纠正，直至正常为止。 桩在打入过程中，应尽量避免长时期的停歇中断。 桩的分节长度，应结合穿透中间硬土层，接桩时桩端不宜停留在硬土层中。 “送桩”套入钢桩顶端，应确保其接触密贴，以减小锤击能量损失。,锤击沉桩注意事项,施工纪录 施工纪录是打桩全过程的真实写照，也是一项重要的技术档案，必须专人认真记录。

14、记录的内容有每根桩的操作时间，每沉入1m的锤击次数，落垂高度，桩的入土深度，土芯高度，最后十击的贯入度，回弹量，桩的平面位移和倾斜，打桩过程中发生的异常情况。,焊桩盖 当挖土至设计标高，使钢管桩外露，取下临时桩盖，按设计标高用气焊进行钢管桩顶精割。清理平整切割后打坡口，放上桩盖焊牢，并在外壁加焊812根20mm的锚固钢筋，以便钢管桩能与承台共同工作。桩盖式有楔式和板式两种，如图6-14所示。,图 6-14桩盖形式,楔式,板式,3.1.4 钢管桩施工安全技术,1.起吊和搬运吊索应系于设计吊点，起吊时应平稳，以免撞击和震动。 2.堆放时，应堆置在平整坚实的地面上，支点设于吊点处，各层垫木应在同一垂

15、直线上，堆放高度不超过四层。 3.清除妨碍施工的高空和地下障碍物。整平打桩范围的场地，压实打桩机行走的道路。对临近建筑物或构筑物，以及地下管线等要认真查清情况，并研究适当的隔振、减振措施，以免振坏原有设施而发生伤亡事故。 4.打桩过程中遇有地面隆起或下陷，应随时垫平地面或调直打桩机。 5.司机应思想集中，服从指挥，经常检查打桩机运转情况，发现异常应立即停止打桩，纠正后方可继续进行。,6.打桩时，严禁用手拨正桩头垫料，严禁桩锤未打到桩顶即起锤或刹车以免损坏设备。 7.送桩入土后应及时添灌桩孔。打完后应及时加盖临时桩帽。 8.冲抓锥或冲孔锤作业时，严禁任何人进人落锤区以防砸伤。 9.对爆扩桩，在雷

16、、雨时不要包扎药包，已包扎好的药包要打开。检查雷管和已包好的药包时应作好安全防护。爆扩桩引爆时要划定安全区（一般不小于20m），并派专人警戒。 10.在施工图会审和桩孔挖掘前，要认真研究钻探资料，分析地质情况，对可能出现流沙、管涌、涌水以及有害气体等情况应制定有针对性的安全防护措施。 11.如对安全施工存在疑虑，应事前向有关单位提出。 12.施工现场所有设备、设施、安全装置、工具、配件以及个人劳保用品等必须经常进行检查，确保完好和安全使用。,13.孔口操作平台应自成稳定体系，防止在孔口下沉时被拉垮。 14.施工场地内的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作，电器必须严格接地、接零和使用漏

17、电保护器。各孔用电必须分开，严禁一闸多用。孔上用电缆必须架空2.Om以上，严禁拖地和埋压土中，孔内电缆电线必须有防湿、防潮、防断等保护措施。 15.暂停施工的桩孔，应加盖板封闭孔口，并加0.81m高的围栏。 16.现场应设专职安全检查员，在施工前和施工中进行认真检查；发现问题及时处理，待消除隐患后再行作业；专职安全员对违章作业有权制止。,3.1.5 钢管桩打（沉）桩的质量通病与防治措施,钢管桩打（沉）桩的质量通病与防治措施见表6.4。,表 6.4 钢管桩打（沉）桩的质量通病与防治措施,3.2 H形钢桩,3.2.1 H形钢桩的特点,3.2.2 H形钢桩规格,3.2.3 施工机械,3.2.4 沉桩

18、施工,3.2.5 H形钢桩施工安全技术,3.2.6 H形钢桩打（沉）桩质量通病及防治措施,3.2.1 H形钢桩的特点,我国在20世纪80年代开始在工业和民用建筑中应用了H形钢桩。这种桩适用于南方如广东、上海地区较软的土层，材料易得，只需按规格向厂方订货，桩到现场后，切割接长便可施工。H形桩除作为建筑物基础外，尚可作为基坑支撑的立柱桩，而且可以拼成组合桩以便承受更大的荷载。H形钢桩的特点见表6.5。,表 6.5 H形钢桩的特点,3.2.2 H形钢桩规格,常用H形钢桩的规格见表6.6。如需要的规格与表6.6不符，可作特殊规格订货。,表6.6 常用H形钢桩的规格 （单位：mm）,3.2.3 施工机械

19、,H形钢的施工机械与钢管桩类同。鉴于桩的锤击性能差于钢管桩，在选择桩锤时，应注意不能过大。对桩架仅需考虑可设置横向稳定装置的桩架即可。H形钢桩用的桩冒如图6-15所示，可根据桩的尺寸在现场用钢板焊接而成。 送桩管如图6-16所示。H形钢桩在沉入设计标高时，其顶部需加盖桩盖。电焊机则为一般手工焊机。,图 6-15 H形钢桩桩帽,图 6-16 H形钢桩送桩管,3.2.4 沉桩施工,H形钢桩的施工工艺流程同钢管桩，结合H形钢桩特点，应注意以下几点。 1.充分清理场地 H形钢桩对地下障碍物最敏感，每个桩位下应无障碍物影响桩的沉入。在进场前应认真踏勘现场有无旧有基础、地下管线、人防设施等。平整场地时，切

20、忌使用含有大块石或大混凝土块的建筑垃圾，这些块体是障碍H形钢桩顺利沉入的最不利因素。 2.H形钢桩堆放 由于H形桩的自身刚度不及钢管桩，其堆放及从堆场运至打桩现场的要求就需要严格管理，不能使其产生过大的变形。H形钢桩的堆放如图6.-17所示。 3.插桩 插桩需对准方向。H形桩不像钢管桩无方向性要求，其X与Y向的抗弯性能不一样，应按设计图样要求的正确方向插入H形钢桩。 4.接桩 接桩时不能使桩尖停在硬土层上。焊接连接时，其接头构造见图6-18。 5.送桩 送桩不宜过深，否则容易使H形钢桩移位，或者因锤击过多而失稳。,图 6-17 H形钢桩堆放,图 6-18 H形钢桩的接头构造,3.2.5 H形钢

21、桩施工安全技术,内容同钢管桩施工安全技术,3.2.6 H形钢桩打（沉）桩质量通病及防治措施,H形钢桩打（沉）桩质量通病及防治措施见表6.7。,表 6.7 H形钢桩打（沉）桩质量通病及防治措施,桩位的放样允许偏差如下： 群桩 20mm； 单排桩 l0mm。,4.1一般规定,步骤四：钢管桩和H形钢桩施工质 量检查及要求（二者的相同）,当桩顶设计标高与施工场地标高相同时，或桩基施工结束后有可能对桩位进行检查时，桩基工程的验收应在施工结束后进行。 当桩顶设计标高低于施工场地标高，送桩后无法对桩位进行检查时，可在每根桩桩顶沉至场地标高时，进行中间验收，待全部桩施工结束，承台或底板开挖到设计标高后，再做最终验收。 桩位偏差，必须符合表6.8的规定。斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15（倾斜角为桩的纵向中心线与铅垂线间夹角）。,桩位验收，除设计有规定外，应按下述要求进行：,表 6.8 钢管桩桩位的允许偏差 （单位：mm）,注：H为位工现场地面