第2章-桩基础工程..ppt

1、第二章 桩基础工程,本章要求： 1.了解混凝土预制桩的制作方法及质量要求，掌握正确的沉桩顺序，了解选择桩锤的方法，掌握捶击沉桩与静力压桩的方法及质量要求，了解捶击沉桩、静力压桩的特点及适用范围。理解沉桩对环境的影响及预防措施。 2. 了解干作业成孔灌注桩施工工艺流程、成孔方法及施工注意事项，掌握泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺及质量要求，了解施工中常见的问题及处理方法，掌握振动沉管灌注桩施工工艺及质量要求，了解沉管灌注桩施工中常见的问题及处理方法，掌握人工挖孔桩的施工工艺及施工中应注意的问题。,桩基础是由沉入土中的桩 和连接与桩顶的承台共同组 成，以承受上部结构重量的 一种基础形式。 一. 桩的作用

2、 1、 将建筑物上部荷载直接 传到深层的持力层； 2 、 使软土挤密减少建筑物的沉降； 3 、减少土的开挖量，土壁支撑和 排水设施等。,概述,二. 桩的分类 1、 根据 受力的不同 1）端承桩： 桩顶荷载全部或主要 由桩端阻力承受。 2）摩擦桩： 桩顶荷载全部或主要 由桩侧阻力承受。 2、 按制作方式： 1）预制桩 2）灌注桩,端承桩,摩擦桩,3、 按桩的材料： 1）木桩； 2）钢桩（钢管桩、H形钢桩和工字形钢桩）； 3）砼桩； 4）钢筋砼桩； 5）砂桩； 6）灰土桩 等 4、按成桩方法： 1）挤土桩 2）部分挤土桩 3）非挤土桩,（三）桩的选型 桩型与工艺选择应根据建筑结构类型、荷载性质、桩

3、的使用功能、穿越土层、桩端持力层土类、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等情况，选择经济合理、安全适用的桩型和成桩工艺。选择时，可参见下表。,第一节 砼预制桩施工,桩的预制、起吊 （一）桩的预制 1、桩的制作方法： 较短的桩（10m以下），多在预制厂预制。较长的桩，一般在打桩现场预制。 （1）钢筋骨架的形成 主筋 箍筋之间应焊接或绑扎好；主筋采用对焊或搭接焊，接头错开50%，桩的顶部应加钢筋网片，桩尖应加一根钢筋外露50100mm，以起导向作用（如下图示）,（2）制作 1）方法 重叠间隔法 注意问题 a、混凝土应连续浇灌、不中断，并仔细捣实，确保顶部结构的密实性，同时桩顶

4、面和接头端面应平整，以承受锤击沉桩时的锤击应力。 b 、砼浇注完毕，养护不得少于7天，表面应平整不出现蜂窝麻面掉角，尺寸应符和设计要求。 c 、现场采用重叠法浇筑预制桩时上层桩或邻桩的灌筑，必须在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强度的30%后方可进行。桩的重叠层数应根据具体情况确定，一般不超过4层。,2. 桩的制作质量要求 （1）桩的表面应平整密实； （2）混凝体收缩裂缝深度不大于20mm,宽度不大于0.25mm，横向裂缝长度不得超过边长的一半； （3）桩顶和桩尖初步的有蜂窝、麻面、裂缝和掉角。 （4）主筋顶部必须齐平； （5）主筋位置必须正确。,（二） 桩的起吊 （1）起吊 强度达到设计75%后

5、才能起吊，达到100%后才能运输。 （2）起吊点的确定 利用正负弯矩相等的原则确定 一点吊,二点吊 三点吊 L 为桩的长度,二.沉（打）桩前的准备工作,1 、现场准备工作 1）处理障碍物； 2）平整场地； 3）定位放线。 2、 打桩顺序的确定 由于桩入土后对其周围的土体有挤压作用，对打桩本身和周围建筑物有影响，所以应合理确定打桩的顺序。 （1）常见的几种打桩顺序及其对土体的影响,2）自中间向四周打设 3）分段打设,土体挤压趋势,1）自一边向另一边逐排打设,三. 打桩设备 根据沉 桩的方法及设备不同 沉桩方法 有： 锤击沉桩 震动沉桩 静力压桩 水冲沉桩,（一）锤击沉桩 桩锤的选择： 落锤 柴油

6、锤 蒸汽锤 液压锤 选择依据：锤重的选择应根据工程地质条件、桩的类型与规格、桩的密集程度、单桩竖向承载力以及现有施工条件等因素综合考虑。,2. 桩架 作用是吊桩就位，固定桩位，承受桩锤和桩的重量，在打桩的过程中引导锤和桩的方向，并保证桩锤能沿着所要求的方向冲击桩体。,3 、打桩施工,（1）打桩工艺 桩架就位 桩就位（桩尖对位） 套桩帽 落锤 （2）施工要点 1） 吊桩就位 2）打桩 ：重锤轻击 先用小落距（0.50.8m)轻击，使桩入土约12米后检查桩尖，若不发生偏移，增大落距，进入正常的打桩。 (3) 打桩中注意以下现象 A 桩锤的回弹情况； B 贯入度的变化； C 应连续施打；D打桩记录；

7、 E 桩顶是否有打坏或打斜的现象； F 送桩，接桩，截桩,(4)打桩质量控制 1）桩尖达到坚硬、硬塑的粘性土、碎石土、中密以上的粉土和砂土或风化岩等上层时（端承桩） ，以贯入度控制为主桩尖进入持力层深度或桩尖标高作为参考；贯入度最后10击的平均入土深度 2）桩尖位于其他软土层时（摩擦桩） ，以桩尖设计标高控制为主，贯入度可作为参考。 3）桩的平面位置及垂直度的偏差应在容许范围内： 平面偏差不得大于100150mm，垂直度 1%桩长或不超过1/3 1个桩径或边长。 4）验收桩基时应交的资料 桩位测量放线图；工程地质报告；材料实验记录；桩的制作与打入记录；桩位竣工平面图；桩的实验报告。,（二）静力

8、压桩 静力压桩是在软土地基上，利用桩机本身产生的静压力将预制桩压入土中的一种桩工艺。 特点：其具有施工时无噪声、无振动，施工迅速简便，沉桩速度快等特点，而且在压桩过程中，还可预估单桩承载力。静力压桩适用于软弱土层，必须指出，当存在厚度大于2m的中密以上砂夹层时，不宜采用静力压桩。 1、静力压桩设备 静力压桩机有绳索式和液压式两种类型。其中绳索式压桩机目前已基本上淘汰。 液压压桩机主要由夹持机构、底盘平台、行走回转机构、液压系统和电气系统等部分组成，其压桩能力有50，90，120，160，320t等。,下图为WJY型全液压静力压桩机,2、压桩施工程序 静力压桩施工的一般程序：平整场地并使它具有一

9、定的承载力，压桩机安装就位，按额定的总重量配置压重，调整高速机架水平和垂直度，将桩吊入桩机夹持机构中并对中，垂直将桩夹持住，正式压桩。 压桩过程，应经常观察压力表，控制压桩阻力，记录压桩深度，作好压桩深度，作好压桩施工记录。如为多节桩，中途接桩可采用浆锚法或焊接法。压桩以终压控制原则，按设计要求确定。一般摩擦桩以压入长度控制，压桩阻力作为参考。端承桩以压桩阻力控制，压入深度作为参考。,3. 接桩方法,（1）焊接法接桩 （2）浆锚法接桩,4、压桩施工注意事项 （1）压桩机应根据土质情况配足额定重量。压桩时，桩帽、桩身和送桩的中心线应重合。 （2）场地应平整且具有一定承载力。 （3）遇有地下障碍物

10、，使桩在压入过程中倾斜时，不能用桩机行走方式强行纠正，应将桩拔起，待地下障碍物清除后，重新压桩。 （4）当桩在压入过程中，夹持机构与桩侧打滑时，不能任意提高液压油的压力强行操作，而应找出打滑原因，采取有效措施后方能进行施工。 （5）由于桩的贯入阻力太大，使桩不能压至标高时，不能任意增加配重，否则将引起液压元件和构件损坏。 （6）在同一根（节）桩，各工序应连续施工，尽量缩短停歇时间。 （7）遇到下列情况庆暂停压桩，并及时与有关单位研究处理。 1）初压时，桩身发生较大幅度移位，倾斜。压入过程中桩身突然下沉或倾斜。 2）桩顶混凝土破坏，或压桩阻力剧变。,（三）沉桩对周围环境的影响及影响措施,沉桩影响

11、：噪音、振动、地面隆起、土体水平位移、基础推移、墙体开裂、地下管线破损或断裂。 措施： 采用预钻孔沉设； 设置防震沟； 采用合理的沉桩顺序； 预埋塑料排水带排水。,第二节 砼灌注桩施工,特点（与预制桩相比较） 1、 桩在一定范围内可任意取定，可作成直径大深度深的桩，承载力高。 2 、 施工中对周围环境影响小。 3、 施工中，操作要求严格，质量控制难度大，施工周期长。 4、节约钢材、造价较低。,分类（按成孔方法） 1、 钻孔灌注桩（非挤土桩） 2 、 人工挖孔灌注桩（非挤土桩） 3 、 沉管灌注桩（挤土桩） 4 、 钻扩或爆扩灌注桩（非挤土桩）,一. 钻孔灌注桩施工 1、 机械的选择 螺旋钻机：

12、 用于地下水位以上，直径 300500mm最大直径可达800，深812m。,潜水钻机： 一般条件下都可使用，直径一般 1000， 深度可达2030m，最深可达50m。 回转钻机,2、 螺旋钻机钻孔灌注桩 （1）施工机具 螺旋钻机,（2）施工工艺,（3）施工要点 1）钻孔时，钻杆应保持垂直稳固、位置正确，防止因钻杆晃动引起扩大孔径； 2）钻进速度应根据电流值变化，及时进行调整； 3）钻进过程中，应随时清理孔口积土和地面散落土； 4）成孔达设计深度后，放置钢筋笼并再次测量孔内虚土厚度。 端承桩沉渣50mm，两者兼有100mm，摩擦桩300mm。,3、泥浆护壁钻孔灌注桩 （1）施工工艺,（2）施工要

13、点 1）测定桩位、埋设护筒： 用48mm厚的钢板制作，埋入深度一般11.5m。作用：定位保护孔口，存储泥浆使其高于地下水位。 2）钻机就位、钻进 3）泥浆护壁钻孔： 泥浆 相对密度1.11.15,主要作用:护壁防止塌孔,携渣,润滑钻头降低发热。,采用泥浆护壁和排渣时，应符合下列规定： 在粘土和粉质粘土中成孔时，可注入清水，以原土造浆护壁。排渣泥浆的密度应控制在1.11.2g/cm3。 在砂土和较厚夹砂层中成孔时，泥浆密度应控制在1.11.2g/cm3；在穿过砂夹孵石层或容易坍孔的土层中成孔时，泥浆密度应控制在1.11.5g/cm3； 泥浆可就地选择塑性指数Ip=17的粘土调制； 施工中应经常测

14、定泥浆密度，并定期测定粘度，含砂率和胶体率。 泥浆的控制指标：粘度1822s，含砂率不大于8%，胶体率不小于90%。 4）清孔,泥浆护壁成孔的灌注桩的清孔，应符合下列规定： 孔壁土质较好不易塌孔时，可用空气吸泥机清孔； 用原土造浆的孔，清孔后泥浆密度应控制在1.1g/cm3左右； 孔壁土质较差时，宜用泥浆循环清孔，清孔后的泥浆密度应控制在1.151.25g/cm3； 清孔过程中，必须及时补给足够的泥浆，并保持浆面稳定； 浇筑混凝土前，孔底沉渣允许厚度应符合下列规定：端承桩50mm；摩擦端承、端承摩擦桩100mm；摩擦桩300mm； 泥浆护壁成孔时，发生斜孔、弯孔、缩孔和塌孔或沿护筒周围冒浆以及

15、地面沉陷等情况，应停止钻进，经采取措施后，方可继续施工。 5）落放钢筋骨架,5） 浇注混凝土： 一般采用导管法，混凝土应连续浇注，保证导管始终埋在混凝土中，同时应留试块，一般桩顶的浇注标高比设计标高高出0.50.8m，以便凿除桩顶部的泛浆层后达到设计标高的要求。,3、 施工中常见的问题 1）护筒冒水 a.遇到透水性大或有地下水流动的土层使护壁泥浆渗漏。处理措施是加稠泥浆，或倒入粘土，慢速转动，或在回填土内掺片石、卵石反复冲击，增强护壁。 b.护筒埋设太浅，回填土不密实或护筒接缝不严 密，在护筒刃脚或接缝处漏浆。另外孔内水头过高也有可能使孔壁渗漏。处理措施是根据土质情况决定护筒的埋置深度，将护筒

16、外壁同孔洞间的缝隙用土填严实，必要时可由潜水员用旧棉絮将护筒底端外壁同孔壁间的接缝堵塞。,2）孔壁坍塌 a.护壁泥浆密度太小易使孔壁坍孔。处理措施是根据土质条件合理配置泥浆，在松散土或流砂层中钻进时，应控制钻进速度，并应选用密度、粘度、胶体率等均合适的优质泥浆。 b.孔内液面高度不够或孔内出现承压水，降低了静水压力使孔壁坍塌。处理措施是升高护筒，增大孔内水头压力。 c.护筒埋置太浅，下端孔壁坍塌。 d.用爆破方式处理孔内孤石、探头石，炸药量过大，造成过大的振动，引起孔壁坍塌。 e.发生孔壁坍塌时，应探明位置，将砂和粘土（或砂砾和黄土）混合物回填到坍孔位置以上12m处，如坍孔严重应全部回填，等回

17、填物沉积密实后，再重新钻孔。 3）导管堵塞,4. 混凝土灌注桩施工质量检查与控制,施工前应检查水泥、钢筋、等原材料的产品合格证、出厂检验报告和复检报告，其质量必须符合标准。 施工过程的检查。 混凝土试块检查、桩体质量检验及竖向承载力检验。 5） 浇注混凝土： 一般采用导管法，混凝土应连续浇注，保证导管始终埋在混凝土中，同时应留试块，一般桩顶的浇注标高比设计标高高出0.50.8m，以便凿除桩顶部的泛浆层后达到设计标高的要求。,沉管灌注桩施工 1、 含义：用锤击或振动的方法，将带有预制混凝土桩尖或钢活瓣桩尖的钢套管沉入土中，待沉到规定的深度后，立即在管中浇注混凝土，随后拔出钢套管，并利用拔管时的冲

18、击或振动使混凝土捣实而形成的桩，故又称沉管或打拔灌注桩。 2、特点： 1）施工设备简单，桩长可随实际地质条件确定，经济效果也好，有地下水流砂淤泥土的条件优先使用 2）单桩承载能力低，在软土中易产生颈缩，施工过程中有挤土振动和噪音,3、分类：锤击沉管灌注桩，振动沉管灌注桩,预制桩靴,活瓣桩靴,4 、锤击沉管灌注桩施工 1）工艺过程： 安桩架 桩架就位 沉钢套管 吊钢筋笼 浇砼 拔管 2）沉管的几种方法 单打法 复打法 反插法 3)砼的质量要求 坍落度80100mm，当小于40mm时应分层捣实,4）施工中常见的问题及处理 （1）有隔层： 原因： 由于管径小 砼骨料大，和易性差 拔管速度过快造成 措施： 控制砼的坍落度57cm，骨料直径3cm 拔管速度2m/min,（2）断桩： 原因： 桩中心距过近，打邻近桩时受挤压，隆起产生上拔力 软硬土层中间传递水平变形大小不同，产生水平剪力 砼终凝不久受振动。 处理： 应将断桩拔出，增大面积，重浇砼 施工中采用跳打法或相隔一定的技术间歇后打邻桩,（3）瓶颈桩： 原因： 拔管速度过快或管内混凝土量过少； 在地下水位以下或饱和淤泥或淤泥质土中沉桩管时，土受强制扰动挤压，土中水和空气未能很快扩散，局部产生孔隙压力，把部分桩体挤成缩颈； 混凝土和易性差。 处理： 向桩管内尽量多装混凝土借其自重抵消桩身所受的孔隙水压力，沉桩应采取慢拔密振（击）；