第三章桩基础.ppt

1、第三章,桩 基 础,本章主要内容,桩的类型与特点 桩与桩基础构造 桩基础施工 桩基础质质量检验,第一节 概述,一、起源及发展 12000年前，智利古文化遗址； 七八千年前，河姆渡遗址； 一千年前，宋代营造法式中载有临水筑基，较著名的有上海龙华塔、山西晋祠圣母殿； 清代工部工程做法一书对桩基的选料布置和施工方法等方面都有了规定； 近现代，高层建筑、桥梁应用广泛，施工技术较为成熟，但设计计算理论仍不完善。,二、 桩基础的概念,三、桩基础的适用性,软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑物，不允许地基有过大沉降和不均匀沉降； 对于高重建筑物，如高层建筑、重型工业厂房和仓库、料仓等，地基承载力不能满足

2、设计需要时； 对桥梁、码头、烟囱、输电塔等结构，宜采用桩基以承受较大的水平力和上拔力时； 对精密或大型的设备基础，需要减小基础振幅、减弱基础振动对结构的影响时； 在地震区，以桩基作为地震区结构抗震措施或穿越可液化地基时； 水上基础，当施工水位较高或河床冲刷较大，采用浅基础施工困难或不能保证基础的安全时。,公桥基规规定,各类桩基须根据地质、水文等条件比较采用。 一、钻（挖）孔桩适用于各类土层（包括碎石类土层和岩石层），但应注意： 钻孔桩用于淤泥及可能发生流砂的土层时，宜先做试桩； 挖孔桩宜用于无地下水或地下水量不多的地层 二、沉桩可用于砂土、粘性土、有承压水的粉砂、细砂以及碎石类土等。 三、管柱

3、适用于深水、有潮汐影响以及岩面起伏不平的河床。,铁桥基规规定,打入桩可用于稍松至中密的砂类土、粉土和流塑、软塑的黏性土，震沉桩可用于砂类土、粉土、黏性土和碎石类土，桩尖爆扩桩可用于硬塑黏性土以及中密、密实的砂类土和粉土; 钻孔灌注桩可用于各类土层、岩层; 挖孔灌注桩可用于无地下水或少量地下水的土层; 管柱基础适用于深水、有极盖层或无覆盖层、岩面起伏等桥址条件，可支承于较密实的土或新鲜岩层内。,四、不宜采用桩基础的情况,上层土比下层土硬得多； 土层中有障碍物而又无法排除； 只能采用打入或振入法施工，而附近有重要的或对振动强烈敏感的建筑物时。 是否采用桩基础要予以综合考虑。,五、 桩基础的优缺点,

4、1、优点 承载能力高，稳定性好； 沉降及不均匀沉降小； 抗不良地质现象危害能力强，抗震、抗液化、抗滑坡及抗爆性能强 灵活性强，对结构体系、范围及荷载变化具有较强的适应能力。,2、缺点,造价高 施工复杂 打入桩存在振动及噪音等环境问题 灌注桩易污染周围场地 桩基工作机理复杂，设计计算理论尚不完善。,第二节 桩与桩基础分类,一、按承台位置分类 低桩承台 基桩全部沉入土中； 高桩承台 基桩部分沉入土中；,二、按施工方法分类,按施工方法分,预制,灌注,振沉桩,挖孔,旋入桩,打入桩,压入桩,钻孔,沉管,锤击,振动,按施工方法分,管柱基础,钻埋空心桩,三、按设置效应分,挤土桩 部分挤土桩 非挤土桩,四、

5、按承载性状分类,1、竖向受荷桩 摩擦桩 端承桩,2、横向受荷桩,主动桩(桩变形引起桩土相对位移) 被动桩(土变形引起桩土相对位移) 竖直桩与斜桩,3、桩墩,端承桩墩 摩擦桩墩,端承桩墩,摩擦桩墩,5、按桩体材料分类,木桩：杉木、松木、橡木 砼桩：素砼、钢筋砼、预应力钢筋砼 钢桩：钢管桩、H型钢桩和钢板桩 组合材料桩,第三节 桩与桩基础的构造,一、各种基桩构造 常见的基桩类型 1、钢筋混凝土灌注桩 2、钢筋混凝土预制桩 3、钢桩,1、钢筋混凝土灌注桩,构造要求 断面 实心断面，直径不宜小于0.8m。挖孔桩不宜小于1.2m。 材料 砼等级C25，仅受竖向力可用C20(水下砼C25),1、钢筋混凝土

6、灌注桩,配筋要求 按内力及抗裂性的要求布设，长摩擦桩可分段布筋；计算不配筋时，桩顶35m设构造钢筋。 主筋 直径16;数量8；80净间距350 箍筋 直径 /4且8，间距 15且300； 长桩及大桩22.5m设加劲筋,1、钢筋混凝土灌注桩,构造要求 保护层60mm 埋深 计算确定，嵌岩0.5m 含筋率 0.20.6%,2、钢筋混凝土预制桩,方桩构造要求 10m以内桩断面0.3*0.3；砼强度C25；主筋直径1925；箍筋68，间距1020cm，两端和接桩区加密，45cm；桩顶设三层网片；钢保35mm；预埋2025的吊环,2、钢筋混凝土预制桩,管桩构造要求 采用离心旋转机生产，直径0.40.8m

7、，管壁厚80mm，桩身砼强度C25C40，填芯砼强度C15。,3、钢桩,构造要求 断面 尺寸 防腐 类型,二、桩的布置和中距,布置：对称、梅花或环形 中距： 摩擦桩：2.54d； 端承桩：2.0d； 扩底灌注桩：max(1.5D,D+1.0)(D为扩底直径) 管柱：2.03.0d(摩擦)或2.0d 边距： d1.0m: 边距max(0.5d, 250mm)； d1.0m: 边距max(0.3d, 500mm)；,三、承台和系梁构造,1、承台要求： 平面尺寸及形状：取决于上部结构 厚度：强度和刚度满足要求 混凝土等级：C25 配筋：计算,配筋构造要求,桩顶直接埋入承台时，桩顶设12层钢筋网； 桩

8、顶主筋伸入承台，承台在桩顶设一层钢筋网（纵横桥向12001500mm2/m），钢筋网与主筋相连。 承台顶面和侧面设置表层钢筋网，每个面在两个方向的截面积不宜小于400mm2/m，钢筋间距不应大于400mm。,承台底部配筋,四、桩台/梁连接,不受拉的打入桩,受拉的打入桩或灌注桩,第四节 桩基础的施工,常用的方法 灌注法 沉入法,一、钻孔灌注桩施工,(一)、准备工作 准备场地 埋置护筒 制备泥浆 安装钻机或钻架,动画演示,(二) 钻孔,1、钻孔方法和机具 （1）旋转钻 正循环 反循环 潜水钻,正循环钻孔,正循环钻头,反循环钻头,潜水钻孔,（2）冲击钻,（3）冲抓钻,2、钻孔常见质量问题及处理,塌孔

9、 缩孔 斜孔 3、钻孔注意事项,（三）清孔及装吊钢筋骨架,1、目的(清孔底沉渣和泥浆) 2、方法 抽浆清孔 掏渣清孔 换浆清孔,四、灌注水下混凝土,1、灌注方法和有关设备 导管法 首批灌注混凝土数量 2、混凝土材料要求 3、施工注意事项,二、挖孔灌注桩和沉管灌注桩的施工,（一）挖孔灌注桩的施工 适用条件 尺寸及形状特点 优点 缺点,施工工艺及设备简单； 质量好 速度快 成本低,劳动量大 成孔浅 受环境影响大,工序,1、施工准备 2、开挖桩孔 3、护壁和支撑 现浇混凝土护圈 沉井护圈 钢套管护圈 4、吊装钢筋骨架及灌注桩身混凝土,（二）沉管灌注桩施工,动画演示,三、沉桩施工,1、要求：桩径一般小

10、于0.6m； 2、过程： 桩架移动和定位 吊桩和定桩 打桩 截桩和接桩 3、试桩：2根,动画演示,（一）打桩机桩锤,坠锤 单动汽锤； 双动汽锤； 柴油锤；,桩重与锤重比值,（二）振动沉桩机 分类：低频和高频；单频和双频 （三）静力压桩机 （四）射水沉桩设备,（五）桩架,作用 结构要求 高度 类型(材料) 类型(作业性),（六）桩的吊运,吊点位置 单点起吊 双点起吊,（七）打桩常遇到的问题,桩顶、桩身被打坏 桩位偏斜 桩打不下,（八）打桩过程注意事项,四、大直径空心桩的施工,1、施工方法 埋设普通内模； 埋设预应力桩壳 2、施工工序 制作桩节 成孔 吊桩、拼装及沉埋 压浆,第五节 水中桩基础施工

11、,特点： 地质条件复杂； 护筒埋设难度大，技术要求高； 作业条件差，施工有季节性； 须兼顾航运和施工安全； 直径大，入土深，竖向承载力大,一、钻孔灌注桩施工,（一）浅水中桩基施工 围堰 建施工便桥,（二）深水中桩基施工,1、钢板桩围堰法,近海钢板桩围堰,2、双壁钢围堰法,3、水域工作平台法,浮动施工平台 支架施工平台 4、沉井结合法 注意：适用条件,（三）水中钻孔桩施工注意事项,护筒的埋设 配备安全设施,二、高桩承台施工,1、钢吊(套)箱围堰施工技术 工厂制作，现场吊放； 水上散拼，分节吊放； 现场制作，浮运到位后吊放； 现场原位制作，整体或逐节吊放； 门架浮体运输并吊放,2、套箱法施工,3、

12、吊箱法施工,南京大胜关长江大桥9号墩钢吊箱围堰,三、水中大直径钢管桩施工,钢管桩制造 钢管桩防腐 钢管桩沉入,海上钢管桩打入,金塘大桥钢管桩,第六节 桩基础质量检验,一、桩的几何条件受力条件检验 平面布置 桩身倾斜度 桩顶和桩底标高,二、桩身质量检验,过程检测：桩的尺寸、构造 沉后检测：完整性 完整性检测方法 低应变动测法 钻芯检验法,反射波法 水电效应法 机械阻抗法 动力参数法 声波透射法,三、桩身强度和单桩承载力检验,内容小结,结构复杂，地基较差,桩基础,类型、特点,桩与桩基础构造,基桩、承台、桩台连接,桩基础施工,不同施工方法,桩基质量检验,检测方法,本章结束,河姆渡遗址建筑,一期文化共发现较有规律的排桩25排以上。桩木打入地下，高出地面80100厘米，其上架设大、小梁承托地板，构成架空的基础，在基础上立柱架梁盖顶，这种建筑形式称作为干栏式建筑。 第二期文化还发现距今约5600年左右、由200余根桩木和长圆木等组成的水井，是我国迄今发现的时代最早的木构水井。,上海龙华塔,上海龙华塔建于五代吴越末年，相当于北宋太平兴国二年（977），是上海最古老的建筑。塔为楼阁式，七层八角，连塔刹高约40米。龙华塔为砖木混合结构，塔身砖砌，塔檐木结构。,太原晋祠圣母殿,圣母殿始建于北宋天圣间（公元1023年1031年），崇宁元年（公元1102年）重修。正面朝东，面阔七间，进深六间