桩基础施工工艺与桩基检测[详细]

1、桩基础工程预制桩施工 桩基础的 组成和作用:由桩身和承台两部分组成,桩身或部分埋入土中,将上部结构的 荷载通过桩穿过软弱土层传递到较深的 地基,以解决浅基础承载力不足和变形较大的 地基问题.桩基础的 分类:1、按传力性质分:端承桩、摩擦桩;2、按制作方式分:预制桩、灌注桩;3、按预制桩沉入方法分:锤击法、水冲法、振动法、静力压桩法;4、按灌注桩成孔方法分:钻孔、冲孔、挖孔灌注法、钻扩孔、沉管和爆扩灌注法等;5、按成桩方法分:非挤土成孔桩、部分挤土桩和挤土桩;6、按断面形式分:圆桩、方桩、多边行桩和管桩等;7、按制作材料分:混凝土桩,钢筋混凝土桩、钢桩等.一 、预制桩施工钢筋混凝土预制桩的 施工

2、,主要包括预制、起吊、运输、堆放、沉桩等过程.(一)桩的 制作、起吊、运输和堆放1、桩(实心桩和管桩)的 制作:a、实心桩正方形,边长200450米米;(管桩的 外径通常为400米米、500 米米,壁厚80-110 米米);b、30米以上的 桩可分段预制,工厂制作每段不宜超过12米;c、砼强度等级不宜低于C30(预应力砼桩的 强度等级不宜低于C40);d、长桩现场制作,短桩工厂预制;e、用叠浇法预制桩施工,不宜超过4层,下层或邻桩的 砼达到30设计强度以后方可进行(管桩每节长度810米,采用离心法生产制作).f、制作程序为:现场布置场地处理浇地坪筑砼支模扎筋、安设吊环浇筑混凝土养护(到30强度

3、后)拆模支间隔端头模板、刷隔离剂、扎筋浇筑间隔桩混凝土同法间隔重叠制作第二层桩养护到70强度起吊达100强度后运输.(图示)g、钢筋骨架主筋12-25米米(不宜小 于14米米),箍筋为6-8米米,间距不大于200米米,主筋对焊(接头数量不得超过50.距离应大于30d且不小 于500 米米).h、覆盖洒水养护不少于7d.i、桩的 制作质量除应符合有关规范的 允许偏差规定外,还应符合下列要求:1)表面平整、密实,掉角的 深度不应超过10米米,且局部蜂窝和掉角的 缺损总面积不得超过该桩表面全部面积的 0.5%,并不得过分集中.2)收缩裂缝深度不得大于20米米,宽度不得大于0.25米米;横向裂缝长度不

4、得超过0.5倍的 边长.3)桩顶和桩尖处不得有蜂窝、麻面、裂缝和掉角.2、桩的 起吊:桩的 强度达到设计强度标准值的 70%后方可起吊,在吊索与桩间应加衬垫,起吊应平稳提升,起吊时,必须合理选择吊点,防止在起吊过程中过弯而损坏. a、d一点起吊 b两点起吊 c三点起吊; e、f管桩一点及两点起吊3、桩的 运输:混凝土预制桩达到设计强度的 100%方可运输.可采用平板拖车(场外运输)或轻轨平板车运输(场内运输).4、桩的 堆放:垫平、放稳,堆放层数不宜超过4层,不同规格的 桩应分别堆放.(二)沉桩机械设备打桩设备主要包括桩锤、桩架和动力装置三部分.1、 桩锤是对桩施加冲击力,将桩打入土中.桩锤主

5、要有落锤、汽锤、柴油锤、振动锤等,目前应用较广的 是柴油锤.(1)落锤:落锤重量为520KN,用于普通粘性土和含砾石较多的 土层中打桩.(2)汽锤:a、单动汽锤的 锤重30150KN,适用于打各种桩.b、双动汽锤的 锤重0.66t(6160KN),适用于打各种桩,并可以用于拔桩和水下打桩.(3)柴油锤:打桩工效高,构造简单,移动灵活,使用方便,不适用于在过硬或过软的 土层中打桩,多用于打木桩、钢板桩及长度在12米以内的 钢筋混凝土桩.(4) 液压锤:新型、低噪音、无油烟、能耗省的 打桩锤.它是由液压推动密闭在锤壳体内的 芯锤活塞柱,令其往返实现夯击作用,将桩沉入土中.(5)振动锤:利用偏心轮引

6、起激振2、桩架(有稳桩、吊锤、导向的 作用)是支持桩身和桩锤,将桩吊到打桩位置,并在打入过程中引导桩的 方向,保证桩锤沿着所要求的 方向冲击.桩架的 选择时,应考虑桩锤的 类型、桩的 长度和施工条件等因素.常用的 桩架形式有:滚筒式桩架、多功能桩架、履带式桩架.(1)滚筒式桩架:(靠钢滚筒行走、灵活性差)行走靠两根钢滚筒在垫木上滚动,优点是结构比较简单,制作容易,但在平面转弯、调头方面不够灵活,操作人员较多. (2)轨道式桩架:(可旋转、倾斜、沿轨道行走) 轨道式桩架的 机动性和适应性很大,在水平方向可做360度旋转,导架可以伸缩和前后倾斜,底座下装有铁轮,底盘在轨道上行走.这种桩架可适用于各

7、种预制桩和灌筑桩施工. 图29 滚筒式桩架 图210多功能桩架 图211 履带式桩架(3)履带式桩架:(比轨道式更灵活)以履带起重机为底盘,增加导杆和斜撑组成,用以打桩.移动方便,比多功能桩架更灵活,可用于各种预制桩和灌筑桩施工.3、动力装置动力设备包括驱动桩锤用的 动力设施,如卷扬机、锅炉、空气压缩机和管道、绳索和滑轮等.打桩机的 动力装置,主要根据所选的 桩锤性质而定.选用蒸汽锤则需配备蒸汽锅炉;用压缩空气来驱动,则需考虑电动机的 或内燃机的 空气压缩机;用电源作动力,则应考虑变压器容量和位置、电缆规格及长度、现场供电情况等.(三)沉桩工艺 沉桩方法有捶击法、水冲法、振动法、钻孔捶击法、静

8、力压桩法1、 捶击法沉桩:利用桩捶的 冲击力克服土体对桩体的 阻力,使桩沉到预定尝试或达到持力层.(1)打桩准备1)定桩位和确定打桩顺序打桩顺序直接影响打桩速度和打桩质量.所以,群桩施打前,应根据桩群的 密集程度、桩的 规格、长短、和桩架移动方便来正确选择打桩顺序. a、从两侧向中间打 b、逐排打设 c、自中央向四周打 d、自中央向两侧打稀疏时(桩中心距4倍桩径时),根据施工方便选择打桩顺序.密集时(桩中心距=4倍桩径时),按选定的 打桩顺序实施.当桩规格、埋深、长度不同时,宜“先大后小 、先深后浅、先长后短”施打,当一侧毗邻建筑物时,由毗邻建筑物处向另一方向施打.2） 设置水准点:打桩现场附

9、近需设置不少于2个水准点检查桩位偏差和入土深度3） 垫木、桩帽和送桩:桩捶与桩帽间应设置垫木用以减轻对桩帽的 直接冲击4） 设置标尺:以控制桩的 入土深度5)其它(2)沉桩工艺桩机就位桩起吊对位插桩打桩接桩打桩送桩检查验收桩机移位1） 桩机就位:应对准桩位,保证垂直、稳定,确保在施工中不发生倾斜、移动.2） 桩起吊:钢筋混凝土预制应在混凝土达到设计强度的 70%方可起吊,达到设计强度的 100%才能运输.3） 对位插桩:桩尖插入桩位后,先用落距较小 的 轻捶1-2次,桩入土一定深度,再调整桩捶、桩帽、桩垫及打桩机导杆,使之与打入方向成一直线,并使桩稳定.4） 打桩:打桩顺序根据基础的 设计标高

10、,先深后浅;依桩的 规格先大后小 ,先长后短5)接桩:混凝土预制长桩,一般要分节制作,在现场接桩,分节沉入.常用接头方式有焊接接桩、法兰接桩及硫硝胶泥锚接接桩三种.6)送桩:在打桩时,若要使桩顶打入土中一定深度,则需设置送桩,送桩的 中心线应与桩身吻合一致方能进行送桩7） 检查验收:一是能否满足贯入度或标高的 设计要求,二是打入后的 偏差是否在施工及验收规范允许的 范围以内2、 静力压桩法:利用无振动、无噪声的 静压力将桩压入土中.适用于在软土、淤泥质土中沉桩,以及有防振要求的 建筑物附近施工.1)机械设备:(压桩机)a、机械式静力压桩机是利用桩架的 自重和压重,通过卷扬机牵引滑轮组,将整个压

11、桩机的 重力经压梁传至桩顶,以克服桩身下沉时与土的 摩阻力,将桩压入土中.b、液压式静力压桩机由压桩机构、行走机构和起吊机构组成.2)施工程序:测量定位桩机就位吊桩插桩桩身对中调直静压沉桩接桩再沉桩终止压桩切割桩头3、 其他沉桩方法:振动法、水冲沉桩法、钻孔锤击法等(1)振动法:借助固定于桩顶的 振动器产生的 振动力,减小 桩与土之间的 摩擦阻力,使桩在自重和振动力的 作用下沉入土中.适于振动法在砂土中运用效果较好,对黏土地区效率较差(2)水冲沉桩法:利用高压水流经过桩侧面或空心桩内部的 射水管冲击桩靴附近土层,减小 桩与土之间的 摩擦力及桩靴下土的 阻力,使桩在自重和锤击作用下迅速沉入土中.

12、适于砂土和碎石土,有时对于特别长的 预制桩,单靠锤击有一定困难时,也可用水冲法辅助施工.(3)钻孔锤击法:当遇到土层坚硬,采用锤击法遇到困难时可以先在桩位上钻孔后再在孔内插桩,然后锤击沉桩.混凝土灌注桩施工原理:直接在施工现场的 桩位上使用人工或机械等方法成孔,然后在孔内浇筑混凝土或钢筋混凝土成桩.分类:根据成孔方法不同分为钻孔、套管成孔、爆扩成孔及人工挖孔灌注桩等.(一)灌注桩的 施工准备1、定桩位和确定成孔顺序(四点、两线、一点,攀线法)(1)钻孔、挖孔无挤土,可按施工方便确定成孔顺序.(2)冲孔、振动、爆扩有挤土,可按规定确定成孔顺序1)间隔1-2个桩位成孔2)在邻桩混凝土初凝前或终凝后

13、再成孔3)群桩基础(5根单桩),从中间向周围成孔.4)爆扩桩,同一承台下一定桩距的 可单爆或联爆法成孔2、制作钢筋笼(1)主筋:环向均匀布,保护层厚度符合要求,焊接连接.(2)箍筋:直径、间距.(3)加劲箍:直径、间距、焊接.(4)定位筋:控制保护层厚度,间距符合设计规定.注意:钢筋笼外径:比套管内径小 60-80米米,比导管外径大100米米以上.3、混凝土配制(1)石子:合适粒径,卵石50 米米、碎石40 米米,配筋桩30 米米(2)砂:中粗砂(3)坍落度:水下16-22 米米,干作业8-10 米米,套管6-8 米米(二)灌注桩的 施工工艺1、钻孔灌注桩:利用钻孔机械钻出桩孔,并在桩孔中浇灌

14、混凝土而成的 桩.(1)干作业成孔灌注桩:钻头在不含水土层中施工适用:地下水位以上的 各种软硬土层,不需设置护壁.1)螺旋钻成孔灌注桩施工工艺钻机就位钻孔检查成孔质量孔底清理盖好孔口盖板移桩机至下桩位移走盖口板复测桩孔深度及垂直度安放钢筋笼放混凝土串筒浇灌混凝土插桩顶钢筋2)螺旋钻孔压浆成桩法施工工艺钻机就位钻孔、清底一次压浆提钻下钢筋笼下碎石二次补浆(2)泥浆护壁成孔灌注桩:钻头在含水土层中施工适用:地下水位以下的 各种软土层,需设置护壁.泥浆作用:护壁、携渣、冷却和润滑.施工工艺流程:测定桩位埋设护筒(1.5,100200,400600)桩机就位制备泥浆成孔清孔安放钢筋骨架浇筑水下混凝土1

15、)定桩位、埋设护筒定位后,埋设护筒.护筒作用是定位、防水、保护孔口、保持孔内水压力、引导钻进方向等.2)制备泥浆原土造浆:土屑与水旋拌自成.人工造浆:高塑性黏土或膨润土与水拌合.浓度应控制,注入为1.1左右,排出为1.2-1.4;3)成孔:机械钻孔a、回转钻机成孔正循环:注水、浮渣、清孔难度大、速度慢.反循环:流水、抽水、吸渣、清孔容易、速度快.b、潜水钻成孔潜水钻机和钻头连在一起,潜入水中切土工作的 一种体积小 而轻的 旋转式钻孔机械.c、冲击钻成孔主要用于岩土层中成孔,钻头有十、工、人字形.4)清孔注入清水或浓度低的 泥浆,通过泥浆比重仪检测泥浆比重,用重锤法或沉渣仪检测孔底沉渣厚度(端承

16、桩=50米米,摩擦端承桩、端承摩擦桩=100 米米,摩擦桩=300米米).5)浇筑水下混凝土(导管法)将密封连接的 钢管作为混凝土水下灌注的 通道,混凝土沿竖向导管下落至孔底,置换泥浆而成桩.2、沉管灌注桩原理:使用桩锤将一定直径的 钢管和桩尖挤土、入土,达到设计标高后,边拔管、边振动、边灌注混凝土、边成桩.分类:振动沉管灌注桩:振动冲击锤冲击和振动,活瓣式桩尖.锤击沉管灌注桩:桩锤冲击,桩靴式桩尖.夯压成型灌注桩:外钢管入土,内夯管夯打.(1)施工顺序:桩机就位沉管(锤击、振动)混凝土浇筑边拔管边浇砼安放钢筋笼或插筋(2)施工方法:有单打法、反插法、复打法等1)单打法:一次沉管、一次拔管,一

17、般情况下振动沉管灌注桩均采用此法2)复打法:两次沉管、两次拔管,可扩大桩径,大大提高桩的 承载力3)反插法:多次沉管、多次拔管,可扩大桩径,提高桩的 承载力3、人工挖孔灌注桩原理:采用人工挖掘方法进行成孔,然后安放钢筋笼,浇筑混凝土而形成的 桩.特点:质量好,速度快,污染小 ,不安全.要求:直径满足设计承载力,最小 为800米米,一般为1000米米-3000米米,桩底一般都扩底.(1)机具准备:挖土、出土、降水、通风和通讯机具,以及护壁模板.(2)施工工艺:测量放线、定桩位桩孔内土方开挖支护壁模板浇护壁混凝土拆模,继续下一节的 施工浇筑桩身混凝土(3)注意事项a、桩位监控,专人负责;b、保证孔

18、位和垂直度;c、防止土壁坍落及流砂;d、护壁混凝土符合规范;e、及时清孔、排水、搅混凝土.4、爆扩成孔灌注桩原理:先在桩位形成导孔,再埋炸药引爆扩孔,后放置钢筋浇注混凝土而形成的 桩.施工工艺:成孔检查修理桩孔安放炸药包注入压爆混凝土引爆检查扩大头 安放钢筋笼浇注桩身混凝土成桩养护桩基工程常见的 质量通病及防治措施桩基工程施工过程中,由于有工艺和操作上,桩的 制作质量上,土层变化复杂等原因,会导致一些质量问题和事故的 发生.因此,发生这些问题时,必须具体分析,具体处理,必要时,应与设计单位共同研究解决.(一)预制桩施工常见的 质量通病有:桩顶破碎,沉桩达不到控制要求,桩倾斜、偏移,桩身断裂,接头忪脱、开裂,桩顶上涌.(二)灌注桩施工1、泥浆护壁成孔灌注桩常见的 质量通病有:孔壁坍塌孔,护筒冒水,钻孔偏斜,钻孔漏浆,梅花桩,卡锤,流砂,钢筋笼偏位、变形、上浮,端桩等.2、沉管灌注桩常见的 质量通病有:缩径,桩身夹泥,断桩,掉脚桩,桩身下沉,桩尖进水进泥砂,灌注桩达不到最终设计要求等.3、干作业成孔灌注桩常见的 质量通病有:塌孔,桩孔偏斜,钻进困难等.4、挖孔桩灌注桩常见的 质量通病有:桩身质量缺陷,桩孔坍塌,护壁裂缝等.5、爆扩桩灌注桩