土木工程施工 教学课件 作者 宁宝宽 主编3 基础工程施工.ppt

'第3章基础工程 主要内容验槽地基处理浅基础施工桩基础施工 3.1基坑验槽当场地为天然地基，当基坑(槽)挖至基底设计标高后，施工单位必须会同勘察、设计、监理和业主共同进行检验，合格后方能进行基础工程施工，此工序叫基坑验槽。基坑验槽常采用观察和钎探的方法进行。基坑（槽）经过验槽，经各方签字合格后，即可进行下一工序基础工程的施工，如果经验槽有不合格或与原勘察设计不符之处，应会同各方进行基槽或地基的处理，否则不能开展下一工序施工。 浅基础施工2405×602405×60砖基础 砖石基础30030030080150150 3.3地基处理地基处理的目的地基处理的原理地基处理的方法 3.3.1地基处理的目的1提高土的强度-地基承载力2增加土的刚度-减少地基沉降量3改善地基土的水力特性4改善抗震性能:(1)液化:加密,围封;(2)震陷:干松砂和溶洞. 换填法Soilreplacement1垫层法1.1材料(1)堆石,块石,毛石,抛石挤淤(2)砾,中粗砂,振动压实,防冻,防液化,加速固结(3)灰土,三合土(有一定胶结)灰土2:8,3:7,土-粉土,粉质粘土;三合土:灰土,灰渣及碎砖瓦(4)工业废渣:粉煤灰,矿渣(5)素土:Ip=10~17,湿陷性黄土换除,分层垫入,压实b回填土 2垫层法的适用性(1)软粘土和淤泥(2)湿陷性土(3)填土,一般粘性土承载力低按承载力设计(与软弱下卧层相似)b回填土 锤重落距>10kg,100cm1~2t,3~4m>10t,>10m强夯法Heavytamping 飞硪 振动式压路机强夯地基加固机械 砂桩 振冲桩(起源于德国,我国于70年代引入)(1)设备,振冲器d=270~420mm,l=2~3m,G=8~20KN(2)原理:振:偏心轮旋转,振动加密,使颗粒移动冲:高压水从中间穿过,土颗粒振浮液化固结 振冲器 预压方法preloading（1）堆载预压（2）降水预压增加有效应力wellpointsystem（3）真空预压密封层 ’-u真空预压密封层 胶结法1水泥和粘土浆可灌物—净空比R=Dpore/d=2~3;Dpore、d为被灌材料的孔隙尺寸和灌浆材料的粒径，防止堵塞可灌比N=D15/d8510~15,85%的灌浆材料充填适用于砾石,粗砂，用以防渗，灌注桩加固 单液硅化法和碱液法硅酸钠，氢氧化钠＋氯化钙3化学灌浆丙烯酰胺，聚氨酯真溶液易灌，凝固时间和强度可控，污染，造价高 高压喷射注浆法高压旋喷单管:浆液双管:内浆外气三管:气,水,浆适用于:人工填土;黄土及一般粘性土;软粘土;砂石 单管浆液双管内浆外气三管气水浆 深层搅拌法Deepmixing水泥土搅拌法软粘土加固1工艺和机械2地基，高速公路，基坑 深层搅拌桩挡墙 地基处理方法小节加密法：碾压，爆破，强夯，深层挤密形成复合地基，预压固结换土垫层法：垫层0.5-3.0m,下卧层承载力验算胶结法：适用于饱和软土加筋法：适用性广 3.4概述3.4.1浅基础的类型：1．按受力特点分：刚性基础柔性基础2．按构造型式分：独立基础带形基础筏片基础交梁基础3．按材料不同分：砖基础毛石基础毛石砼基础钢筋砼基础等3.4.2桩基础：1．构成及其特点：组成：桩及桩承台特点：承载力高、沉降量小而均匀，能承受竖向力、水平力、上拔力、振动力等，施工速度快、质量好。 2．桩基础的分类：⑴按受力情况分类：端承桩摩擦桩⑵按施工方法分类：锤击沉桩静力压桩振动沉桩水冲沉桩灌注桩干作业成孔泥浆护壁成孔套管成孔人工挖孔爆扩成孔预制桩 3.4.1预制桩的制作、起吊、运输、堆放：1．制作：方形桩：250~550mm管桩：φ400~600mm叠浇施工≤4层30%砼≥C30ρmin≥0.8%桩顶一定范围内的箍筋应加密，并设置钢筋网片预制桩施工 钢筋混凝土预制桩制作－钢筋、模板施工 钢筋混凝土预制桩制作－混凝土浇筑 运至施工现场的预应力混凝土管桩。 打入第一节、末节桩体与电焊接桩 静力压桩机 2．起吊：要求：砼强度等级≥75%；吊点位置：符合设计。3．运输和堆放：要求：砼强度等级≥100%；宜采用随打随运，减少二次搬运；堆放层数≤4层，垫木间距同吊点位置，且上下一致。+M－M正负弯矩相等原则 2.2.2预制桩沉桩：1．锤击沉桩：（打入桩）是利用桩锤下落产生的冲击能量将桩沉入土中。⑴打桩机具：桩锤、桩架、动力装置桩锤：落锤、蒸汽锤、柴油锤、液压锤、振动锤。桩架：作用：悬吊桩锤、固定桩身、为桩锤导向。种类：（按行走方式）滚筒式、轨道式、步履式、履带式高度确定：⑵打桩施工：①准备工作：三通一平材料机具打桩试验确定打桩顺序：≤4d时，履带式桩架多功能桩架 ②打桩施工工艺：桩架就位→吊桩就位→检查桩垂直度→扣桩帽→打桩打桩方法：重锤低击⑶打桩质量控制：◆满足贯入度及桩尖设计标高要求◆桩位偏差在允许范围之内⑷接桩：焊接接桩、浆锚法、法兰接桩⑸打桩常见问题：桩顶、桩身破坏；打歪；滞桩；浮桩。对桩顶的冲击能量小，动量大，桩顶不易损坏，大部分能量用于克服桩身摩擦力与桩尖阻力；落距小，打桩速度快，效率高；另外，桩身反弹小，反弹张力波产生的拉应力不致使桩身被拉坏。 2．静力压桩：是利用压桩机桩架自重和配重的静压力，将桩逐节压入土中。特点：节约钢筋、砼，降低造价，无噪音、无振动，对周围环境影响小。适用范围：软土地基、城市中心、建筑物密集处、精密工厂扩建等。压桩机械：机械式、液压式施工方法：分段压入L≤6m硫磺胶泥接桩3．振动沉桩：是利用振动箱的振动力将桩沉入土中。原理：偏心块→力传桩→桩传土→土松→f↓→沉桩适用范围：粘土、松散砂土、软土，更适合打钢板桩。4．水冲沉桩：用高压水冲刷桩尖部土壤，减小桩下沉阻力。活动压梁油压表桩帽上段桩上段桩锚筋下段桩加压重物底盘轨道导笼口操作平台卷扬机加压钢丝绳滑轮组桩架导向笼静力压桩机构造原理图全液压式静力压桩机压桩示意图 泥浆循环：正循环、反循环。水下浇筑砼：导管法砼充盈系数：实际浇筑砼量与理论计算砼浇筑量之比。3.4.2泥浆护壁成孔灌注桩成孔方法：钻孔、冲击适用范围：不限。 正循环回转钻机成孔工艺原理图由空心钻杆内部通入泥浆或高压水，从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出流入泥浆池。 反循环回转钻机成孔工艺原理图反循环工艺的泥浆上流的速度较高，能携带较大的土渣。 泥浆循环：正循环、反循环。水下浇筑砼：导管法砼充盈系数：实际浇筑砼量与理论计算砼浇筑量之比。3.4.3套管成孔灌注桩：（沉管、打拔式）成孔方法：锤击沉管、振动沉管适用范围：一般粘性土、淤泥质土、砂土、人工填土地基。稍密及中密的碎石土地基。复打法：⑴目的：提高桩的质量或使桩径扩大，提高桩的承载能力。⑵要求：①二次沉管的轴线一致；②必须在第一次灌注的砼初凝以前全部完成。检查方法：用吊砣检查管内有无泥浆或渗水，并测孔深。用测锤或浮标检查砼的下降。振动灌注桩的施工：单振法、复振法、反插法。常遇问题及处理方法：断桩缩颈桩吊脚桩桩尖进水进泥 2.3灌注桩施工2.3.1干作业螺旋钻孔灌注桩：Φ300~600mm8~20m适用范围：地下水位较低，土质为填土层、粘性土层、粉土层、砂土层和粒径不大的砾砂层。施工工艺：确定成孔顺序→桩机就位→成孔→钢筋笼→浇砼→桩承台钻头的类型：锥式钻头、平底钻头、耙式钻头。成孔方法：长螺旋、短螺旋（正转钻进、反转提土）2.3.2泥浆护壁钻孔灌注桩：泥浆的作用：护壁、携渣、冷却、润滑。施工工艺：测定桩位→埋设护筒→桩基就位→成孔→清孔→钢筋笼→浇砼成孔机械：回转钻机、冲击钻、潜水钻机。 就位沉管浇筑成型边拔边浇放入钢筋笼继续浇筑沉管灌注桩施工过程 3.4.4爆扩成孔灌注桩步骤：成孔→放炸药→灌砂及压爆混凝土→引爆成扩大头→检查→置筋→灌筑混凝土。炸药用量：依扩大头径及土质而定，可用计算、试验、查表三法。内容：爆桩孔；爆扩大头 爆扩桩施工工艺钻孔(直径50～60mm)放炸药管扩孔清土放炸药包灌混凝土爆扩大头放入钢筋骨架,灌注混凝土 3.4.5人工挖孔桩：适用范围：土质较好、地下水位较低的粘土、亚粘土、含少量砂卵石的粘土层等。构造要求：φ800~φ2000mm。最大3500mm。扩底：1.3~3.0d，最大4500mm。护壁厚度：支护方法：现浇砼、喷射砼、波纹钢模板工具式护壁。 地下连续墙施工过程示意图 沉井施工主要程序示意图 总结桩基工程预制桩灌注桩锤击沉桩静力沉桩振动沉桩水冲沉桩≤4d重锤低击质量控制接桩方法成孔方法施工工艺充盈系数正循环反循环复打法 3.1预制砼桩的制作、起吊、运输与堆放有哪些基本要求？3.2桩锤有哪些类型？工程中如何选择锤重？3.3简述打桩方法与质量控制标准。3.4预制桩的沉桩方法有哪些？3.5泥浆护壁钻孔灌注桩的泥浆有何作用？泥浆循环有哪两种方式，其效果如何？3.6套管成孔灌注桩的施工流程如何？复打法应注意哪些问题？复习思考 1．名词解释：⑴最后贯入度：⑵重锤低击：⑶复打法：⑷砼充盈系数：最后贯入度是指锤击沉桩施工中，最后10击内桩的平均入土深度。重锤低击指选用较重的锤，以较低的落距锤击沉桩。复打法：即在同一桩孔内进行两次单打。目的是为了提高桩的质量或使桩径增大，提高桩的承载能力。砼充盈系数指灌注桩施工时，砼的实际浇筑量与理论计算浇筑量的比值。练习'