桩基工程培训教材

'XX年度培训教材（桩基工程）1.基本知识2.预制桩施工工艺3.现浇灌注桩施工工艺4.粉喷桩施工工艺一、基本知识1、桩基的特点及适用情况桩基础是一种常见的深基础形式，在高层及软弱地基土建筑物中得到广泛的应用。（1）承载力高。一般桩的承载力在500MPa左右，甚至有的高达2000MPa。（2）稳定性好、沉降量小而均匀。特别适用于软弱土层或不均匀土层。（3）减少土方量的开挖与回填。与其他的地基处理方法相比，采用桩基础可以减少80~90%的土方开挖量，土方成本大幅度下降。（4）不需要基坑的降水。（5）机械化施工，降低劳动强度，可以缩短工期。（6）技术复杂，质量要求高。（7）地下作业，不宜保证施工质量。（8）有质量问题处理困难，因此在施工过程中应重点控制桩体的质量，这是桩基础能否成功的关键。2.桩基的适用情况（1）地基的上层土质太差，而下层土质较好；（2）地基软硬不均匀或荷载不均匀时；（3）地基软弱，采用其他地基加固措施不合适时；（4）地基土性特殊，如可液化土层、自重湿陷性黄土、膨胀性土、季节性冻土；（5）上部荷载较大时；（6）地下水位很高，或位于水中的构筑物；（7）需要长期保存的、具有重要历史意义的建筑物从以上可以看出，桩基础是适用性最广的一种基础形式。 3、桩基的分类n按桩的受力情况分为：摩擦桩、端承桩；n按施工工艺不同分为：预制桩、灌注桩；n按用途不同分为：地基处理桩、承重桩；n按材料不同分为：木桩、灰土、砂土、水泥、混凝土、钢筋混凝土桩、钢桩。二、预制桩施工工艺钢筋混凝土预制桩施工工艺桩的制作----桩的起吊----桩的运输----桩的堆放----桩的起吊----桩的就位----沉桩----桩的质量检验。核心是沉桩（一）、桩的预制、起吊、运输、堆放1.预制（1）一般在现场采用重叠法制作，重叠层数不超过4层；（2）预制前，场地必须夯实、平整；（3）层与层之间应涂刷隔离剂；（4）下层桩混凝土达到设计强度的30%以后，方可浇筑上层桩；（5）混凝土浇筑时，应由桩顶向桩尖连续浇筑，严禁断开；2.起吊（1）当桩的混凝土达到设计强度等级的70%以上方可起吊；（2）要合理设计起吊的吊点，要满足吊桩弯距最小的原则；（3）起吊时应缓慢、平稳，防止桩体颤动；（4）注意桩尖的朝向，防止安装时调头。3.运输（1）当桩的混凝土达到设计强度等级的100%以上方可运输；（2）采用卷扬机或轻便轨道小平车运输。（二）、沉桩工艺1.沉桩的方式：锤击沉桩法、振动沉桩法、静力压桩法、射水沉桩法。锤击沉桩法振动沉桩法静力压桩法射水沉桩法 施工原理利用打桩设备产生的冲击能量，克服摩擦阻力使桩沉入。利用振动桩锤产生的振动力通过桩身使土体振动，内摩擦角减小。利用桩架的自重和压重，通过滑轮或液压将桩压入土中，目前压力可达400吨。是锤击沉桩法的一种辅助方法。利用高压水流经过桩侧面或空心桩内部的射水管冲击桩尖附近土体，便于锤击。优点1.施工简便2.构造简单3.成本低1.效率高2.污染低3.工期短1.效率高2.无噪音和振动3.可以进行接桩 缺点1.效率低2.施工工期长3对桩头有破坏1.设备复杂，一次性投入大2.成本高1.设备复杂，一次性投入大2.成本高对土体有一定的扰动，因此当沉桩至最后1~2米停止冲水适应范围1.各种土层2.不适用于长桩主要适用于各类砂土1.软弱土层2.邻近怕振动的建筑物3.长桩情况1.砂土2.碎石土3特别长的预制桩2.锤击沉桩法（1）打桩设备：包括桩锤、桩架、动力设备，其中桩锤是最主要的设备。①桩锤：A.桩锤的分类（见下页幻灯片）B.锤重的选择用锤击沉桩法沉桩时，关键是选择锤重。桩锤的选择应先根据施工条件确定桩锤的类型，然后再决定锤重，一般要求如下：ⅰ锤重应有足够的冲击力，锤重应大于或等于桩重；ⅱ锤重应等于桩重的1.5～2倍；ⅲ施工时，宜采用“重锤低击、低提重打”即锤的重量大落距小，不易产生回跃，不至于损坏桩头。②桩架：是支持桩身和桩锤，在打桩过程中引导桩的方向使桩不至于偏移。常见的桩架：多功能桩架、履带式桩架。桩锤的分类及特点桩锤的种类工作原理特点适用范围 落锤0.5~2T用卷扬机提升，靠自重下落的冲击能量打桩构造简单，使用方便，冲击力大，能随意调整落距，速度慢（6~20次／分）效率低1.木桩及细长尺寸的混凝土桩单动汽锤1~15T利用压缩空气为动力推动活塞上升，排出空气汽缸下落打击桩头结构简单，落距短，对桩头不易损坏，打桩速度及冲击力大效率高，1.适宜于各类桩2.最适宜于打就地灌注混凝土桩双动汽锤1~7T桩锤固定不动压缩空气迫使活塞来回上升和下降，带动冲击部分打桩，冲击次数多，冲击力大，工作效率高，不用桩架打桩，但设备笨重移动困难1.适宜于各类桩2.可用于打斜桩、水下打桩、拔桩柴油锤0.3~7T利用燃油爆炸推动活塞往复运动进行锤击打桩最常用的桩锤自身附有桩架、动力设备，不需要外部能源，移动便利，打桩迅速，但不易在硬土和松软土中打桩，有噪音、振动、空气污染1.木桩、钢板桩2.长度在12米以内的混凝土桩液压锤利用液压油使冲击缸体上升与降落从而对桩体产生冲击不排出任何废气，无噪音，冲击频率高，是理想的打桩设备，但构造复杂，造价高适合水中打桩（2）打桩施工①打桩准备工作：平整施工场地，清除地表障碍物，定位放线；安设打桩机械、设备；确定合理的打桩顺序：ⅰ由一侧向另一侧打ⅱ由两侧向中央打ⅲ由中央向两侧打ⅳ跳打法②试打打桩的工艺为：吊桩就位-----校垂度-----安装桩帽------插入土中-----校四心合一（锤、帽身、靴）-----预压-----校垂度-----锤击、记录-----停打。通过试打判断土层的坚硬程度、打桩方法、打桩顺序是否选择得当，以便为正常打桩提供经验与数据。③正式打桩三、现浇灌注桩施工工艺 （一）、基本知识1.概念：是直接在桩位处就地成孔，然后在孔内投放钢筋骨架灌注混凝土而成的桩。2.分类：按成孔方式不同分为：干作业成孔灌注桩、湿作业成孔灌注桩、套管成孔灌注桩、爆扩成孔灌注桩、人工挖孔灌注桩。3.特点：（1）施工时无振动、无挤压、无噪音；（2）对于长桩无需接桩；（3）宜于在建筑物密集的地区使用；（4）能节约钢材，工艺简单，适应于土层变化的地基；（5）操作严格，质量要求高，施工后需要一定的养护期，工期长；（6）施工质量问题尚未彻底解决，而且出现问题后补救困难。（二）、套管成孔灌注桩1.概念：利用锤击打桩法或振动打桩法，将带有钢筋混凝土的桩靴的钢套管沉入土中，然后灌注混凝土拔管而成。2.施工过程：就位-----沉管-----校正-----浇筑第一次混凝土-----投放钢筋骨架-----浇筑第二次混凝土-----拔管。3.常用的施工方法（1）单打法：施工时在管内灌满混凝土，开动振动器5~10S，开始边振边拔。每拔0.5~1米，停拔5~10S，如此反复，直到套管全部拔出。（2）反插法：在套管内灌满混凝土后，先振后拔，每次拔管0.5~1米，向下反插0.3~0.5米，如此反复进行并始终保持振动，直到套管全部拔出。反插法使桩径扩大，承载力提高，混凝土质量得到改善。（3）复打法：在单打法完成后立即进行清管在原桩位处二次沉管，并放入钢筋笼，二次浇筑混凝土，二次拔管。经过二次复打，桩径扩大，承载力提高（提高25%左右），混凝土质量得到改善。要求：①在混凝土初凝前完成复打；②必须在原位进行，防止偏移。4.套管成孔灌注桩常见的质量问题 断桩缩颈桩吊脚桩概念解释在某水平或斜截面处出现贯通裂痕又称瓶颈桩在某截面处直径变小桩底的混凝土隔空或混进泥砂而形成松软层产生原因1.桩距太小受邻桩施工挤压产生水平力和隆起上拔力；2.混凝土初凝不久强度弱时受到外力；3.软硬土层间传递水平力大小不同，对桩产生剪应力。1.孔隙水压力的影响；2.拔管太快，混凝土量少，和易性差，出管扩散性差；3.桩距太小受邻桩施工挤压成缩颈。1.预制桩尖（靴）强度不够被打坏泥砂或水进入桩管；2.拔管时预制桩尖没有及时脱开或活瓣没有及时打开。防止措施1.控制桩距不小于3.5桩径；2.采用跳打法或控制时间法，使近桩混凝土达到设计强度50%后再打中间桩；3.将断桩拔出加钢箍连接重新浇灌混凝土。1.控制拔管速度（一般1.2~1.5米／分，软弱土层0.8~1.0米／分）；2.施工中始终保持混凝土量略高出地面保持足够压力便于扩散；3.发现缩颈用复打法、反插法处理。1.防止预制桩尖没有及时脱开或活瓣没有及时打开可以采用密振慢拔；2.严格检验桩尖强度、密封性、检验活瓣的灵活性；3.拔出钢管填砂重打。四、粉喷桩施工工艺1、施工顺序水泥粉喷桩的主要施工顺序为：施工准备→钻机就位→钻进→提升喷粉搅拌→升到设计标高后再复钻→提升复拌喷灰→升到设计标高后停机→下一桩循环施工。2.施工准备①粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料：施工场地的工程地质报告，粉喷桩设计桩位图，原地面高程数据表，加固深度与停灰面高程以及测量资料等。②场地平整、清除障碍。如场地低洼，应回填粘性土；施工场地不能满足机械行走要求时，应铺设砂土或碎石垫层。压实度不小于85%。若地表过软，则应采取防止机械失稳措施。③施工机具准备，进行机械组装和试运转。 ④粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配合比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩10根，通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。粉喷桩所用的水泥应符合设计要求，并有产品合格证，并经室内检验合格才能使用。3.工艺性试桩粉喷桩正式施工前要先进行成桩试验，水泥掺入比参考值为48—50kg/m。粉喷桩施工前应做好加固土室内试验，根据设计要求的无侧限抗压强度，按7天龄期的试验成果求出合适的掺入比，7天龄期抗压强度不小于1100KPa。以确定：a、要穿过软土层的实际深度；b、了解各软土的阻力，以确定钻进及提升速度和喷粉量。在实际工作中根据其抽芯质量情况发现，对含水量较大的软土，提升速度要慢，风量要大才能保证成桩质量；对砂层，特别是粗砂层，提升速度应较淤泥层快，风量应较淤泥层的小。4.各主要工序的质量控制要点①桩基就位：根据设计，确定加固放置机体位置的基础（即加垫砂层），使搅拌桩机机轴保持垂直，以防打斜桩，影响桩基承载力。②下钻：启动搅拌桩机，钻头边旋转边钻进。为不致于堵塞喷射口，此时并不喷射加固材料，而是喷射压缩空气，可使钻进顺利，减小负载扭距。随着钻进，准备被加固的土体在原位受到搅动。③提升钻头并反转：在提升过程喷粉搅拌，通过粉体发送器将水泥粉喷射入搅拌的土体中，使土体和水泥沿深度方向充分拌和。要根据地质情况，决定提升速度，以得到较均匀的水泥土桩，提升速度根据试桩参数确定。④提升结束：当钻头提升到距地面30～50cm时，发送器停止向孔内喷射粉料，成桩结束。这时由于装置的回路是封闭的，粉体不会向空中喷射和飞散。在向土体喷射过程中的最后阶段，在搅拌钻头距地面30cm处停止喷粉，粉粒不会溢出地面。一般在设计桩顶预加50cm桩长作为破除桩头用。⑤复拌：停止喷粉，钻头边旋转边钻进，直至设计深度处，再边提升边反向旋转，使土体和粉体充分拌和，土体被充分粉碎，水泥粉被均匀地分散在桩土中，复拌是保证成桩均匀和提高桩体强度的有效措施。5.桩体质量检验粉喷桩施工完成后，应按规定频率进行取芯、无侧限抗压强度、单桩及复合地基承载力试验。在粉喷桩检测方法中，以取芯试验为主。 6.施工注意事项①关于复搅与提升：为了加强桩身强度.全程全长复搅一次。钻进提升时管道压力不宜过大，以防淤泥向孔壁四周挤压形成空洞。②关于补喷和废桩问题：如发生意外影响桩身质量时，应在水泥终凝前采取补喷措施，补喷重叠长度大于1.0m.补喷无效时须重新打桩，新桩与废桩的间距≥20cm.③输灰管须经常检查，不得泄漏及堵塞，管道长度以60m为宜。对钻头定期检查，直径磨耗量≤1cm，钻头直径≯53cm.④在灌注桩两侧布设粉喷桩位时，应预留钻孔灌注桩施工位置，预留净距为140cm.⑤成桩施工顺序从四周边开始向中心进行，相邻两根桩必须跳跃间打。⑥砂砾垫层必须在桩体强度达到70%时方可铺筑。⑦质检人员必须对粉喷桩施工进行全过程旁站。授课人：XXXXXX年XX月XX日'