《桩基工程》ppt课件

'第三节桩基础工程 一、钢筋混凝土预制桩施工钢筋混凝土预制桩：在预制构件厂或施工现场预制，用沉桩设备在设计位置上将其沉入土中，其特点：坚固耐久，不受地下水或潮湿环境影响，能承受较大荷载，施工机械化程度高，进度快，能适应不同土层施工。钢筋混凝土预制桩是我国目前广泛采用的一种桩型。钢筋混凝土预制桩有方形实心断面桩和圆柱体空心断面桩。 钢筋混凝土预制桩制作－钢筋、模板施工 预制桩和灌注桩的施工方法预制桩根据沉入土中的方法，可分打入桩、水冲沉桩、振动沉桩和静力压桩等；灌注桩是在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成的桩。灌注桩按成孔方法不同，有钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、冲孔灌注桩、套管成孔灌注桩及爆扩成孔灌注桩等。 1.操作特点静力压桩是利用无噪声、无振动的静压力将桩压入土中，常用于土质均匀的软土地基的沉桩施工。静力压桩机见图。(二)静力压桩 静力压桩机 2.操作过程静力压桩利用压桩架的自重和配重，通过卷扬机牵引，由钢丝绳、滑轮和压梁，将整个桩机的重力(800～1500kN)反压在桩顶上，以克服桩身下沉时与土的摩擦力，迫使预制桩下沉。 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 4.接桩的方法接桩的方法目前有三种：焊接法、法兰螺栓连接法、硫磺浆锚法。3.施工方法压桩施工一般采取分节压入、逐段接长的施工方法。 施工注意事项1．压桩施工时应随时注意使桩保持轴心受压，接桩时也应保证上下接桩的轴线一致，并使接桩时间尽可能地缩短，否则，间歇时间过长会由于土体固结导致发生压不下去的事故。2．当桩接近设计标高时，不可过早停压，否则，在补压时也会发生压不下去或压入过少的现象。3．压桩过程中，当桩尖碰到夹砂层时，压桩阻力可能突然增大，可采取停车再开。忽停忽开的办法，使桩有可能缓慢下沉穿过砂层。如果工程中有少量桩确实不能压至设计标高而相差不多时，可以采取截桩的办法。 灌注桩按成孔方法：钻孔法——一般土层沉管法——土质差、水位高爆扩法——土质好（粘性）、无地下水人工挖孔法——桩径大、土较好 1.干作业钻孔桩灌注干作业钻孔灌注桩适用于成孔深度内没有地下水的一般粘土层、砂土及人工填土地基，不适于有地下水的土层和淤泥质土。干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔。成孔Φ300m到Φ500mm、最大Φ800mm，钻孔深度相应为8m到12m。钻机就位后，钻杆垂直对准桩位中心，开钻时先慢后快，减少钻杆的摇晃，及时纠正钻孔的偏斜或位移。钻孔至规定要求深度后，进行孔底清土。清孔的目的是将孔内的浮土、虚土取出，减少桩的沉降。方法是钻机在原深处空转清土，然后停止旋转，提钻卸土。钢筋骨架的主筋、箍筋、直径、根数、间距及主筋保护层均应符合设计规定，绑扎牢固，防止变形。用导向钢筋送入孔内，同时防止泥土杂物掉进孔内。钢筋骨架就位后，应立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注时，应分层浇筑、分层捣实，每层厚度50～60cm。 螺旋钻flash演示 2.湿作业成孔灌注桩（泥浆护壁成孔灌注桩）泥浆护壁成孔是用泥浆保护孔壁并排出土渣而成孔。泥浆护壁钻孔灌注桩适用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、填土、碎(砾)石土及风化岩层；以及地质情况复杂，夹层多、风化不均、软硬变化较大的岩层，冲孔灌注桩除适应上述地质情况外，还能穿透旧基础、大孤石等障碍物，但在岩溶发育地区应慎重使用。成孔机械有潜水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。 （1）施工机械冲抓钻冲击钻潜水电钻回转钻反循环正循环用于碎石土、砂土、粘性土、风化岩用于粘性土、淤泥、砂土 冲击钻作业示意图 水龙头钻杆钻机回转装置泥浆泵泥浆池沉淀池泥浆循环方向钻头砂石泵钻头新泥浆流向沉淀池水龙头钻杆钻机回转装置泥浆循环方向 （2）施工工艺 a.埋设护筒钻孔前，在现场放线定位，按桩位挖去桩孔表层土，并埋设护筒。钻孔灌注桩-护筒埋设见图2－18。护筒高2m左右，上部设1～2个溢浆孔，是用厚4～8mm钢板制成的圆筒，其内径应大于钻头直径200mm。护筒的作用是固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入，增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。b.制备泥浆在钻孔过程中，向孔中注入相对密度为1.1～1.5的泥浆，使桩孔内孔壁土层中的孔隙渗填密实，避免孔内漏水，保持护筒内水压稳定；泥浆相对密度大，加大了孔内的水压力，可以稳固孔壁，防止塌孔；通过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出，起到携砂、排土的作用。 c.清孔(1)验孔是用探测器检查桩位、直径、深度和孔道情况；清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以减少桩基的沉降量，提高承载能力。(2)泥浆护壁成孔清孔时，对于土质较好不易坍塌的桩孔，可用空气吸泥机清孔，气压为0.5MPa，使管内形成强大高压气流向上涌，同时不断地补足清水，被搅动的泥渣随气流上涌从喷口排出，直至喷出清水为止。(3)对于稳定性较差的孔壁应采用泥浆循环法清孔或抽筒排渣，清孔后的泥浆相对密度应控制在1.15～1.25。 d.浇筑水下混凝土(1)泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的，故称为浇筑水下混凝土。(2)水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级，必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定。(3)水下混凝土浇筑常用导管法。(4)浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上，然后剪断悬吊隔水栓的钢丝，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。 泥浆护壁成孔灌注桩施工现场 钻孔灌注桩-护筒埋设 5.要点：1）护筒直径比钻头大100，开设1～2个溢浆口，埋入土中≮1m；2）泥浆比重1.1左右（粘土时可自造），随钻随灌，保持高于水位面； 3）水下灌注要求：①混凝土≮C20，坍落度16～22cm，骨料粒径≯30mm；②导管最大外径比钢筋笼内径小100以上；③钢筋的混凝土保护层厚度≮50mm（混凝土垫块）；④能埋管500～600mm后剪断导柱塞铅丝；⑤提管时保证混凝土埋入≮1m。 (3)常见质量问题及处理方法1.护筒冒水。用粘土填实。2．塌孔。如发生塌孔，应探明塌孔位置，将砂和粘土混合物回填到塌孔位置以上1～2m，如塌孔严重，应全部回填，等回填物沉积密实后再重新钻孔。3．斜孔。处理时可在偏斜处吊住钻头，上下反复扫孔，直至把孔位校直；或在偏斜处回填砂粘土，待沉积密实后再钻。 (二）套管成孔灌注桩套管成孔灌注桩是利用锤击或振动方法将带有桩尖（桩靴）的桩管（钢管）沉入土中成孔。当桩管打到要求深度后，放人钢筋骨架，边浇筑混凝土，边拔出桩管而成桩。 1.特点：能在土质很差，地下水位很高时施工。2.施工方法：锤击沉入钢管法振动沉入钢管法3.工艺顺序：桩靴、钢管就位→沉管→检查管内有无砂、水→放入钢筋骨架→浇灌混凝土、提管。4.要点：防止钢管内进入泥浆、水；灌满混凝土后再随拔管、随灌、并轻打或振动；防止缩径、断桩及吊脚桩。 1.振动沉管振动灌注桩采用振动锤或振动冲击锤沉管，其设备见下图。施工前，先安装好桩机，将桩管下端活瓣合起来或套入桩靴，对准桩位，徐徐放下套管，压入土中，勿使偏斜，即可开动激振器沉管。桩管受振后与土体之间摩阻力减小，同时利用振动锤自重在套管上加压，套管即能沉入土中 振动桩flash演示 2.锤击灌注桩施工时，用桩架吊起钢套管，关闭活瓣或对准预先设在桩位处的预制混凝土桩靴，套入桩靴。套管与桩靴连接处要垫以麻、草绳，以防止地下水渗入管内。然后缓缓放下套管，压进土中。套管上端扣上桩帽，检查套管与桩锤是否在一垂直线上，套管偏斜不大于0.5%时，即可起锤沉套管。先用低锤轻击，观察后如无偏移，才正常施打，直至符合设计要求的贯入度或沉入标高，并检查管内有无泥浆或水进入，即可灌注混凝土。套管内混凝土应尽量灌满，然后开始拔管。拔管要均匀，不宜拔管过高。拔管时应保持连续密锤低击不停。 就位沉入浇筑成型边拔边浇放入钢筋笼继续浇筑 锤击沉管灌注桩flash演示 复打桩flash演示 缩颈桩flash演示 吊脚桩flash演示 (三)挖孔灌注桩施工人工挖孔灌注桩是指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩。人工挖孔灌注桩其结构上的特点是单桩的承载能力高，受力性能好，既能承受垂直荷载，又能承受水平荷载；人工挖孔灌注桩，具有机具设备简单，施工操作方便，占用施工场地小，无噪音，无振动，不污染环境，对周围建筑物影响小，施工质量可靠，可全面展开施工，工期缩短，造价低等优点，因此得到广泛应用。适用范围人工挖孔灌注桩适用于土质较好，地下水位较低的粘土、亚粘土及含少量砂卵石的粘土层等地质条件。可用于高层建筑、公用建筑、水工结构(如泵站、桥墩)作桩基，起支承、抗滑、挡土之用。对软土、流砂及地下水位较高，涌水量大的土层不宜采用。 大直径扩底桩护壁构造示意 1)人工挖孔桩的施工机具1．电动葫芦或手动卷扬机，提土桶及三脚支架。2．潜水泵：用于抽出孔中积水。3．鼓风机和输风管：用于向桩孔中强制送人新鲜空气。4．镐、锹、土筐等挖土工具，若遇坚硬土层或岩石还应配风镐等。5．照明灯、对讲机、电铃等。 2)一般构造要求桩直径—般为800~2000mm，最大直径可达3500mm。桩埋置深度一般在20m左右，最大可达40m。底部采取不扩底和扩底两种方式，扩底直径1．3d~3．0d，最大扩底直径可达4500mm。一般采用一柱一桩，如采用一柱两桩时，两桩中心距不应小于3d，两桩扩大头净距不小于1m（图），上下设置不小于0.5m，桩底宜挖成锅底形，锅底中心比四周低200mm，根据试验，它比平底桩可提高承载力20%以上。桩底应支承在可靠的持力层上。支承桩大多采用构造配筋，配筋率0.4%为宜，配筋长度一般为1/2桩长，且不小于10m；用于作抗滑、锚固，挡土桩的配筋，按全长或2/3桩长配置，由计算确定。箍筋采用螺旋箍筋或封闭箍筋，不小于Φ8＠200mm，在桩顶1.0m范围内间距加密一倍，以提高桩的抗剪强度。当钢筋笼长度超过4.0m时，为加强其刚度和整体性，可每隔2.0m设一道Φ16~20mm焊接加强筋。钢筋笼长超过10m需分段拼接，拼接处应用焊接。 3)施工工艺1．测定桩位、放线。2．开挖土方。采用分段开挖，每段高度取决于土壁的直立能力，一般为0．5～1．0m，开挖直径为设计桩径加上两倍护壁厚度。挖土顺序是自上而下、先中间、后孔边。3．支撑护壁模板。模板高度取决于开挖土方每段的高度，一般为1m，由4—8块活动模板组合而成。护壁厚度不宜小于100mm，一般取D/10+5cm(D为桩径)，且第一段井圈的护壁厚度应比以下各段增加100～150mm，上下节护壁可用长为1m左右Φ6一Φ8的钢筋进行拉结。4．在模板顶放置操作平台。平台可用角钢和钢板制成半圆形，两个合起来即为一个整圆，用来临时放置混凝土和浇筑混凝土用。 5．浇筑护壁混凝土。护壁混凝土的强度等级不得低于桩身混凝土强度等级，应注意浇捣密实。根据土层渗水情况，可考虑使用速凝剂。不得在桩孔水淹没模板的情况下浇护壁混凝土。每节护壁均应在当日连续施工完毕。上下节护壁搭接长度不小于50mm。6．拆除模板继续下一段的施工。一般在浇筑混凝土24h之后便可拆模。若发现护壁有蜂窝、孔洞、漏水现象时，应及时补强、堵塞，防止孔外水通过护壁流人桩孔内。当护壁符合质量要求后，便可开挖下一段的土方，再支模浇筑护壁混凝土，如此循环，直至挖到设计要求的深度并按设计进行扩底。7．安放钢筋笼、浇筑混凝土。孔底有积水时应先排除积水再浇混凝土，当混凝土浇至钢筋的底面设计标高时再安放钢筋笼，继续浇筑桩身混凝土。 4)施工注意事项1．桩孔开挖，当桩净距小于2倍桩径且小于2．5m时，应采用间隔开挖。排桩跳挖的最小施工净距不得小于4．5m，孔深不宜大于40m。2．每段挖土后必须吊线检查中心线位置是否正确，桩孔中心线平面位置偏差不宜超过50mm，桩的垂直度偏差不得超过1％，桩径不得小于设计直径。3．防止土壁坍塌及流砂。挖土如遇到松散或流砂土层时，可减少每段开挖深度(取0．3—0．5m)或采用钢护筒、预制混凝土沉井等作护壁，待穿过此土层后再按一般方法施工。流砂现象严重时，应采用井点降水处理。 (四)爆扩灌注桩步骤：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 桩身坚土层承台混凝土垫层扩大头爆扩桩基础构造示意图 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 爆炸成孔'