2桩基工程课件

'第二章桩基工程2.1基本知识2.2预制桩施工工艺2.3现浇灌注桩施工工艺 2.1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、桩基的分类摩擦桩按桩的受力情况分为：端承桩预制桩按施工工艺不同分为：灌注桩按用途不同分为：地基处理桩承重桩按材料不同分为：木桩灰土、砂土、水泥、混凝土钢筋混凝土桩钢桩 2.2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核心是 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，方可浇注上层桩（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（详见教材P46图2.8）（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 锤击沉桩法见动画振动沉桩法见动画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各种土层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桩架多功能桩架履带式桩架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 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0.3~7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跳打法当相邻桩体之间净距小于4倍桩的直径或边长时 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 ④质量控制ⅰ偏差控制在允许范围内，垂直偏差≤1%，水平≤100且≤0.5~1Dⅱ桩身、桩顶应完好无损ⅲ最后贯入度与沉桩标高是否符合设计要求ⅳ不得对周围环境产生严重危害摩擦桩以标高为主以最后贯入度为辅端承桩以最后贯入度为主标高为辅土体隆起水平位移地下管道、地面道路、建筑物破坏 2.3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爆扩成孔灌注桩套管成孔灌注桩人工挖孔灌注桩钻孔灌注桩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见动画 二、套管成孔灌注桩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：见动画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：见动画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，防止偏移二、套管成孔灌注桩 4.套管成孔灌注桩常见的质量问题断桩缩颈桩见动画吊脚桩见动画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隔层防止措施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'