《地基与基础桩基础》PPT课件

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1、2020/9/12,1,桩基础：若干根单桩 + 承台或承台梁,2.3 桩基础,2020/9/12,2,2.3 桩基础,桩基础分类： 按受力情况分类： 摩擦型桩：桩顶竖向荷载由桩侧摩擦力和桩端阻力共同承受； 端承型桩：桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受； 按施工方法分类：预制桩和灌注桩 按成孔方法不同分类： 钻、挖、冲孔灌注桩；沉管灌注桩和爆破桩 按材料分类：木、钢筋混凝土、预应力混凝土、钢管桩,2020/9/12,3,一、钢筋混凝土预制桩 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。 预制桩的适用条件： 持力层上覆盖为松软土层，没有坚硬的夹层； 持力层顶面的土

2、质变化不大，桩长易于控制，减少截桩或多次接桩； 水下桩基工程； 大面积打桩工程。由于此桩工序简单，工效高，在桩数较多的前提下，可抵消预制价格较高的缺点，节省基建投资； 工期比较紧的工程，因已在工厂预制，缩短工期。,2020/9/12,4,预制桩优点： 桩的单位面积承载力较高。由于其属挤土桩，桩打入后其四周的土层被挤密，从而提高地基承载力； 桩身质量易于保证和检查； 不受地下水或潮湿环境影响，适用于水下施工； 桩身砼的密度大，抗腐蚀性能强； 施工工效高，因其打入桩的施工工序较灌注桩简单； 施工机械化程度高，进度快，能适应不同土层施工。,2020/9/12,5,预制桩缺点： 预制桩单价较灌注桩高。

3、预制桩的配筋是根据搬运、吊装和压入桩时的应力设计的，远超过正常工作荷载的要求，用钢量大； 有接桩和截桩工序，还需增加相关费用； 锤击和振动法下沉的预制桩施工时，震动噪音大，影响四周环境，不宜在城市建筑物密集的地区使用，一般需改为静压桩机进行施工。 预制桩是挤土桩，施工时易引起四周地面隆起，有时还会引起已就位邻桩上浮。 受起吊设备能力的限制，单节桩的长度不能过长，一般为10余米。长桩需接桩时，接头处形成薄弱环节，如不能确保全桩长的垂直度，则将降低桩的承载能力，甚至还会在打桩时出现断桩。 不易穿透较厚的坚硬地层，当坚硬地层下仍存在需穿过的软弱层时，则需辅以其他施工措施，如采用预钻孔等。,2020/

4、9/12,6,截面形式： 方形实心桩：断面尺寸一般250550mm； 圆形空心桩：外径300 550mm，壁厚80110mm，在预制厂用离心法生产，通常施加预应力。 长度：单根桩或多节桩的单节长度应根据桩架高度、制作场地、运输和装卸能力而定；如在加工厂制作长度不宜超过12m，现场预制长度不宜超过30m；圆形空心桩每节长度810m。 接头不宜超过2个，接头的竖向位置应避开土层中的硬夹层。,2020/9/12,7,方形实心桩,圆形空心桩,施工包括: 制作 运输 堆放 起吊 沉桩,2020/9/12,8,（一）制作 1、预制桩较短的可在预制厂加工，较长的因运输原因一般在施工现场露天作业，长桩分节制作

5、。 叠浇法：一般4层，桩与桩间做好隔离；上层桩或邻桩的浇筑必须在下层桩或邻桩混凝土达到设计强度的30%才能进行； 2、场地平整、坚实，不得产生不均匀沉降；,2020/9/12,9,3、钢筋要求： 钢筋骨架的主筋连接宜采用对焊； 同一截面内主筋接头数量不超过50%； 同一根钢筋两个接头的距离应大于30d并不小于500mm； 桩顶1m以内不得有接头。 桩顶和桩尖直接受到冲击力易产生很高的局部应力，钢筋配置应作特殊处理。钢筋骨架制作允许偏差应符合规定。,2020/9/12,10,2020/9/12,11,2020/9/12,12,预制桩钢筋骨架质量检验标准,2020/9/12,13,4、混凝土： 混

6、凝土强度等级不宜低于 C30,一般为C40C50； 混凝土浇筑应从桩顶到桩尖连续进行，严禁中断； 宜用机械搅拌、机械振捣； 浇筑混凝土过程中应严格保证钢筋位置正确，桩尖应对准纵轴线，纵向钢筋顶部保护层不宜过厚，钢筋网片的距离应正确，以防锤击时桩顶破坏及桩身混凝土剥落破坏； 浇筑完毕后，立即加强养护，防止由于混凝土收缩产生裂缝，养护时间不少于7d。,2020/9/12,14,2020/9/12,15,2020/9/12,16,2020/9/12,17,（二）起吊、运输和堆放 1、混凝土强度达到设计强度的70%方可起吊，达到100%方能运输和打桩。 2、起吊和搬运时，吊点必须符合设计要求，如无吊环

7、，且设计又无要求，则应符合最小弯矩要求。起吊时应平稳并不得损坏。 3、桩的堆放场地平整坚实，垫木与吊点的位置应相同，并保持在同一平面内； 4、同桩号的桩应堆放在一起，而桩尖均向一端； 5、多层垫木上下对齐，最下层垫木适当放宽，堆放层数一般不超过4层。,2020/9/12,18,(a)一点起吊,(b)一点起吊,桩的合理吊点位置,2020/9/12,19,桩的合理吊点位置,(b)两点起吊,(c)三点起吊,2020/9/12,20,2020/9/12,21,2020/9/12,22,2020/9/12,23,（三）沉桩方式: 1.锤击沉桩 2.静力压桩 3.振动沉桩 4.水冲沉桩,2020/9/12

8、,24,（四）锤击沉桩 利用桩锤的冲击克服土对桩锤的阻力，使桩沉到预定深度或达到持力层，是最常用的一种方法。,（1）桩锤: 对桩施加冲击力，将桩打入土中,1、打桩设备：桩锤；桩架；动力装置,打入桩施工,2020/9/12,25,落锤:桩锤用人力或机械拉升，然后自由落下，利用自重夯击桩顶。 桩锤一般用卷扬机提升，锤重为0.51.5t。提高落锤的落距，可以增加冲击能，但落距太高又会击坏桩头，故落距一般以12m为宜。 优点：构造简单，使用方便，故障少。 缺点：打桩速度较慢，效率低。 适用：普通粘性土和含砾石较多的土层中打桩。,2020/9/12,26,柴油锤：利用柴油爆炸推动活塞往复运动锤击打桩。

9、以柴油为燃料，利用柴油点燃爆炸时膨胀产生的压力将锤抬起，然后自由落下冲击桩顶，同时汽缸中空气压缩，温度骤增，喷嘴喷油，柴油在汽缸内自行燃烧爆发，使汽缸上抛，落下时又击桩进入下一循环。如此反复循环进行，把桩打入土中。 优点：结构简单使用方便，不需要从外部供应能源。 缺点：噪音大，有污染。 适用：宜用于打木桩和钢板桩； 不宜在过硬和过软的土中打桩。,在过软的土中由于贯入度过大，燃油不能爆发，桩锤跳不起来，会使工作循环中断。 贯入度：每打击一次桩的下沉量，mm。贯入度的大小应通过合格的试桩或试打数根桩后确定，它是打桩质量标准的重要控制指标。,2020/9/12,27,2020/9/12,28,202

10、0/9/12,29,汽锤：以空气压缩为动力进行锤击。根据工作情况分为单动式汽锤和双动式汽锤。 单动式汽锤：利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举，然后由锤的自重向下冲击沉桩。 优点：构造简单、落距短，对设备和桩头不易打坏，冲击力比落锤大，效率高。 双动式汽锤：利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举及下冲，增加夯击能量。 优点：冲击次数多，冲击力大，工作效率高，可不用桩架打桩，但设备较重，移动较困难。 适用：打各种桩，双动式汽锤使用落锤空气时可在水中打桩。,2020/9/12,30,2020/9/12,31,2020/9/12,32,液压锤：先进的打桩设备，冲击缸体通过液压油提升与降落，使冲击缸体下部充

11、满氮气。当冲击缸体下落时首先是冲击头对桩施加压力，接着是可压缩的氮气对桩施加压力，使冲击缸体对桩施加压力的过程延长，因此每一击都能获得更大的贯入度。 优点：打桩效率高，噪声低，振动小，无油烟污染。造价高。 适用：适应各种形状和材质的桩型，损桩率低，适于水下打桩，尤其适合打混凝土管桩。,2020/9/12,33,2020/9/12,34,（2）桩架: 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。,桩架基本形式：两种 多功能桩架：多功能桩架的机动性和适应性很大，在水平方向可做3600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

12、种桩架可适用于各种预制桩和灌筑桩施工。缺点：机构庞大，现场拆装麻烦。 履带式桩架：以履带起重机为底盘，增加导杆和斜撑用以打桩。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。,2020/9/12,35,2020/9/12,36,桩锤的选择: 为防止桩受冲击应力过大而损坏，桩锤宜重锤轻击。 锤重的选择应根据工程地质条件、桩的类型、结构、密集 程度及施工条件，参照地基与基础工程施工质量验收规 范中“选择锤重参考表”进行选择。,2020/9/12,37,选择锤重参考表,2020/9/12,38,2、打桩施工： 1）打桩前的准备工作 测定桩的轴线位置和标高，并经过检查办了预检手续； 桩基轴

13、线的定位点应设置在不受打桩影响的地点，打桩地区附近需设置不少于2个的水准点，据此检查桩位的偏差和桩的入土深度。 清除妨碍施工的地上和地下的障碍物； 根据轴线放出桩位线，做好标识，以便施打； 场地平整，设置供电供水系统，保证打桩机的移动和稳定 打试验桩，数量不少于2根，以确定贯入度、校验打桩设备、施工工艺及技术措施； 选择和确定打桩机进出路线和打桩顺序，制定施工方案，做好技术交底； 准备好桩基沉桩记录表和隐蔽工程验收表。,2020/9/12,39,2）打桩顺序: 打桩时，由于桩对土体的挤密作用，先打入的桩被后打入的桩水平挤推而造成偏移和变位或被垂直挤拔造成浮桩；而后打入的桩难以达到设计标高或入土

14、深度，造成土体隆起和挤压，截桩过大。所以，群桩施工时，为了保证质量和进度，防止周围建筑物破坏，打桩前根据桩的密集程度、桩的规格、长短、桩的设计标高、工作面布置、工期要求以及桩架移动是否方便等因素综合考虑合理的打桩顺序。,2020/9/12,40,常用打桩顺序：(a)自中间向两侧对称进行(桩距4d) (b)自中间向四周进行(桩距4d) (c)由一侧向单一方向进行(桩距4d),2020/9/12,41,由一侧向单一方向进行：打桩推进方向宜逐排改变，以免土壤朝一个方向挤压，而导致土壤挤压不均匀，对于同一排桩，必要时还可采用间隔跳打的方式。 自中间向两侧对称进行、自中间向四周进行：适宜大面积的桩群，以

15、免土壤受到严重挤压，使桩难以打入，或使先打入的桩受挤压而倾斜。 大面积的桩群，宜分成几个区域，由多台打桩机采用合理的顺序进行打设。,2020/9/12,42,确定打桩顺序应遵循的原则： 桩基设计标高不同时，打桩顺序宜宜先深后浅； 不同规格的桩，宜先大后小，先长后短，宜防止桩的位移或偏斜； 桩距大于等于4倍桩径时，则与打桩顺序无关，只需从效率出发确定打桩顺序，选择倒行和拐弯次数最少的顺序； 应避免自外向内，或从周边向中央进行，以避免中央土体被挤密，桩难以打入，或虽勉强打入，但使邻桩侧移或上冒。,2020/9/12,43,3）打桩： （1）预制桩施工工艺流程： 桩机就位起吊预制桩稳桩打桩 接桩送桩

16、 中间检查验收 移机至下一个桩位,2020/9/12,44,（2）操作工艺： 就位桩机：打桩机就位应对准桩位，保证垂直稳定，施工中不发生倾斜和移动； 起吊预制桩：使桩尖垂直对准桩位中心，缓缓放下插入土中，位置要准确，垂直偏差不得超过0.5%，然后固定桩帽和桩锤，使桩、桩帽、桩锤在同一铅垂线上，确保桩能垂直下沉；,桩垂直度观测：10m以内短桩可目测或线坠双向校正； 10m以上或打接桩必须用线坠或经纬仪双向校正，不得目测。,稳桩和打桩：打桩开始时，先用较小落距（0.50.8m）作轻的锤击，使桩正常沉入土中约12m后，经检查桩尖不发生偏移，再逐渐增大落距至规定高度，继续锤击，直至把桩打到设计要求的深

17、度，最大落距不宜大于1m；,2020/9/12,45,接桩方式：各类接桩严格按规范进行。 焊接：适用各种土层 法兰：适用各种土层 硫磺胶泥锚接：只适用软弱土层,送桩：当桩顶标高较低，需送桩入土，用钢制送桩放于桩顶上，锤击送桩将桩送入土中，送桩结束后应及时用碎石或黄砂回填密实。,截桩和凿桩头：河北03定额有规定：凿桩头指凿桩长度在500mm以内。预制桩截桩长度在500-1000mm时，按截桩头计算；预制桩截桩长度在1000以上按截桩计算。灌注桩凿桩头、截桩不分长短均按照凿桩头相应项目计算。,2020/9/12,46,3,2,1,3,1,4,5,6,5,7,15d,16d,(a),(b),桩的接头

18、型式 (a)、(b)焊接接合;(c)管式接合;(d)管桩螺栓接合;(e)硫磺砂浆锚筋接合 1-角钢与主筋焊接;2-钢板;3-焊缝;4-预埋钢管;5-浆锚孔 6-预埋法兰;7-预埋锚筋;d-锚栓直径,(c),(d),(e),2020/9/12,47,打入预制桩电焊接桩,2020/9/12,48,打入预制桩电焊接桩,2020/9/12,49,1、柴油锤桩机吊起预制方桩,锤击预制桩施工过程,2020/9/12,50,2.两个工人扶住桩头，将桩定位,2020/9/12,51,3.桩机开始将桩锤吊起,2020/9/12,52,3.桩锤吊起后，远处的一个戴黄安全帽的工人操作绳子，将桩锤放下，柴油机工作，锤

19、击开始，柴油机冒出黑烟,2020/9/12,53,仅半分钟，9米的桩就进入土中,2020/9/12,54,桩锤提起后，工人铲些土放在桩头上,2020/9/12,55,桩机又将钢管制作的送桩器吊起,2020/9/12,56,在工人的引导下，将送桩器放在桩顶上,2020/9/12,57,桩机通过送桩器开始继续打桩,2020/9/12,58,快到持力层了，打了好一会桩才下去一两米,2020/9/12,59,送桩器只能看到一小段了，技术员在旁边记录最后几击的贯入量,2020/9/12,60,打桩机细节1,2020/9/12,61,打桩机细节2,2020/9/12,62,将送桩器提出,2020/9/12

20、,63,送桩器提出后留下一个孔。旁边的技术员看了一下孔壁，说：冻土层大概1.5米。我仔细看了一阵，没有看出冻土层和普通土层的分界，还是经验太少，继续努力！,2020/9/12,64,4）打桩过程中遇到下列情况应暂停，并及时与有关单位研究处理：,贯入度剧变； 桩身突然发生倾斜、移位或有严重回弹； 桩顶或桩身出现严重裂缝或破碎；,2020/9/12,65,5）打桩质量控制: 打桩质量评定包括两个方面： 能否满足设计规定的贯入度或标高的要求； 桩打入后的偏差是否在施工规范允许的范围内。,贯入度或标高必须符合设计要求： A、端承型桩：当桩尖位于坚硬、硬塑的粘土、碎石土、中密以上的砂土或风化岩时，以贯入

21、度控制为主，桩尖进入持力层深度或桩尖标高为参考；当贯入度已达到而桩尖标高未达到时，应继续锤击3阵，按每阵10击的平均贯入度不应大于规定数值加以确定。 B、摩擦型桩：当桩尖位于软土层时，以桩尖设计标高控制为主，贯入度为参考； C、当控制指标已符合要求，而其它指标与要求相差较大时，应与有关单位研究处理。,2020/9/12,66,平面位置或垂直度必须符合施工规范要求桩打入后，桩位的允许偏差应符合建筑地基基础工程施工质量验收规范GB502022002的规定。,预制桩（钢桩）桩位的允许偏差（mm)，必须使桩在提升就位时要对准桩位，桩身要垂直；桩在施打时，必须使桩身、桩帽和桩锤三者的中心线在同一垂直轴线

22、上，以保证桩的垂直入土； 短桩接长时，上下节桩的端面要平整，中心要对齐，如发现断面有间隙，应用铁片垫平焊牢；打桩完毕基坑挖土时，应制订合理的挖土方案，以防挖土而引起桩的位移或倾斜。,2020/9/12,67,（1）桩顶破碎： 桩顶强度不够、钢筋网片配置不当、混凝土保护层过厚、桩顶不平等； 若桩垫材料选择不当、厚度不足，桩锤施打偏心或施打落距过大等。,6）打桩施工常见问题分析： 原因有钢筋混凝土预制桩制作质量、沉桩操作工艺和复杂土层等三个方面的原因。,应加强施工准备时的检查。,2020/9/12,68,（2）桩身被打断： 制作时桩身弯曲较大，局部混凝土强度不足； 桩在起吊、运输、堆放过程中产生断

23、裂没有发现，应及时检查； 在沉桩时桩尖遇到硬土层或孤石等障碍物，增大落距，反复过度冲击等都可能引起桩身断裂。,2020/9/12,69,（3）桩身位移、扭转或倾斜 桩尖四棱锥制作偏差大，桩尖与桩中心线不重合的制作原因； 稳桩不垂直，桩身与桩帽、桩锤不在同一垂线上的施工操作原因； 桩尖遇孤石； 场地不平，打桩机底盘不平、桩架倾斜。,2020/9/12,70,（4）桩锤回跃，桩身回弹严重： 选择桩锤较轻，能引起较大的桩锤回跃； 桩尖遇到坚硬的障碍物时，桩身则严重回弹。,（5）接桩处拉脱开裂： 连接处表面不干净、连接件不平、焊接质量不符合要求、接桩上下中心线不在同一条直线上。应保证焊接质量。,202

24、0/9/12,71,打桩施工记录：,钢筋混凝土预制桩施工记录 施工单位 工程名称 施工班组 桩的规格 桩锤类型及冲击部分重量 自然地面标高 桩帽重量 桩顶设计标高,工程负责人: 记录:,2020/9/12,72,（五）静力压桩： 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。,1、静力压桩机,机械式 液压式,2020/9/12,73,2020/9/12,74,3、接头型式：焊接法、法兰螺栓连接法、硫磺浆锚法,2、压桩施工方法：一般分节压入、逐段接长。,2020/9/12,75,4、压桩时注意事项： （1）桩帽、桩身和送桩中心线重合； （2）压同一根桩时尽

25、量不要停歇，如不得不停歇应尽量缩短停歇时间，不得超过2h。,5、压桩时出现下列问题应暂停，及时研究处理： （1）桩身移位较大、倾斜 （2）桩身突然下沉、倾斜 （3）桩顶砼破碎 （4）压桩阻力剧变,2020/9/12,76,二、混凝土及钢筋混凝土灌注桩： 灌注桩是直接在桩位上用机械成孔或人工挖孔，在孔内安放钢筋、灌注混凝土而成型的桩。,1、优缺点： 能适应地层的变化，无需接桩； 施工时无振动、无挤土、噪音小，宜于建筑物密集地区使用； 按工作荷载计算配筋，用钢量小； 桩身质量不易控制，容易出现断桩、缩颈、露筋和夹泥等现象； 孔底沉积物不易清除； 不易用于水下桩基 施工后需养护，不能立即承受荷载。,

26、2020/9/12,77,2、灌注桩分类：,干作业成孔灌注桩 泥浆护壁成孔灌注桩 套管成孔灌注桩 爆扩成孔灌注桩 人工成孔灌注桩,2020/9/12,78,（一）干作业成孔灌注桩： 适用于地下水位较低的土层，无需护壁可直接取土 成孔。,钻孔机械,螺旋钻机,洛阳铲,长螺旋钻机,短螺旋钻机,2020/9/12,79,液压步履式长螺旋钻机 1-减速箱总成;2-臂架;3-钻杆;4-中间导向套 ;5-出土装置; 6-前支腿;7-操 纵室;8-斜撑;9-中盘;10-下盘;11-上盘;12-卷扬机;13-后支腿;14-液压系统,2020/9/12,80,干作业成孔灌注桩施工工艺： 1、利用动力旋转钻杆，使钻

27、头的螺旋叶片旋转削土，土块沿螺旋叶片上升排出孔外； 软塑土层含水量较大时：选用螺旋叶片钻杆，以便较快地钻进； 可塑或硬塑黏土中或含水量较小的砂土中：密纹叶片钻杆，缓慢的均匀钻进。,2020/9/12,81,2、一节钻杆钻入后，应停机接上第二节，继续钻到要求的深度。,塌孔的处理：宜钻至塌孔下12m处，用低强度等级的混凝土或3:7灰土填至塌孔以上1m左右，待砼初凝后再继续下钻至设计深度。,操作时应注意： 要求钻杆垂直，钻孔过程中发现钻杆摇晃或进钻困难时，可能遇到地下异物，应立即停车检查； 钻进过程中应随时清理孔口积土，遇有塌孔、缩孔等异常情况应及时研究解决。,2020/9/12,82,3、钢筋骨架

28、应一次绑扎好，放入孔内后再次测量孔底虚土厚度。,摩擦型桩：300mm 端承型桩：100mm,孔底虚土厚度：,如孔底虚土厚度超过规范规定，可用原钻机多次投钻； 如孔底虚土是砂或砂卵石时，可灌入砂浆拌合，然后再浇筑砼。,4、砼应连续浇筑，每次浇筑高度不得大于1.5m。,2020/9/12,83,（二）泥浆护壁成孔灌注桩： 利用泥浆保护稳定孔壁，防止坍塌，机械钻孔，土渣悬浮后排出孔外。无论地下水位高低皆适用。,回转钻成孔灌注桩 潜水钻成孔灌注桩 冲击钻成孔灌注桩 冲抓锥成孔灌注桩,泥浆护壁成孔灌注桩按成孔工艺和成孔方式分类：,应用最多范围最广,2020/9/12,84,1、回转钻成孔灌注桩： 钻头回

29、转切削，泥浆循环排土同时保护孔壁。施工时是一种湿作业方式，可用于各种地质条件。,按泥浆循环方式分类：,正循环回转钻机：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，从孔口溢浆孔溢出流入沉淀池，经沉淀返回泥浆池。,反循环回转钻机：泥浆或清水由钻杆和土壁间的环状间隙流入钻孔，然后由吸泥泵等在钻杆内形成真空使之携带钻头下的土渣由钻杆内腔返回地面流入泥浆池。,2020/9/12,85,正循环回转钻机工作原理,正循环回转钻成孔特点： 设备简单 操作方便 费用较低 但排渣能力较弱,适用于小直径孔0.8m,2020/9/12,86,反循环回转钻机工艺原理,反循环回转钻成孔特点

30、： 泥浆上流速度高 能携带大量土渣,适用于小直径孔0.8m 是目前大直径桩成孔有效的施工方法。,2020/9/12,87,1）测定桩位埋设护筒桩机就位： 护筒：由钢板卷制而成，钢板厚度视孔径大小采用48mm，护筒内径宜比设计桩径大100mm，其上部宜开设12个溢流孔。 护筒埋深：黏性土：不宜小于1m 砂土：不宜小于1.5m 淤泥等软弱土层：增加埋深 护筒顶面宜高出地面300mm 护筒作用：固定桩孔位置，防止地面水流入，保护孔口，增高桩孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头方向。,泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺:,2020/9/12,88,钻孔灌注桩-护筒埋设,埋设护筒要点： 护筒中心竖直线应与桩中心

31、重合； 钻孔中要保持护筒内水位高于地下水位1m以上。,2020/9/12,89,地下水位与孔内水位的关系 (a)地下水位较浅时;(b)地下水位较深时,2020/9/12,90,2）护壁泥浆： 1）作用：护壁 、排渣 2）制备： 原土造浆：当土质为粘土和粉质粘土时，加清水； 制备泥浆：水+粘性土（或膨润土）+添加剂（配比） 用于砂土中钻进； 泥浆密度控制在1.1左右； 泥浆池的容量不宜小于桩体积的3倍。,2020/9/12,91,3）钻孔施工： 钻孔作业连续进行，认真填写钻孔施工记录； 经常检测钻孔泥浆，注入泥浆密度控制在1.1左右，排除泥浆密度宜为1.21.4，不合要求时应及时纠正； 经常注意

32、土层的变化，并在土层变化处捞取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对； 开钻时，护筒下一定范围内应慢速钻进，待导向部位和钻头全部进入土层后，方可加速钻进； 钻孔、排渣或因故障停钻时，应始终保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和黏度。,2020/9/12,92,4）清孔：当钻孔达到设计要求深度并经检查合格后，应立即进行清孔。 目的：是清除孔底沉渣以减少桩基的沉降量，提高承载力，确保桩基质量。,清孔分两次进行： 第一次：钻孔深度达到设计要求，检查孔深、孔径、孔的垂直度符合要求时进行。 原土造浆的钻孔：射水法，钻机只钻不进，待泥浆相对密度降到1.1左右即为合格； 制备泥浆的钻孔：换浆法，换

33、出的泥浆密度小于1.151.25即为合格。,2020/9/12,93,第二次：钢筋骨架、导管安装完毕，混凝土浇筑之前。,沉渣厚度：摩擦桩：300mm 端承桩：50mm,泥浆性能指标：在砼浇筑前，孔底500mm以内 相对密度： 1.25 黏度： 28s 含砂率： 8%,两个检验指标：,清孔时注意：保持孔内水头，防止塌孔； 不应采用加深钻孔深度的方法代替清孔。,2020/9/12,94,5）灌注砼： 第二次清孔合格后，立即浇筑砼，时间间隔不宜大于30min； 砼连续灌注，严禁中途停止； 灌注的桩顶标高比设计高出一定的高度，一般为0.51.0m，以保证桩头砼强度，多余部分接桩前必须凿除，桩头应无松散

34、层。灌注结束时，应核对砼灌入量； 施工后检查桩的平面位置和垂直度； 砼灌注方法： 无水或少水的浅桩孔中灌注砼：分层灌注振捣，每层高度宜为0.50.6m，不得大于1.5m； 水下灌注砼：垂直导管水下浇注法。,2020/9/12,95,钻孔灌注桩施工时常遇问题分析： 1）孔壁坍塌： 现象：排出的泥浆中不断有气泡冒出 泥浆突然漏失或液面突然下降 原因：A.土质疏松； B.泥浆护壁不好 C.护筒周围未封紧密或埋设太浅 D.护筒内泥浆面低于孔外水位,2020/9/12,96,预防和处理孔壁坍塌的措施： 护筒周围用粘土封填密实，在钻进过程中及时添加新鲜泥浆，使孔内泥浆液面高于孔外水位； 孔壁坍塌时，应保持

35、孔内泥浆液位并加大泥浆比重，达到稳孔护壁的作用； 如果孔壁坍塌严重，提出钻具，回填粘土至坍塌部位，待孔壁稳定后再进钻。,2020/9/12,97,2）钻孔偏斜 原因：A.钻杆不垂直； B.土层软硬不匀； C.遇到孤石或障碍物 预防：A.钻机安装时对导架进行水平、垂直矫正， 发现钻杆弯曲时及时更换； B.软硬土层低速钻进； 处理：出现钻孔偏斜时，提起钻头，上下扫钻几次。 若纠正无效，应回填粘土至偏斜处0.5M以上， 待孔壁稳定后重新钻进。,2020/9/12,98,（三）套管成孔灌注桩,也称打拔管灌注桩，利用锤击打桩设备或振动沉桩设备，将带有钢筋混凝土桩尖或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中造成桩孔，

36、然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土，随之拔出套管，利用拔管时的振动将混凝土捣实，便形成所需要的灌注桩。,桩尖(桩靴):,2020/9/12,99,预制桩尖,2020/9/12,100,分类,锤击沉管灌注桩,振动沉管灌注桩,2020/9/12,101,锤击沉管灌注桩适宜于一般粘性土、淤泥质土和人工填土地基，其施工过程见图所示 。,沉管灌注桩施工过程 (a)就位；(b)沉钢管； (c)开始灌注混凝土； (d)下钢筋骨架继续浇筑混凝土； (e)拔管成型 1桩尖；2钢管；3钢筋,1、锤击沉管灌注桩,2020/9/12,102,施工要点： 1）锤击沉入套管： 套管下部安装桩靴，桩靴与套管接口处应垫麻丝(或草绳

37、) ，以防地下水渗入管内。 套管上端扣上桩帽，检查套管与桩锤是否在同一垂直线上，套管偏斜0.5%，即起锤沉管。 沉管时先用重锤低锤，观察无偏移后，才正常施打至设计深度或贯入度要求。 检查管内有无泥浆和水，即可灌注砼，混凝土尽量填满,2020/9/12,103,2）拔管： 拔管时要均匀，不宜拔得过高，第一次拔管高度要控制在能容纳第二次所需砼灌注量为限； 拔管要保持连续密锤轻击，并控制拔管速度. 拔管速度： 一般土层：以不大于1m/min为宜； 软弱土层与软硬交界处，应控制在0.8m/min以内为宜 桩锤冲击频率：单动汽锤：70次/min 自由落锤： 50次/min,2020/9/12,104,在

38、管底未拔到桩顶设计标高前，倒打或轻击不得中断，注意使管内的混凝土保持略高于地面，并保持到全管拔出为止。 桩的中心距在5倍桩管外径以内或小于2m时，均应跳打施工；中间空出的桩须待邻桩混凝土达到设计强度的50%以后，方可施打。,2020/9/12,105,2、振动沉管,振动沉管是采用激振器或振动冲击锤沉管。 桩管受振动后与土体间的摩阻力减小，当桩机强迫振动频率与土的自振频率相同时产生的共振，土体结构被破坏，同时在套管上加压，套管即沉入土中。,常见的施工方法包括： 单打法 反插法 复打法,注意：振动沉管必须严格控制最后两分钟的贯入速度： 设计要求；试桩；经验,2020/9/12,106,2020/9

39、/12,107,（一）单打法：一次拔管法或单振法 在沉入土中的套管内灌满混凝土，开动激振器，振动510s，开始拔管，边振边拔。每拔0.51m即停止，振动510s，如此反复，直到套管全部拔出。 拔管速度： 在一般土层内：宜为1.21.5m/min； 在较软土层中：不得大于0.81.0m/min。,2020/9/12,108,（二）反插法 在套管内灌满混凝土后，先振动再开始拔管，每次拔管高度0.51.0m，向下反插深度0.30.5m，如此反复进行并保持振动，直至套管全部拔出地面。 反插法能使桩的截面增大，从而提高桩的承载力，宜在较差的软土地基上应用。 拔管速度：0.5m/min 分段添加砼,202

40、0/9/12,109,（三）复打法,在第一次灌注桩施工完毕拔出套管后，清除管壁外壁上的污泥和桩孔周围地面的浮土，立即在原桩位再埋预制桩靴或活瓣桩靴第二次复打沉套管，使未凝固的混凝土向四周挤压扩大桩径，然后再灌注第二次混凝土，然后拔管。 施工时应注意： 二次沉管的轴线应重合； 复打施工必须在第一次灌注的混凝土初凝之前进行。,复打法能使桩的截面增大，从而提高桩的承载力，宜在较差的软土地基上应用,2020/9/12,110,1,2,3,4,(a),复打法示意图 (a)全部复打 ;(b),(c)局部复打 1-单打桩 ;2-沉管 ;3-第二次浇筑混凝土 ;4-复打桩 ;5-预加 1m,复打桩.exe,2

41、020/9/12,111,套管成孔灌注桩常见问题分析： 1）断桩：指桩身出现水平或略有倾斜且贯通全截面的裂缝，桩身局部分离或断裂，更为严重的是一段桩没有混凝土。 原因： （1）桩距过小； （2）邻桩施打时土的挤压所产生的水平横向推力 和隆起上拔力； （3）软硬土层间传递水平力大小不同，对桩产生 剪应力； （4）桩身混凝土终凝不久，强度低，承受不了外力 （5）拔管速度过快，砼来不及下落，周围土迅速 回缩，形成断桩。,2020/9/12,112,预防措施： （1）桩中心距3.5d； （2）确定打桩顺序和桩架行走路线时应减少对新打桩 的干扰。 （3）采用跳打法和时间控制法以减少对邻桩的影响。 处理方

42、法：拔除补作桩身,检查断桩的方法：23m内可用木锤敲击桩头侧面，同时用脚踏在桩头上，如桩已断，会感到浮振。 深处断桩：开挖检查,2020/9/12,113,2）缩颈桩：称瓶颈桩，指桩身局部直径小于设计直径。 原因：（1）含水量大的粘性土，孔隙水压力大 （2）桩间距过小 （3）拔管过快，管内混凝土少，和易性差。 预防措施（1）控制拔管速度； （2）管内混凝土尽量高； 处理：轻度：反插法 局部：半复打法 多处：复打法,缩颈桩.exe,2020/9/12,114,3）吊脚桩：指桩底部的混凝土隔空或混入泥沙，在桩底部形成松软层。 原因： （1）预制桩尖质量差； （2）活瓣桩尖未及时张开。 预防措施：（

43、1）严格控制桩尖质量； （2）密振慢抽，桩尖处多次反插 （3）停抽多振或密击。 处理：（1）拔出桩管，纠正桩尖 （2）拔管填砂重新沉管。,吊脚桩.exe,2020/9/12,115,4）桩尖进水、进泥： 原因： （1）地下水位高，含水量大的淤泥和粉砂土层 （2）桩尖与桩管处接缝不严 ,或桩尖损坏 措施及处理： （1）保证桩尖质量； （2）地下水位高时，用水泥砂浆灌入约0.5m做封底，再灌1m高混凝土，再打入。,2020/9/12,116,（四）爆扩成孔灌注桩,利用钻孔或爆扩法成孔，孔底放入炸药，再灌入适量的混凝土，然后引爆，使孔底形成扩大头。此时孔内混凝土落入孔底空腔内，再放入钢筋骨架，浇灌桩

44、身混凝土制成灌注桩。 适用范围：黏性土层 软土及砂土中不易成型。,施工工艺： 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,2020/9/12,117,2020/9/12,118,扩大头施工要点： 1、炸药用量：依据扩大头尺寸和土质情况确定 确定方法： 就地实验确定 经验公式:,2020/9/12,119,2、安放炸药： 防水防潮：用防水材料密封好 形状：扁圆球形，炸出大头面积较大 雷管：炸药包中心并联2个雷管以顺利引爆 放于孔底后填盖1520cm砂子，以免被砼冲破,3、灌压爆砼：灌入量一般23m 过少：砼飞扬 过多：拒落,2020/9/12,120,4、引爆： 砼初凝前引爆，否则

45、砼拒落 注意安全，20m以内不得有人 引爆顺序： 相邻桩扩大头在同一标高： 桩距爆扩影响间距：单爆形式 桩距爆扩影响间距：联爆形式 相邻桩扩大头不在同一标高： 先浅后深，以免桩身变形或断桩,5、灌注桩身砼：扩大头和桩身砼连续浇筑，不得留施工缝,2020/9/12,121,（五）人工挖孔灌注桩,大直径灌注桩是采用人工挖掘方法成孔，放置钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩基础，也称墩基础。它由承台、桩身和扩大头组成，穿过深厚的软弱土层而直接坐落在坚硬的岩石层上。,施工工艺流程见下图,2020/9/12,122,2020/9/12,123,人工挖孔和挖孔扩底灌筑桩 (a)圆柱桩;(b)扩底桩;(c)、（d）扩

46、底桩群布置,(b),(c),(d),(a),3d,h,h1,d1,d1,1000,500,h,h1,200,d,d,2020/9/12,124,2、特点： 单桩承载力高，结构传力明确，沉降量小，可一柱一桩，不需要承台，不需要凿桩头。可直接检查直径、垂直度和持力土层情况。可多桩同时施工，速度快。但桩成孔工艺存在劳动强度较大，单桩施工速度较慢，安全性较差等问题。,2020/9/12,125,3、适用范围： 适用于桩直径 0.8m以上，无地下水或地下水较少的粘土、粉质粘土 、含少量的砂 、砂卵石、姜结石的粘土层采用，特别适于黄土层使用。,2020/9/12,126,4、构造要求 : 桩径d:一般为

47、0.82.0 m,最大可达 3.5m 桩长H:一般在 20m左右,国内最深可达 72m 扩底d1:扩底直径 d1 = 1.33.0d,最大可达4.5d,桩底宜挖成锅底形，锅底中心比四周低 0.2m，根据试验，它比平底桩可提高承载力20%以上。,2020/9/12,127,5、 施工机具 : (1)挖土工具 (2)出土工具 (3)降水工具 (4)通风工具 (5)照明、通讯工具,6、护壁：现浇混凝土护壁、工具护壁、简易护壁 土质好，且无地下水可不设护壁 混凝土护壁： 分段高度一般为 0.91.0m。混凝土强度 C30 或 C25,厚度经计算确定，一般取100 150mm, 加配适量直径6 8mm的

48、钢筋，相邻两节护壁 之间用钢筋拉接。,2020/9/12,128,2020/9/12,129,2020/9/12,130,2020/9/12,131,2020/9/12,132,7、注意事项： (1)保证桩孔的质量 (2)防止工程质量事故 (3)人身安生 : 塌孔 窒息 触电,2020/9/12,133,3.4 地下连续墙,作用：支护结构，挡土、挡水 支护、深基础：经济,2020/9/12,134,（1）导墙放线 （2）导墙土方开挖,（3）导墙钢筋绑扎 （4）导墙支模板,2020/9/12,135,（5）浇注导墙混凝土 （6）混凝土浇注完成,（7）成槽开挖,2020/9/12,136,（8）锁

49、扣管吊放,（9）钢筋骨架制作,（10）钢筋骨架起吊,（11）钢筋笼入槽,2020/9/12,137,（12）混凝土浇注,（13）锁管拔起,2020/9/12,138,2020/9/12,139,地下连续墙施工工艺： 1、导墙施工：导墙通常为就地灌注的钢筋混凝土结构。主要作用是：保证地下连续墙设计的几何尺寸和形状；容蓄部分泥浆，保证成槽施工时液面稳定；承受挖槽机械的荷载，保护槽口土壁不破坏，并作为安装钢筋骨架的基准。 导墙深度:一般为12m；墙顶高出地面1015cm,以防地表水流入而影响泥浆质量。 导墙内墙面间距离：连续墙厚+4060mm 导墙底不能设在松散的土层或地下水位波动的部位。,2020

50、/9/12,140,2、挖槽：在泥浆护壁下用专业的挖槽机械挖槽 3、清孔：分两次 4、放接头管和钢筋笼，浇筑砼 接头管使墙体接头形成半圆形结合面，有利连接，增强抗渗能力 如连续墙为结构承重墙，接头处增加钢板，提高抗剪能力 砼初凝后拔出接头管,2020/9/12,141,沉井基础,当桩径较大，挖掘深度大，地质复杂，土质差(松软弱土层)，且地下水位高时，应采用沉井护壁法挖孔施工。,沉井由刃脚、井筒、内隔墙等组成的圆形或矩形的筒状钢筋混凝土结构 ，多用于大型设备基础、桥墩、水泵站、取水结构、超高层建筑物基础。,2020/9/12,142,优点： （1）埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好，有较大的承

51、载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载。 （2）沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡水结构物，下沉过程中无需设置坑壁支撑或板桩围壁，简化了施工 。 （3）沉井施工时对邻近建筑物影响较小 。,缺点 : (1)施工期较长 (2)施工技术要求高 (3)施工中易发生流砂造成沉井倾斜或下沉困难等,2020/9/12,143,2020/9/12,144,1996年初完工的江阴长江公路大桥北锚旋大型深沉井重达7.6万吨，高达58米，平面面积足有九个半篮球场大，可承受主缆拉力6.4万吨，为“世界第一大沉井”。,2020/9/12,145,2020/9/12,146,沉井施工工艺：,1.场地平整，铺垫木、制作底节沉井,2.拆模，刃脚下一边填塞砂、一边对称抽拔出垫木,3.均匀开挖下沉沉井，底节沉井下沉完毕,4.建筑第二节沉井，继续开挖下沉并接筑下一节井壁,5.下沉至设计标高，清基,6.沉井封底处理,7.施工井内设计和封顶等,2020/9/12,147,2020/9/12,148,2020/9/12,149,施工中应注意的问题： 均衡挖填、平稳下沉、如有倾斜及时纠偏。,思考题： 如何保证沉井平稳、均衡下沉，不发生偏斜？,2020/9/12,150,2020/9/12,151,本章完成,