工程造价桩与地基基础工程教学课件PPT.ppt
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1、第二章 桩与地基基础工程,工程桩有多种类型,常用的有预制混凝土桩和灌注混凝土桩,钢桩用在基础处理的特殊加固工程中。预制桩中目前预应力管桩的用量在增加。预制桩属挤土沉入桩,应注意挤土对地基隆起的影响。灌注桩有钻孔成孔、打入钢套管成孔和人工挖孔成孔几种类型。钻孔灌注桩的施工质量受土质、地下水压、护壁泥浆类型及成孔机械等因素影响。桩施工的基本流程为:,编制桩的施工方案,施工场地准备,测量放线定桩位,桩机就位,吊桩插桩、桩身调直,连续压桩沉入、接桩,护壁成孔,吊入钢筋笼灌入混凝土成桩,(预制桩施工),(灌注桩施工),钻孔灌注桩是一种基本的工程结构基础桩。,钻孔灌注桩的钢筋笼成型,超声波检测桩身质量的预
2、埋钢管,泥浆护壁钻孔灌注桩施工时,通常应埋设钢护筒,以起定位、保护孔口、存储泥浆和使其高于地下水位。,埋设的钢护筒,护壁的泥浆有采用膨润土制浆、原土制浆等,其泥浆的比重应根据土质进行调整,维持孔壁一定的泥浆压力,不塌孔。,泥浆池制浆,桥梁基础的钻孔灌注桩施工现场。,钻孔灌注桩的施工现场若管理不善,易造成泥浆到处流淌,现场文明施工不够。,混凝土料斗,浇筑混凝土导管,钻孔灌注桩的钻头由施工作业队根据土质、以往的施工经验加工制作,通常在端部焊接合金刀头,增加耐磨性和切削土的能力。,预应力管桩的生产在工厂内进行,利用高强螺旋肋的钢丝作为预应力筋,混凝土强度等级可达C60C80,采用离心法生产,高压釜蒸
3、汽养护。,预应力混凝土管桩的桩端加强钢板套箍,管桩钢丝,螺旋箍筋,运至施工现场的预应力混凝土管桩。,吊桩,静力压桩机,桩与桩管口焊接连接(接桩)。,连续压桩。,压入一节。,工地柴油锤捶击沉桩,一般用在对周围居民影响不大的空旷地区。,振动钢套管成孔灌注桩,人工挖孔灌注桩吊钢筋笼,钢护筒,水上搭操作平台,进行钻孔灌注桩施工,埋设钢护筒。,静 载 压 桩 试 验,钢筋砼预制桩有实心桩(RC桩)和预应力管桩(PC管桩)两种:实心桩常为边长250550mm的方形断面,一般在施工现场预制,单根桩的最大长度,取决于打桩架的高度,长度不宜超过30m。打30m以上的桩需考虑接桩,即整体分段预制、打桩过程中逐段接
4、长;,管桩一般为外径400500mm的空心圆柱形截面,壁厚80100mm,在工厂采用“离心法”制成,分节长度810m,法兰连接。管桩多采用先张法预应力工艺。,预应力钢筋砼管桩,共32页 第1页,砼预制桩的制作,现场制作砼预制桩一般采用“间隔重叠法”生产,桩与桩间用塑料薄膜或隔离剂隔开,邻桩与上层桩的砼须待邻桩与下层桩的砼达到设计强度的30%以后方可进行;重叠层数不超过四层、层与层间之间涂刷隔离剂。,第一层预制方桩制作完毕,预制方桩的间隔生产,桩中钢筋应位置准确,主筋连接宜采用对焊,主筋接头位置应相互错开,相邻两根主筋接头截面的距离应大于35d,并不小于500mm;桩顶、桩尖一定范围内不留接头。
5、,桩身钢筋绑扎,钢筋砼方桩的预制,桩尖钢筋构造,桩端钢筋构造,桩尖对准纵轴线、桩顶平面和接桩端面应平整。,现场分段预制桩时,应整体支模、纵向主筋先通长铺设,再在分段处切断;分段长度应考虑桩架有效高度、场地条件、装卸和运输能力,并避免桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中接桩。,预制桩的砼强度等级不低于C30,预应力砼桩的砼强度等级不低于C40,纵向钢筋的保护层厚度不宜小于30mm;锤击预制桩的粗骨料粒径宜为540mm。,砼应机拌机捣、由桩顶向桩尖连续浇筑捣实,严禁中断,养护不少于7天。,料斗布料入模,砼振捣密实,表面拍实压光,钢筋砼方桩的预制,桩的砼强度达到设计强度等级的70%方可起吊,如需提前
6、起吊,应进行强度和抗裂度验算。,预制桩的起吊,吊点应设在设计规定之处,设计无规定时,应按吊桩弯距最小的原则确定吊点位置。见右图:,预制桩的装车运输,砼预制桩的制作,预制桩的运输、堆放,桩运输时的砼强度应达到设计强度的100%。打桩时桩宜随打随运,以避免二次搬运。,桩的堆放场地须平整坚实,垫木间距应与吊点位置相同,各层垫木应在同一垂直面上,层数不超过四层,不同规格的桩应分别堆放。,运桩和堆放的桩尖方向应符合吊升的要求,以免临时再需将桩调头。,砼预制桩的制作,预制桩的堆放,预制桩的沉桩施工,预制桩的沉桩施工方法有锤击法、静力压桩法、振动法和水冲法。,锤击法,砼预制桩施工,静力压桩法,振动法,桩架,
7、桩架是支持桩身和桩锤、在打桩过程中引导桩的方向的设备。常用的桩架有多功能桩架和履带式桩架。,多功能桩架:由立柱、斜撑、回转工作台、底盘及传动机构组成。,优点:机动性和适应性较大,水平方向可作3600回转,立柱可倾斜,可适应各种预制桩和灌注桩;缺点:机构庞大,组装拆 迁较麻烦。,锤击法,履带式桩架,以履带式起重机为底盘,加装立柱及传动机构用以打桩。性能灵活,移动方便,适应各类预制桩或灌注桩的施工。,锤击法,打桩前的施工准备工作,清除地上或地下障碍物 平整场地 定位放线通电、通水 安设打桩机。,桩基轴线的定位点应设置在不受打桩影响处;每个桩位打一个小木桩;打桩地区附近设置不少于2个水准点,供施工过
8、程中检查桩位的偏差和桩的入土深度。,注意:,打桩前对桩管进行检查,锤击法,打桩顺序,直接影响打桩速度和打桩质量,应综合桩距大小、桩机性能、工程特点和工期要求综合考虑。,由一侧向单一方向打(逐排打):桩的就位和起吊方便,打桩效率高,但土壤向一个方向挤压,桩距4倍桩径时,土壤的挤压影响可忽略不予考虑,小于4倍桩径时可产生桩身倾斜或浮桩,应考虑跳打或变换打桩顺序;,自中间向两个方向打:适宜大面积的桩群;自中间向四周打:适宜大面积的桩群。,锤击法,注意:,对标高不一的桩应遵循“先深后浅”的原则;对不同规格的桩,应遵循“先大后小、先长后短”的原则。,锤击法,打桩方法,桩插入土中时的垂直度偏差不超过0.5
9、%,固定桩锤和桩帽,使桩、桩帽、桩锤在同一铅垂线上,确保桩能垂直下沉。,开始沉桩应起锤轻压并轻击数锤,观察桩身、桩架、桩锤等垂直一致,始可转入正常施打。,打桩过程中,如遇桩身倾斜、桩位位移、贯入度剧变、桩顶或桩身严重裂缝或破碎等异常情况,应暂停打桩,处置后再行施工。,桩身定位,锤击法,采用送桩法将桩顶标高低于地面的桩送入土中时,桩与送桩杆应在同一轴线上,拔出送桩杆后,桩孔应及时回填。,安装送桩杆 送桩施打 桩已打入地面以下,锤击法,三、接桩 电焊接桩按设计接头,以个计算;硫磺胶泥接桩按桩断面以平方米计算。,焊 接 接 桩 图 片,浆锚法,焊接桩,包角钢,包钢板,钢帽,电焊接头就是用角钢或钢板将
10、上、下两节桩头的预埋钢帽对齐固定后用电焊焊牢。电焊接头定额分为包角钢和包钢板两种形式。,硫磺胶泥接头,又叫锚接法接头。其特点是节约钢材,操作简便,节省时间,提高工效。将溶化至140145的硫磺胶泥浇注在下节桩的锚孔内重量配合比为硫磺水泥砂料聚硫橡胶=4411441。将上节桩伸出4根锚筋(主筋)对准并压入下节桩预留4个锚筋孔(为2.5倍锚筋直径)。待冷却至60后,继续沉桩,多节桩的接桩,常用接桩方法有焊接、法兰连接或硫磺胶泥锚接。前二种方法适用于各类土层,后一种适用于软土层。焊接接桩:钢板宜用低碳钢,焊条宜用E43,先四角点焊固定,再对称焊接;法兰接桩:钢板和螺栓亦宜用低碳钢并紧固牢靠;硫磺胶泥
11、锚接桩的硫磺胶泥配合比应通过试验确定。,焊接接桩,锤击法,第一节定额说明第二节工程量计算规则第三节 工程量清单及清单计价,端承桩与摩擦桩,基础知识,一、桩基础工程桩是置于岩土中的柱型构件一般房屋基础中,桩基的主要作用是将承受的上部竖向荷载,通过较弱地层传至深部较坚硬的、压缩性小的土层或岩层。(注意:有一种桩的作用是处理软弱地基,提高地基土的承载力。)二、按施工工艺分为预制混凝土桩和灌注混凝土桩,桩与地基基础工程,混凝土桩,其他桩,地基与边坡处理,预制钢筋混凝土桩接桩混凝土灌注桩,砂石灌注桩灰土挤密桩旋喷桩喷粉桩,地下连续墙振冲灌注碎石地基强夯锚杆支护土钉支护,桩身,承台板,柱,墙,承台梁,桩身
12、,桩基的组成,桩基础由桩和承台组成:,按承载性状分,端承桩,磨擦桩,端承桩,磨擦端承桩,端承磨擦桩,磨擦桩,桩基础构造示意图,二、桩的分类,按桩体材料分按受力分按施工方法分,砂桩、木桩、灰土桩、碎石桩、砼桩、钢板桩,磨擦桩、端承桩,1.按沉桩方式:锤击法、振动沉桩、静压力沉桩等;2.按成孔方式:人工挖孔桩、打孔灌注桩、干作业成孔灌注桩、潜水钻机成孔灌注桩、振冲碎石桩、喷粉桩、灰土桩等。3.预制桩和灌注桩,(一)按所用材料分 1.木桩 2.混凝土桩 3.钢筋混凝土桩 4.预应力钢筋混凝土桩 5.钢桩 木桩:由圆木或方木制成的桩。通常采用锤击法打入地基中,也可利用静力压将桩压入土中。长度受木材自然
13、生长的影响,一般为48m,根据木材性质,桩顶位于常年最低水位之下的木桩,可保持数百年不腐烂。由于这个原因,还可制成地下水位以下用木材上部用混凝土灌注桩而成的复合桩。,板桩支护,(二)按受力情况分:1.端承桩:穿过弱软土层而达于岩层或坚硬土层上的桩,上部结构荷载主要由桩尖阻力承担。2.摩擦桩:将荷载传布在四周土中的桩,荷载靠桩表面与土的摩擦力承担。,(三)按施工方法分,预制钢筋砼桩分为方桩、管桩、板桩等打桩的含义:用打桩机械将预制桩沉入土层的过程。,预制混凝土桩,预制混凝土桩按断面形式分为预制砼方桩和预应力砼管桩,A,A,预制砼方桩,A-A,预应力砼管桩,A,A,A-A,预 制 砼 桩 尖 图
14、片,预制桩的施工包括制桩(或购成品桩)、运桩、沉桩三个过程;当单节桩不能满足设计要求时,应接桩;当桩顶标高要求在自然地坪以下时,应送桩。,灌注混凝土桩,灌注混凝土桩按照成孔方法划分为(1)沉管灌注桩根据设计要求,沉管灌注桩可采用复打、夯扩等方法,以增加单桩的承载能力。复打在第一次砼灌注达到要求标高拔出桩管后,立即在原桩位作第二次沉管,使未凝固的砼向桩管四周挤压,然后再次灌注砼以扩大桩径。夯扩采用双管施工,通过内管夯击桩端砼形成扩大头,以提高单桩承载力。,(2)钻(冲)孔灌注桩利用钻孔(冲孔)机械在地基土层中成孔后,安放钢筋笼,灌注砼形成桩基,成孔一般采用泥浆护壁。,灌注桩(现浇钢筋混凝土桩)。
15、1)螺旋钻孔灌注桩。是干作业法施工的一种,适用于无地下水或已降水。工艺顺序:平整场地定桩位钻机就位、校正垂直度开钻出土清孔检查垂直度及虚土情况吊放钢筋笼浇混凝土,步履式螺旋钻机,2)泥浆护壁成孔灌注桩。适用于有地下水的情况。工艺顺序:平整场地定桩位埋护筒配泥浆钻孔、灌泥浆清孔放钢筋笼水下灌注混凝土。要点:护筒比钻头大100mm,开设1-2个溢浆口,埋入土中1m;泥浆相对密度1.1左右,随钻随灌,保持高于地下水位面。,正循环、反循环,正循环钻机的工作原理(如图所示)。钻机由电动机驱动转盘带动钻杆、钻头旋转钻孔,同时开动泥浆泵对泥浆池中泥浆施加压力使其通过胶管,提水龙头,空心钻杆,最后从钻头下部两
16、侧喷出,冲刷孔底,并把与泥浆混合在一起的钻渣沿孔壁上升经孔口排出,流入循环池。钻渣沉积下来后,较干净的泥浆又流回泥浆池,如此形成一个工作循环。,反循环钻机的工作循环。这类钻机工作泥浆循环与正循环方向相反,夹带杂渣的泥浆经钻头、空心钻杆,提水笼头、胶管进入泥浆泵,再从泵的闸阀排出流入泥浆池中,而后泥浆经沉淀后再流向孔井内。,水下灌注混凝土要求:混凝土C20,坍落度16-22cm,骨料粒径30mm;导管外径比钢筋笼内径小100mm以上;钢筋的保护层厚度50mm;第一次下料需将导管口埋入500mm-600mm;提管时保证混凝土埋管 1m。,人工成孔护壁构造示意,(3)人工挖孔桩 采用人工挖成桩孔,安
17、放钢筋笼,灌注砼形成砼桩基。安全要求:护壁、通风、联络、照明、人员上下。,人工挖孔桩:采用人工挖直孔,挖一段做一段支护,如此反复挖至设计标高,然后放下钢筋笼,浇筑混凝土。有时候将桩底断面扩大,称为挖孔扩底灌注桩。干作业成孔灌注桩:是指在不用泥浆或套管护壁的情况下,用人工钻具或机械钻具成孔,然后安装钢筋笼、灌注砼。干作业成孔适用于地下水位以上的桩基础施工。,室外地坪,钢筋砼护壁,钢筋笼,人工挖孔桩扩大头,设计桩径,150,150,施工工艺地下连续墙是在地面上采用一种挖槽机械,沿着深开挖工程的周边轴线,在泥浆护壁条件下,开挖一条狭长的深槽,清槽后在槽内吊放钢筋笼,然后用导管法浇筑水下混凝土,筑成一
18、个单元槽段,如此逐段进行,在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁,作为防水、防渗、承重和挡土结构。,地下连续墙,地下连续墙支护,地下连续墙成槽施工,先建造钢筋砼地下连续墙,达到强度后在墙间用机械挖土。该支护法刚度大、强度高,可挡土、承重、截水、抗渗,可在狭窄场地施工,适于大面积、有地下水的深基坑施工。,SH350连续墙抓斗成槽机三一重工,槽段的连接,深基坑的支护,导墙施工 导墙施工完 泥浆系统-泥浆池,成槽施工 钢筋笼吊装 锁口管起拔 砼浇筑,2.3 深基坑的支护,共60页 第28页,地下连续墙施工过程示意图,SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H 型钢等,将承受荷载与防渗挡水结合
19、起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。特点为:1、施工不扰动邻近土体,不会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害。2、钻杆具有螺旋推进翼相间设置的特点,随着钻掘和搅拌反复进行,可使水泥系强化剂与土得到充分搅拌,而且墙体全长无接缝,它比传统的连续墙具有更可靠的止水性。3、它可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土等土层中应用。4、可成墙厚度550-1300毫米,常用厚度600毫米;成墙最大深度目前为65米,视地质条件尚可施工至更深。5、所需工期较其他工法短。在一般地质条件下,为地下连续墙的三分之一。6、废土外运量远比其他工法少。,上海城隍庙广场smw工法,坡面挂网喷
20、射混凝土,喷射混凝土支护。钢筋网片、土钉,锚杆锚杆(又称土层锚杆、土钉)是在天然土层边壁中钻孔、放入受拉杆件、灌浆锚固形成。受拉杆按使用材料不同,可分为粗钢筋、高强钢丝束、钢绞线等。边壁上锚杆的截面面积、层数、间距、长度等经过计算确定。钻孔直径应由设计确定。孔内灌浆常用的有水泥砂浆和混凝土两种,应由设计选定,确定其配合比或强度等级,一般多采用水泥砂浆灌浆。钻孔应向下倾斜1535角,具体由设计确定。孔内灌浆可满灌,也可仅灌孔底的一定锚固的长度,具体由设计确定,灌浆时应按设计要求的压力采用压力灌浆。设计为多层锚杆时,待挖到第一层锚杆标高时,即进行锚杆施工,等第一层锚杆施工完毕后,再继续向下开挖土方
21、,直至全部完成。钻孔的方法有人工钻孔和机械钻孔两种。,钢筋网待锚杆施工完毕或一个阶段后,在土壁上绑扎纵横钢筋网。钢筋网的材料、间距由设计确定,一般多采用级钢筋,钢筋直径为412mm,纵、横间距为150300mm。横向筋应与锚杆有可靠连接。当设计采用双层钢筋网时,第二层钢筋网应在第一层钢筋网被埋没后铺设。钢筋网的保护层厚度不应小于20mm。喷射混凝土在第一层或一个阶段钢筋网铺设完毕后,就可以开始喷射混凝土护坡面层。混凝土护坡面层厚度和强度等级,具体由设计确定,一般混凝土厚度不小于100mm,最大不宜超过200mm,混凝土强度等级不应低于C15,常用混凝土强度等级为C20。,混凝土的喷射施工有干式
22、和湿式两种。干式喷射:是用混凝土喷射机压送干拌合料,在喷嘴处加水混合后喷出。其优点是:设备简单,费用低,能进行远距离压送,易加入速凝剂,喷嘴脉冲现象少。缺点是:粉尘多,回弹多,工作条件不好,施工质量取决于操作人员的熟练程度。湿式喷射:是用泵式喷射机将已加水拌合好的混凝土拌合物压送到喷嘴处,然后在喷嘴处加入速凝剂,在压缩空气助推下喷出。其优点是:粉尘少,回弹小,混凝土质量易保证。缺点是:施工设备较复杂,不宜远距离压送,不易加入速凝剂,有脉冲现象。,软弱地基处理灰土桩:利用锤击将钢管打入土中侧向挤密成孔,将管拔出后,在桩孔中分层回填二八灰土或三七灰土夯实而成,与桩间土共同组成复合地基以承受上部荷载
23、。碎石桩:用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后,再将砂或碎石挤压入土孔中,形成大直径的砂或碎石所构成的密实桩体。水泥粉煤灰碎石桩(Cement Fly-ash Gravel Pile):简称CFG桩,它是在碎石桩的基础上掺入适量石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌和后制成具有一定强度的桩体,桩与桩间土通过褥垫层形成复合地基共同承担上部荷载。,第一节定额说明,说明,一、本章定额适用于一般工业与民用建筑工程的桩基础,不适用于水工建筑、公路桥梁工程。二、本章定额土壤级别的划分应根据地质资料中的土层构造和土壤物理、力学性能的有关指标,参考纯沉桩时间确定。凡遇有夹砂层者,应首先按砂层情况确定土级。无砂层
24、者,按土壤物理力学性能指标并参考每米平均纯沉桩时间确定。用土壤力学性能指标鉴别土壤级别时,桩长在12m以内,相当于桩长的三分之一的土层厚度应达到所规定的指标。12m以外,按5m厚度确定。土质鉴别见附表。,三、本章定额除静力压桩外,均未包括接桩,如需接桩,除按相应打桩定额项目计算外,按设计要求另计算接桩项目。四、单位工程打(灌)桩工程量在下表规定数量以内时,其人工、机械量按相应定额项目乘以系数1.25计算。,五、焊接桩接头钢材用量,设计与定额用量不同时,可按设计用量换算。六、打试验桩按相应定额项目的人工、机械乘以系数2计算。七、打桩、打孔,桩间净距小于4倍桩径(桩边长)的,按相应消耗量定额项目中
25、的人工、机械乘以系数1.13。八、本章定额以打直桩为准,如打斜桩斜度在1:6以内者,按相应定额项目乘以系数1.25,如斜度大于1:6者,按相应定额项目人工、机械乘以系数1.43。九、本章定额以平地(坡度小于15%)打桩为准,如在堤坡上(坡度大于15%)打桩时,按相应定额项目人工、机械乘以系数1.15。如在基坑内(基坑深度大于1.5)打桩或在地坪上打坑槽内(坑槽深度大于)桩时,按相应定额项目人工、机械乘以系数1.11。,十、本章定额各种灌注的材料用量中,均已包括下表规定的充盈系数和材料损耗。,其中灌注砂石桩除上述充盈系数和损耗率外,还包括级配密实系数1.334。十一、在桩间补桩或强夯后的地基打桩
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