地基处理与桩基础讲义1.ppt
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1、2023/2/27,桩基础工程,1,第二章 地基处理与桩基础,学习重点、难点:常见地基处理的施工原理和施工方法;钢筋混凝土预制桩和混凝土灌注桩施工及质量检验标准,泥浆护壁成孔灌注桩施工过程及方法。,2023/2/27,桩基础工程,2,学习要求:,熟悉地基处理的主要方法和施工工艺。了解桩基础组成及分类;掌握预制桩施工顺序、注意事项、质量事故产生的原因和预防措施;了解静力压桩特点和施工方法;了解泥浆护壁成孔施工过程及工艺原理;掌握沉管灌注桩、大直径人工挖孔灌注桩的施工方法,常见质量事故的预防和处理,安全施工措施;了解预制桩、灌注桩质量检验标准。,2023/2/27,桩基础工程,3,2.1地基处理及
2、加固,1、地基定义:建筑物基础底部下方一定深度与范围内的土层,承受由基础传来的建筑物荷载。2、地基要求:1.均应保证具有足够的强度和稳定性。2.在荷载作用下地基土不发生剪切破坏或丧失稳定;3.不产生过大的沉降或不均匀的沉降变形,以确保建筑物的正常使用。,2023/2/27,桩基础工程,4,3、地基分类:天然地基:不需人工加固处理,具有足够承载力的土层。人工地基:经过人工处理,达到承载力的土层。地基处理的方法主要有:换土处理:换土垫层法、强夯法、强夯置换法、排水固结法。加固补强:振冲法、砂石桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、夯实水泥土桩法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、石灰桩法。,2023/2/27,桩
3、基础工程,5,一、深基础:桩基础、墩基础、沉井基础、沉箱基础、地下连续墙二、桩基础:若干根单桩+承台或承台梁,2023/2/27,桩基础工程,6,1.桩基础分类:按材料分类:木、钢筋混凝土、预应力混凝土、钢桩按受力情况分类:摩擦型桩:桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受;端承型桩:桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受;按功能分类:竖向抗压桩、竖向抗拉桩、水平受荷桩及复 合受荷桩按施工方法分类:预制桩和灌注桩按排土分类:挤土桩:打入、静压、振动、预钻孔、沉管、拧入等 非挤土桩:钻孔、挖孔,2023/2/27,桩基础工程,7,2.桩的发展:提高承载力向攻克桩成孔难点方向发展;向低公害方向发展。,2023/2/
4、27,桩基础工程,8,2.2预制桩施工,优点:(常规挤土)承载力大,施工速度快,质量好,工艺简单,不受地下水影响。缺点:耗钢量大,端承型桩有接桩和截桩,硬土沉桩困难。截面形式:实心桩:方形,边长一般 200550mm 空心桩:常圆形,离心法生产,有 RC、PC、PTC PHC,外径300 1000mm单根桩长:由桩架的高度、运输决定施工包括:制作(运输 堆放)起吊 沉桩,2023/2/27,桩基础工程,9,2.2.1预制桩的制作 混凝土强度等级不宜低于 C30,一般为C40C50制作:(1)叠浇法:一般4层,下层桩或邻桩混凝土达到 30%fcuk,才能浇上层桩或邻桩(2)钢筋要求:允许偏差(接
5、头、位置、间距等)(3)混凝土:由桩顶向桩尖连续进行,严禁中断(4)制作偏差,质量外观 长桩一般分节制作,工厂预制每节 12m,现场 预制每节30m,注意节点位置。,2023/2/27,桩基础工程,10,钢筋混凝土预制桩制作钢筋、模板施工,2023/2/27,桩基础工程,11,钢筋混凝土预制桩制作混凝土浇筑,2023/2/27,桩基础工程,12,预应力混凝土管桩,2023/2/27,桩基础工程,13,采用先张法预应力工艺,先张法采用离心工艺成型,2023/2/27,桩基础工程,14,离心成型的PC宜采用常压蒸养,PHC宜采用常压和高压蒸养,2023/2/27,桩基础工程,15,2.2.2预制桩
6、的起吊与运输,1.预制桩的吊装强度,钢筋混凝土预制桩应达到设计强度的70%才可起吊;达到100%设计强度才能运输和打桩。若提前吊运,必须采取措施并经过验算合格方可进行。,2.预制桩的起吊搬运,桩在起吊搬运时,必须做到平稳,避免冲击和振动,吊点应同时受力,且吊点位置应符合设计规定。如无吊环,设计又未作规定时,绑扎点的数量及位置按桩长而定,应符合起吊弯矩最小的原则,可按图示的位置捆绑。,2023/2/27,桩基础工程,16,桩的合理吊点位置(a)一点起吊;(b)两点起吊;(c)三点起吊,2023/2/27,桩基础工程,17,1.锤击沉桩 2.静力压桩 3.振动沉桩 4.水冲沉桩,2.2.4 预 制
7、 桩 沉 桩,2023/2/27,桩基础工程,18,一、锤击沉桩(打入桩)(一)打桩机具:,1.桩锤:,落锤,汽锤,液压锤,柴油锤,单动汽锤,双动汽锤,落 锤(a)普通落锤;(b)自动挂钩落锤,打入桩施工,2023/2/27,桩基础工程,19,2023/2/27,桩基础工程,20,2023/2/27,桩基础工程,21,2023/2/27,桩基础工程,22,2.桩锤的选择:桩锤宜重锤低击,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,参照下表选用.,选择锤重参考表,2023/2/27,桩基础工程,23,(二)桩架:桩架高度 HH h1+h2+h3+h4+h5=桩长+桩帽高度+
8、桩锤高度+滑轮组 高度+起锤工作余位高度(12m),2023/2/27,桩基础工程,24,(三)打桩顺序:1.根据桩的密集程度:(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),2023/2/27,桩基础工程,25,2.根据基础的设计标高:先深后浅3.根据桩的规格:先大后小,先长后短4.行走路线:顶打(摩擦型桩,端承型桩送桩)退打(端承型桩),(四)打桩施工:1.工艺:清理场地 安装桩架 吊桩就位 打桩 贯入度:每锤击一次桩的入土深度.最后贯入度:最后10击桩的平均入土深度.,2023/2/27,桩基础工程,26,2.桩的接头
9、型式,3,2,1,3,1,4,5,6,5,7,15d,16d,(a),(b),桩的接头型式(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),2023/2/27,桩基础工程,27,(五)质量控制 A.当桩尖位于硬土层(如坚硬、硬塑的粘土、碎石土、中 密以上的砂土或风化岩等)时(端承型桩),以贯入度控 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,每阵 10击的平均贯入度不应大于规定的
10、数值。B.当桩尖位于软土层时(摩擦型桩),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。,2023/2/27,桩基础工程,28,D.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:,2023/2/27,桩基础工程,29,柴油锤施工打入预制桩第一节桩体,2023/2/27,桩基础工程,30,打入预制桩电焊接桩,2023/2/27,桩基础工程,31,打入预制桩末节桩体,2023/2/27,桩基础工程,32,二、静力压桩:特
11、点:无噪声、无振动、节约钢筋、可预估和验证桩承载力。,2023/2/27,桩基础工程,33,2023/2/27,桩基础工程,34,如:YZY650型最大压入力为 6500KN ZYJ680型额定压桩力为 6800KN,2023/2/27,桩基础工程,35,静力压桩机,2023/2/27,桩基础工程,36,三、先张预应力管桩:,D,1,预应力管桩示意1-桩身;2-钢套箍;3-端头板;D-外径;t-壁厚,3,2,3,2,t,1.组成:桩身、端头板、钢套箍,2.分类,预应力管桩(代号PC桩):混凝土强度 C60,高强预应力管桩(代号PHC桩):混凝土强度 C80,3.规格,外径3001000mm,壁
12、厚60130mm,每节桩长 15m,2023/2/27,桩基础工程,37,4.沉桩方式,锤击沉桩,静力压桩,2,4,1,1,3,(a),(b),(c),(d),(e),预应力管桩施工工艺流程(a)测量放样、桩机和桩就位对中调直;(b)锤击下沉;(c)电焊接桩;(d)再锤击、再接桩、再锤击;(e)收锤,测贯入度 1-打桩机;2-打桩锤;3-桩;4-接桩,2023/2/27,桩基础工程,38,2023/2/27,桩基础工程,39,2023/2/27,桩基础工程,40,2023/2/27,桩基础工程,41,2023/2/27,桩基础工程,42,2023/2/27,桩基础工程,43,2023/2/27
13、,桩基础工程,44,2.3 灌注桩施工 优点:节约钢筋、模板,无需接桩、截桩 缺点:技术间歇时间长,需严格控制施工质量,灌注桩适用范围,2023/2/27,桩基础工程,45,2.3.1 干作业成孔灌注桩(一)适用范围:地下水位以上的粘性土、粉土、填土、中等密实 以上的砂土及风化岩层。不宜用于地下水以下的 各类土及碎石土、淤泥 和淤泥质土。,(二)钻孔机械,螺旋钻机,钻扩机,锥式钻头,耙式钻头,平底钻头,动画,2023/2/27,桩基础工程,46,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-
14、上盘;12-卷扬机;13-后支腿;14-液压系统,2023/2/27,桩基础工程,47,(a),(b),(c),(d),钻扩机钻孔示意图(a)钻头;(b)钻孔;(c)扩孔;(d)机扩钻孔桩;,2023/2/27,桩基础工程,48,(三)要求:1.钻杆垂直稳固位置正确,防止发生钻杆晃动引起径扩大 2.钻孔灌注桩混凝土强度等级 C15,水下灌注时C20;3.灌注桩混凝土应分层浇筑和振捣,每层高度不得大于1.5m;4.钻孔桩一定要处理孔底虚土。,2023/2/27,桩基础工程,49,泥浆护壁成孔灌注桩(动画),适用于地下水位以下的各种土层。(一)施工工艺:设泥浆池 制备泥浆 泥浆循环清渣 测定桩位埋
15、设护筒桩机就位成孔清孔安放钢筋笼浇筑水下混凝土,2.3.2 泥浆护壁钻孔灌注桩,2023/2/27,桩基础工程,50,(二)埋设护筒:作用定位导向,保护孔口,维持水头 要求直径钻头D+100mm(回转钻),D+200mm(冲击钻)埋设深度保证泥浆面高于地下水位1m以上;高于地面3060cm;地表土层较好,开钻后不坍孔,可不埋设护筒,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,2023/2/27,桩基础工程,51,(三)泥浆护壁:1.作用护壁、排渣、冷却、润滑 2.制备原土造浆:当土质为粘土和粉质粘土时,加清 水;排渣时泥浆比重为 1.11.2。制备泥浆:粘性土(除去杂质
16、)+水(+稳定浆)干净泥浆比重1.1左右,排出泥浆 1.2 1.4,当穿过砂夹卵石层或易 坍孔的土层 1.3 1.5,2023/2/27,桩基础工程,52,(四)泥浆循环,1、正循环施工法,泥浆经钻杆内腔流向孔底,将钻头切削破碎下来的钻渣岩屑,经钻杆与孔壁的环状空间,携带至地面。该施工方法设备简单轻便,适应狭小场地作业,操作简易,配套设备、器具较少,工程费用低,应用范围广。但对于桩孔直径较大(一般大于0.8m)、桩孔深度较深及易塌孔的地层,则效率较低、排渣能力较差,孔底沉渣多、孔壁泥皮厚;对含有卵石、砾石的地层不适用。,2023/2/27,桩基础工程,53,2、反循环施工法,通过泵吸或射流抽吸
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