《地基基础工程》PPT课件.ppt

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1、职业能力目标：1、掌握地基处理原理，掌握预制桩和灌注桩施工方法；2、熟悉预制桩和套管成孔砼灌注桩施工工艺，了解施工中质量问题的处理。学习要求：1、了解地基加固方法；2、了解挖孔桩的施工方法；3、了解浅埋式钢筋混凝土基础的施工方法；4、掌握预制桩和灌注桩的施工工艺流程及质量事故原因预防措施和治理方法。,第二章 地基基础工程,当结构的荷载较大，地基土质又较软弱(强度不足或压缩性大)，不能作为天然地基时，可采取人工加固处理的方法改善地基性质，提高承载力、增加稳定性,减少地基变形或渗透性和基础埋置深度。,一、地基处理,第一节 地基处理,建筑物地基是指建筑物基础底部下方一定深度与范围内的土层，一般把地层

2、中由于承受建筑物全部荷载而引起的应力和变形不能忽略的那部分土层。地基分为：人工地基和天然地基。,“将土质由松变实”，“将土的含水量由高变低”，即可达到地基加固的目的。工程实践中的各种加固方法均是从这一加固原理出发。,1.地基加固原理,地基碾压加固,提高软弱地基的强度、保证地基的稳定性，在荷载作用下地基土不发生剪切破坏或丧失稳定；降低软弱地基的压缩性、减少基础的沉降或不均匀沉降；防止地震时地基土的振动液化；消除特殊土的湿陷性、胀缩性和冻胀性。,2、地基处理的目的,坚实稳定的建筑地基 在可靠地基上建造的基础,软弱地基：淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。,3、地基处理的对象

3、,特殊土地基：软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻土等地基。,吹填土的施工现场,淤泥质土 湿陷性黄土 膨胀土,吹填土冲填土，是在整治和疏通江河行道时，用挖泥船和泥浆泵把江河和港口底部的泥砂通过水力吹填而形成的沉积土。在吹填过程中，泥沙结构遭到破坏，以细小颗粒的形式缓慢沉积，因而具有塑性指数大、天然含水量和孔隙比大、重度小、高压缩性、渗透性小等特点。由吹填土构成的地基，强度很差，一般不能直接用于工程建设，需要进行地基处理。,4、地基加固处理的综合措施,拟定地基加固处理方案时，应考虑地基与上部结构共同工作的原则，从地基处理、建筑和结构设计、施工方案方面均采取相应措施，绝不能单纯对地基进行处理。其具

4、体措施有：改变建筑体形，简化建筑平面；合理设置沉降缝；采用轻型结构；加强房屋的整体刚度；施工中正确安排施工顺序和施工进度。,地基加固处理的方法很多，七字归纳：“挖”、“填”、“换”、“夯”、“压”、“挤”、“拌”。,二、地基处理的方法,挖：当软弱土地基的承载力或变形满足不了建筑地基的要求，而软弱土层的厚度不大时，挖去软土层将基础置于承载力大的基岩或坚硬的土层中，比较经济。,直接挖去厚度不大的软土层,填：当软土层较厚、承载力和变形又与建筑地基要求的差距不大时，可在软土层上直接回填一定厚度的好土，以提高地基持力层的承载力，减小软土层的承压力。,在软土层上回填好土,软土层较厚时，将基础下面一定范围内

5、的软土挖除,采用人工填筑的垫层作持力层。可采用砂石、灰土（3:7或2:8）、级配碎石等材料换土的地基。,1、换（换土垫层法）：,砂石地基施工,垫层剖面图,利用打夯机具夯击土壤，排出土壤中的水分,加速土壤的固结，提高土壤的密实度和承载力。,2、夯（夯实法）,平板振动夯夯实地基现场 冲击夯软土夯实现场,是一种较常采用的地基处理方法,它是用起重机械将大吨位夯锤(一般不小于8t)起吊到高处(一般不小于6m)后，自由落下，给地基以冲击和振动的能量，对土体进行强力夯实。,强夯施工中,作用：提高地基土的强度；降低土的压缩性；改善土的抗液化条件。强夯适用于：粘性土、湿陷性黄土及人工填土地基的加固。缺点：对周围

6、已建成或在建的建筑物产生振动影响时，不得采用。,强夯法,吊起夯锤,自动脱钩装置,起重机配三角架起吊,夯锤下落瞬间,起重机配龙门架起吊,夯坑,夯锤：一般重1040t，大吨位锤一般采用钢板外壳内灌砼，也可用底部钢板浇筑砼组合锤。锤底面积宜按土的性质确定，锤底静压力值可取0.150.2MPa。夯锤中宜设置若干上下贯通的气孔，可减小夯锤起吊时的吸力（夯锤吸力可达3倍锤重）。,夯锤上贯通气孔,长园柱夯锤 短园柱夯锤 园锥形夯锤,园柱形夯锤高宽比过大，易偏锤，要慎用,园锥形夯锤底面积小，会形成很深的夯坑,先进行夯击，再在夯坑内回填块、碎石，强行夯入并排开软土，形成砂石桩与软土的复合地基。,强夯置换（或动力

7、置换、强夯挤淤）：,强夯施工 碎石被夯入坑中 清理夯锤,在饱和软土地基上施加荷载后，孔隙水被缓慢排出，孔隙体积随之减少，地基发生固结变形，土体的密实度和强度提高。,加载预压,加水预压,3、压（预压法排水固结法）：,利用压实机械碾压地基土壤，使地基压实排水固结。也可采用预压固结法，即先在地基范围的地面上，堆置重物预压一段时间,使地基压密，以提高承载力，减少沉降量。,堆载预压法：,利用桩管打入土中，挤压土壤形成桩孔，拔出桩管再在桩孔中灌入砂石或石灰、素土、灰土等填充料进行捣实。其原理是挤密土壤提高地基的承载力，俗称“挤密桩”。包括碎(砂)石桩、石灰桩、灰土桩、CFG桩等。,4、挤（深层挤密法）,施

8、工完的灰土桩,灰土桩施工现场,CFG桩(英文Cement Fly-ash Gravel的缩写),CFG桩又称水泥粉煤灰碎石桩。由长螺旋钻机成孔，将碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和灌注成桩。CFG桩的适用范围很广,在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。,CFG桩钻进成孔施工现场,CFG桩浇筑砼施工现场,CFG桩是一种低强度混凝土桩，可充分利用桩间土的承载力共同作用，并可传递荷载到深层地基中去，具有较好的技术性能和经济效果。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C15-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基

9、共同工作，故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。CFG桩一般不用计算配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，进一步降低了工程造价。适用处理粘性土、粉土、沙土和桩端具有相对硬土层、承载力标准值不低于70KPa的淤泥质土、非欠固结人工填土等地基。,CFG桩桩头及桩间土清理施工现场,CFG桩破桩头施工现场,CFG桩和桩间土通过褥垫层形成CFG桩复合地基,CFG桩桩帽施工现场,CFG桩的静载试验,又称振冲碎石桩，是用振动或冲击荷载将底部装有活瓣式桩靴的桩管挤入地层，在软弱地基中成孔后，再将碎石从桩管投料口处投入桩管内，然后边击实、边上拔桩管，形成密实碎石桩，并与桩间土体形成复合地基。,挤密碎

10、石桩,碎石桩施工流程图,边击实、边拔管,碎石桩施工,振冲碎石桩施工,待检测验收的桩,5、拌（利用水泥浆作为固化剂）,是指用旋喷法或深层搅拌法加固地基。原理是利用高压射流切削土壤，旋喷浆液(水泥浆等)，搅拌浆土，使浆液和土混合，凝结成坚硬的柱体或土壁。,（1）深层搅拌水泥土地基,深层搅拌机定位启动后，叶片旋转切削土壤，下沉至设计深度后缓慢提升搅拌机，同时喷射水泥浆与软粘土强制拌和，待搅拌机提升到地面时再原位下沉提升搅拌一次，使浆土均匀混合形成水泥土桩。,深层搅拌桩施工工艺流程图,水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法（简称湿法）和粉体喷搅法（简称干法）水泥土搅拌桩是用于加固饱和软黏土低地基的一种方法，它

11、利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕。,清除钻头上的余泥,形成一道地下连续墙,高压旋喷桩（高压喷射注浆）,是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻至设计深度，将水泥浆液由喷嘴向四周高速喷射切削土层，同时将旋转的钻杆徐徐提升,浆液与土体在高压射流作用下充分搅拌混合，形成连续搭接的水泥加固体。,高压旋喷桩现场施工,旋喷法施工流程图,单管旋喷的成桩直径较小，为获得大直径截面的桩，可分别采用二重管旋喷（二根同心管分别喷气、喷浆），

12、或三重管旋喷（三根同心管分别喷水、喷气、喷浆）。喷浆方式有旋喷、定喷和摆喷三种，可分别获得柱状、壁状和块状加固体。,高压旋喷施工示意图,旋喷桩加固地基,三重管喷具 灰浆搅拌机,单重管喷具 双重管喷具,第二节 浅埋式钢筋砼基础施工,浅基础按构造形式不同可分为：一、独立基础二、条形基础三、筏形基础四、箱形基础,浅基础：一般指基础埋深小于基础宽度或深度不超过5m的基础。,一、独立基础,（一）类型：钢筋混凝土独立基础有：柱下独立基础和杯形基础。（二）特点及使用范围：抗弯及抗剪性能好，可承受大竖向荷载，地基承载力不高等情况。,1、柱下独立基础（阶梯形和锥形）：是柱基础中最常用和最经济的形式。也可分为刚性

13、基础和钢筋混凝土基础两大类。刚性基础可用砖、毛石或素混凝土，基础台阶高宽比（刚性角）要满足规范规定。一般钢筋混凝土柱下宜用钢筋混凝土基础，以符合柱与基础刚接的假定。,柱下独立基础,柱下独立基础,柱下独立基础施工要点：1）基坑验槽与混凝土垫层 基坑满足要求，立即浇筑垫层砼，保护地基，砼宜采用平板振动器振捣，表面平整，内部密实。2）弹线、支模与铺设钢筋网片 垫层砼强度达到要求后，经过弹线、立模、设置钢筋网片，保护层设置采用砼强度的水泥砂浆垫块保证钢筋网的位置正确。,砼保护层垫块,3）浇筑混凝土 清理杂物，浇水润湿。基础宜分层浇筑，对于台阶式的基础应每一台阶作为一个浇筑层。锥形基础的锥体斜面坡度要严

14、格控制，模板加固牢靠，砼振捣密实。4）基础上插筋与养护 插筋数目、直径、种类应与柱内纵向受力钢筋相同，插筋锚固长度应符合设计要求。插筋应固定，防浇筑砼时移位。浇筑完毕砼，应覆盖洒水养护，时间不少于7天，抗渗砼不少于14天。,2、杯形基础,类型：一般杯口、双杯口、高杯口基础。适用范围：常用于钢筋混凝土预制柱基础施工要点：杯口的模板：1）可采用钢模或木模。2）固定牢靠。3）考虑装、拆模。4）杯口底部留设排 气孔，避免出现空鼓。混凝土浇筑：1）混凝土浇筑（分层浇至杯底）；2）安装杯口模板，浇筑杯口混凝土，对称浇筑；3）杯口底标高保证（先将杯口底混凝土振实稍停，再浇四周，振动尽量短，可在杯底留5cm厚

15、的细石砼找平层）；4）混凝土振实；5）振捣；6）砼终凝前取出杯口内模板，并及时将内测表面砼凿毛。,当地基较为软弱、柱荷载或地基压缩性分布不均匀，以至于采用独立基础可能产生较大的不均匀沉降时，常将同一方向上若干柱子的基础练成一体而形成柱下条形基础。这种基础抗弯刚度大，因而具有调整不均匀沉降的能力。,二、条形基础,条形基础分为墙下钢筋砼条形基础和柱下钢筋砼条形基础。常用于上部结构荷载较大，地基承载力不高的基础。,了解：扩展基础：墙下条形基础和柱下独立基础统称为扩展基础。扩展基础的左右是把墙或柱下的荷载侧向扩展到土中，使之满足地基承载力的要求，扩展基础包括无筋扩展基础和钢筋混凝土扩展基础。联合基础：

16、主要指同列相邻两柱公共的钢筋混凝土基础，即双柱联合基础。在为相邻两柱分别配置独立基础时，常因其中一柱靠近建筑界限，或因两柱间距较小，而出现基地面积不足或者荷载偏心过大等的情况，此时可考虑采用联合基础。联合基础也可用于调整相邻两柱的沉降差或防止两者之间的相向倾斜等。,墙下钢筋砼条形基础：（1）刚性条形基础：是墙基础中常见的形式，通常用砖或毛石砌筑。为保证基础的耐久性，砖的强度等级不能太低，在严寒地区宜用毛石；毛石需用未风化的硬质岩石。砌筑的砂浆，当土质潮湿或有地下水时要用水泥砂浆。刚性基础台阶宽高比及基础砌体材料最低强度等级的要求，有规范规定。（2）墙下钢筋混凝土条形基础：当基础宽度较大，若再用

17、刚性基础，则其用料多、自重大，有时还需要增加基础埋深，此时可采用柔性钢筋混凝土条形基础，使宽基浅埋。如果地基不均匀，为增强基础的整体性和抗弯能力，可采用有肋梁的钢筋混凝土条形基础，肋梁内配纵向钢筋和箍筋，以承受由不均匀沉降引起的弯曲应力。,墙下钢筋砼条形基础,柱下钢筋砼条形基础：当地基较为软弱、柱荷载或地基压缩性分布不均匀，以至于采用扩展基础可能产生较大的不均匀沉降时，常将同一方向上若干柱子的基础练成一体而形成柱下条形基础。这种基础抗弯刚度大，因而具有调整不均匀沉降的能力。,柱下交叉条形基础：如果地基软弱且在两个方向上分布不均，需要基础在两个方向都具有一定的刚度来调整不均匀沉降，则可在柱网下纵

18、横两向分别设置钢筋混凝土条形基础，从而形成柱下交叉条形基础。,施工要点：1、当基槽验收合格后，应立即浇筑砼垫层，以保护地基。2、钢筋经验收合格后，应立即浇筑砼，条形基础可留设垂直和水平施工缝，但留设位置、处理方法必须符合规定。3、砼浇筑要求以及基础上插筋与养护等同独立基础。,当柱下交叉条形基础底面积占建筑物平面面积的比例较大，或者建筑物在使用上有要求时，可以再建筑物的柱、墙下做成一块满堂的基础，就是筏型基础。,三、筏形基础,（一）类型：平板式和梁板式。（二）特点及适用范围：有地下室或地基承载能力较低而上部荷载较大的基础。外形如倒置的钢筋混凝土楼盖。此基础用于多层与高层建筑。由于其整体刚度相当大

19、，能将各个柱子的沉降调整得比较均匀。此外还具有跨越地下浅层小洞穴、增强建筑物的整体抗震性能，作为地下室、油库。水池等的防渗地板等的功能。,（三)施工要点：1、地下水位较高时，先降水至基底以下50cm；保证无水开挖和筏体施工。2、确定施工方案（两种）：1)垫层-绑扎底板、梁钢筋和柱子锚固钢筋-浇底板砼-支立梁模板-浇筑梁的砼。2)垫层-底板和梁模板一次支好，一次浇筑砼。；3)筏形基础应一次连续浇筑砼，不宜留设施工缝；必须留设时，应对施工缝按要求留设，并有止水措施，同时要做好沉降观测。4)加强养护，基础施工完毕，覆盖并洒水养护。,（一）组成：钢筋混凝土底板、顶板、侧墙及内隔墙组成的箱体。（二）特点

20、及适用范围：特点：整体性好，刚度大，能调整不均匀能力及抗震能力强，可消除因地基变形使建筑物开裂的可能，减少基底处原有地基地基自重力，降低沉降量。但其材料用量较大，且为保证箱基刚度要求设置较多的内墙，墙的开洞率也有限制。适用范围：适用于软弱地基上面积较小，平面形状简单，上部结构荷载大且分布不均匀的高层建筑基础和对沉降有严格要求的设备基础或特种构筑物基础。,四、箱形基础,（三）施工要点：1、基坑处理1）地下水处理（降低至基坑底以下50cm；粉质砂土可能产生流砂时，不得采用明沟排水，宜用井点降水，观测水位；将少对基坑底原土的扰动，预留人工挖土层2030cm。）2、支模和浇筑1)箱形基础的底板、内外墙

21、和顶板的支模和浇筑，可采取内外墙作顶板分次支模灌注方法施工，外墙接缝应设止水带。施工缝的处理应符合规定。2)基础的底板、内外墙和顶板宜连续浇灌完毕；基础长度大于40m时，应设置贯通后浇施工缝（缝宽不小于80cm；钢筋贯通；两侧新旧砼接触面凿毛；顶板浇筑1428d，采用比砼设计强度提高一级的微膨胀细石砼浇筑，并做好养护）。3)超厚、超长的整体钢筋混凝土结构浇筑；4)基础施工完毕，应抓紧基坑四周的回填工作。如停止降水时应验算箱型基础抗浮稳定性，地下水对基础的浮力，抗浮系数不宜小于1:1。抗浮系数不能满足要求时，应继续抽水，直至上部结构施工至荷载满足要求，或采用压重等措施。,引言 一般多层建筑物当地

22、基较好时多采用天然浅基础，它造价低、施工简便。如果天然浅土层较弱，可采用机械压实、强夯、换填、预压、深层搅拌等方法进行人工加固，形成人工地基。如深部土层也软弱，或建（构）筑物的上部荷载较大，而且是对沉降有严格要求的高层建筑、地下建筑基础，则需采用深基础。,第三节 桩 基 础 施工,桩基础是一种常用的深基础形式，由桩和承台两部分组成。,桩基础构造示意图,按传力性质分,端承桩,磨擦桩,端承桩,磨擦端承桩,端承磨擦桩,磨擦桩,桩的分类：,1.桩按传力性质可分为摩擦型桩和端承型桩。2.按桩的制作方法，桩可分为预制桩和灌注桩两类。*预制桩分为：锤击法、水冲法、振动法、静力压桩法。灌注桩：钻孔灌注桩、冲孔

23、灌注桩、挖孔灌注桩、钻扩孔灌注桩、沉管灌注法、爆扩灌注法等3.桩按成孔时挤土状况可分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩。还可按材料、断面形式进行分类。,砼预制桩施工,一、砼预制桩的制作、起吊、运输、堆放；二、预制桩的沉桩施工；三、预制桩的沉桩质量控制；四、预制桩头的截桩；,预制桩是在工厂或施工现场制成的各种材料和形式的桩（如木桩、混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢管或型钢的钢桩等），用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中，或有的用高压水冲沉入土中。施工过程：预制、起吊、运输、堆放、沉桩等。,钢筋砼预制桩有实心桩和预应力管桩两种：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

24、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，并连接。管桩多采用先张法预应力工艺。,预应力钢筋砼管桩,一、砼预制桩的制作、起吊、运输、堆放,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。,（一）钢筋砼方桩的预制,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

25、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。,桩身钢筋绑扎,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。

26、,料斗布料入模,砼振捣密实,表面拍实压光,桩的砼强度达到设计强度等级的70%方可起吊，如需提前起吊，应进行强度和抗裂度验算。,（二）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,（三）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。,预制桩的堆放,二、预制桩的沉桩施工,预制桩的沉桩施工方法有锤击法、

27、静力压桩法、振动法和水冲法。,锤击法,静力压桩法,振动法,打桩设备包括桩锤、桩架和动力设备。1、桩锤 落锤 构造简单、施工方便，锤重一般0.51.5t，用卷扬机拉升施打，可随意调整落锤高度。速度慢、效率低、对桩身损伤大。汽锤 利用蒸汽或压缩空气为动力进行锤击。锤击频率100120次/min，落距短、速度快、效率高、适宜打各类桩；还可打斜桩、水下打桩和拔桩。,（一）锤击法,柴油锤构造简单、施工方便，有导杆式和筒式两种，利用柴油燃烧膨胀产生压力推动活塞进行锤击打桩。锤击6080次/min，但有噪音、振动和空气污染环境缺点，在城市施工日益受到限制。,振动锤 噪音小、冲击频率高，并适合砂土、砂粘土、卵

28、石夹砂等地基打桩。,柴油锤,振动锤,桩锤的选择,锤击法沉桩施工，桩锤选择是关键。首先应根据施工条件选择桩锤的类型，然后决定锤重，一般锤重大于桩重的1.52倍时效果较为理想（桩重大于2t 时可采用比桩轻的锤，但不宜小于桩重的75%）。,注：施工中应“重锤轻击”(锤的重量大而落距小)，这样桩极易打入土中，不会打坏桩头，也不会产生桩身回跃(回弹)；桩锤过轻时，则会出现“轻锤高击”，极易损坏桩头，桩也难以打入土中。,2、桩架,桩架是支持桩身和悬吊桩锤、在打桩过程中引导桩的方向的设备。常用的桩架有轨道式、履带式、滚筒式和步履式桩架。,轨道式：由立柱、斜撑、回转工作台、底盘及传动机构组成。,此桩架底盘下有

29、铁轮，可在轨道上行走，可适应各种预制桩和灌注桩施工。缺点：机构庞大，拆装和装运困难。机动性很差，需铺设枕木和钢轨，施工不方便。,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，适应各类预制桩的施工。,（3）滚筒式桩架,靠两根滚筒滚动来移动桩架。结构简单，制作容易，成本低，但转向不灵活，操作人员多。,（4）液压步履式桩架,打桩架下部装有前后左右对称的液压船垫结构，以步履的方式移动。灵活，移桩方便，打桩效率高。,1）打桩前的施工准备工作与工艺流程,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。,打桩工艺流程桩机就位起吊打桩接桩送桩（截桩）验收 桩基

30、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，供施工过程中检查桩位的偏差和桩的入土深度。,打桩前对桩管进行检查,3、预制桩的沉桩施工,2）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。,当桩规格、埋深、长度不同时应遵循：,1、对标高不一的桩

31、应遵循“先深后浅”的原则；2、对不同规格的桩，应遵循“先大后小、先长后短”的原则。3、当一侧毗邻建筑时，由毗建筑物处向另一方向施打。,3）打桩方法,桩插入土中时的垂直度偏差不超过0.5%，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,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

32、下,4）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，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；硫磺胶泥锚接桩：硫磺胶泥配合比应通过试验确定。,接桩:,焊接接桩,(二)静力压桩,静力压桩是利用静压力将桩压入土中，施工中无振动、无噪音，但存在挤土效应。适用于软弱土层和邻近有怕振动的建（构）筑物的情况。当存在厚度大于2m的中密砂夹层时，不宜采用静力压桩。,静力压桩机有机械式和液压式之分，目前使用的多为液压式静力压桩机，压力可达7000kN。,静力压桩多采用分段、分节压入、逐段接长。当下节桩压入

33、土中后上端距地面0.81m时接长上节桩，继续压入。每根桩的压入、接长应连续。,初压时如桩身发生较大移位、倾斜，压入过程中桩身突然下沉或倾斜，桩顶砼破坏或压桩阻力剧变时，应暂停压桩，及时研究处理。,静力压桩的分节压入、接长,静力压桩施工现场,桩机就位,吊起管桩,静力压桩,全液压高效静力压桩机,（三）振动沉桩,振动法是将振动锤吊至预制桩顶上，将桩头套入与振动箱连接的桩帽或液压夹桩器内夹紧，振动锤产生的激振力通过桩身带动土体振动，使土颗粒间的摩擦力大大减小，桩在自重和机械力作用下沉入土中。振动法沉桩设备构造简单、使用方便、效率较高。,适用于沉钢板桩、钢管桩及长度在15m内的细长钢筋砼预制桩，在砂土中

34、效率最高，粘土中略差。,振动沉桩,（四）射水沉桩,射水沉桩法往往与锤击（或振动）法同时使用。在砂夹卵石层或坚硬土层中，一般以射水为主，锤击或振动为辅；在粉质粘土或粘土中，一般以锤击或振动为主，射水为辅，并控制射水时间和水量。水压与流量根据地质条件、沉桩机具、沉桩深度和射水管直径、数目等因素确定，通常在沉桩施工前经过试桩选定。下沉空心桩，一般用单管桩内射水，当下沉较深或土层较密实，可用锤击或振动配合射水；下沉实心桩，将射水管对称装在桩身两侧，并可沿桩身上下自由移动，以便在任何高度上射水冲土。,施工要点：吊插桩时要注意及时引送射水胶管，防止拉断或脱落；桩插正立稳后，压上桩帽桩锤，开始桩主要靠自重下

35、沉，用较小水压控制桩身缓慢下沉，并注意控制和校正桩身垂直度。下沉渐趋缓慢时，可开锤轻击。沉至一定深度（810m）已能保持桩身垂直度后，可逐步加大水压和锤的冲击动能。,注意：不论采取何种射水施工方法，在沉至距设计标高1-1.5m时，应停止射水，拔出射水管，用锤击或振动沉桩至设计深度，以保证桩的承载力。,三、预制桩施工的质量控制与常见质量问题,桩的垂直偏差应控制在1%以内，平面位置的偏差，单排桩不大于100mm，多排桩为1/21个桩的直径或边长。磨擦桩的入土深度控制，以标高为主，贯入度为参考；按标高控制的桩，桩顶标高的允许误差为50mm。端承桩入土深度以最后贯入度控制为主，标高作为参考。如遇桩顶位

36、移或上升涌起、桩身倾斜、桩头击碎严重、桩身断裂、沉桩达不到设计标高等严重情况时，应暂停施工，采取相应措施处理后方可继续施打。,贯入度是指在地基土中用重力击打贯入体时，贯入体进入土中的深度。贯入体可以是桩，也可以是一定规格的钢钎。最终贯入度在打桩时，需要某种指标来衡量桩（一般是端承桩）是否打到位。施工中一般采用最后三阵，每阵十击的平均入土深度作为标准，即为“最终贯入度”。,基底钎探,四、预制桩头的截桩,承台施工前要按承台底标高对已验收合格的预制桩进行截桩处理，截去高出的桩身砼，剔出桩身受力主筋锚入承台内。截桩施工应防止对桩身的过大震动和破坏。,预应力管桩加焊锚固钢筋,截桩作业中 截桩后,风镐破碎

37、作业,预应力管桩截桩,截桩机,补充：打桩公害,施工噪声控制建筑施工场界噪声限值自2012年7月1日起将被建筑施工场界环境噪声排放标准GB 12523-2011 替代。,灌注桩直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成。灌注桩施工工艺近年来发展很快，根据成孔工艺不同，分为干作业成孔的灌注桩、泥浆护壁成孔的灌注桩、套管成孔的灌注桩、人工挖孔桩和爆扩成孔的灌注桩等。,砼灌注桩施工,一、干作业成孔灌注桩,适用于成孔深度在地下水位以上的一般粘性、砂土及人工填土等各种软硬土层，不需要护壁，成孔深度812m、成孔直径300600mm，不宜用于地下水位以下的各类土及淤泥质土。目前常用螺旋钻机成孔

38、，也可用洛阳铲成孔。,成孔原理：电动机带动钻杆转动，使螺旋叶片旋转削土，土随螺旋叶片上升排出孔外。,步履式螺旋钻机,1、孔底清理,钻至设计深度后进行孔底清理，方法是只钻不进、空转清土、提钻卸土。,可在钻杆上换装扩孔刀片，扩底直径为桩身直径的2.53.5倍，在设计要求位置形成葫芦桩或扩底桩。孔底虚土厚度不大于100mm；,2、桩身或桩底扩孔,钢筋笼宜一次绑好，吊入孔内时注意勿碰孔壁，钢筋骨架过长时，可分段吊放，逐段焊接。砼应分层连续浇筑，分层厚度不大于1.5m。,3、施工要点,长螺旋钻机钻头,长螺旋钻机成孔现场,二、泥浆护壁成孔灌注桩,泥浆护壁成孔是用钻机成孔，泥浆保护孔壁和排出土渣而成孔，下放

39、钢筋笼和导管后，利用导管进行水下浇筑砼，用砼把泥浆置换出来成桩。不同土质和地下水位高低都适用。多用于含水量高的软土地区。,（一）护壁泥浆 1、泥浆的作用 泥浆具有保护孔壁防止塌孔、排出钻渣及冷却与润滑钻头的作用。钻进中，护壁泥浆与钻孔的土屑混合，边钻边排出携带土屑的泥浆；当钻孔达到规定深度后，运用泥浆循环进行孔底清渣。,泥浆池,2、泥浆的组成 由高塑性粘土或膨润土和水拌合的混合物，也可掺入加重剂、分散剂、增粘剂及堵漏剂等掺合剂。泥浆一般在现场制备，有些粘性土在钻进过程中可形成适合护壁的浆液，则可利用其作为护壁泥浆，即“孔内自造泥浆”。3、施工中对泥浆的比重、含砂率、粘度、胶体率等检查。,正循环

40、回转钻机,成孔时泥浆由钻杆内部注入,从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上经孔口带出并流入沉淀池，沉淀后的泥浆流入泥浆池再注入钻杆，由此进行循环。,（二）成孔机械及工艺 成孔机械有回转钻机、冲击钻、潜水钻等，其中以回转钻机应用最多。1、回转钻机成孔 回转钻机是由动力装置带动有钻头的钻杆转动，由钻头切削土壤。切削形成的土渣，通过泥浆循环排出桩孔。根据泥浆循环方式的不同，分为正循环回转钻机和反循环回转钻机。,反循环回转钻机,成孔时泥浆由钻杆与孔壁间的间隙流入钻孔，通过泵在钻杆内形成真空，使钻下的土渣由钻杆内腔吸出至地面而流向沉淀池，沉淀后再流入泥浆池。反循环工艺的泥浆上流的速度较高，排放土渣的能

41、力强。,2、冲击钻成孔灌注桩,冲击钻主要用于在岩土层中成孔，成孔时将冲锥式（一般十字形）钻头提升一定高度后以自由下落的冲击力来破碎岩层，然后用泥浆循环或掏渣筒来掏取孔内的渣浆。,冲击钻钻机,十字形钻头,（三）施工程序及方法,主要包括：施工准备-定位并埋设护筒-钻机就位-泥浆注入-钻进成孔-清孔-下放钢筋笼及导管-水下浇筑砼-检查和验收 1、定桩位及埋设钢护筒 施工准备工作完成后，就可以定桩位。钢护筒有定位、保护孔口、维持水头等作用。其内径应比钻头大100200mm，高度23m，埋入土中不少于1m，稳固。应高出地面4060cm。,钢护筒 护筒埋设,（需报验检查）,2、泥浆制备及注入 粘土中可采用

42、清水钻进、自造泥浆护壁；砂土中钻进则应注入制备泥浆，注入泥浆密度控制在1.1左右，排出泥浆密度宜为1.21.4。钻进过程中，应保持护筒内泥浆水位高于地下水位。,泥浆池和沉淀池的设置 泥浆池的防护,3、钻孔及成孔检查：钻进成孔过程中应按规定取样、量测并记录地质情况及钻进有无异常，成孔后孔径、孔深、孔位等检查并报验。,成孔检查,钢筋探笼,4、成孔检查合格后进行第一次清孔：钻孔达到设计标高后进行清孔。采用“换浆法”清孔，至换出的泥浆比重控制在1.2左右，还需检查泥浆的含砂率、粘度、胶体率等检查。,泥浆3件套 泥浆比重测试 含砂率测试,钢筋笼控制要点：钢筋型号、间距、笼长等符合设计要求。一般在主筋内侧

43、每隔2.5m加设一道2030mm的加强箍，每隔一箍在箍内设一道井字加强支撑，与主筋焊接组成骨架，便于吊运。,钢筋笼制作及吊放：,工人绑扎制作钢筋笼,5、钢筋笼的制作、吊放并安装导管：钢筋笼检查（报验检查）符合设计要求，导管严密。,钢筋笼一般长度超过10m应分段拼接，每节主筋为通长钢筋，接头对焊连接，主筋与箍筋点焊固定，主筋保护层厚70mm，平整度误差不大于50mm，四侧主筋每隔5m设置耳环。钢筋笼就位应采用小型吊运机具或起重机进行，上下节主筋采用帮条双面焊连接。,大直径灌注桩的钢筋笼加工 钢筋笼的验收检查,钢筋笼吊放,下放钢筋笼 钢筋楼固定和检测管安装,安放导管（控制与孔底的距离）,（必须报验

44、检查）,6、第二次清孔：在钢筋笼和导管安放后、水下砼浇灌前进行，在导管顶部安放泵，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置换沉渣。第二次清孔标准是：孔深达到设计要求，至换出的泥浆比重不大于1.1，沉渣厚度端承桩5cm以内，摩擦桩不大于30cm。沉渣厚度可用重锤法或沉渣仪检测，重锤法是靠手感来判断沉渣的清理情况。（报验合格后方可进行水下砼浇筑）7、水下浇灌砼：第二次清孔完成后立即浇筑砼，一般采用导管法进行砼水下浇筑，密封连接的导管给砼提供了下放的通 道，砼沿竖向导管下落到孔底，再顶 着泥浆顺着导管和孔壁之间上升，直 至将砼浇筑至设计桩顶标高，将孔桩 内泥浆全部置换出来。,第一次下落砼料斗贮料（

45、坍落度检测）,连续浇注(需超灌，要控制),泥浆排除：泥浆处理不好会造成施工现场环境污染严重，需设置泥浆池和沉渣池，及时清理废泥浆。“水下浇筑灌注桩砼的过程是从砼的拌合、运输、孔桩的验收合格及现场浇筑的各个环节的密切配合和协调的复杂过程，每个环节都可能引起桩基的质量事故，给桩基的事故处理带来难度和经济损失”,提升、拆装导管（仔细量测、计算砼面）,灌注桩桩头处理,桩间挖土 承台高程控制 桩头凿除,凿桩头剥出主筋 凿除桩头砼 浇筑砼垫层,（四）钻孔灌注桩常见问题的处置-联系实例,注意：尽量做到“事前预防、过程控制、避免引起事后处理”。,1、钻孔偏斜 钻进过程中地面不平、钻机偏斜或地基不稳。护桩的毁坏

46、或移位。土层软硬不均的倾斜岩层、碰到孤石或探头石引起钻孔偏斜；预防措施：地面平整稳固；钻机安装水平和垂直校正；遇软硬土层应低速钻进，遇探头石低垂密击，反复扫孔；在偏孔处吊锤扫孔，如纠正无效，应在孔中局部回填片石至偏孔处0.5m以上，重新钻进。,2、孔壁塌陷 钻进过程中如发现排出的泥浆中不断出现气泡或泥浆液面突然下降，这表示有孔壁坍陷迹象。预防及处理措施：(1)护筒周围用粘土填封密实；钻进过程中及时添加新鲜泥浆，及时调整泥浆的比重，使其高于孔外水位；(2)遇流砂、松散土层时适当加大泥浆比重，控制钻进速度和空转时间；(3)下放钢筋笼和导管时防止碰撞孔壁。如孔坍陷严重，应提出钻具立即回填粘土，待孔壁

47、稳定后再低速钻进。,3、断桩：水下灌注砼，如桩截面上存在夹泥层，会造成断桩现象，使桩的完整性大受伤害，桩身强度和承载力也会大大降低。可能引起原因：(1)首盘砼未封住导管底口。(2)砼坍落度太小，骨料粒径过大；(3)砼供应不及时或中断时间过长引起堵管；(4)导管埋设过深，没有及时提灌，提不动。(5)提导管时挂带钢筋笼碰撞孔壁土体混入砼；(6)未严格仔细测量砼面上升位置，使导管拔出砼面；处理措施：严格控制砼质量；及时拔管，做好提导管前的砼面测量，并不得挂带钢筋笼；做好砼拌合、运输等协调工作。发生断桩，需研究解决方案，如需处理应进行补桩或进行其他方法的处理。,4、钢筋笼变形、偏位、浮笼：由于钢筋笼变

48、形、偏位、上浮等原因，影响桩的承载力及使用价值。产生原因：(1)钢筋笼堆放、起吊、运输造成变形。钢筋笼制作时未设置垫块或耳筋，或未设加强筋，刚度不足。(2)桩孔偏孔，钢筋笼下沉变形。(3)导管挂带钢筋笼或碰撞而移位。(4)砼质量和易性差、坍落度小、离析，砼上升时引起钢筋笼上浮或导管埋深过深，也会引起钢筋笼上浮。(5)清孔不到位，泥浆比重过大，初灌砼时过快，冲力使钢筋笼上浮；防止措施：钢筋笼的制作、运输、下放安装严格按照要求执行。保证桩孔的孔径符合要求，保证垂直度。控制砼的质量，灌注过程中主要控制灌注速度，砼灌注保持连续，及时拔管。,5、缩颈：遇流塑土层、泥浆比重较小、未及时灌注砼等原因。6、梅

49、花孔：桩孔断面形状不规则，呈梅花形。冲孔时，冲锤未能自由转动。泥浆比重过大，阻碍桩锤的转动。锤太低，冲程较小，冲锤没有充足的转动时间。7、不进尺 长时间的钻进没有进尺。地质情况与设计不相符；冲锤选择不当，质量太轻；桩锤锤牙磨损严重；偶遇地下障碍物。,8、卡锤 锤被卡入孔中，不能上下移动。遇到探头石或锤磨损严重，形成梅花孔；石块落入孔中。经常采用水下爆破或潜水处理。9、超灌砼：扩孔严重、地层软弱、地下空洞、孔径孔深超标、桩头超灌严重。10、吊脚桩：孔壁坍落、孔壁被碰损落泥土、孔底沉渣过厚。11、还有钻孔漏浆（护筒、地下洞穴、地下透水性土层）、流砂（遇砂层时泥浆未形成泥皮，孔内外水压差）等。,三、

50、沉管灌注桩,沉管灌注桩是利用锤击打桩法或振动沉管法将带有钢筋砼桩靴(或活辨式桩尖)的钢桩管沉入土中，然后边拔管边灌注砼而成。,立管对准桩位套入桩靴、压入土中检查低锤轻击检查有无偏移正常施打至设计标高第一次浇灌砼边拔管、边锤击、边继续浇灌砼安放钢筋笼、继续浇灌砼至桩顶设计标高。,1）施工程序,1、锤击沉管灌注桩,砼预制桩靴,2）就位,用桩架吊起桩管，关闭桩尖活瓣或对准预设在桩位处的预制砼桩靴，套入桩靴。然后缓缓放下套管，压进土中。,桩管上端扣上桩帽，检查桩管与桩锤是否在同一垂直线上，桩管偏斜不大于0.5%时，即可起锤沉管。先低锤轻击，观察如无偏移方可正常施打，直至符合设计要求的贯入度或标高。,3