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1、第二章 地基处理与桩基工程,第一节 地基加固处理 第二节 钢筋混凝土预制桩施工 第三节 混凝土灌注桩施工 第四节 其它深基础施工,第一节 地基加固处理,一、地基加固原理 “将土质由松变实，将土的含水量有高变低” 具体措施： 改变建筑形体，简化建筑平面； 调整荷载差异； 合理设置沉降缝； 采用轻型结构、柔性结构； 加强房屋的整体刚度； 对基础进行移轴处理； 施工中正确安排施工顺序和施工进度,二、地基加固的方法,挖、填、换、夯、压、挤、拌,图142 搅拌水泥土墙施工流程 （a）定位；（b）预埋下沉；（c）提升喷浆搅拌；（d）重复下沉搅拌 （e）重复提升搅拌；（f）成桩结束,单管旋喷桩施工工艺,端承
2、桩 摩擦桩 1-桩； 2-承台； 3-上部结构,第二节 钢筋混凝土预制桩施工,1、定义：按照建筑地基基础设计规范GB500072002中术语2.1.13,桩基础pile foundation，由设置于岩土中的桩和联接于桩顶的承台组成的基础。,一、钢筋混凝土预制桩锤击法施工,（一）桩的制作 钢筋混凝土预制桩一般在预制厂制作，较长的桩在施工现场附近露天预制。可分为管桩和实心桩两种 桩的长度主要取决于运输条件及桩架高度，一般不超过30m。 如在工厂预制长度不超过12M 如在现场预制长度不超过30M 桩的接头不宜超过2个。,桩身配筋,桩身配筋与沉桩方法有关。 锤击沉桩的纵向钢筋配筋率不宜小于0.8%，
3、 压入桩不宜小于0.4%， 桩的纵向钢筋直径宜不小于14mm， 桩身宽度或直径大于或等于350mm时，纵向钢筋不应少于8根。 桩顶一定范围内的箍筋应加密，并设置钢筋网片。,混凝土强度等级要求,混凝土强度等级不宜低于C30 静压法沉桩时不宜低于C20,混凝土管桩,混凝土管桩是以离心法在工厂生产 通常都施加预应力 直径多为3001000mm 壁厚60110mm 每节长度713m 用法兰连接 桩的接头不宜超过4个 下节桩底端可设桩尖，亦可以是开口的。,管桩(pipe pile)的分类,PTC（Prestressing thin concrete） 预应力混凝土薄壁管桩 PC ( prestressi
4、ng concrete) 预应力混凝土管桩 PHC ( prestressing higher concrete) 预应力高强混凝土管桩,根据管桩的抗弯性能和有效预应力值 A， 4MPa AB, 6MPa B, 8MPa C, 10MPa,管桩的混凝土强度等级和配筋,混凝土强度等级 PHC桩：C80 PC桩：C60 PTC桩：C60,配筋 最小配筋率：0.4% 预应力根数：6 沿桩身圆周均匀配置,钢桩（钢管桩和H型钢）,钢管桩 采用Q235钢制作 直径：406.4，609.6，914.4 壁厚：913MM 形式： 带加强箍或不带加强箍的敞口形式 平底或锥底的闭口形式,H型钢 采用Q235和Q3
5、45钢制作 常见断面：200200360410 翼缘厚度和腹板厚度：926MM 每节长度：10-15M 形式 带端板 不带端板（锥底、平底）,钢筋混凝土预制桩的制作方法,并列法 间隔法 重叠法 翻模法,重叠法要点： 叠制4层，上下隔离，下层30再上层； 钢筋接长用对焊，接头错开； 混凝土由顶至尖连续浇筑，注意养护与保护；,钢筋混凝土预制桩应在混凝土达到设计强度的70方可起吊； 达到设计强度的100%才能运输和打桩。 桩在起吊和搬运时，吊点应符合设计规定 吊点位置的选择随桩长而异，并应符合起吊弯矩最小的原则,1桩的起吊,2.运输： 当运距不大时 可采用滚筒、卷扬机等拖动桩身运输； 当运距较大时
6、可采用小平台车运输。 运输过程中支点应与吊点位置一致。 3.堆放： 桩在施工现场的堆放场地应平整、坚实，并不得产生不均匀沉陷。 堆放时应设垫木 垫木的位置与吊点位置相同 各层垫木应上、下对齐 堆放层数不宜超过4层。,（三）打桩机械 打桩机主要包括：桩架、桩锤和动力装置三个部分 1.桩锤 1）种类： 主要有落锤、柴油锤、蒸汽锤、液压锤、电磁锤等。,落锤,原理： 采用钢铁做成，利用人力或卷扬机提升然后自由落下对桩进行锤击。 特点： 构造简单，使用方便，能随意调节落锤高度。生产效率低，打桩速度慢，对桩的损伤大。 适用：粘土和含砂、砾石较多的土层。,柴油锤,原理： 利用燃油爆炸的力量推动活塞往复运动对
7、桩进行锤击。 特点： 工效高，构造简单，移动灵活，使用方便，不需沉重的辅助设备，也不必从外部供应能源等。但是具有噪音大、油滴飞散、排出的废气污染环境等缺点。 适用： 适于在普通的土壤中打大型的钢筋混凝土桩和钢管桩，不适于在过硬或过软的土层中打桩。,筒式柴油锺工作原理,蒸汽锤,原理： 利用蒸汽的动力进行锤击。 种类： 单动汽锤、双动汽锤。 特点： 冲击力大、打桩速度快、能适用各种不同土壤，但是需要一整套锅炉设备，使用笨重，移动不便。 适用： 冲击力较大，可以打各种桩。,液压锤,可打 混凝土预制桩 钢管桩 钢板桩 夯扩灌柱桩等 尤其适合城市区施工需要 是柴油打桩机锤理想的更新换代产品。,液压打桩锤
8、,高频液压振动锤,液压锤特点,1、施工作业中，无废气污染、无油污、噪音低； 2、机锤冲击力大，打击频率可调，冲击力可调（1-5档）； 3、打击应力缓和，软地基起动性能好； 4、操作方便快捷，打桩频率高； 5、符合环保要求。,技术参数,2） 桩锤的选择 桩锤应根据地质条件、桩的类型、桩的长度、桩身结构强度、桩群密集程度以及施工条件等因素来确定，其中尤以地质条件影响最大。 当桩锤重大于桩重的152倍时，沉桩效果较好。 注意： “重锤低击”与“轻锤高击”。,主要根据桩的类型、规格、土质等情况来选择。（土质较软时取下限，土质较硬时取上限）,2.桩架,作用： 吊桩就位，固定桩的位置，承受桩锤和桩的重量，
9、在打桩过程中引导锤和桩的方向，并保证桩锤沿所要求的方向冲击桩体。 种类： 多能桩架 由立柱、斜撑、回转工作台、底盘、及传动机构组成。能适用各种预制桩与灌注桩的施工。特点是机动适应性好；大而装拆运麻烦。 履带式桩架 以履带式起重机为底盘，增加立柱和斜撑用以打桩。移动更为方便。能适用各种预制桩和灌注桩的施工。特点是移动方便，适用范围广。,振动沉管多能桩架照片图,振动头,钢管,履带式桩架图,3动力装置的选择 动力装置的选择应根据桩锤的类型来确定。 4.打桩前的准备工作 1)清除地上、地下障碍物，对场地进行平整并做好排水工作。 2)放出桩的基准线并定出桩位，在不受打桩影响的适当位置设置水准点， 3)接
10、通现场的水、电管线，准备好施工机具；做好对桩的质量检验。 4)进行打桩试验，以便检验设备和工艺是否符合要求。 5)确定打桩顺序,（四）打桩顺序：,a）逐排施打,b）自中间向外围施打,c）分段施打,图2-6 预制桩打桩顺序示意图,注意：避免 入土深度不一，导致不均匀沉降； 难打易碎； 邻桩移位倾斜。,1) 当桩中心距4倍桩径时 要确定施工顺序； 2) 当桩中心距4倍桩径时 可按施工方便顺序打； 3) 当桩的规格不同时 先大后小，先长后短； 4) 当桩尖设计标高不同时 先深后浅。,（五）打入桩的施工工艺 1桩机就位 2吊桩 3打桩 4接桩 5送桩 6截桩：,打桩过程演示,（四）打桩过程中常见的问题
11、 （1）桩顶、桩身被打坏。 （2）桩位偏斜。 （3）桩打不下。 （4）一桩打下邻桩升起。,打桩质量要求 1）贯入度或标高 端承桩：以贯入度为主，以标高为辅。 摩擦桩：以标高为主，以贯入度为辅。 2）平面位置 打（压）入桩（预制混凝土方桩、先张法预应力管桩、钢桩）的桩位偏差，必须符合表2-2的规定。 3）桩不受损：桩顶、桩身不打坏，桩顶下1/3桩长内无水平裂缝。,表2-2 预制桩（钢桩）桩位允许偏差（mm）,某钢筋混凝土预制桩施工现场（开挖后）,二、静力压桩、振动沉桩、射水沉桩施工,（一）静力压桩 是借助压桩机及其配重将桩压入土中，此法适用于软弱土层。由于避免了锤击应力，桩的混凝土强度及其配筋只
12、要满足吊装弯矩和使用期受力要求就可以，因而桩的断面和配筋可以减小。这种沉桩方法无振动、无噪音、对周围环境影响小，适合在城市中施工。,静力压桩机,静力压桩的施工工艺 施工程序为： 测量定位压桩机就位吊桩、插桩桩身对中调直静压沉桩接桩再静压沉桩送桩终止压桩截桩。,静力压桩施工过程,施工注意事项 1）压桩施工时应随时注意使桩保持轴心受压，接桩时也应保证上下接桩的轴线一致，并使接桩时间尽可能地缩短，否则，间歇时间过长会由于土体固结导致发生压不下去的事故。 2）当桩接近设计标高时，不可过早停压，否则，在补压时也会发生压不下去或压入过少的现象。 3）压桩过程中，当桩尖碰到夹砂层时，压桩阻力可能突然增大，可
13、采取停车再开。忽停忽开的办法，使桩有可能缓慢下沉穿过砂层。如果工程中有少量桩确实不能压至设计标高而相差不多时，可以采取截桩的办法。,（二） 振动沉桩 振动沉桩是利用固定在桩顶部的振动器所产生的激振力，通过桩身使土颗粒受迫振动，使其改变排列组织，产生收缩和位移，这样桩表面与土层间的摩擦力就减少，桩在自重和振动力共同作用下沉人士中（图2-9）。 适用于在粘土、松散砂土及黄土和软土中沉桩，更适合于打钢板桩，同时借助起重设备可以拔桩。,（三）射水沉桩法 射水法沉桩又称水冲法沉桩，是将射水管附在桩身上，用高压水流束将桩尖附近的土体冲松液化，以减少土对桩端的正面阻力，同时水流及土的颗粒沿桩身表面涌出地面，
14、减少了土与桩身的摩擦力，使桩借自重（或稍加外力）沉入土中 射水法沉桩的特点是：当在坚实的砂土中沉桩，桩难以打下或久打不下时，使用射水法可防止将桩打断，或桩头打坏；比锤击法可提高工效24倍，节省时间，加快工程进度。 本法最适用于坚实砂土或砂砾石土层上的支承桩，在粘性土中亦可使用。,钢桩,钢桩 包括钢管桩、 H 型桩及其他异型钢桩。 常用钢管桩与 H 型钢桩。 钢管桩 直径有 400 1000 ，钢管壁厚为 918mm H 型钢 有 200 200400 400 ， 其翼缘和腹板厚度为 1225mm 。 钢桩的分段长度 一般不宜超过 1215m 。 钢桩的端部形式 应根据桩所穿越的土层、桩端持力层
15、性质、桩的尺寸、挤土效应等因素综合考虑确定。 钢管桩常采用两种形式：带加强箍或不带加强箍的敞口形式以及平底或锥底的闭口形式。 H 型钢桩则可采用带端板和不带端板的形式，不带端板的桩端可做成锥底或平底。,钢桩的制作与运输,钢桩的制作前应检查桩的材料是否符合设计要求，并应检查出厂合格证和试验报告。现场制作钢桩应有平整的场地及挡风防雨设施。钢桩制作的容许偏差应符合有关规定。 钢桩的运输与堆存除应满足一般的运输与堆存要求外，还应注意桩的两端应有适当保护措施，钢管桩应设保护圈；搬运时应防止桩体撞击而造成桩端、桩体损坏或弯曲； 钢桩应按规格、材质分别堆放，堆放层数不宜太高， 对钢管桩， 900 直径放置三层， 600 放置四层， 400 放置五层； 对 H 型钢桩最多六层；支点设置应合理，钢管桩的两侧应用木楔塞住，防止滚动,钢桩的沉桩施工,钢管桩如锤击沉桩有困难，可在管内取土以助沉； H 型钢桩断面刚度较小，采用柴油锤打桩时锤重不宜大于 4.5t 级，在锤击过程中桩架前应有横向约束装置，以防止横向失稳。 持力层较硬时， H 型钢桩不宜送桩。 地表层如有大块石、混凝土块等回填物，则应在插入 H 型钢桩前进行触探并清除桩位上的障碍物，保证沉桩质量。,钢桩焊接头应采用等强度连接，使用的焊条、焊丝和焊剂及焊接质量应符合有关规定。 钢管桩应采用上下节桩对焊连，其构造见图 2-7 。 H 型钢桩接头
