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1、第二章 地基与基础工程第一节 地基处理 第二节 浅基础施工 第三节 桩基础施工,27.10.2020,.,2,第一节 地基处理,在软弱地基上建造建筑物或构筑物时，一般都应对基础作用范围内的土采取一定的技术加固与处理措施，使之满足基础设计的要求。 方法：换填法、预压法、强夯法、振冲法、土与灰土挤密桩法、砂桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、夯实水泥土桩法和托换法等。,27.10.2020,.,3,一、换填法 换填法就是将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后分层换填强度较高的砂、砂石、粉煤灰及其他性能稳定和无侵蚀性的材料，并夯压或振实至设计要求的密实度。 换填法常用
2、于轻型建筑地坪、堆料场地和道路工程等地基处理。适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗塘、暗沟等的浅层处理。 二、重锤夯实法 重锤夯实法是用起重机械将夯锤提升到一定高度，然后自由落锤，不断重复夯击以加固地基。 重锤夯实法一般适用于地下水位距地表0.8m以下稍湿的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土。,27.10.2020,.,4,三、强夯法 强夯法是将夯锤从高处自由落下，给地基以强大的冲击能量，在冲击波和压应力的作用下，迫使土体中孔隙压缩，排除孔隙中的气和水，使土粒重新排列，迅速固结，从而提高地基土的强度并降低其压缩性的地基加固方法。 强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和
3、度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。,27.10.2020,.,5,四、振冲法 振冲法就是利用振冲器水冲成孔，填以砂石骨料，借振冲器的水平及垂直振动，振密填料，形成碎石桩体与原地基构成复合地基以提高地基承载力的方法。,27.10.2020,.,6,第二节 浅基础施工,依据埋置深度的不同，基础可分为浅基础及深基础 两大类。 一般来讲，基础埋深小于5米的为浅基础，大于或等 于5米的为深基础。 一、常见浅基础的类型 按受力特点分为：刚性基础和柔性基础。 按构造型式分为：单独基础、条形基础及联合基础。 按使用的材料分为：灰土基础、三合土基础、砖基础、 毛石基础、混凝土和毛石混凝土基础及
4、钢筋混凝土基础。 二、浅基础施工 常见浅基础，如：灰土基础、三合土基础、砖基础、 毛石基础、混凝土和毛石混凝土基础及钢筋混凝土基础的 施工见P73-80。,27.10.2020,.,7,第三节 桩基础施工,一般多层建筑物，当地基较好时多采用天然地基上的浅基础，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、堆载预压、深层搅拌、化学加固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、地下建筑以及桥梁基础等，则需采用深基础。 桩基础是一种常用的深基础形式，它由桩和承台组成。,27.10.2020,.,8,一、桩基础的
5、分类,按承载性状可分为：摩擦型桩和端承型桩，前者又分为摩擦桩、端 承摩擦桩；后者又分为端承桩、摩擦端承桩。 按成桩时挤土状况可分为：非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩。 按桩身材料可分为:混凝土桩、钢桩、组合材料桩。 按桩的施工方法可分为：预制桩和灌注桩两类。 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。 灌注桩是在施工现场的桩位上用机械或人工成孔，然后在孔内 灌注混凝土而成。根据成孔方法的不同分为钻孔、挖孔、冲孔灌注 桩，沉管灌注桩和爆扩桩。,27.10.2020,.
6、,9,桩基础的组成,27.10.2020,.,10,二、预制桩施工,（一）、钢筋混凝土桩的预制、起吊、 运输和堆放 （二）、打桩机械设备 （三）、锤击沉桩施工 （四）、振动沉桩法 （五）、静力压桩法,27.10.2020,.,11,（一）、钢筋混凝土桩的预制、起吊、运输和堆放,1.制作保证质量 桩长30MPa、钢筋对焊接长、桩尖和桩 顶钢筋加密（图） 要点： 叠制4层，上下隔离，下层混凝土达30设计强度后再浇上层； 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； 预应力管桩离心成型，直径400500，壁厚80100，节 长810m，C60。,27.10.2020,.,12
7、,2.起吊、运输防止损坏,(1)混凝土强度： 起吊移位70设计强度 运输100设计强度 (2)合理吊点：应符合设计要求，若无设计要求， 则吊（支）点位置：要使起吊弯矩最小(图) (3)吊、运平稳，避免损坏。 3.堆放 高度不超过四层； 地面坚实、平整，垫长枕木； 支承点在吊点位置，垫木上下对齐。,27.10.2020,.,13,桩的吊点位置图 (a)1个吊点； (b)2个吊点； (c)3个吊点； (d)4个吊点,27.10.2020,.,14,钢筋混凝土预制桩制作钢筋、模板施工,27.10.2020,.,15,钢筋混凝土预制桩制作混凝土浇筑,27.10.2020,.,16,（二）、打桩机械设备
8、,打桩设备包括桩锤、桩架和动力装置。 （1）桩锤 桩锤是对桩施加冲击，将桩打入土中的主要机具。桩锤主要有落锤、蒸汽锤、柴油锤和振动锤等，应根据施工现场情况、机具设备条件及工作方式和工作效率等条件选择。目前应用最多的是柴油锤。 用锤击沉桩时，为防止桩受冲击应力过大而损坏，力求采用“重锤轻击”。如采用轻锤重击，锤击功能很大一部分被桩身吸收，桩不易打入，且桩头容易打碎。锤重可根据土质、桩的规格等进行选择，如能进行锤击应力计算则更为科学。,27.10.2020,.,17,27.10.2020,.,18,导杆式柴油打桩锤的工作原理图 1-汽缸；2-喷嘴,筒式柴油锤工作原理图,27.10.2020,.,1
9、9,（2）桩架 桩架是支持桩身和桩锤，在打桩过程中引导桩的方向，并保证桩捶能沿着所要求方向冲击的打桩设备。常用的通用桩架（能适应多种桩锤）有两种基本形式：一种是沿轨道行驶的多能桩架；另一种是装在履带底盘上的桩架。 多能桩架：由立柱、斜撑、回转工作台、底盘、及传动机构组成。它的机动性和适应性很大，在水平方向可作360回转，立柱可前后倾斜，底盘下装有铁轮，可在轨道上行走。这种桩架可适应各种预制桩，也可用于灌注桩施工。 缺点是机构较庞大，现场组装和拆迁比较麻烦。, 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。性能较多能桩架灵活，移动方便，可适应各种预制桩施工，目前应用最多。,（3）动力
10、装置 动力装置的配置取决于所选的桩锤。当选用蒸汽锤时，则需配备 蒸汽锅炉和卷扬机。,27.10.2020,.,20,多能桩架,履带式桩架 1桩锤；2桩帽；3桩；4立柱；5斜撑；6车体,27.10.2020,.,21,打桩机外形图 (a) 起重机式打桩机； (b)柴油打桩机 1-立桩；2-桩；3-桩帽；4-桩锤；5-机体；6-支撑；7-斜撑；8-起重杆,27.10.2020,.,22,（三）、锤击沉桩施工,（1）施工前的准备工作 平整压实场地、清障、排水、定位放线、确定打桩顺序、设置水准点、试桩等，见P86-。,27.10.2020,.,23,（2）打桩顺序,通常的顺序：逐排打、自中央向两边（或
11、四周）、自两边向中央、分段打 如何确定打桩顺序： 当桩距4倍桩径时 打桩顺序对质量影响不大，只从提高效率出发确定打桩顺序，选择倒行和拐弯次数最少的顺序； 当桩距4倍桩径时 打桩顺序会影响地下土层的挤压状态，因此打桩顺序不仅对施工效率有影响，而且对质量有影响，应根据工程的特点选择自中央向两边（或四周）或分段打。,27.10.2020,.,24,当桩距4倍桩径时,打桩顺序对地下土层挤压状态的影响,(a)逐排打 (b)自两边向中央 (c)自中央向两边（或四周） (d)分段打 根据基础的设计标高和桩 的规格，宜按先深后浅、 先大后小、先长后短的顺 序进行打桩。,打桩顺序和土壤挤密状况图,27.10.2
12、020,.,25,（3）打桩施工 工艺顺序：,设置标尺桩架就位吊桩就位扣桩帽、落锤、脱吊钩低锤轻 打正式打（接桩，截桩，静、动载试验，承台施工）。 要点： 采用重锤低击，开始要轻打； 注意贯入度变化，做好打桩记录（编号、每米锤击数、桩顶标高、 最后贯入度）； 如遇异常情况（贯入度剧变；桩身突然倾斜、位移、回弹；桩身严 重裂缝或桩顶破碎），暂停施打，与有关单位研究处理。 接桩的方法： 焊接法、法兰螺栓连接法、硫磺浆锚法。,27.10.2020,.,26,27.10.2020,.,27,27.10.2020,.,28,（4）打桩质量控制,主要指标：平面位置及垂直度偏差、贯入度、沉桩标高。 打桩（入
13、土深度）控制： 摩擦桩：以沉桩标高（桩端设计标高）为主、以贯入度为辅； 端承桩：以贯入度为主、以沉桩标高（桩端设计标高）为辅。 偏差: 桩位偏差：排桩垂直于纵轴100，平行于纵轴150mm； 群桩 1/3桩径或边长； 垂直偏差 ： 1 % ； 桩无严重受损： 桩顶、桩身不打坏，桩顶下1/3桩长内无水平裂缝。 对周围环境无造成严重危害： 桩区及附近地区未有过大的土体隆起和水平位移。,27.10.2020,.,29,打桩过程中常遇到的问题,桩顶、桩身被打坏：与桩头钢筋设置不合理、桩顶与桩轴线不垂直、混凝土强度不足、桩尖通过过硬土层、锤的落距过大、桩锤过轻等有关。 桩位偏斜：当桩顶不平、桩尖偏心、接
14、桩不正、土中有障碍物时都容易发生桩位偏斜，因此施工时应严格检查桩的质量并按施工规范的要求采取适当措施，保证施工质量。 桩打不下：施工时，桩锤严重回弹，贯入度突然变小，则可能与土层中夹有较厚砂层或其他硬土层以及钢渣，孤石等障碍物有关。当桩顶或桩身已被打坏，锤的冲击能不能有效传给桩时，也会发生桩打不下的现象。有时因特殊原因，停歇一段时间后再打，则由于土的固结作用，桩也往往不能顺利地被打入土中。所以打桩施工中，必须在各方面作好准备，保证施打的连续进行。 一桩打下邻桩上升：桩贯入土中，使土体受到急剧挤压和扰动，其靠近地面的部分将在地表隆起和水平移动，当桩较密，打桩顺序又欠合理时，土体被压缩到极限，就会
15、发生一桩打下，周围土体带动邻桩上升的现象。,27.10.2020,.,30,打入预制桩第一节桩体,27.10.2020,.,31,打入预制桩电焊接桩,27.10.2020,.,32,打入预制桩末节桩体,27.10.2020,.,33,（四）、静力压桩法 静力压桩是利用静压力将桩压入土中，施工中虽然仍然存在挤土效应，但没有振动和噪音，适用于软弱土层和邻近有怕振动的建（构）筑物的情况。 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5000kN，如图示。,27.10.2020,.,34,图 液压式静力压桩机1操纵室；2电气控制台；3液压系统；4导向架；5配重；6夹持装置；
16、7吊桩把杆；8支腿平台；9横向行走与回转装置；10纵向行走装置；11桩,27.10.2020,.,35,静力压桩机,27.10.2020,.,36,（五）、振动沉桩法 振动法是利用振动锤沉桩，将桩与振动锤连接在一起，振动锤产生的振动力通过桩身带动土体振动，使土体的内摩擦角减小、强度降低而将桩沉入土中。该方法在砂土中施工效率较高。,27.10.2020,.,37,图 振动锤1振动器；2弹簧；3竖轴；4横梁；5起重环；6吸振,27.10.2020,.,38,三、灌注桩施工,（一）、钻孔灌注桩 （二）、套管成孔灌注桩 （三）、挖孔灌注桩,27.10.2020,.,39,（一）、钻孔灌注桩施工,A、干作业成孔灌注桩 B、湿作业成孔灌注桩 各种成孔方法的适用范围见P92表2-4。,27.10.2020,.,40,A、干作业成孔灌注桩,1、成孔机械：手摇钻机、洛阳铲、螺旋钻机 螺旋钻机长：钻杆长10m以上，400600 短：钻杆长35m，300400 类型:
