第2章+桩基础工程1说课材料

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1、第二章 桩基础工程 一 桩基概述一）桩的作用1 将建筑物上部荷载直接 传到深层的持力层； 2 使软土挤密减少建筑物的沉降； 3 减少土的开挖量，土壁支撑和 排水设施等。二）桩的分类1 根据 受力的不同1）端承桩： 力主要由桩端承受2）摩擦桩： 力由桩与其周围土的 摩擦力来承受。2 按制作方式：1）预制桩2）灌注桩3 按桩的材料：1）木桩； 2）钢桩；3）砼桩； 4）钢筋砼桩；5）砂桩； 6）灰土桩 等 二 钢筋砼桩预制桩的施工 一）桩的预制 1 制作 1）钢筋骨架的形成 主筋 箍筋之间应焊接或绑扎好；主筋采用对焊或搭接焊，接头错开50%，桩的顶部应加钢筋网片，桩尖应加一根钢筋外露50100mm

2、，以起导向作用（如下图示）2 桩的起吊及运输1）起吊 强度达到设计70%后才能起吊，达到100%后才能运输。2）起吊点的确定 利用正负弯矩相等的原则确定 一点吊 0.293 L0.707 L 二点吊 三点吊 L 为桩的长度0.207 L0.207 L0.586 L 0.145 L0.145 L 0.355 L0.355 L二）桩的打入 1、 打桩的准备工作1）打桩前应作好场地的清理和平整工作。2）放线确定桩位。2、 打桩顺序的确定 1）由于桩入土后对其周围的土体有挤压作用，对打桩身和周围建筑物有影响，所以应确定打桩的顺序。 2）常见的几种打桩顺序及其对土体的影响（1）自一边向另一边走排打土体挤

3、压趋势（2）自中央向周边打 （3）分段打3 、打桩1） 打桩的方法及设备（1）方法 ：锤击沉桩，震动沉桩，静力压桩，水冲沉桩（2）锤击沉桩 桩锤 ：落锤，气锤，柴油锤，震动锤 土体挤压趋势（1）常见的几种打桩顺序及其对土体的影响 （a）逐排打 （b）自边缘向中央打（c）自中央向边缘打 （d）分段打 桩架 作用是吊桩就位，固定桩位，承受桩锤和桩的重量，在打桩的过程中引导锤和桩的方向，并保证桩锤能沿着所要求的方向冲击桩体。2）打桩工艺（1） 吊桩就位 桩架就位 桩就位（桩尖对位） 套桩帽 落锤。（2）打桩 先用小落距（0.50.8m)轻击，使桩入土约12米后检查桩尖，若不发生偏移，增大落距，进入正

4、常的打桩。 打桩中注意以下现象 A 桩锤的回弹情况； B 贯入度的变化； C 桩顶是否有打坏或打斜的现象； D 送桩； 接桩，截桩。3）打桩质量控制 （1）满足最后贯入度的要求（对端承桩重点控制）（2）桩尖入土应达到设计的标高（对摩擦桩重点控制） （3）桩的平面位置及垂直度的偏差应在容许范围内案例:打桩 该工地位于汉口京汉大道公安路口。据施工人员讲，当日凌晨6时许一 台打桩机在钻孔时突然遇到硬物的阻力。挖出后不禁吓出一身冷汗 ，硬物竟是半人多高的大炸弹。 拆弹专家介绍，这是一枚未爆的航空炸弹，重约200磅，引爆装置已脱落。该地段原是老汉口的铁路运输线，可能是当年日军炸铁路时空投的。平面偏差不得

5、大于100150mm，垂直度 1%桩长或不超过1/3 1个桩径或边长。（4）验收桩基时应交的资料 桩位测量放线图；工程地质报告；材料实验记录；桩的制作与打入记录；桩位竣工平面图；桩的实验报告。三）静力压桩法w1)静力压桩的施工一般采取分段压入，逐段接长的方法。w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终止压桩切割桩头。2)压桩时，用起重机将预制桩吊运或用汽车运至桩机附近，再利用桩机自身设置的起重机将其吊入夹持器中，夹持油缸将桩从侧面夹紧，即可开动压桩油缸。先将桩压入土中1m左右后停止，矫正桩在互相垂直的两个方向的垂直度后，压桩油缸继续伸程动作，把桩压入土层中。伸

6、长完后，夹持油缸回程松夹，压桩油缸回程。重复上述动作，可实现连续压桩操作，直至把桩压入预定深度土层中。图1A4140251A414025 -1 静力压桩1活动压梁；2油压表；2桩帽；4上段桩；5下段桩；6加压滑轮组；7桩架；8加重物仓；9卷扬机；10底盘；11-轨道 3)压同一根(节)桩时应连续进行。 4)在压桩过程中要认真记录桩入土深度和压力表读数的关系， 以判断桩的质量及承载力。 5)当压力表数值达到预先规定值，便可停止压桩。 三、砼灌注桩施工一）特点（与预制桩相比较）1 桩在一定范围内可任意取定，可作成直径大深度深的桩，承载力高。2 施工中对周围环境影响小。3 施工中，操作要求严格，质量

7、控制难度大，施工周期长。二）分类（按成孔方法）1 钻孔灌注桩2 人工挖孔灌注桩3 沉管灌注桩4 钻扩或爆扩灌注桩 三） 钻孔灌注桩施工 1 机械的选择 螺旋钻机： 用于地下水位以上，直径 300500mm最大直径可达800，深812m。 潜水钻机： 一般条件下都可使用，直径一般 1000， 深度可达2030m，最深可达50m。 (一)干作业成孔灌注桩 干作业成孔灌注桩适用于地下水位以上的粘性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层，成孔时不必采取护壁措施而直接取土成孔。 螺旋钻机： 用于地下水位以上，直径 300500mm最大直径可达800，深812m。图6 6干作业成孔机成桩工艺（a）螺

8、栓钻机成桩工艺；（b）空转清土；（c）放入钢筋骨架；（d）灌注混凝土图图7 7 步履式螺旋钻机步履式螺旋钻机1-1-上盘；上盘；2 2下盘；下盘；3 3回转滚轮；回转滚轮；4 4行走滚轮；行走滚轮；5 5钢丝滑轮；钢丝滑轮；6 6回回转中心轴；转中心轴；7 7行走油缸；行走油缸；8 8中盘；中盘；9 9支承盘支承盘 （二）泥浆护壁成孔灌注桩 1泥浆护壁成孔灌注桩成孔机械 常用：回转钻机、潜水电钻机、冲击式钻孔机等。 1）回转钻机成孔 （1）正循环回转钻机成孔 （2）反循环回转钻机成孔 钻孔灌注桩施工工艺2 施工工艺 1）埋设护筒：用48mm厚的钢板制作，埋入深度一般11.5m。作用：定位保护孔

9、口，存储泥浆使其高于地下水位。2）泥浆护壁钻孔： 泥浆 相对密度1.11.15,主要作用:护壁防止塌孔,携渣,润滑钻头降低发热。3）清孔 ：端承桩沉渣50mm，两者兼有100mm，摩擦桩300mm。4）落放钢筋骨架5） 浇注混凝土： 一般采用导管法，混凝土应连续浇注，保证导管始终埋在混凝土中，同时应留试块 。泥浆护壁钻孔示意3、 施工中常见问题问题问题产产生的主要原因防 治 措 施坍孔1土质质松散2泥浆质浆质 量不好3护护筒埋置太浅，护护筒内水头压头压 力不够够 4成孔速度太快，孔壁上来不及形成泥膜1保持或提高孔内水位2加大泥浆浆稠度3提高护护筒内水位；护护筒周围围用粘土填封紧紧密4成孔速度根

10、据地质质情况确定5轻轻度坍孔，加大泥浆浆密度和提高水位；对严对严 重坍孔，应应全部回填，待回填沉积积密实实后再钻进钻进钻钻孔偏移1钻钻机成孔时时，遇不平整的岩层层，土质质软软硬不均，或遇孤石，钻头钻头 所受阻力不匀，造成倾倾斜2钻头导钻头导 向部分太短，导导向性差3地面不平或不均匀沉降，桩桩架不平稳稳1在有倾倾斜状的软软硬土层处层处钻进时钻进时 ，控制进进尺速度以低速钻进钻进 ，并提起钻头钻头 ，上下反复扫钻扫钻 几次，以便削去硬土层层；如有探头头石，宜用钻钻机钻钻透2设设置足够长够长 度的钻头导钻头导 向3场场地要平整，安装钻钻机时时，调调平桩桩架4偏斜过过大时时，填入石子粘土重新钻进钻进

11、，控制钻钻速，慢速上下提升、下降，往复扩扩孔纠纠正护护筒冒水 埋设护设护 筒时时若周围围填土不密实实、或者由于起落钻头钻头时时碰动动了护护筒，易造成护护筒外壁冒水 初发现护发现护 筒冒水，可用粘土在护护筒四周填实实加同。若护护筒严严重下沉或位移，则则返工重埋（三）套管成孔灌注桩 沉管灌注桩是用沉桩机将带有活瓣式桩尖或钢筋混凝土预制桩靴的桩管振动（或锤击）沉入土中，然后边浇筑混凝土，边振动（或锤击），边拔出桩管而成桩。活瓣式桩尖示意图1-桩管；2-锁轴；3-活瓣 钢筋混凝土预制桩靴1-吊钩；2-吊环 振动沉管灌注桩，锤击沉管灌注桩它们的根本区别在桩靴不同预制桩靴锤击沉管灌注桩活瓣桩靴振动沉管灌注

12、桩1振动沉管灌注桩振动沉管灌注桩成桩工艺过程示意图（a）桩机就位；（b）沉管；（c）第一次浇筑混凝土；（d）边拔管、边振动、边继续浇筑混凝土；（e）成桩 方法：单打法、复打法、反插法（1）单打法，即一次拔管。 桩管内灌满混凝土后，先振动510s、再开始拔管，应边振边拔，每拔0.51.0 m后，停拔并振动510 s如此反复，直至桩管全部拔出；在一般土层内，拔管速度宜为1.21.5mmin，用活辩拉尖时宜慢，用预制桩尖时可适当加快；在软弱土层中，宜控制在0.60.8mmin。（2）复打法 即在同一桩位进行两次单打，或根据需要进行局部复打。 复打施工必须在第一次浇筑的混凝土初凝之前完成，应随拔管随清

13、除粘在管壁上和散落在地面上的泥土，同时前后两次沉管的轴线必须重合。复打法可消除混凝土缩颈，增大桩的断面，增加桩的承载力。（3）反插法 在套管内灌满混凝土后，先振动再开始拔管，每次拔管高度0.51.0 m，向下反插深度0.30.5m。如此反复进行并始终保持振动，直至套管全部拔出地面。反插法能可消除混凝土缩颈，增大桩的断面，提高桩的承载能力。 通常情况下，单打法所成的桩截面比桩管可扩大30，复打法可扩大80，反插法可扩大50左右。2锤击沉管灌注桩 1）工艺过程：安桩架 桩架就位 沉钢套管 吊钢筋笼 浇砼 拔管锤击沉管灌注桩成桩工艺原理图（a）就位；（b）沉入套管；（c）开始浇筑混凝土；（d）边拔管

14、、边锤击、边继续浇筑混凝土；（e）下钢筋笼，继续浇筑混凝土；（f）成桩 4）施工中常见的问题及处理（1）有隔层： 原因： 由于管径小 砼骨料大，和易性差 拔管速度过快造成 措施： 控制砼的坍落度57cm，骨料直径3cm拔管速度2m/min （2）断桩： 原因： 桩中心距过近，打邻近桩时受挤压，隆起产生上拔力 软硬土层中间传递水平变形大小不同，产生水平剪力 砼终凝不久受振动。 处理： 应将断桩拔出，增大面积，重浇砼 施工中采用跳打法或相隔一定的技术间歇后打邻桩（3）瓶颈桩： 原因： 拔管速度过快或管内混凝土量过少 在地下水位以下或饱和淤泥或淤泥质土中沉桩管时，土受强制扰动挤压，土中水和空气未能很

15、快扩散，局部产生孔隙压力，把部分桩体挤成缩颈 混凝土和易性差 处理： 向桩管内尽量多装混凝土借其自重抵消桩身所受的孔隙水压力，沉桩应采取慢拔密振（击）； 在淤泥质土中采用复打或反插法施工 桩身混凝土应用和易性好的低流动性混凝土浇筑（4）吊脚桩： 原因： 桩靴质量较差，强度不够 套管与桩靴接触不严或桩靴活瓣缝隙大 处理： 施工前应严格检查桩尖的质量 浇砼拔管前用吊锤检查桩尖是否介入钢管，出现吊脚桩后立即拔出钢管填砂后再重新沉管， 一旦发生应填砂重打 （四）人工挖孔灌注桩1 特点 单桩承载力高，受力性能好。设备简单，现场干净，可多目标施工，噪音少，质量易保证。2 施工机具 电动葫芦，提土桶，潜水泵

16、，鼓风机和输风管，照明设施，对讲机点铃等 。3 施工工艺 1）放线定桩位；图8 人工挖孔桩示意图1-护壁；2主筋；3-箍筋；4地梁；5-桩帽2） 开挖桩孔：分段开挖，一般取0.51米一段；3）支设护壁模板；4）浇注护壁混凝土：第一段高出地面150200mm，起护壁与防水的双重作用；5）拆除模板继续下段施工；6）清孔与验孔；7）落放钢筋； 8）浇注混凝土。 4 施工中应注意的事项1）保证成孔的质量：平面位置，垂直度，孔径，孔底层情况；2）防止土壁坍塌及流砂事故；3）保证钢筋的保护层及混凝土的浇注质量；4）必须制订切实可行的安全措施。 第二节 地下连续墙工程 地下连续墙施工是在地面上采用挖槽机械，沿着深开挖工程的周边轴线，在泥浆护壁的条件下，开挖一定长度的槽段，挖至设计深度并清除沉渣后，插入接头管，吊放入钢筋笼，然后用导管法浇筑水下混凝土，筑成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁。 地下连续墙可作为防渗墙、挡土墙、地下结构的边墙和高层建筑的深基础，还可用于逆作法施工。 优点： 地下连续墙具有刚度大、整体性好、施工时无振动、噪声低等优点。缺点： 需要较多的机具设备，