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1、 地基处理桩基工程第二章第二章 地基处理与桩基工程地基处理与桩基工程地基处理与桩基工程(演示稿2.1基坑基坑验验槽槽当基坑（槽）挖至基底设计标高后，施工单位必须会同勘察、设计、监理单位和建设单位共同进行验槽，合格后方能进行基础工程施工。验槽有观察验槽与钎探验槽。观测验槽重点是对基坑底土质进行观察：土质和颜色、坚硬程度是否一致；土的含水量是否一致；坑底有无空鼓声等，如有异常会同有关单位进行处理。钎探验槽见录像。地基处理与桩基工程(演示稿2.2 2.2 地基加固处理地基加固处理 当工程结构的荷载较大，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，可针对不同情况，采取各种人工加固处理的
2、方法，以改善地基土性质，提高承载力、增加稳定性，减少地基变形和基础埋置深度。 地基加固原理原理是：“将土质由松变实土质由松变实”， “将土的含水量由高变低含水量由高变低”，即可达到地基加固的目的。地基加固的方法方法，可归纳为“挖、填、换、夯、压、挤、拌”七个字。（详见教材）地基处理与桩基工程(演示稿钎探录像地基处理与桩基工程(演示稿2.3桩基施工桩基施工 桩基是深基础结构型式之一，应用广泛。其组成和分类如下：1组成组成：若若干干根根桩桩、承承台台（承台梁）（见下图）地基处理与桩基工程(演示稿2种类种类1）按受力性质分：）按受力性质分： 摩擦桩摩擦桩 端承桩端承桩 摩擦端承桩摩擦端承桩 端承摩擦
3、桩端承摩擦桩2）按材料分：）按材料分： 木、钢、混凝土、钢筋混凝土、钢管混凝土3 3）按形状分：）按形状分：方、圆、多边、管4 4）按桩的施工方法分：）按桩的施工方法分：预制桩、灌注桩预制桩、灌注桩地基处理与桩基工程(演示稿预制桩沉桩方法预制桩沉桩方法：锤击法锤击法：以桩锤的冲击力将桩打入软土。：以桩锤的冲击力将桩打入软土。振动法振动法：以振动桩机带桩振动，减少土与桩间：以振动桩机带桩振动，减少土与桩间摩阻，沉拔快，适砂土。摩阻，沉拔快，适砂土。水冲法水冲法：高压射水冲孔下沉，：高压射水冲孔下沉，留留12m打入或振打入或振入。入。适坚硬土、砂石层。适坚硬土、砂石层。钻孔锤击法钻孔锤击法：钻孔：
4、钻孔（留（留12m）、注浆护壁、注浆护壁、提钻、插桩、锤击。用于坚硬土层。提钻、插桩、锤击。用于坚硬土层。静力压桩法静力压桩法：80120t压桩机，适软弱土层。压桩机，适软弱土层。地基处理与桩基工程(演示稿活动压梁活动压梁油压表油压表桩帽桩帽上段桩上段桩上段桩锚筋上段桩锚筋下段桩下段桩加压重物加压重物底盘底盘轨道轨道导笼口导笼口操作平台操作平台卷扬机卷扬机加压钢丝加压钢丝绳滑轮组绳滑轮组桩架导向笼桩架导向笼静力压桩机静力压桩机构造原理图构造原理图地基处理与桩基工程(演示稿全液压式静力压桩机压桩示意图全液压式静力压桩机压桩示意图1 11 1地基处理与桩基工程(演示稿灌注桩按成孔方法：灌注桩按成孔
5、方法：钻孔法钻孔法一般土层一般土层沉管法沉管法土质差、水位高土质差、水位高（含夯扩（含夯扩沉管沉管法）法）爆扩法爆扩法土质好土质好（粘性）、无地下水无地下水人工挖孔法人工挖孔法桩径大、土质较好桩径大、土质较好地基处理与桩基工程(演示稿2.3.1钢筋混凝土打入桩的施工一、一、预制桩的制作、运输和堆放预制桩的制作、运输和堆放1制作制作应由工厂加工，保证质量应由工厂加工，保证质量要点：要点：叠制叠制4层，上下隔离，下层层，上下隔离，下层30再上层；再上层；钢筋接长用对焊，接头错开；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；混凝土由顶至尖连续浇筑，注意养护与保护；预预应应力力管
6、管桩桩离离心心成成型型，直直径径400500，壁壁厚厚80100，节长，节长810m，C60。地基处理与桩基工程(演示稿2、运输、运输 防止损坏防止损坏(1)混凝土强度：混凝土强度：起吊移位起吊移位7070设计强度设计强度运输、起吊就位运输、起吊就位100100设计强度设计强度一点吊一点吊距顶距顶0.310.31L L (L=510m)， 距顶距顶0.290.29L L（L1116m）；两点吊两点吊距顶、距尖距顶、距尖0.2070.207L L；(3)吊、运平稳，避免损坏。吊、运平稳，避免损坏。+ +MM(2)(2)合理吊点合理吊点：（正负弯矩值相等正负弯矩值相等原则原则）地基处理与桩基工程(
7、演示稿3堆放高度不超过四层；高度不超过四层；地面坚实、平整，垫长枕木；地面坚实、平整，垫长枕木；支承点在吊点位置，垫木上下对齐。支承点在吊点位置，垫木上下对齐。地基处理与桩基工程(演示稿二、打桩设备二、打桩设备（锤、桩架、动力设备）锤、桩架、动力设备）1、桩锤、桩锤落锤落锤：构简、使便、锤高可调；效率低，桩损大。构简、使便、锤高可调；效率低，桩损大。锤重锤重0.51.5t，动力为卷扬机、人。，动力为卷扬机、人。柴油锤柴油锤：(导杆式、筒式导杆式、筒式) 构简、使便、自供能构简、使便、自供能源、适于中型桩；锤重源、适于中型桩；锤重0.126.0t；不适过软过；不适过软过硬土、噪音大、污染，硬土、
8、噪音大、污染，4080次次/分。分。蒸汽锤蒸汽锤：单动：单动升耗能、自重降，力大慢升耗能、自重降，力大慢1.515t，2530次次/分；分；双动式双动式双向耗能，效率高，双向耗能，效率高，0.66t；100200次次/分；可打可拔。分；可打可拔。液压锤液压锤：无噪、无污、频率高，复杂、价高。油无噪、无污、频率高，复杂、价高。油气二压施力长，贯入度大。气二压施力长，贯入度大。地基处理与桩基工程(演示稿导杆式柴油锤工作原理图导杆式柴油锤工作原理图地基处理与桩基工程(演示稿筒式柴油锤工作原理图筒式柴油锤工作原理图地基处理与桩基工程(演示稿单动汽锤工作原理图单动汽锤工作原理图双动汽锤工作原理图双动汽锤
9、工作原理图地基处理与桩基工程(演示稿2、桩架、桩架作用作用： 支撑锤桩支撑锤桩 吊桩就位吊桩就位 打桩导向打桩导向类型类型 （常用）：（常用）：多功能桩架多功能桩架：机动适应性好；大而装拆运麻烦。机动适应性好；大而装拆运麻烦。 履带式桩架履带式桩架：移动方便，适用范围广。移动方便，适用范围广。 步履式桩架：步履式桩架：移动方便，稳定性好移动方便，稳定性好, ,适应性强。适应性强。地基处理与桩基工程(演示稿履带式桩架履带式桩架多功能桩架多功能桩架地基处理与桩基工程(演示稿3、桩锤选择、桩锤选择： 锤击法沉桩，选择桩锤是关键，一般锤重应等于或大于桩重，实践证明，锤重大于桩重的1.52倍时，效果良好
10、。地基处理与桩基工程(演示稿三、三、打桩施工打桩施工1、准备工作、准备工作（1）场场地地准准备备：清清除除地地上上、地地下下障障碍碍物物，平平整整、压压实场地，设置排水沟；实场地，设置排水沟；（2）放轴线、定桩位放轴线、定桩位,设置水准点设置水准点（2个）；个）；（3）确确定定打打桩桩顺顺序序：原原因因：打打桩桩挤挤土土现现象象，挤挤土使邻桩浮起或位移、周围建筑物受损土使邻桩浮起或位移、周围建筑物受损。（4）进进行行打打桩桩试试验验：2根根，检检验验工工艺艺、设设备备是是否符合要求；校核设计。否符合要求；校核设计。地基处理与桩基工程(演示稿打桩顺序施工实践证明：当桩中心距当桩中心距 4倍桩径时
11、，要拟倍桩径时，要拟定合理的打桩顺序。定合理的打桩顺序。1) 当桩中心距4倍桩径时，可：自中间向四周环绕或放射打； 由中心向两侧对称打； 分段对称打；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。地基处理与桩基工程(演示稿地基处理与桩基工程(演示稿2、打桩工艺：、打桩工艺：工艺顺序：工艺顺序：桩桩架架移移动动就就位位吊吊桩桩、定定桩桩扣扣好好桩桩帽帽、落落锤锤、脱脱吊吊钩钩试试打打正正式式打打（包包括括接接桩桩，截截桩桩，静静、动载试验，承台施工）动载试验，承台施工）。要点：要点： 1 1）先先轻轻后后重重，“
12、重重锤锤低低击击”，防防止止“锤锤击击应应力力”断桩； （重锤低击与较软的桩垫可减小锤击应力）地基处理与桩基工程(演示稿 2 2）要连续打入要连续打入，防止停歇后土防止停歇后土体弹性恢复固结，难以打入；体弹性恢复固结，难以打入； 3 3）防止锤击偏心防止锤击偏心，打坏桩头；，打坏桩头； 4 4）做好打桩记录做好打桩记录（编号、每米（编号、每米锤击数、桩顶标高、最后贯入度锤击数、桩顶标高、最后贯入度）。）。地基处理与桩基工程(演示稿3、质量控制：、质量控制：1 1）满足承载力要求：）满足承载力要求： 端承桩以端承桩以最后贯入度最后贯入度为主为主( (设计标高参考设计标高参考) ) 摩擦桩以设计标
13、高为主摩擦桩以设计标高为主( (最后贯入度参考最后贯入度参考) )2 2）偏差）偏差: :桩位偏差：单桩位偏差：单排桩排桩100mm100mm； 多排桩多排桩1/2桩径或边长；桩径或边长； 垂直偏差垂直偏差1%;3 3）桩不受损）桩不受损：桩顶、桩身不打坏，桩顶下桩顶、桩身不打坏，桩顶下1/31/3桩长桩长内无水平裂缝。内无水平裂缝。地基处理与桩基工程(演示稿2.3.2 2.3.2 灌注桩施工灌注桩施工一、一、钻孔灌注桩：钻孔灌注桩： 施工无振动施工无振动无噪音，无噪音，但比同径预制桩承载低、沉降大。但比同径预制桩承载低、沉降大。（一）干作业法（一）干作业法（用于无地下水或已降水）（用于无地下
14、水或已降水）1 1、成孔机械、成孔机械：螺旋钻螺旋钻长长：钻杆长：钻杆长10m以上以上,400600短短：钻杆长：钻杆长35m，300300400钻扩机钻扩机：钻孔径：钻孔径8001200，扩孔径可达，扩孔径可达3.5m地基处理与桩基工程(演示稿步履式螺旋钻机步履式螺旋钻机地基处理与桩基工程(演示稿2、施工、施工(1)工艺顺序工艺顺序平平整整场场地地，挖挖排排水水沟沟定定桩桩位位钻钻机机对对位位、校校垂垂直直开开钻钻出出土土清清孔孔检检查查垂垂直直度度及及虚虚土情况土情况放钢筋骨架放钢筋骨架浇混凝土浇混凝土。钻孔钻孔螺旋钻孔机成桩工艺螺旋钻孔机成桩工艺放入钢筋骨架放入钢筋骨架浇筑混凝土浇筑混凝
15、土清孔清孔地基处理与桩基工程(演示稿（2）施工要点）施工要点土质差、有振动、间距小时，间隔钻孔制作；土质差、有振动、间距小时，间隔钻孔制作；软塑土层、含水量大用疏纹叶片钻杆；软塑土层、含水量大用疏纹叶片钻杆；可可塑塑、硬硬塑塑粘粘土土，含含水水量量较较小小的的砂砂土土用用密密纹纹叶叶片片钻杆；钻杆；及时灌注混凝土，防止孔壁坍塌；及时灌注混凝土，防止孔壁坍塌；浇浇混混凝凝土土时时放放串串筒筒，混混凝凝土土坍坍落落度度59cm，每每层层浇筑高度浇筑高度 1.5m。（3）质量要求）质量要求偏差要求：位置偏差偏差要求：位置偏差 70150mm；垂直度偏差垂直度偏差 1孔孔底底虚虚土土厚厚度度：端端承承
16、桩桩 50mm；摩摩擦擦端端承承桩桩或或端端承摩擦桩承摩擦桩 100mm;摩擦桩摩擦桩 300mm。地基处理与桩基工程(演示稿（二）泥浆护壁成孔（二）泥浆护壁成孔（用于有地下水）1、成孔机械、成孔机械冲抓钻冲抓钻冲击钻冲击钻潜水钻潜水钻回转钻回转钻用于碎石土、砂土、粘性用于碎石土、砂土、粘性土、风化岩土、风化岩用于粘性土、淤泥、砂土用于粘性土、淤泥、砂土地基处理与桩基工程(演示稿冲击钻作业示意图冲击钻作业示意图地基处理与桩基工程(演示稿水龙头水龙头钻杆钻杆钻机回转钻机回转装置装置泥浆泵泥浆泵泥浆池泥浆池沉淀池沉淀池泥浆循环方向泥浆循环方向钻头钻头砂石泵砂石泵钻头钻头新泥浆流向新泥浆流向沉淀池沉
17、淀池水龙头水龙头钻杆钻杆钻机回转装钻机回转装置置泥浆循泥浆循环方向环方向地基处理与桩基工程(演示稿泥浆护壁录像地基处理与桩基工程(演示稿2、施工、施工（1）工艺顺序：）工艺顺序：平平整整场场地地、挖挖排排水水沟沟定定桩桩位位埋埋护护筒筒配配泥泥浆浆钻钻孔孔、灌灌泥泥浆浆清清孔孔放放钢钢筋筋骨骨架架水水下下灌灌注注混混凝凝土。土。（2）要点：）要点：1）护护筒筒直直径径比比钻钻头头大大100，开开设设溢溢浆浆口口，埋埋入入土土中中 1m，（定位、防塌孔、地表水），（定位、防塌孔、地表水）2）泥泥浆浆比比重重1.1左左右右（粘粘土土时时可可自自造造），随随钻钻随随灌灌，保持高于水位面；保持高于水位
18、面；泥浆的作用：护壁与运渣土。泥浆的作用：护壁与运渣土。地基处理与桩基工程(演示稿砼导管球塞铅丝参 见 P109水下砼浇筑地基处理与桩基工程(演示稿3）水下灌注要求）水下灌注要求：混混凝凝土土C20，坍坍落落度度1622cm，骨骨料料粒粒径径30mm；导管最大外径比钢筋笼内径小导管最大外径比钢筋笼内径小100以上；以上；钢钢筋筋的的混混凝凝土土保保护护层层厚厚度度50mm（混混凝凝土土垫垫块块）；导管距底面导管距底面100200mm后剪断导柱塞铅丝；后剪断导柱塞铅丝；提管时保证混凝土埋入提管时保证混凝土埋入1m。地基处理与桩基工程(演示稿二、沉管灌注桩沉管灌注桩1.特点：特点：适于土质很差，地
19、下水位很高。适于土质很差，地下水位很高。2.施工方法：施工方法：锤击锤击沉入钢管法沉入钢管法振动振动沉入钢管法沉入钢管法3.工艺顺序：工艺顺序：桩桩靴靴、钢钢管管就就位位沉沉管管检检查查管管内内有有无无砂砂、水水放放入入钢钢筋筋骨骨架架浇浇灌灌混混凝凝土土、提管。提管。地基处理与桩基工程(演示稿就位就位沉入沉入浇筑浇筑成型成型边拔边浇边拔边浇放入钢筋笼放入钢筋笼继续浇筑继续浇筑地基处理与桩基工程(演示稿钢筋混凝土桩靴钢筋混凝土桩靴钢管活瓣桩靴钢管活瓣桩靴地基处理与桩基工程(演示稿4.4.要点：要点： 防止防止钢管内管内进入泥入泥浆、水，灌、水，灌满混凝土后再随拔管、随灌、并混凝土后再随拔管、随
20、灌、并轻打或打或振振动， 防止防止缩径、断径、断桩及吊脚及吊脚桩。 施工施工时时，桩桩的的间间距距5倍倍桩颈桩颈或或 0.8m。（桩径。（桩径2.5m、底径底径5m、承千吨）承千吨）方法方法：1)1)人挖人扩桩；人挖人扩桩； 2) 2)机钻人扩桩机钻人扩桩, ,干法；干法； 3) 3)机钻机扩桩机钻机扩桩, ,湿法。湿法。要求要求： 防塌壁；须降水、通风、通讯、照明。防塌壁；须降水、通风、通讯、照明。设备设备：1)1)风镐、八字护壁；风镐、八字护壁； 2) 2) 钻扩机。钻扩机。施工工艺施工工艺：护壁挖孔护壁挖孔扩底扩底放入钢筋笼放入钢筋笼浇筑混凝土浇筑混凝土地基处理与桩基工程(演示稿墩身施工
21、示意图墩身施工示意图地基处理与桩基工程(演示稿三、沉井基础三、沉井基础1 1、用途、用途：重型设备基础；桥墩；取水结构；超高层建筑：重型设备基础；桥墩；取水结构；超高层建筑物基础；物基础；2 2、施工工艺、施工工艺：制作安放刃脚：制作安放刃脚分节浇筑沉井和开挖下沉分节浇筑沉井和开挖下沉（井内混凝土施工）（井内混凝土施工） 1) 1)现浇带刃脚的钢筋混凝土圆或方形现浇带刃脚的钢筋混凝土圆或方形井筒井筒，可设内隔墙，可设内隔墙，可竖向分段；可竖向分段； 2) 2)井井筒内挖土筒内挖土或水力吸泥后，井筒靠自重逐步下沉，边或水力吸泥后，井筒靠自重逐步下沉，边挖边沉；挖边沉； 3) 3)沉至设计标高后用
22、素混凝土沉至设计标高后用素混凝土封底封底防水渗，浇钢筋混凝防水渗，浇钢筋混凝土土底板底板，或内填；，或内填； 4) 4)若沉井为内空的地下结构物，则浇筑钢筋混凝土若沉井为内空的地下结构物，则浇筑钢筋混凝土顶板顶板。地基处理与桩基工程(演示稿沉井施工主要程序示意图沉井施工主要程序示意图地基处理与桩基工程(演示稿思考1、按施工方法，桩分为哪两类？2、在什么情形下，可不考虑打桩顺序？3、何为锤击应力？如何减少锤击应力？4 、最后贯入度的含义？5 、钻孔灌注桩，孔底虚土厚度允许为多少？6、泥浆护壁钻孔桩时，泥浆的作用？7、沉管灌注桩什么情况下应跳打？地基处理与桩基工程(演示稿地基处理与桩基工程(演示稿
