桩基工程11.ppt
第二章第二章 地基处理与桩基工程地基处理与桩基工程1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加固处理地基加固处理预制桩施工预制桩施工灌注桩施工灌注桩施工2地基加固处理地基加固处理作用：作用：提高承载力，增加稳定性，减少地基变形和基提高承载力，增加稳定性，减少地基变形和基 础埋置深度础埋置深度原理：原理：使土变密实，含水量降低使土变密实，含水量降低方法：方法：挖挖落深基础落深基础 填填用于软土面积大而厚时用于软土面积大而厚时 换换用于软土或硬土仅局部分布时用于软土或硬土仅局部分布时 夯夯排水固结，提高密实度，影响环境排水固结，提高密实度，影响环境 压压作用同上作用同上 挤挤作用同上作用同上 拌拌深层搅拌机定位、预拌下沉、喷浆搅拌深层搅拌机定位、预拌下沉、喷浆搅拌 机上升、重复搅拌下沉、重复搅拌上升机上升、重复搅拌下沉、重复搅拌上升 3第一节、预制桩施工第一节、预制桩施工一一、预制桩施工的服务类工程预制桩施工的服务类工程二、二、预制桩的施工方法预制桩的施工方法4一、预制桩施工的服务类工程一、预制桩施工的服务类工程 1.制作制作 桩长桩长30MPa、钢筋对焊接长、钢筋对焊接长、桩尖和桩顶钢筋加密（桩尖和桩顶钢筋加密（图图）2.起吊、运输、堆放起吊、运输、堆放 强度：强度：70%允许起吊、允许起吊、100%时允许运输和打桩时允许运输和打桩吊（支）点位置：要使附加弯矩最小吊（支）点位置：要使附加弯矩最小(图图)5 钢筋混凝土预制桩图钢筋混凝土预制桩图6桩的吊点位置图桩的吊点位置图(a)1个吊点；个吊点；(b)2个吊点；个吊点；(c)3个吊点；个吊点；(d)4个吊点个吊点 7二、预制桩的施工方法二、预制桩的施工方法打桩机械打桩机械打桩施工过程打桩施工过程 静力压桩静力压桩（图）图）81、打桩机械、打桩机械 （1）桩锤）桩锤 落锤、单动气锤、双动气锤、落锤、单动气锤、双动气锤、柴油锤柴油锤 （2）桩架）桩架 与桩锤配套，常见桩架见与桩锤配套，常见桩架见图图 （3）动力设备）动力设备 与桩锤配套与桩锤配套9柴油锤柴油锤原理：原理：图图 柴油锤柴油锤.swf优点：优点：轻便，故应用最多（但在城市轻便，故应用最多（但在城市已很少应用）已很少应用）缺点：噪声、污染缺点：噪声、污染应用条件：不适合极软或极硬的应用条件：不适合极软或极硬的土土10柴油打桩锤的工作原理图1-汽缸；2-喷嘴11打桩机外形图打桩机外形图 (a)起重机式打桩机；起重机式打桩机；(b)柴油打桩机柴油打桩机1-立桩；立桩；2-桩；桩；3-桩帽；桩帽；4-桩锤；桩锤；5-机体；机体；6-支支撑；撑；7-斜撑；斜撑；8-起重杆起重杆 122、施工过程、施工过程（1）锤击方式锤击方式：轻锤高击（轻锤高击（）重锤低击（重锤低击（）（2）打桩顺序打桩顺序（3）质量标准和打桩控制质量标准和打桩控制 13（2）打桩顺序）打桩顺序 通常的顺序通常的顺序：逐排打、自中央向两边、自两逐排打、自中央向两边、自两边向中央、分段打边向中央、分段打 如何确定打桩顺序：如何确定打桩顺序：在桩距在桩距4倍桩径时倍桩径时 打桩顺序对质量影响不大，只从提高效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率出发确定打桩顺序，选择倒行和拐弯次数最少的顺序最少的顺序在桩距在桩距4倍桩径时倍桩径时 打桩顺序会影响地下土层的挤压状态打桩顺序会影响地下土层的挤压状态，因，因此打桩顺序不仅对施工效率有影响，而且对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质量有影响，应根据工程的特点选择自中央向两边或分段打向两边或分段打14（3）质量标准（打桩控制）指标：平面位置及垂直度偏差、贯入度、指标：平面位置及垂直度偏差、贯入度、沉桩标高。沉桩标高。在平面位置及垂直度偏差满足要求的前提在平面位置及垂直度偏差满足要求的前提下，打桩控制下，打桩控制：摩擦桩以沉桩标高为主、以贯入度为辅；摩擦桩以沉桩标高为主、以贯入度为辅；端承桩以贯入度为主、以沉桩标高为辅。端承桩以贯入度为主、以沉桩标高为辅。15第二节第二节 灌注桩施工灌注桩施工一、一、钻孔灌注桩施工钻孔灌注桩施工二、二、挖孔灌注桩施工挖孔灌注桩施工三、三、套管成孔灌注桩施工套管成孔灌注桩施工四、四、爆扩桩爆扩桩五、五、水域灌注桩施工水域灌注桩施工 16一、一、钻孔灌注桩施工钻孔灌注桩施工 1.1.钻孔设备钻孔设备 钻机种类钻机种类1)螺旋钻机螺旋钻机；2)2)有循环水式回转钻机有循环水式回转钻机；3)潜水钻机潜水钻机；2.施工过程施工过程171)螺旋钻机螺旋钻机 全叶螺旋钻机全叶螺旋钻机图图 步履式螺旋钻机步履式螺旋钻机图图 特点特点钻头切削钻头切削叶片排土叶片排土干作业干作业 应用条件应用条件地下水以上的粘性土地下水以上的粘性土300500mm深度深度812m18全叶螺旋钻机图全叶螺旋钻机图1-导向滑轮；导向滑轮；2-钢丝绳；钢丝绳；3-龙门导架；龙门导架；4-动力箱；动力箱；5-千斤顶支腿；千斤顶支腿；6-螺旋螺旋钻杆钻杆 19步履式螺旋钻机图步履式螺旋钻机图1-上盘；上盘；2-下盘；下盘；3-回转滚轮；回转滚轮；4-行走滚行走滚轮；轮；5-钢丝滑轮；钢丝滑轮；6-回转中心轴；回转中心轴；7-行车行车油缸；油缸；8-中盘；中盘；9支撑轴支撑轴 202)有循环水式回转钻机有循环水式回转钻机特点：特点：钻头回转切削钻头回转切削泥浆循环排土泥浆循环排土泥浆保护孔壁泥浆保护孔壁湿作业、地面泥泞湿作业、地面泥泞施工过程：施工过程：应用条件：应用条件：地下水位较高的硬粘土或软石地下水位较高的硬粘土或软石1m,深度深度2030m多用于高层建筑多用于高层建筑泥浆循环方式泥浆循环方式：正循环：适合小直径孔正循环：适合小直径孔 （0.8m)泥浆的作用：泥浆的作用：排渣排渣护壁护壁正循环的优缺点：正循环的优缺点：优点：设备简单、操优点：设备简单、操作方便、小孔径效率作方便、小孔径效率较高较高缺点缺点：泥浆反流速度：泥浆反流速度低、排渣能力弱低、排渣能力弱反循环的优缺点：反循环的优缺点：与正循环相反与正循环相反21正循环工艺原理图正循环工艺原理图1-钻头；钻头；2-泥浆循环方向；泥浆循环方向；3-沉淀沉淀池；池；4-泥浆池；泥浆池；5-泥浆泵；泥浆泵；6-水龙水龙头；头；7钻杆；钻杆；8-回转装置回转装置 反循环工艺原理图反循环工艺原理图1-钻头；钻头；2-新泥浆流向；新泥浆流向；3-沉淀池；沉淀池；4-沙石泵；沙石泵；5-水龙头；水龙头；7钻杆；钻杆；7-回回转装置；转装置；8-混合液流向混合液流向 223)潜水钻机潜水钻机特点特点：机理与回转钻机相同，但动力、机理与回转钻机相同，但动力、变速机构、钻头联在一起位于水变速机构、钻头联在一起位于水下，故轻便下，故轻便泥浆正循环泥浆正循环条件：条件：深度可达深度可达50m、直径可达直径可达0.8m地下水位较高的一般粘性土、淤地下水位较高的一般粘性土、淤泥质土及沙土泥质土及沙土23潜水钻机图潜水钻机图1-钻头；钻头；2-潜水钻机；潜水钻机；3-电缆；电缆；4-护筒；护筒；5-水管；水管；6-滚轮；滚轮；7-钻杆；钻杆；8-电缆电缆盘；盘；9、10-卷扬机；卷扬机；11-电压表；电压表；12-开关开关 242.施工过程施工过程泥浆护壁成孔灌注桩施工程序图泥浆护壁成孔灌注桩施工程序图25二、二、挖孔灌注桩施工挖孔灌注桩施工应用：大直径桩（应用：大直径桩（15m)主要施工过程主要施工过程挖孔（挖土、运土）挖孔（挖土、运土）辅助工程（支护、降水、通风）辅助工程（支护、降水、通风）钢筋混凝土工程钢筋混凝土工程挖孔方法挖孔方法机械挖土（机械挖土（）：国外）：国外人工挖土（人工挖土（）：国内）：国内支护方法支护方法钢筋混凝土护圈钢筋混凝土护圈：适用于无涌水或有涌水但可：适用于无涌水或有涌水但可通过排降水方法排除工作面涌水的土层通过排降水方法排除工作面涌水的土层钢套管护圈钢套管护圈：适合强透水层：适合强透水层26混凝土墩身施工图混凝土墩身施工图 在护圈保护下开挖土方；在护圈保护下开挖土方；支模板和浇筑混凝土护圈；支模板和浇筑混凝土护圈；浇筑墩身混凝土浇筑墩身混凝土 空气排水27三、三、套管成孔灌注桩施工套管成孔灌注桩施工应用：应用：可塑、软塑、流塑的粘性土，稍密及松散的沙土可塑、软塑、流塑的粘性土，稍密及松散的沙土施工过程施工过程：打入钢管、下钢筋笼、边浇混凝土边拔出钢管打入钢管、下钢筋笼、边浇混凝土边拔出钢管主要施工设备主要施工设备振动桩锤振动桩锤落锤或蒸汽锤落锤或蒸汽锤桩靴桩靴：钢筋混凝土桩靴、钢活瓣桩靴：钢筋混凝土桩靴、钢活瓣桩靴主要工艺方式、作业参数、施工顺序主要工艺方式、作业参数、施工顺序常见质量问题常见质量问题工艺方式工艺方式作业参数作业参数施工顺序施工顺序28施工过程施工过程29振动套管成孔灌注桩振动套管成孔灌注桩设备图设备图1-导向滑轮；2-滑轮组；3-振动桩锤；4-混凝土漏斗；5-桩管；6-加压钢丝绳；7-桩架；8-混凝土吊斗；9-活瓣桩靴；10-卷扬机；11-行驶用钢管；12-枕木30振动套管成孔灌注桩施工过程振动套管成孔灌注桩施工过程图图(a)沉管后浇筑混凝土；沉管后浇筑混凝土；(b)拔管；拔管；(c)插入钢筋插入钢筋31锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩设备图设备图1-桩锤；2-混凝土漏斗；3-桩管；4-桩架；5-混凝土吊斗；6-行驶用钢管；7-预制桩靴；8-卷扬机；9-枕木 32锤击套管成孔灌注桩施工过程锤击套管成孔灌注桩施工过程图图(a)打入钢管；打入钢管；(b)放入钢筋笼；放入钢筋笼；(c)边浇混凝土边拔出钢边浇混凝土边拔出钢管管 33桩靴示意图桩靴示意图(a)钢钢筋筋混混凝凝土土桩桩靴靴；(b)钢钢活活瓣瓣桩桩靴靴 1-桩桩管管；2-活活瓣瓣 34常见质量问题及原因常见质量问题及原因：断桩：断桩：桩身混凝土强度不足，桩身混凝土强度不足，桩距过小，受临桩打管时桩距过小，受临桩打管时挤压所致挤压所致缩颈缩颈：在饱和淤泥质土中：在饱和淤泥质土中 拔管速度快或混凝土流动性差，拔管速度快或混凝土流动性差，或混凝土装入量少或混凝土装入量少，使混凝土出管扩散性差，使混凝土出管扩散性差,空隙水压空隙水压大，挤向新浇混凝土，导致桩径截面缩小大，挤向新浇混凝土，导致桩径截面缩小吊脚桩吊脚桩：桩靴强度不够，打管时被打坏，水或泥沙进入桩靴强度不够，打管时被打坏，水或泥沙进入套管；或活瓣未及时张开，导致桩底部隔空套管；或活瓣未及时张开，导致桩底部隔空有隔层：有隔层：骨料粒径大或混凝土和易性差或拔管速度快，骨料粒径大或混凝土和易性差或拔管速度快，导致泥沙进入使桩身不连续导致泥沙进入使桩身不连续 为避免上述问题，除了从材料方面解决外，还必为避免上述问题，除了从材料方面解决外，还必须从施工工艺上解决须从施工工艺上解决35工艺方式工艺方式单打法：即一次拔管法。拔管时每提升单打法：即一次拔管法。拔管时每提升0.5m1.0m,振动振动510s后，在拔管后，在拔管0.51.0m，如此反复进行，如此反复进行，直到全部拔出为止。直到全部拔出为止。复打法复打法：即在同一桩孔内进行两次单打，或根据即在同一桩孔内进行两次单打，或根据要求进行局部复打。要求进行局部复打。反插法反插法：钢管每提升钢管每提升0.5m,再下沉再下沉0.3m(或提升或提升1m,下下沉沉0.5m)，如此反复进行，直到全部拔出为止。如此反复进行，直到全部拔出为止。36复打法复打法示意图示意图(a)全部复打；(b)、(c)局部复打 1-单打桩；2-沉管；3-第二次浇筑混凝土；4-复打桩 37主要作业参数主要作业参数拔管速度拔管速度:约约1m/min（与土质条件有关）与土质条件有关）一次拔管高度：一次拔管高度：0.51m左右左右振动时间：振动时间：510s管内混凝土量管内混凝土量:2m(第一次尽量灌满）第一次尽量灌满）38四、四、爆扩桩爆扩桩 施工过程：施工过程：如如图图所示。所示。应用条件应用条件:粘土粘土 主要施工参数：主要施工参数：桩孔爆破时的装药量：根据桩身直径查表桩孔爆破时的装药量：根据桩身直径查表扩大头爆破时的装药量：根据扩大头直径查表扩大头爆破时的装药量：根据扩大头直径查表扩大头爆破时混凝土的灌入量：扩大头爆破时混凝土的灌入量：23m高，或扩高，或扩大头体积的大头体积的50%引爆顺序：先浅后深引爆顺序：先浅后深39爆扩桩施工工艺爆扩桩施工工艺图图(a)钻导管；(b)放入炸药管；(c)炸扩桩孔；(d)放入炸药包，并灌入扩大头体积50%的混凝土；(e)炸扩大头；(f)放入钢筋骨架并浇筑混凝土 40
