桩工程基础讲义.pptx

2.1 概 述一般多层建筑物当地基较好时多采用天然浅基础，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。第1页/共100页2.1 概 述一、桩基础构造与特点1.构造：由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。2.特点：承载力高、沉降量小而均匀，能承受竖向力、水平力、上拔力、振动力等，施工速度快、质量好。建筑桩基通常为低承台桩基础；而在桥梁、码头工程中常用高承台桩基础。第2页/共100页2.1 概 述二、桩基础的分类1.按桩身材料分类主要有混凝土桩及钢桩，也有采用木、组合材料的桩。2.桩按承载性状可分为摩擦型桩和端承型桩。第3页/共100页2.1 概 述二、桩基础的分类3.按施工方法分类：预制桩预制桩 木木 桩桩 混凝土桩混凝土桩 钢钢 桩桩 锤击沉桩锤击沉桩静力压桩静力压桩振动沉桩振动沉桩水冲沉桩水冲沉桩灌注桩灌注桩 干作业成孔干作业成孔 人工挖孔人工挖孔 螺旋钻钻孔螺旋钻钻孔 洛阳铲成孔洛阳铲成孔爆扩桩爆扩桩泥浆护壁成孔泥浆护壁成孔 回转钻机成孔回转钻机成孔 潜水钻机成孔潜水钻机成孔 套管成孔套管成孔 锤击成孔锤击成孔 振动锤成孔振动锤成孔 第4页/共100页2.2 预制桩施工2.2.1混凝土预制桩一、砼预制桩的制作、起吊、运输和堆放二、沉桩施工2.2.2钢桩一、钢桩的制作、运输和堆放二、沉桩与接桩第5页/共100页2.2.1 混凝土预制桩常用的两种桩型：混凝土实心方桩预应力混凝土空心管桩第6页/共100页2.2.1 混凝土预制桩一、砼预制桩的制作、起吊、运输和堆放1.砼预制桩的制作混凝土预制方桩多数是在打桩现场或附近就地预制，较短的桩亦可在预制厂生产；预应力管桩则均在工厂生产。第7页/共100页一、砼预制桩的制作、起吊、运输和堆放1.砼预制桩的制作（1）截面：混凝土方桩的截面边长多为250550mm；应力管桩直径一般300800mm，常用的为400600mm。（2）长度：单根桩或多节桩的单节长度，应根据桩架高度、制作条件、场地、运输和装卸能力等确定。如在工厂制作，长度不宜超过12m；如在现场预制，长度不宜超过30m。第8页/共100页一、砼预制桩的制作、起吊、运输和堆放1.砼预制桩的制作（3）混凝土强度等级不宜低于C30（静压法沉桩时不宜低于C20）。（）桩身配筋锤击沉桩的纵向钢筋配筋率不宜小于0.8%，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。第9页/共100页一、砼预制桩的制作、起吊、运输和堆放1.砼预制桩的制作方桩的叠浇法制作（1）重叠层数：取决于地面允许荷载和施工条件，一般不宜超过4层。（2）场地要求：场地应平整、坚实，不得产生不均匀沉降。（3）隔离剂：桩与桩间应做好隔离层，桩与邻桩、底模间的接触面不得发生粘结。（4）浇筑时间：上层桩或邻桩的浇筑，必须在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强度的30%后方可进行。第10页/共100页一、砼预制桩的制作、起吊、运输和堆放1.砼预制桩的制作钢筋混凝土预制桩制作钢筋、模板施工（预制厂制作）第11页/共100页一、砼预制桩的制作、起吊、运输和堆放1.砼预制桩的制作钢筋混凝土预制桩制作混凝土浇筑 （工地现场制作）第12页/共100页一、砼预制桩的制作、起吊、运输和堆放1.砼预制桩的制作砼管桩：先张法工艺离心法生产（1）砼强度：预应力砼管桩（PC）C60；预应力高强砼管桩（PHC）C80；（2）截面：外径3001000mm，壁厚60110mm；桩底可设桩尖封闭，亦可为开口形式；（3）配筋：沿周身均匀配置，桩身最小配筋率不小于0.4%，且预应力钢筋数量不少于6根；（4）桩长：可接桩，接头不宜超过4个。第13页/共100页一、砼预制桩的制作、起吊、运输和堆放2.起吊与运输（1）砼强度要求：当桩的混凝土强度达到设计强度的70%方可起吊；达到100%方可运输和打桩。（2）合理吊点：（正负弯矩值相等则均小）一点起吊两点起吊三点起吊+MM宜采用随打随运，减少二次搬运第14页/共100页一、砼预制桩的制作、起吊、运输和堆放3.堆放（1）堆放桩的地面必须平整、坚实；（2）垫木间距应与吊点位置相同，各层垫木应位于同一垂直线上；（3）堆放层数不宜超过4层；（4）不同规格的桩，应分别堆放。第15页/共100页二、沉桩施工沉桩方法：锤击法、静力压桩法、振动法、水冲法等。锤击法：是利用桩锤落到桩顶上的冲击力来克服土对桩的阻力，使桩沉到预定的深度或达到持力层的一种打桩施工方法。锤击沉桩是混凝土预制桩常用的沉桩方法，它施工速度快，机械化程度高，适用范围广，但施工时有冲撞噪声和对地表层有振动，在城区和夜间施工有所限制。第16页/共100页二、沉桩施工静力压桩法：静力压桩利用压桩架的自重和配重，通过卷扬机牵引，由钢丝绳、滑轮和压梁，将整个桩机的重力(8001500kN)反压在桩顶上，以克服桩身下沉时与土的摩擦力，迫使预制桩下沉；第17页/共100页二、沉桩施工静力压桩法：具有无噪声、无振动优点，常用于土质均匀的软土地基的沉桩施工，且广泛应用于闹市中心建筑较密集的地区。第18页/共100页二、沉桩施工振动法：以振动桩机带桩振动，减少土与桩间摩阻；沉桩和拔桩都较快；特别适应于适砂土。水冲法：利用高压射水（桩侧或桩内）冲击桩尖附近土层，冲孔下沉，边冲边打桩，留最后12m打入或振入；适应坚硬土、砂石层；常作为锤击沉桩的辅助方法。第19页/共100页二、沉桩施工1.锤击法施工2.静力压桩3.打桩的公害第20页/共100页1.锤击法施工锤击沉桩（1）打桩机械（2）打桩前的准备工作（3）打桩顺序（4）打桩方法要点（5）打桩的质量控制（6）常见事故的分析、处理第21页/共100页（1）打桩机械（桩锤、桩架、动力装置）1）桩锤对桩施加冲击，将桩打入土中的主要工具。桩锤的种类锤锤 型型 锤击动力锤击动力 适用性适用性 优缺点优缺点 优优 点点 缺缺 点点 落落 锤锤重重 力力 小型桩工程小型桩工程 构造简单、使用构造简单、使用方便方便 效率低、桩身效率低、桩身易损失易损失 柴油锤柴油锤 燃油爆炸能量燃油爆炸能量 适用面广、适用面广、可用于大型混凝土可用于大型混凝土桩和钢管桩等桩和钢管桩等 结构简单、使用结构简单、使用方便；方便；不需从外部供应不需从外部供应能源能源 过软的土中过软的土中会使工作循环会使工作循环中断；中断；污染大污染大 蒸汽锤蒸汽锤 蒸汽动力蒸汽动力 适用面广适用面广 冲击力较大；冲击力较大；无污染无污染 需配备锅炉需配备锅炉设备；设备；液压锤液压锤 液压作用液压作用 适合水下打桩适合水下打桩 能获得较大的能获得较大的贯入度贯入度 构造复杂、构造复杂、造价高造价高 第22页/共100页（1）打桩机械（桩锤、桩架、动力装置）1）桩锤桩锤种类桩锤的选择用锤击沉桩时，为防止桩受冲击应力过大而损坏，应采用“重锤轻击”。如采用轻锤重击，锤击功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、密集程度、单桩竖向承载力等进行选择，如能进行锤击应力计算则更为科学。第23页/共100页（1）打桩机械（桩锤、桩架、动力装置）2）桩架桩架的作用是悬吊桩锤，并为桩锤导向，它还能起吊桩并可在小范围内移动桩位。桩架的高度是选择桩架时需考虑的一个重要问题。桩架的高度=桩长+滑轮组高度+桩锤高度+桩帽高度+起锤移位高度（取12m）第24页/共100页（1）打桩机械（桩锤、桩架、动力装置）2）桩架多能桩架多能桩架的机动性和适应性很大，水平方向可作360回转，立柱可前后倾斜，可在轨道上行走，但其机构较庞大。第25页/共100页（1）打桩机械（桩锤、桩架、动力装置）2）桩架履带式桩架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。其性能灵活，移动方便，可适应各种预制桩施工，目前应用最多。第26页/共100页（2）打桩前的准备工作处理障碍物；平整场地；抄平放线；桩基轴线的定位点及水准点，应设置在不受打桩影响的地点，水准点设置不少于2个。在施工过程中可据此检查桩位的偏差以及桩的入土深度。铺设水电管网；沉桩设备的进场，安装及桩的供应。第27页/共100页（3）打桩顺序 打桩顺序直接影响到桩基础的质量和施工速度，以及周围环境。桩入土深度不一，导致不均匀沉降；难打易碎；邻桩移位倾斜。应根据桩的密集程度(桩距大小)、桩的规格、长短、桩的设计标高、工作面布置、工期要求等综合考虑，合理确定打桩顺序。第28页/共100页（3）打桩顺序 1）避免挤土影响打桩顺序影响挤土方向，打桩向哪个方向推进，则向哪个方向挤土。根据桩群的密集程度，可选用下述打桩顺序：1)当桩中心距4倍桩径时，可按施工方便顺序打：宜逐排改变方向，避免朝同一个方向挤土；必要时间隔跳打。第29页/共100页（3）打桩顺序 2）减小后施工的桩对先施工的桩根据设计标高，宜先深后浅；根据桩的规格，先大后小、先长后短。3）减小打桩对周围环境的影响当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施打。第30页/共100页（4）打桩方法要点工艺顺序：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）。第31页/共100页（4）打桩方法要点1）控制入土时的垂直度插入土中的垂直度偏差不得超过0.5%，桩、桩帽、桩锤在同一铅垂线上，确保桩能垂直下沉。2）桩头保护在桩锤和桩帽之间应加弹性衬垫，桩帽和桩顶周围四周应有510mm的间隙，以防损伤桩顶。第32页/共100页（4）打桩方法要点3）打桩开始时锤的落距应较小，桩入土稳定后，再按要求打桩，最大落距不宜大于1m；在打桩过程中，遇有贯入度剧变、或其他异常情况时，应暂停打桩，及时研究处理；如桩顶标高低于自然土面，则需用送桩管将桩送入土中时，打桩完成后桩孔应及时回填或加盖。第33页/共100页（4）打桩方法要点4）接桩混凝土桩的接桩可用焊接、法兰接以及硫磺胶泥锚接三种方法；钢桩一般均用焊接法。打入预制桩 电焊接桩第34页/共100页（4）打桩方法要点5）桩头的处理在打完各种预制桩开挖基坑时，按设计要求的桩顶标高将桩头多余的部分截去。截桩头时不能破坏桩身，要保证桩身的主筋伸入承台，长度应符合设计要求。当桩顶标高在设计标高以下时，在桩位上挖成喇叭口，凿掉桩头混凝土，剥出主筋并焊接接长至设计要求长度，与承台钢筋绑扎在一起，用桩身同强度等级的混凝土与承台一起浇筑接长桩身。6）施工记录打桩过程中，应做好沉桩记录，以便工程验收。第35页/共100页（5）打桩的质量控制1）垂直度控制桩的垂直偏差应控制在1%之内；2）平面位置的允许偏差基础形式基础形式 允许偏差允许偏差 单排或双排桩单排或双排桩的条形桩基的条形桩基 垂直于条形桩基纵轴线方向垂直于条形桩基纵轴线方向 100mm+0.01H平行于条形桩基纵轴线方向平行于条形桩基纵轴线方向 150mm+0.01H承台承台桩数为桩数为13根根 100mm 桩数为桩数为416根根 1/3桩径或桩径或1/3边长边长 桩数大于桩数大于16根根 最外边的桩最外边的桩 1/3桩径或桩径或1/3边长边长中间桩中间桩1/2桩径或桩径或1/2边长边长 第36页/共100页（5）打桩的质量控制3）贯入度与标高控制端承型桩：以贯入度控制为主，桩尖进入持力层深度或桩尖标高可作参考；摩擦型桩：以桩尖设计标高控制为主，贯入度可作参考。第37页/共100页（6）打桩中常见事故的分析、处理在打桩施工过程中会遇见各种各样的问题，例如桩顶破碎，桩身断裂，桩身位移、扭转、倾斜，桩锤跳跃，桩身严重回弹等。发生这些问题的原因有钢筋混凝土预制桩制作质量、沉桩操作工艺和复杂土层等三个方面的原因。工程及施工验收规范规定，打桩过程中如遇到上述问题，都应立即暂停打桩，施工单位应与勘察、设计单位共同研究，查明原因，提出明确的处理意见，采取相应的技术措施后，方可继续施工。第38页/共100页（6）打桩中常见事故的分析、处理1)桩顶、桩身被打坏桩顶受到冲击产生很高的局部应力；桩身混凝土保护层太厚，直接受冲击的是素混凝土；桩帽垫层材料选用不合适，或已被打坏；桩顶面和桩的轴线不垂直，桩处于偏心受力状态；过打：硬土层，最后贯入度太小，锤的落距过大；桩身混凝土强度不够。第39页/共100页（6）打桩中常见事故的分析、处理2）打歪制作：桩顶不平，桩身混凝土凸肚，桩尖偏心，接桩不正；地质：有障碍物在土中；操作：初入土时歪斜，未纠正即施打。3）桩锤回跃、桩身回弹选择桩锤较轻，能引起较大的桩锤回跃；桩尖遇到坚硬的障碍物时，桩身则严重回弹。第40页/共100页（6）打桩中常见事故的分析、处理4）打不下桩身被打坏；遇上钢渣、孤石、硬土层等；隔期打（停歇）。（5）一桩打下，邻桩上升在软土中，当布桩较密，打桩顺序又欠合理时，发生一桩打下，将造成邻桩上升，或将邻桩拉断，或引起周围土坡开裂，建筑物裂缝。第41页/共100页2.静力压桩（1）静力压桩的机械机械式和液压式活动压梁油压表桩帽上段桩上段桩锚筋下段桩加压重物底盘轨道导笼口操作平台卷扬机加压钢丝绳滑轮组桩架导向笼静力压桩机构造原理图压桩与打桩相比，由于避免了锤击应力，桩的断面和配筋可以减小，同时压桩引起的桩周土体和水平挤动也小的多，因此压桩是软土地区一种较好的沉桩方法。第42页/共100页2.静力压桩（2）静力压桩的施工1）压桩施工一般采取分节压入、逐段接长的施工方法，其上端距地面1m左右时将第二节桩接上，继续压入；2）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的缩短，否则，间歇时间过长会由于压桩阻力过大导致发生压不下去的事故；3）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；第43页/共100页2.静力压桩（2）静力压桩的施工4）压桩过程中，当桩尖碰到夹砂层时，压桩阻力可能突然增大，甚至超过压桩能力而使桩机上抬。这时可以最大的压桩力作用在桩顶，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。5）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，可以采取截去桩顶的办法；第44页/共100页2.静力压桩（3）终压条件1）根据现场试压桩的试验结果确定终压力标准；2）参考条件相似工地的施工经验；3）终压时连续复压次数应根据桩长及地质条件等因素确定，一般不宜超过3次；对于入土深度小于8m的桩，复压次数可为35次；4）复压时每次稳压时间：压桩力小于3000kN时不宜超过10s；压桩力大于3000kN时不宜超过5s。静力压桩第45页/共100页3.打桩的公害（1）公害挤土、震动、噪音、大气污染等。（2）防止措施（1）防止挤土影响挖防振沟、砂井排水（或塑料排水板排水）、预钻孔、设置隔离板桩或地下连续墙；取土打桩、采取合理打桩顺序、控制打桩速度等。（2）防止震动、噪音、大气污染等选择合适的打桩方法，如静力压桩、灌注桩等。第46页/共100页2.2.2 钢桩主要有钢管桩和H型钢桩两种。优点：承载力高、质量轻、刚性好、装运方便；接桩方便、施工速度快、对周围环境影响小。缺点：用钢量大、工程造价高，应做好防腐处理。沉桩施工同混凝土桩类似，自学！第47页/共100页2.3 灌注桩施工概念：灌注桩是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成。特点：灌注桩能适应各种地层的变化，无需接桩，施工时无振动、无挤土、噪音小，宜在建筑物密集地区使用。但其操作要求严格，施工后需较长的养护期方可承受荷载，成孔时有大量土渣或泥浆排出。第48页/共100页2.3 灌注桩施工2.3.1灌注桩的成孔一、干作业成孔二、泥浆护壁成孔三、套管成孔三、成孔质量四、后注浆工法2.3.2灌注桩钢筋笼与混凝土施工一、钢筋笼二、混凝土施工第49页/共100页2.3.1 灌注桩的成孔成孔方法干作业成孔泥浆护壁成孔套管成孔第50页/共100页一、干作业成孔灌注桩1.成孔方式：机械钻孔(扩底)和人工挖孔2.适用范围：干作业成孔灌注桩适用于地下水位较低、在成孔深度内无地下水的土质，勿需护壁可直接取土成孔。3.成孔机械：目前常用螺旋钻机成孔，亦有用洛阳铲成孔的。第51页/共100页一、干作业成孔灌注桩螺旋钻机螺旋钻成孔灌注桩是利用动力旋转钻杆，使钻头的螺旋叶片旋转削土，土块沿螺旋叶片上升排出孔外。全叶片螺旋钻机成孔直径一般为300600mm，钻孔深度820m。第52页/共100页一、干作业成孔灌注桩4.螺旋钻机成孔及要求钻机就位后，钻杆垂直对准桩位中心，开钻时先慢后快，减少钻杆的摇晃，及时纠正钻孔的偏斜或位移。钻孔至规定要求深度后，进行孔底清土。清孔的目的是将孔内的浮土、虚土取出，减少桩的沉降。方法是钻机在原深处空转清土，然后停止旋转，提钻卸土。第53页/共100页一、干作业成孔灌注桩5.人工挖孔安装井圈护壁，并且随挖、随验、随浇注混凝土；注意孔底通风；挖至设计标高时，孔底不应积水，终孔后应清理好护壁上的淤泥和孔底残碴、积水，然后进行隐蔽工程验收。验收合格后，应立即封底和浇注桩身混凝土。第54页/共100页二、泥浆护壁成孔灌注桩1.概念泥浆护壁成孔是用钻机成孔的同时，用泥浆保护孔壁并排出土碴。2.适用范围：它不论地下水位高低都能适用，一般用于地下水位以下土的成孔。3.成孔机械：回转钻机、潜水钻机、冲击钻机等。第55页/共100页二、泥浆护壁成孔灌注桩3.成孔机械（1）回转钻机回转钻机是由动力装置带动钻机的回转装置转动，并带动带有钻头的钻杆转动，由钻头切削土壤。1 座盘；斜撑；塔架；电机；卷扬机；塔架；转盘；8 钻杆；9 泥浆输送管；10 钻头 第56页/共100页二、泥浆护壁成孔灌注桩3.成孔机械（2）潜水钻机一种旋转式钻孔机械，其动力、变速机构和钻头连在一起，加以密封，因而可以下放至孔中地下水位以下进行切削土壤成孔。1 一钻头；2 一潜水钻机；3 一电缆；4 一护筒；5 一水管；6 一滚轮支点；7 一钻杆；8 一电缆盘；9 一卷扬机；10 一控制箱 第57页/共100页二、泥浆护壁成孔灌注桩3.成孔机械（3）冲击钻主要用于在岩土层中成孔，成孔时将冲锥式钻头提升一定高度后以自由下落的冲击力来破碎岩层，然后用掏碴筒来掏取孔内的碴浆。1 一滑轮；2 一主杆；3 一拉索；4 一斜撑；5 一卷扬机；6 一垫木；7 一钻头 第58页/共100页二、泥浆护壁成孔灌注桩4.泥浆（1）泥浆作用泥浆具有保护孔壁、防止塌孔、排出土碴以及冷却与润滑钻头的作用。（2）泥浆的组成泥浆一般需专门配制，当在粘土中成孔时，也可用孔内钻碴原土自造泥浆。护壁泥浆是由高塑性粘土或膨润土和水拌合的混合物，还可在其中掺入其他掺合剂，如加重剂、分散剂、增粘剂及堵漏剂等。第59页/共100页二、泥浆护壁成孔灌注桩4.泥浆（3）泥浆性能要求护壁泥浆应达到一定的性能指标，泥浆的性能指标如表2.5所示。项项 次次 项项 目目 性能指标性能指标检验方法检验方法 1 相对密度相对密度1.051.25泥浆密度计泥浆密度计2粘度粘度18-25s500/700mL漏斗法漏斗法3含砂率含砂率98%量杯法量杯法5失水量失水量30mL/30min失水量仪失水量仪6泥皮厚度泥皮厚度13mm/30min失水量仪失水量仪7静切力静切力1min 23Pa10min 510Pa 静切力计静切力计8稳定性稳定性0.03g/cm2 9pH值值7-9PH试纸试纸第60页/共100页二、泥浆护壁成孔灌注桩5.施工工艺施工准备测量放线桩机就位钻孔检查、清孔浇注混凝土、成桩造浆循环埋设护筒安放钢筋骨架第61页/共100页二、泥浆护壁成孔灌注桩5.施工工艺（1）测定桩位、埋设护筒：护筒：68mm厚钢板，比孔口大100200mm，深11.5m，顶部开设12个溢浆口，周围用粘土密封。第62页/共100页二、泥浆护壁成孔灌注桩5.施工工艺（1）测定桩位、埋设护筒：作用：定位；保护孔口；防止地面水流入，维持水头，防止塌孔；成孔时引导钻头的方向等。第63页/共100页二、泥浆护壁成孔灌注桩5.施工工艺（2）泥浆循环方式 a）正循环 b）反循环 图 2-15 泥浆循环成孔工艺1 一钻头；2 一泥浆循环方向；3 一沉淀池；4 一泥浆池；5 一泥浆泵；6 一砂石泵；7 一水阀；8 一钻杆；9 一钻机回旋装置 第64页/共100页二、泥浆护壁成孔灌注桩5.施工工艺（2）泥浆循环方式正循环方式：泥浆由钻杆内部注入，并从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出流入沉淀池，经沉淀的泥浆流入泥浆池再注入钻杆，由此进行循环。操作简单，当孔不太深，孔径800mm时，钻进效果好。第65页/共100页二、泥浆护壁成孔灌注桩5.施工工艺（2）泥浆循环方式反循环方式：泥浆由钻杆与孔壁间的环状间隙流入钻孔，然后，由砂石泵在钻杆内形成真空，使钻下的土渣由钻杆内腔吸出至地面而流向沉淀池，沉淀后再流入泥浆池。泥浆上返速度快，排渣能力强，钻进效率高，孔壁稳定，孔底沉渣少，成孔质量可靠。第66页/共100页二、泥浆护壁成孔灌注桩5.施工工艺钻进施工：第67页/共100页二、泥浆护壁成孔灌注桩5.施工工艺（3）检查钻进过程中，要保证护筒内水位高于地下水位；排除的泥浆密度应在1.21.4t/m3。（4）清孔方式：泥浆循环方式、空气吸泥机。时间：分两次进行。钻到设计标高时，用循环换浆法清孔；灌注混凝土前，泵吸反循环清孔。检查：清孔后，检查孔底沉渣厚度，孔内泥浆密度等。第68页/共100页二、泥浆护壁成孔灌注桩5.施工工艺（5）放置钢筋笼、水下浇筑混凝土第二次清孔后0.5小时以内，采用导管法浇注。（6）废泥浆的处理靠沉淀池沉淀一段时间，再用抓斗或人工挖出，放在场地上进行自然脱水，然后再装车外运至指定的弃土堆场。或者将初步沉淀后的厚质的废泥浆用密封的罐车外运，倒入暂无影响的坑和低洼地内。第69页/共100页三、套（沉）管成孔套管成孔灌注桩是利用锤击打桩法或振动沉桩法，将带有钢筋混凝土桩靴（又叫桩尖）或带有活瓣式桩靴的钢套管沉入土中，然后边拔管边灌注混凝土而成。活瓣桩尖1-桩管；2-锁轴；3-活瓣 第70页/共100页三、套（沉）管成孔沉管灌注桩桩靴沉管灌注桩机械第71页/共100页三、套（沉）管成孔第72页/共100页三、套（沉）管成孔1.工艺过程就位沉管 浇筑成型边拔边浇放入钢筋笼继续浇筑第73页/共100页三、套（沉）管成孔1.工艺过程为了提高桩的质量和承载能力，沉管灌注桩常采用单打法、复打法、反插法等施工工艺。单打法(又称一次拔管法)：拔管时，每提升0.51.0m，振动510s，然后再拔管0.51.0m，这样反复进行，直至全部拔出。复打法：在同一桩孔内连续进行两次单打，或根据需要进行局部复打。施工时，应保证前后两次沉管轴线重合，并在混凝土初凝之前进行。反插法：钢管每提升0.5m，再下插0.3m，这样反复进行，直至拔出。第74页/共100页三、套（沉）管成孔2.锤击沉管灌注桩（1）适用范围：适宜于一般粘性土、淤泥质土和人工填土地基。（2）锤击沉管灌注桩施工要点：1）桩尖与桩管接口处应垫麻(或草绳)垫圈，以防地下水渗入管内和作缓冲层。2）沉管时先用低锤锤击，观察无偏移后，才正常施打；3）拔管前，应先锤击或振动套管，在测得混凝土确已流出套管时方可拔管。第75页/共100页三、套（沉）管成孔2.锤击沉管灌注桩（2）锤击沉管灌注桩施工要点：4）桩管内混凝土尽量填满，拔管时要均匀，保持连续密锤轻击，并控制拔管速度，一般土层以不大于1m/min为宜，软弱土层与软硬交界处，应控制在0.8m/min以内为宜。5）在管底未拔到桩顶设计标高前，倒打或轻击不得中断，注意使管内的混凝土保持略高于地面，并保持到全管拔出为止。6）桩的中心距在4倍桩管外径以内或小于2m时，均应跳打施工；中间空出的桩须待邻桩混凝土达到设计强度的50%以后，方可施打。第76页/共100页三、套（沉）管成孔3.振动沉管灌注桩振动沉管灌注桩采用激振器或振动冲击沉管。适用于稍密及中密的碎石土；其施工过程为：桩机就位沉管上料拔管第77页/共100页三、套（沉）管成孔4.沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法(1)颈缩颈缩：指桩身的局部直径小于设计要求的现象。产生原因：当在淤泥和软土层沉管时，由于受挤压的土壁产生空隙水压，拔管后便挤向新灌注的混凝土，桩局部范围受挤压形成颈缩。当拔管过快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差时，周围淤泥质土趁机填充过来，也会形成颈缩。处理方法：拔管时应保持管内混凝土面高于地面，使之具有足够的扩散压力，混凝土坍落度应控制在5070mm。拔管时应采用复打法，并严格控制拔管的速度。第78页/共100页三、套（沉）管成孔4.沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法(2)断桩断桩：指桩身局部分离或断裂，更为严重的是一段桩没有混凝土。原因：桩距离太近，相邻桩施工时混凝土还未具备足够的强度，已形成的桩受挤压而断裂。处理方法：施工时，控制中心距离不小于4倍桩径；确定打桩顺序和行车路线，减少对新灌注混凝土桩的影响。采用跳打法或等已成型的桩混凝土达到60%设计强度后，再进行下根桩的施工。第79页/共100页三、套（沉）管成孔4.沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法(3)吊脚桩吊脚桩是指桩底部混凝土隔空或松软，没有落实到孔底地基土层上的现象。原因：当地下水压力大时，或预制桩尖被打坏，或桩靴活瓣缝隙大时，水及泥浆进入套筒钢管内，或由于桩尖活瓣受土压力，拔管至一定高度才张开，使得混凝土下落，造成桩脚不密实，形成松软层。处理方法：为防止活瓣不张开，开始拔管时，可采用密张慢拔的方法，对桩脚底部进行局部翻插几次，然后再正常拔管。桩靴与套管接口处使用性能较好的垫衬材料，防止地下水及泥浆的渗入。第80页/共100页三、套（沉）管成孔4.沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法(4)混凝土灌注过量如果灌桩时混凝土用量比正常情况下大1倍以上；原因：这可能是由于孔底有洞穴，或者在饱和淤泥中施工时，土体受到扰动，强度大大降低，在混凝土侧压力作用下，桩身扩大而混凝土用量增大所造成的。处理方法：施工前应详细了解现场地质情况，对于在饱和淤泥软土中采用沉管灌注桩时，应先打试桩。若发现混凝土用量过大时，应与设计单位联系，改用其他桩型。第81页/共100页四、灌注桩成孔质量1.成孔的控制深度应符合下列要求：（1）摩擦型桩：摩擦桩以设计桩长控制成孔深度；端承摩擦桩必须保证设计桩长及桩端进入持力层深度；当采用锤击沉管法成孔时，桩管入土深度控制以标高主，以贯入度控制为辅；（2）端承型桩：当采用钻（冲）、挖掘成孔时，必须保证桩孔进入设计持力层的深度；当采用锤击沉管法成孔时，沉管深度控制以贯入度为主，设计持力层标高对照为辅。第82页/共100页四、灌注桩成孔质量2.灌注桩成孔施工的允许偏差应满足表2.6的要求序序号号成成 孔孔 方方 法法 桩径允桩径允许偏差许偏差(mm)(mm)垂直垂直度允度允许偏许偏差差(%)(%)桩位允许偏差桩位允许偏差(mm)(mm)1 13 3根根、单单排排桩桩基基垂垂直直中中心心线线方方向向和和群群桩桩基基础础的的边桩边桩 条形桩基沿中心条形桩基沿中心线方向和群桩基线方向和群桩基础的中间桩础的中间桩 1 1泥浆护泥浆护壁灌注壁灌注桩桩 D1000mm D1000mm -50 -50 11000mmD1000mm-50-50 100+0.01H100+0.01H150+0.01H150+0.01H2 2套管成套管成孔灌注孔灌注桩桩 D500mmD500mm-20-201500mmD500mm1001001501503 3干作业成孔灌注桩干作业成孔灌注桩 -20-201170701501504 4人工挖人工挖孔桩孔桩 砼土护壁砼土护壁 +50+50 0.50.55050150150钢套管护壁钢套管护壁 +50+5011100100200200P80 表2.6第83页/共100页五、灌注浆后注浆工法1.概念：在桩内预埋注浆管，并在灌注桩砼终凝到一定强度后通过预埋的注浆管，用高压注浆泵以一定的压力将预定水灰比的水泥浆压入。2.作用：（1）加固桩底沉渣及桩周泥皮；（2）对桩底及桩侧一定范围的土体通过渗入（粗粒土）、劈裂（细粒土）和压密（非饱和松散土）注浆起到加密作用，从而提高桩侧阻力和桩端阻力，提高单桩承载力，减小沉降。在优化工艺参数条件下，可使单桩承载力提高40%120%，粗粒土增幅高于细粒土，软土增幅最小；桩侧桩底复式注浆高于桩底注浆；桩底沉降减小30%左右。第84页/共100页五、灌注浆后注浆工法3.注浆方式根据地层性质、桩长、承载力增幅和桩的使用功能（抗压、抗拔）等因素，可采用桩底注浆桩侧注浆桩底桩侧复式注浆第85页/共100页五、灌注浆后注浆工法4.技术指标（1）浆液水灰比：饱和土：0.450.65；非饱和土：0.70.9；松散碎石土、砂砾宜为0.50.6。（2）注浆压力：（1.210MPa）根据土层性质及注浆点深度确定；一般软土取低值，密实粘性土取高值。（3）注浆时间，成桩两天后开始；第86页/共100页五、灌注浆后注浆工法4.技术指标（4）注浆顺序：饱和土，先桩侧后桩端；非饱和土，先桩端后桩侧。桩侧桩端注浆时间间隔不宜少于2h；桩群先外围后内部，有利于注浆密实。（5）承载力检验：桩体砼强度达到设计要求，并在后注浆20d后进行；掺有早强剂时可于注浆15d后进行。第87页/共100页2.3.2 灌注桩钢筋笼和砼施工一、钢筋骨架的制作与安装桩的长度较大时钢筋笼一般分段制作，分段制作的钢筋笼接头宜采用焊接。为防止钢筋笼的变形，应设置加劲箍，加劲箍应在主筋外侧，主筋一般不设弯钩，根据施工工艺要求所设弯钩不得向内伸露，以免妨碍导管提升。钢筋笼主筋的保护层允许偏差：水下灌注混凝土桩为20mm；非水下灌注混凝土桩为10mm。钢筋笼吊装时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，就位后应立即固定在孔口钢护筒上，使其不上浮、下沉。第88页/共100页一、钢筋骨架的制作与安装钢筋笼吊装第89页/共100页二、浇筑水下混凝土1.混凝土的搅拌：混凝土搅拌主要检查材料质量与配比计量、混凝土坍落度；灌注混凝土应检查防止混凝土离析的措施、浇筑厚度及振捣密实情况。2.灌注桩各工序应连续施工，钢筋笼放入泥浆，第二次清孔后0.5小时以内，采用导管法浇注。混凝土浇筑第90页/共100页二、浇筑水下混凝土3.浇注水下混凝土注意事项：（1）导管：混凝土浇注的导管的壁厚不宜小于3mm，直径宜为200250mm；直径制作偏差不应超过2mm，导管的分节长度视工艺要求确定，底管长度不宜小于4m，接头宜用法兰或双螺纹方扣快速接头；管提升时，不得挂住钢筋笼；导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.61.0MPa。第91页/共100页二、浇筑水下混凝土3.浇注水下混凝土注意事项：（2）开始灌注时，为使隔水栓能顺利排出，导管底部至孔底的距离宜为300500mm，桩直径小于600mm时可适当加大导管底部至孔底距离；（3）混凝土料斗中应有足够的混凝土储备量，混凝土灌注后能使导管一次埋入混凝土面下0.8m以上；（4）混凝土浇注中边灌注边提升导管，但应保证导管口始终埋置在混凝土内，导管埋深宜为26m，严禁导管提出混凝土面，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差，填写水下混凝土浇注记录。第92页/共100页二、浇筑水下混凝土3.浇注水下混凝土注意事项：（5）灌注后，桩顶应高出设计标高0.50m。灌注桩的实际浇筑混凝土量不得小于计算体积。（6）水下混凝土必须连续施工，每根桩的浇筑时间按混凝土初凝时间控制。第93页/共100页2.4 承台施工一、一般规定：独立桩基承台，施工顺序宜先深后浅。承台埋置较深时，应对临近建筑物、市政设施，采取必要的保护措施，在施工期间应进行监测。一、一般规定二、基坑开挖与回填三、钢筋和砼施工第94页/共100页2.4 承台施工二、基坑开挖和回填基坑开挖前应对边坡稳定（无支护基坑），支护型式（有支护基坑）、降水措施、挖土方案、运土路线、堆土位置编制施工方案，经审查批准后方能开工，打桩全部结束并停顿一段时间后方可开挖。1.支护方式可采用钢板桩、地下连续墙、排桩（灌注桩）、水泥土搅拌桩、喷锚、H型钢桩（加插板）等，及其与锚杆或内撑组合的支护结构。2.地下水位较高需降水时，可视周围环境情况采用内降水或外降水措施。第95页/共100页2.4 承台施工二、基坑开挖和回填3.挖土应分层进行，高差不宜过大。软土地区的基坑开挖，基坑内土面高度应保持均匀，高差不宜超过1m。4.挖出的土方不得堆置在基坑附近。5.机械挖土时必须确保基坑内的桩体不受损坏。6.基坑开挖结束后，应在基坑底做好排水盲沟及集水井，周围如有降水设施仍应维持运转。7.基坑回填前，应排除积水，清除含水量较高的浮土和建筑垃圾，填土应分层压实，对称进行。第96页/共100页2.4 承台施工三、钢筋和混凝土施工1.绑扎钢筋前必须将灌注桩桩头浮浆部分或锤击面破坏部分(预制混凝土桩、钢桩）去除，并应确保桩体埋入承台长度符合设计要求，钢管桩尚应焊好桩顶连接件。2.承台混凝土应一次浇注完成，混凝土入槽宜用平铺法。大体积承台混凝土施工，应采取有效措施防止温度应力引起裂缝。第97页/共100页本章小结1.了解钢筋混凝土预制桩的预制、起吊、运输及堆放方法。2.掌握锤击法施工的全过程和施工要点（打桩设备、打桩顺序、方法和质量控制）。3.掌握泥浆护壁灌注桩和干作业成孔灌注桩的施工要点。4.掌握套管成孔灌注桩施工工艺和质量控制方法。5.掌握承台施工要点。第98页/共100页本章小结重点：钢筋混凝土预制打入桩和灌注桩施工。难点：钢筋混凝土预制桩沉桩工艺及质量控制方法；灌注桩施工工艺、常见质量缺陷及预防处理。深度和广度：达到能制定锤击沉入钢筋混凝土预制桩、灌注桩施工方案，分析常见质量缺陷及预防处理。第99页/共100页感谢您的观看！第100页/共100页