土木工程施工技术课件.ppt
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1、2022-5-251土木工程施工技术土木工程施工技术土木工程施工技术土木工程施工技术土木工程施工技术土木工程施工技术 2022-5-2522022-5-253 桩基础概述:桩基础概述: 根据传力和作用性质不同分为端承型桩和摩根据传力和作用性质不同分为端承型桩和摩擦型桩两大类擦型桩两大类1 1、摩擦型桩:是指在竖向极限荷载作用下,桩顶、摩擦型桩:是指在竖向极限荷载作用下,桩顶荷载全部或主要由桩侧阻力受力的桩,根据桩侧荷载全部或主要由桩侧阻力受力的桩,根据桩侧阻力分担荷载的大小,磨擦型桩又分为磨擦桩和阻力分担荷载的大小,磨擦型桩又分为磨擦桩和端承磨擦桩两种。端承磨擦桩两种。2 2、端承型桩:是指在
2、竖向荷载作用下,桩顶荷载、端承型桩:是指在竖向荷载作用下,桩顶荷载全部或主要由桩端阻力承受,桩侧阻力相对桩端全部或主要由桩端阻力承受,桩侧阻力相对桩端阻力而言较小,或可忽略不计的桩。阻力而言较小,或可忽略不计的桩。 根据桩端阻力发挥的程度和分担荷载的比例,根据桩端阻力发挥的程度和分担荷载的比例,又可分为端承桩和磨擦端承桩两种又可分为端承桩和磨擦端承桩两种 2022-5-254 根据材料不同分为:砼桩、钢桩、和组合材根据材料不同分为:砼桩、钢桩、和组合材料桩等料桩等n砼桩又分为预制桩和灌注桩两类。砼桩又分为预制桩和灌注桩两类。n钢桩有钢管桩、钢桩有钢管桩、H H型钢桩和工字型钢桩等。型钢桩和工字
3、型钢桩等。n组合材料桩是用两种材料组合的桩,如钢管桩组合材料桩是用两种材料组合的桩,如钢管桩内填充砼等形式的组合桩。内填充砼等形式的组合桩。 根据成桩方法不同分为:挤土桩(如打入式根据成桩方法不同分为:挤土桩(如打入式预制桩)、部分挤土桩(如钻孔打入式预制桩)预制桩)、部分挤土桩(如钻孔打入式预制桩)和非挤土桩(如钻孔灌浇桩)等三种。和非挤土桩(如钻孔灌浇桩)等三种。2022-5-255 第一章第一章 钢筋混凝土预钢筋混凝土预制打入桩施工制打入桩施工2022-5-2561-11-1、预制桩的制作,起吊,运输、预制桩的制作,起吊,运输, ,堆放堆放 制作:叠浇制作:叠浇4 4层,下层砼层,下层砼
4、30%30%强度后筑强度后筑上层(邻桩上层(邻桩30%30%设计强度)并连续设计强度)并连续 浇筑。浇筑。 起吊、运输、堆放起吊、运输、堆放: :(1 1、100%100%强度后才可强度后才可起吊,起吊,100%100%强度后才可运输(打桩);强度后才可运输(打桩);2 2、堆放搁置点与吊点上下一致且堆放搁置点与吊点上下一致且4 4层)层)2022-5-2571-21-2、设备、设备1. 1. 桩锤桩锤 落锤落锤构造简单,使用方便。轻锤重构造简单,使用方便。轻锤重0.50.51.51.5t t, ,重锤可达数吨。重锤可达数吨。 柴油锤柴油锤利用燃油爆炸的能量,推动活利用燃油爆炸的能量,推动活塞
5、往复运动产生冲击进行锤击打桩。重量有塞往复运动产生冲击进行锤击打桩。重量有0.120.12,0.60.6,1.21.2,1.81.8,2.52.5,4.04.0,6.06.0t t等数等数种,锤击次数次种,锤击次数次min.min.可用于大可用于大型混凝土桩和钢管桩等。型混凝土桩和钢管桩等。2022-5-258 蒸汽锤蒸汽锤-利用蒸汽的动力进行锤击。单利用蒸汽的动力进行锤击。单动可打各种桩,重动可打各种桩,重3 31010t t, ,双动因冲击频率高双动因冲击频率高(次(次minmin), ,工作效率高。工作效率高。适宜打各种桩,也可在水下打桩并用于拔桩。适宜打各种桩,也可在水下打桩并用于拔桩
6、。重重0.60.66 6t t 液压锤液压锤-一种新型的打桩设备。构造复一种新型的打桩设备。构造复杂,造价高。杂,造价高。 2022-5-259 桩锤选择桩锤选择 根据现场情况及现有打桩设备条件根据现场情况及现有打桩设备条件, ,确定桩确定桩锤类型后锤类型后, ,还要选择桩锤重量还要选择桩锤重量, ,锤重的选择应锤重的选择应根据地质条件根据地质条件, ,桩的类型与规格桩的类型与规格, ,桩的密集程桩的密集程度度, ,单桩极限承载力及现场施工条件等因素单桩极限承载力及现场施工条件等因素综合考虑确定综合考虑确定, ,其中地质条件影响最大其中地质条件影响最大. .2022-5-25101)1)按桩锤
7、冲击能选择按桩锤冲击能选择 E25PE25P式中式中E-E-锤的一次冲击动能锤的一次冲击动能(kNm)(kNm) P- P-单桩的设计荷载单桩的设计荷载(kN)(kN)2)2)按桩重量复核按桩重量复核 K=(Q+q)/EK=(Q+q)/E式中式中 K-K-适用系数适用系数 双动汽锤、柴油打桩锤双动汽锤、柴油打桩锤 K5.0K5.0单动汽锤单动汽锤 K3.5K3.5落锤落锤 K2.0K2.0 Q- Q-锤重(锤重(kNkN);); q-q-桩自重(包括送桩、桩桩自重(包括送桩、桩帽与桩垫)(帽与桩垫)(kNkN););3)3)按经验选择桩锤按经验选择桩锤2022-5-25112022-5-251
8、2注注: :1 1、适用于预制桩长、适用于预制桩长202040m40m、钢管桩长、钢管桩长度度404060m60m,且桩尖进入硬土层一定深度。,且桩尖进入硬土层一定深度。不适用于桩尖处于软土层的情况。不适用于桩尖处于软土层的情况。 2 2、标准贯入击数、标准贯入击数N N值为未修正的数值。值为未修正的数值。 3 3、本表仅供选锤参考,不能作为设计、本表仅供选锤参考,不能作为设计确定贯入度和承载力的依据。确定贯入度和承载力的依据。2022-5-25134) 4) 校核锤重与桩重之比:按规范规定,桩锤的校核锤重与桩重之比:按规范规定,桩锤的重量应大于或等于桩的重量。当桩重力大重量应大于或等于桩的重
9、量。当桩重力大20kN20kN时,可采用比桩轻的锤,但亦不能小于桩重的时,可采用比桩轻的锤,但亦不能小于桩重的75%75%,一般桩锤的重量大于桩重的,一般桩锤的重量大于桩重的1.521.52倍时倍时, ,能能取得良好的效果。取得良好的效果。 2022-5-2514桩锤选用实例桩锤选用实例 某工程为预制钢筋混凝土桩某工程为预制钢筋混凝土桩( =2500kg/m=2500kg/m2 2 ),桩的长度、截面及单桩设计),桩的长度、截面及单桩设计荷载可查表,送桩及桩帽的重量为荷载可查表,送桩及桩帽的重量为200kg200kg,根据土,根据土质条件采用柴油打桩机,试按冲击能质条件采用柴油打桩机,试按冲击
10、能E E值、适用系值、适用系数数K K选择桩锤,并用桩重与锤重合宜比进行校核选择桩锤,并用桩重与锤重合宜比进行校核 ( (柴油打桩锤的技术数据见表柴油打桩锤的技术数据见表 1 1、2 212022-5-251522022-5-2516 22022-5-251722022-5-25180.940.752022-5-2519 2. 2. 架桩架桩 桩架是支持桩身和桩锤,打桩时引导桩桩架是支持桩身和桩锤,打桩时引导桩的方向的打桩设备。的方向的打桩设备。 A. A. 多能桩架(立柱、斜撑、回转工多能桩架(立柱、斜撑、回转工作台和底盘及传动机构组成)作台和底盘及传动机构组成) 稳定性好,起吊能力大,可打
11、较长(稳定性好,起吊能力大,可打较长(30m30m)的桩等优点,但桩架占地大,行)的桩等优点,但桩架占地大,行走、装拆麻烦。走、装拆麻烦。 B. B. 履带式桩架履带式桩架 履带式起重机为底盘履带式起重机为底盘+ +立柱立柱+ +斜撑。移斜撑。移动方便,可适用各种桩施工,应用最多、动方便,可适用各种桩施工,应用最多、行走方便、机动灵活。行走方便、机动灵活。2022-5-2520 1-3 1-3 打桩打桩1)1) 打桩顺序打桩顺序A.A. 先深后浅,先大后小,先长后短先深后浅,先大后小,先长后短B.B. 密集桩群:自中间向两个方向或四周对称施打密集桩群:自中间向两个方向或四周对称施打C.C. 毗
12、邻建筑物:远离建筑物毗邻建筑物:远离建筑物D.D. 逐排打,自中央向四边打,分段打(逐排打,自中央向四边打,分段打(D4dD3d3d粗骨料粗骨料B.B. 加劲箍:主筋外侧、主筋不放弯钩,所设弯钩不向内园伸露加劲箍:主筋外侧、主筋不放弯钩,所设弯钩不向内园伸露(免妨导管工作)(免妨导管工作)C.C. 内径应比导管接头外径大内径应比导管接头外径大100100以上以上D.D. 搬运和吊装搬运和吊装防止变形,安放对准孔位,避免碰撞,就位后防止变形,安放对准孔位,避免碰撞,就位后立即固定立即固定E.E. 主筋保护层允许偏差(水下浇捣主筋保护层允许偏差(水下浇捣2020,非水下浇捣,非水下浇捣1010)粗
13、骨料:卵石粗骨料:卵石oror碎石碎石 d dmaxmax50,50,1 1/ /3 3d d主筋净距(沉管桩);主筋净距(沉管桩); 7070,1 1/ /4 4d d0 0(素砼桩)(素砼桩)试块:试块:d d0 0( (桩径桩径) )1 1m m:1 1组组/ /根;根;1 1组组/ /台班台班2022-5-25372-22-2、泥浆护壁钻孔灌注桩、泥浆护壁钻孔灌注桩1 1、泥浆的制备和处理、泥浆的制备和处理制备:制备:1 1)、自行造浆)、自行造浆 2 2)、制备泥浆:高塑性粘土;膨润土)、制备泥浆:高塑性粘土;膨润土 泥浆护壁:泥浆护壁:1 1)、施工期间的泥浆面应高出地下水位)、施
14、工期间的泥浆面应高出地下水位1 1m m, , 水位涨落时,应高出最高水位水位涨落时,应高出最高水位1.51.5m m以上以上 2 2)、清孔时不断置换泥浆)、清孔时不断置换泥浆 3 3)、浇砼前,孔底)、浇砼前,孔底500500以内,以内,p p1.251.25,含砂,含砂 率率8%8%,粘度,粘度2828s s 2022-5-25382 2、正反循环钻孔灌注桩、正反循环钻孔灌注桩1 1)H30mH30m的端承型桩的端承型桩采用反循环工艺成孔或清孔采用反循环工艺成孔或清孔2 2)护筒:)护筒:A A、准确、稳定、护筒中心与桩位中心的偏差、准确、稳定、护筒中心与桩位中心的偏差5050 B B、
15、内径、内径 钻头直径钻头直径+100+100,其上部宜开设,其上部宜开设1212个溢浆孔个溢浆孔 C C、埋设深度:、埋设深度:1.0m1.0m(粘土中),(粘土中),1.5m1.5m(砂土中)(砂土中)3 3)钻进速度:)钻进速度:A A、松软土层:根据泥浆补给情况控制、松软土层:根据泥浆补给情况控制 B、硬层或岩层中:以钻孔不发生跳动为准、硬层或岩层中:以钻孔不发生跳动为准 4 4)清孔:)清孔:A A、泥浆指标、泥浆指标p p1.251.25,含砂率,含砂率8%8%,粘度,粘度2828s s B B、孔底沉碴(端承桩、孔底沉碴(端承桩5050;摩擦端承,端承摩擦桩;摩擦端承,端承摩擦桩
16、100100;摩擦桩;摩擦桩300300)2022-5-25393 3、水下浇注砼、水下浇注砼钢笼吊放钢笼吊放隐藏工程验收隐藏工程验收水下浇注砼水下浇注砼l 配合比:配合比:1 1)好的和易性,坍落度)好的和易性,坍落度180220180220,水泥用量,水泥用量360kg/m360kg/m3 32 2)砂率)砂率40%45%40%45%,中粗砂,中粗砂,d dmaxmax400.5m0.5m 4 4)连续施工:每根桩的浇注时间按初盘砼的初凝时间)连续施工:每根桩的浇注时间按初盘砼的初凝时间 5) 5) 控制最后一次灌注量,桩顶不得偏低,泛浆高度须控制最后一次灌注量,桩顶不得偏低,泛浆高度须保
17、证暴露的桩顶砼达到强度设计值。保证暴露的桩顶砼达到强度设计值。2022-5-25412-3 2-3 沉管灌注桩施工沉管灌注桩施工2-3-1 2-3-1 锤击沉管桩锤击沉管桩1 1、施工方法:单打法、复打法及反插法、施工方法:单打法、复打法及反插法2 2、施工规定:、施工规定:1).1).群桩和桩中心距小于群桩和桩中心距小于4 4倍桩径的桩基倍桩径的桩基提出相应技提出相应技术措施(保证相邻桩身质量)术措施(保证相邻桩身质量)2).2).预制桩尖或钢桩尖加工质量和埋设位置与设计相预制桩尖或钢桩尖加工质量和埋设位置与设计相符且桩管与桩尖密封良好符且桩管与桩尖密封良好3).3).每米锤击数和最后一米锤
18、击数及准确测量最后三每米锤击数和最后一米锤击数及准确测量最后三阵,每阵十锤的贯入度及落锤高度。阵,每阵十锤的贯入度及落锤高度。4).4).灌注砼灌注砼沉管至标高立即灌砼(先灌至笼底;沉管至标高立即灌砼(先灌至笼底;放钢笼;再灌砼至桩顶标高)放钢笼;再灌砼至桩顶标高)2022-5-2542l l 拔管:拔管: 第一次应控制在能容纳第二次所需灌入的砼量为限第一次应控制在能容纳第二次所需灌入的砼量为限速度要均匀速度要均匀:1m/min(:1m/min(一般土层一般土层) );0.30.30.8m/min0.8m/min(软弱土(软弱土层或软硬土层交界处)层或软硬土层交界处)l l 倒打、轻击不中断(
19、单动汽锤倒打、轻击不中断(单动汽锤5050次次/min/min;自由落锤;自由落锤4040次次/min/min)l l 砼充盈系数砼充盈系数1.01.0,否则宜全长复打或局部复打(超,否则宜全长复打或局部复打(超1m1m以以上长度)上长度)对可能有断桩或缩颈桩对可能有断桩或缩颈桩l l 全长复打:全长复打:A. A. 第一次至自然地面第一次至自然地面B.B. 随拔管随清泥土(管壁和地面上)随拔管随清泥土(管壁和地面上)C. C. 轴线重合复打,且应于第一次砼初凝之前完成轴线重合复打,且应于第一次砼初凝之前完成D.D. 有钢筋时,坍落度有钢筋时,坍落度8080100100,素砼,素砼606080
20、802022-5-25432-3-2 2-3-2 振动、振动冲击沉管灌注桩的施工振动、振动冲击沉管灌注桩的施工l l 施工方法:施工方法:A. A. 单打法:适用于含水量较小的土层,宜采用预制桩尖单打法:适用于含水量较小的土层,宜采用预制桩尖B. B. 反插法,复打法:适用于饱和土层反插法,复打法:适用于饱和土层l l 拔管速度:一般土层拔管速度:一般土层1.21.21.5m/min(1.5m/min(活瓣宜慢;预制活瓣宜慢;预制桩尖可快桩尖可快) ),软弱土层,软弱土层0.60.60.8m/min0.8m/minl l 反插法:反插法:A. A. 灌满砼后先振动后拔管,灌满砼后先振动后拔管,
21、0.50.51.0m/1.0m/次,次,0.30.30.5m/0.5m/次次(反插),拔管中分段添加砼,保证管内砼面(反插),拔管中分段添加砼,保证管内砼面(A A、不低于地、不低于地表面,表面, B B、高于地下水位、高于地下水位1.01.01.5m1.5m以上),拔管速度以上),拔管速度0.5m/min0.5m/minB. B. 桩尖处桩尖处1.5m1.5m范围内,宜多次反插以扩大桩的端部断范围内,宜多次反插以扩大桩的端部断面面C. C. 穿过淤泥夹层时,应当放慢拔管速度,并减少拔管高穿过淤泥夹层时,应当放慢拔管速度,并减少拔管高度和反插深度,在流动性淤泥中不宜使用反插法。度和反插深度,在
22、流动性淤泥中不宜使用反插法。2022-5-25442-4 2-4 干作业成孔灌注桩干作业成孔灌注桩A A、钻孔(扩底)灌注桩的施工;、钻孔(扩底)灌注桩的施工;B B、人工挖孔灌注桩的施工)、人工挖孔灌注桩的施工)( (略略) )2022-5-2545 沉管灌注桩常遇问题沉管灌注桩常遇问题v断桩断桩、缩颈缩颈、桩靴进水进泥桩靴进水进泥及及吊脚桩吊脚桩v断桩:地面以下断桩:地面以下1-3m1-3m的不同软硬土层交接处的不同软硬土层交接处 原因:原因:A A、桩距过小,挤压、桩距过小,挤压水平横向推力和隆起上水平横向推力和隆起上拔力影响拔力影响产生剪应力产生剪应力水平裂缝水平裂缝 措施:措施:a.
23、a.桩距桩距3.53.5倍桩径倍桩径; b. ; b. 跳打法或控制时间跳打法或控制时间法法;减少对邻桩的影响。减少对邻桩的影响。v缩颈(瓶颈桩):在含水量大的粘性土中沉管时,缩颈(瓶颈桩):在含水量大的粘性土中沉管时,土体受强制扰动和挤压,产生很高的孔隙水压力,桩土体受强制扰动和挤压,产生很高的孔隙水压力,桩管拔出后对新浇砼产生挤压导致缩颈;管拔出后对新浇砼产生挤压导致缩颈;拔管过快,砼拔管过快,砼量少或和易性差均会产生此现象。量少或和易性差均会产生此现象。 处理:复打法处理:复打法 2022-5-2546v桩靴进水、进泥:地下水位高,含水量大的淤泥和桩靴进水、进泥:地下水位高,含水量大的淤
24、泥和粉砂土层粉砂土层 处理:处理:1 1、拔出桩管,修复改正桩靴缝隙后,用砂回、拔出桩管,修复改正桩靴缝隙后,用砂回填桩孔重打填桩孔重打 2 2、地下水量大时,桩管沉到地下水位时,用、地下水量大时,桩管沉到地下水位时,用水泥砂浆灌入管内约水泥砂浆灌入管内约0.5m0.5m作封底,并再灌作封底,并再灌1 1m m高砼然后高砼然后打下。打下。v吊脚桩:桩底部的砼隔空,或砼中混进了泥砂而形吊脚桩:桩底部的砼隔空,或砼中混进了泥砂而形成松软层的桩。成松软层的桩。v 原因:预制桩靴被打坏而挤入套管内,拔管时桩靴原因:预制桩靴被打坏而挤入套管内,拔管时桩靴未及时被砼压出或桩靴活瓣未及时张开,如发现问题未及
25、时被砼压出或桩靴活瓣未及时张开,如发现问题应将套管拔出,填砂重打。应将套管拔出,填砂重打。2022-5-25472022-5-2548 第三章第三章 钢桩的施工钢桩的施工 2022-5-25493-13-1钢桩的制作钢桩的制作1.1.材料应符合设计并有出厂合格证和试验报告材料应符合设计并有出厂合格证和试验报告2.2.现场制作应有平整的场地及挡风防雨的措施现场制作应有平整的场地及挡风防雨的措施3.3.制作允许偏差制作允许偏差 1) 1) 外径或断面尺寸(桩端部外径或断面尺寸(桩端部0.5%0.5%外径或边长;外径或边长;桩身桩身1%1%外径或边长)外径或边长) 2) 2) 长度长度00;矢高;矢
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