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1、2024/5/8,1,第二章 桩基础工程,2024/5/8,2,2024/5/8,3,待作承台的灌注桩,2024/5/8,4,桩基础的分类,按承载性状分,桩,摩擦型桩,端承桩,设置在软弱土层中，上部结构的荷载由桩尖阻力和桩身侧面与地基土之间的摩擦阻力共同承受。,穿过软弱土层而达到坚硬土层或岩层上的桩，上部结构荷载主要由岩层阻力承受,2024/5/8,5,桩基础的分类,按承载性状分,摩擦型桩,纯摩擦桩,端承摩擦桩,端承桩,端承桩,摩擦端承桩,(桩侧和桩端摩阻力),(桩侧摩阻力和桩端端阻力),(桩端端阻力),(桩端端阻力和桩侧摩阻力),2024/5/8,6,桩基础的分类,按桩身材料分,混凝土桩,钢
2、桩,应用最广泛，制作方便，桩身强度高，耐腐蚀性好，价格低,材料强度高，贯透能力强，挤土影响小；价格昂贵，耐腐蚀性差,桩,组合材料桩,由两种以上材料组成的桩,2024/5/8,7,桩基础的分类,按施工工艺分,桩,预制桩,灌注桩,借助于专用机械设备将预先制作好的具有一定形状、刚度与构造的桩打入、压入或振入土中去的桩型。,在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成的桩,2024/5/8,8,桩基础施工准备,图纸资料的准备,桩基正式施工前应做打桩或成孔试验，检查设备或工艺是否符合要求，数量不少于2根。,施工技术措施的准备,打桩现场的准备,2024/5/8,9,第一节 钢筋混凝土预制桩施工,桩的预
3、制,【施工程序】,预制 起吊、运输 打设 桩头处理 承台施工 养护,一、预制桩的制作,桩的制作方法：叠浇法、间隔法、并列法、翻模法等 层数：4层 场地：平整、坚实，做好排水设施 桩与桩之间：设隔离层 浇筑顺序：桩顶桩尖，连续浇筑 上层桩或邻桩：设计强度的30%保护层：25mm厚,2024/5/8,10,钢筋：桩主筋应根据桩截面大小确定，一般为4根8根，直径 为1225mm；主筋连接宜采用对焊；主筋接头配置在同一截面内的数量，当采用闪光对焊和电弧焊时，不超过50%；同一根钢筋两个接头的间距应大于30d，并不小于500mm。预制桩箍筋直径为68mm，间距不大于20cm。预制桩骨架的允许偏差应符合规
4、范的规定。桩顶和桩尖处的配筋应加强。,混凝土：机械搅拌、机械振捣，一次完成，洒水养护7天,2024/5/8,11,钢筋混凝土预制桩制作,2024/5/8,12,钢筋混凝土预制桩制作混凝土浇筑,2024/5/8,13,已预制好的钢筋混凝土预制桩,2024/5/8,14,桩质量要求,表面平整坚实、密实，掉角深度10mm砼收缩产生的裂缝 深度20mm 宽度0.25mm 横向长度边长的一半桩顶和桩尖处不得有蜂窝、麻面、裂缝、掉角,2024/5/8,15,二、桩的起吊、运输和堆放,桩的起吊,桩在起吊和搬运时，必须平稳，并且不得损坏。吊点应符合设计要求，一般吊点的设置如上图所示。,当桩的混凝土强度达到设计
5、强度的70%方可起吊；达到100%方可运输和打桩。如提前起吊，必须采取措施并经验算合格方可进行。,桩的起吊位置,+M,M,2024/5/8,16,桩的运输,打桩前，桩从制作处运到现场以备打桩，并应根据打桩顺序随打随运以避免二次搬运。,桩的堆放,堆放桩的地面必须平、坚实，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，堆放层数不宜超过4层。不同规格的桩，应分别堆放。,2024/5/8,17,桩施工的基本流程为：,编制桩的施工方案,施工场地准备,测量放线定桩位,桩机就位,吊桩插桩、桩身调直,连续压桩沉入、接桩,护壁成孔,吊入钢筋笼灌入混凝土成桩,（预制桩施工）,（灌注桩施工）,2024/5/
6、8,18,三、打桩前的准备工作,清除妨碍施工的地上和地下的障碍物，平整施工场地。,由一侧向单一方向进行；自中间向两个方向对称进行；自中间向四周进行;分段打。,桩机就位，接通电源、水源。,确定打桩顺序,打桩试验：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。,抄平放线，定桩位，设标尺,2024/5/8,19,打桩顺序：,先深后浅、先大后小，先中间后周边、先密集区域后稀疏区域、由毗邻建筑物处向另一方施打（必要时与已有建筑间挖减震沟）,2024/5/8,20,四、桩的沉设,一般适用于中密砂类土、粘性土。由于锤击沉桩依
7、靠桩锤的冲击能量将桩打入土中，因此一般桩径不能太大（不大于0.6m），入土深度在40m左右。,锤击沉桩,打桩方式,2024/5/8,21,打桩设备,桩锤,落锤 0.51.5t 612次/分;普通粘土和含砾石较多的土层蒸汽锤 单动汽锤 315t 6080次/分;各类土 双动汽锤 0.66.0t 100300次/分;各类桩,松土不宜柴油桩锤 杆式:0.61.8t 筒式:1.87.0t 4060次/分振动桩锤 砂土,桩架,作用：定锤、导向、吊桩,类型:滚筒式桩架(蒸汽锤桩架)多功能桩架(柴油锤桩架)履带式桩架,动力装置,桩架高度=桩长+桩锤高度+滑轮组高+桩帽高度+12m,2024/5/8,22,预
8、制桩,施工工艺,多功能桩架,履带式桩架,2024/5/8,23,1.吊桩就位,导杆式柴油锤打桩,2024/5/8,24,2.提起锤头,3.爆燃冲击,2024/5/8,25,打桩施工,桩机就位 桩机就位时桩架应垂直，导杆中心线与打桩方向一致，校核无误后将其固定。,定桩 将桩锤和桩帽吊升起来，其高度超过桩顶，再吊起桩身，送至导杆内，对准桩位调整垂直偏差，合格后，将桩帽或桩箍在桩顶固定，并将桩锤缓落到桩顶上，在桩锤的重量作用下，桩沉入土中一定深度达稳定位置，再校正桩位及垂直度。,桩架就位 吊桩就位 检查桩垂直度 扣桩帽 打桩,打桩施工工艺：,2024/5/8,26,打桩施工,打桩 打桩开始时，用短落
9、距轻击数锤至桩入土一定深度后，观察桩身与桩架、桩锤是否在同一垂直线上，然后再以全落距施打，这样可以保证桩位准确桩身垂直。,重锤低击,打桩原则：,对桩顶的冲击能量小，动量大，桩顶不易损坏，大部分能量用于克服桩身摩擦力与桩尖阻力；落距小，打桩速度快，效率高；另外，桩身反弹小，反弹张力波产生的拉应力不致使桩身被拉坏。,2024/5/8,27,静 力 压 桩,静力压桩采用静压力将桩压入土中，适用于高压缩性粘土或砂性较轻的亚粘土层。,四、桩的沉设,2024/5/8,28,预制桩,施工工艺,2024/5/8,29,预制桩,施工工艺,全液压式静力压桩机压桩示意图,2024/5/8,30,运至施工现场的预应力
10、混凝土管桩。,2024/5/8,31,吊桩,静力压桩机,2024/5/8,32,桩与桩管口焊接连接（接桩）。,2024/5/8,33,连续压桩。,2024/5/8,34,压入一节。,2024/5/8,35,四、桩的沉设,振动沉桩,打桩方式,振动沉桩适用于砂质土、硬塑及软塑的粘性土和中密及较松散的碎、卵石类土。,2024/5/8,36,振动沉桩：,偏心块 力传桩 桩传土 土松 f 沉桩,利用振动箱的振动力将桩沉入土中。,原理：,2024/5/8,37,2024/5/8,38,五、打桩注意事项,打桩开始时，先用短落距轻打；待桩入土12m后，再用全落距打。,打桩入土的速度要均匀，锤击间歇时间不宜太长
11、要观察桩的回跃情况。,打桩过程中要注意打桩机的工作情况和稳定性,作好打桩记录,打桩时应防止偏心,要随时注意桩的贯入度有无突变,打桩应连续施打,打桩时如发生 桩身断裂 桩头破裂严重 桩位偏斜,应将桩拔出重打,2024/5/8,39,六、打桩质量控制,质量要求 能否满足贯入度或标高的设计要求 打入后的偏差是否在施工及验收规范允许范围以内,控制原则 摩擦桩的入土深度控制:以设计标高控制为主，以最后贯入度作为参考 端承桩的入土深度控制:以最后贯入度控制为主，以设计标高作为参考,允许偏差 垂直偏差 1%平面位置偏差 1/21个桩径(或边长),2024/5/8,40,接桩 当桩的长度较大时，由于桩架高度以
12、及制作运输等条件限制，往往需要分段制作和运输，沉桩时，分段之间就需要接头。桩的接头应有足够的强度，能传递轴向力、弯矩和剪力，接桩方法有：焊接连接、法兰连接及浆锚法等。,2024/5/8,41,打入预制桩 电焊接桩,2024/5/8,42,2024/5/8,43,打入预制桩末节桩体,2024/5/8,44,打桩施工常见问题的分析 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
13、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。,2024/5/8,45,(1)桩顶破碎,打桩时，桩顶直接受到桩锤的冲击而产生很高的局部应力，如果桩顶钢筋网片配置不当、混凝土保护层过厚、桩顶平面与桩的中心轴线不垂直及桩顶不平整等制作质量问题都会引起桩顶破碎。在沉桩工艺方面，若桩垫材料选择不当、厚度不足，桩锤施打偏心或施打落距过大等也会引起桩顶破碎。,2024/5/8,46,(2)桩身被打断,制作时，桩身有较大的弯曲凸肚，局部混凝土强度不足，在沉桩时桩尖遇到硬土层或孤石等障碍物，增大落距，反复过度冲击等都可能引起桩身断裂。,2024/5/8,47,
14、(3)桩身位移、扭转或倾斜,桩尖四棱锥制作偏差大，桩尖与桩中心线不重合的制作原因，桩架倾斜，桩身与桩帽、桩锤不在同一垂线上的施工操作原因以及桩尖遇孤石等都会引起桩身位移、扭转或倾斜。(4)桩锤回跃，桩身回弹严重 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。,2024/5/8,48,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
15、的混凝土与承台一起浇筑接长桩身。,2024/5/8,49,第二节 混凝土灌注桩施工,施工无振动无噪音，但比同径预制桩承载低、沉降大。一、干作业成孔灌注桩（用于无地下水或已降水）1、成孔机械：螺旋钻长：钻杆长10m以上,400600 短：钻杆长35m，300400 钻扩机：钻孔径8001200，扩孔径可达3.5m,2024/5/8,50,步履式螺旋钻机,2024/5/8,51,2024/5/8,52,2、传统施工方法,(1)工艺顺序平整场地，挖排水沟定桩位钻机对位、校垂直开钻出土清孔检查垂直度及虚土情况放钢筋骨架浇混凝土。,钻孔,螺旋钻孔机成桩工艺,放入钢筋骨架,浇筑混凝土,清孔,2024/5/
16、8,53,（2）施工要点 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；可塑、硬塑粘土，含水量较小的砂土用密纹叶片钻杆；及时灌注混凝土，防止孔壁坍塌；浇混凝土时放护筒，混凝土坍落度59cm，每层浇筑高度1.5m。（3）质量要求 偏差要求：位置偏差70150mm；垂直度偏差1 孔底虚土厚度：端承桩50mm；摩擦桩150mm。避免出现缩径和断桩,2024/5/8,54,3、后插筋成桩方法,成桩快、单桩承载力高、可减少塌孔、避免缩径露筋等。,2024/5/8,55,二、泥浆护壁成孔（用于有地下水）,1、成孔机械 冲抓钻 冲击钻 潜水电钻 回转钻 反循环 正循环,泥浆的作用
17、：护壁、携渣、冷却、润滑。,2024/5/8,56,2024/5/8,57,泥浆护壁钻孔灌注桩施工时，通常应埋设钢护筒，以起定位、保护孔口、存储泥浆和使其高于地下水位。,埋设的钢护筒,2024/5/8,58,护壁的泥浆有采用膨润土制浆、原土制浆等，其泥浆的比重应根据土质进行调整，维持孔壁一定的泥浆压力，不塌孔。,泥浆池制浆,2024/5/8,59,由空心钻杆内部通入泥浆或高压水，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泥浆池。,2024/5/8,60,反循环工艺的泥浆上流的速度较高，能携带较大的土渣。,泥浆从钻杆与孔壁间的环状间隙流入钻孔，由吸泥泵在钻杆内形成真空使之
18、携带钻下的土渣由钻杆内腔返回地面而流向泥浆池。,2024/5/8,61,2024/5/8,62,2、施工,（1）工艺顺序：平整场地、挖排水沟定桩位埋护筒配泥浆钻孔、灌泥浆清孔放钢筋骨架水下灌注混凝土。（2）要点：1）护筒直径比钻头大100，开设12个溢浆口，埋入土中1m；2）泥浆比重1.1左右（粘土时可自造），随钻随灌，保持高于水位面；,2024/5/8,63,2024/5/8,64,3）水下灌注要求：,混凝土C20，坍落度1622cm，骨料粒径30mm；导管最大外径比钢筋笼内径小100以上；钢筋的混凝土保护层厚度50mm（混凝土垫块）；埋管500600mm后剪断导柱塞铅丝；提管时保证混凝土埋
19、入1m。,2024/5/8,65,三、沉管灌注桩,1.特点：能在土质很差，地下水位很高时施工2.施工方法：锤击沉入钢管法 振动沉入钢管法3.工艺顺序：桩靴、钢管就位沉管检查管内有无砂、水放入钢筋骨架浇灌混凝土、提管。4.要点：防止钢管内进入泥浆、水；灌满混凝土后再随拔管、随灌、并轻打或振动 防止缩径、断桩及吊脚桩。,2024/5/8,66,2024/5/8,67,2024/5/8,68,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：
20、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。混凝土充盈系数小于1的桩，宜全长复打。反插法：钢管每提升0.51m，再下插0.30.5m，这样反复进行，直至拔出。（在淤泥土中可消除颈缩现象）,2024/5/8,69,2024/5/8,70,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。原因：当在淤泥和软土层沉管时，由于受挤压的土壁产生孔隙水压，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
21、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，严格控制拔管的速度(软弱土层中0.30.8m/min)。,2024/5/8,71,(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。,2024/5/8,72,(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
22、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。,2024/5/8,73,(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，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。因此，施工前应
23、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。,2024/5/8,74,四、爆扩灌注桩,步骤：成孔放炸药灌砂及压爆混凝土引爆成扩大头检查置筋灌筑混凝土。炸药用量：依扩大头径及土质而定，可用计算、试验、查表三法。,内容：爆桩孔 爆扩大头,2024/5/8,75,爆扩桩基础构造示意图,2024/5/8,76,爆扩桩施工工艺,钻孔(直径5060mm),放炸药管,扩孔清土,放炸药包灌混凝土,爆扩大头,放入钢筋骨架,灌注混凝土,2024/5/8,77,五、人工挖孔灌注桩,适用范围：土质较好、地下水位较低的粘土、亚粘土、含少量 砂卵石的粘土层等。,构造要求：8002000mm。最大3500mm。扩底：1.33.0d，最大4500mm。护壁厚度：,特点：单桩承载力高，受力性能好。设备简单，现场干净，可多桩孔施工，噪音少，质量易保证。,2024/5/8,78,安全要求：护壁、通风、联络、照明、人员上下,支护方法：,现浇砼、喷射砼、波纹钢模板工具式护壁。,2024/5/8,79,大直径扩底桩,护壁构造示意,2024/5/8,80,2024/5/8,81,人工提土,2024/5/8,82,实例,
