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1、第二章 深基础工程,第一节 预制桩施工第二节 灌注桩施工其它深基础施工,概述,一、深基础的类型桩基础墩基础地下连续墙沉井基础沉箱基础,二、桩基础的组成与种类1组成:若干根桩 承台(承台梁),2种类1)按受力性质分:摩擦桩 端承桩 抗拔(浮)桩,2)按材料分:钢、混凝土、钢筋混凝土、钢管混凝土3)按形状分:方、圆、多边、管4)按制作方法分:预制桩、灌注桩,待作承台的灌注桩,预制桩沉桩方法:,锤击法:以桩锤的冲击力将桩打入软土。振动法:以振动桩机带桩振动,减少土与桩间摩阻,沉拔快,适砂土。水冲法:高压射水(桩侧或桩内)冲孔下沉,留12m打入或振入。适坚硬土、砂石层。钻孔锤击法:钻孔(留 12m)、
2、注浆护壁、提钻、插桩、锤击。用于坚硬土层。静力压桩法:80120t压桩机,适软弱土层。,灌注桩按成孔方法:,钻孔法一般土层沉管法土质差、水位高爆扩法土质好(粘性)、无地下水人工挖孔法桩径大、土较好,一、预制桩的制作宜由工厂加工,保证质量 要点:叠制4层,上下隔离,下层混凝土达到30再上层;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;预应力管桩离心成型,直径400500,壁厚80100,节长810m,C60。,第一节 预制桩施工,混凝土预制桩,图 钢筋混凝土预制桩制作钢筋、模板施工,图 钢筋混凝土预制桩制作混凝土浇筑,预应力管桩的生产在工厂内进行,利用高强螺旋肋的钢丝作为预
3、应力筋,混凝土强度等级可达C60C80,采用离心法生产,高压釜蒸汽养护。,预应力混凝土管桩的桩端加强钢板套箍,管桩钢丝,螺旋箍筋,运至施工现场的预应力混凝土管桩。,二、预制桩的起吊、运输 防止损坏,(1)混凝土强度:起吊移位70设计强度 运输、起吊就位100设计强度,一点吊距顶0.31L(L=510m),距顶0.29L(L1116m);两点吊距顶、距尖0.207L;(3)吊、运平稳,避免损坏。,(2)合理吊点:(正负弯矩值相等则均小),三、堆放,高度不超过四层;地面坚实、平整,垫长枕木;支承点在吊点位置,垫木上下对齐。,四、沉桩,1、桩锤落锤:构简、使便、锤高可调;效率低,桩损大。锤重0.51
4、.5t,动力卷扬机、人。柴油锤:(导杆式、筒式)构简、使便、自供能源、适于中型桩;锤重0.126.0t;不适过软过硬土、噪音大、污染,4080次/分。蒸汽锤:单动升耗能、自重降,力大慢1.515t,2530次/分;双动式双向耗能,效率高,0.66t;100200次/分;可打可拔。液压锤:无噪、无污、频率高,复杂、价高。油气二压施力长,贯入度大。,(一)沉桩设备,单动汽锤工作原理图,双动汽锤工作原理图,导杆式柴油锤工作原理图,筒式柴油锤工作原理图,2、桩架,作用:支撑锤桩 吊桩就位 打桩导向类型(常用):多功能桩架:机动适应性好;大而装拆运麻烦 履带式桩架:移动方便,适用范围广。步履式桩架:移动
5、方便,稳定性好,适应性强,履带式桩架,多功能桩架,3、桩锤选择:(宜重锤低击),类型选择:型号选择:1)依单桩设计荷载计算冲击能E;E0.025P 2)依E及资料初选桩锤重量;3)验算适用系数K:K(锤总重M+桩重C)/E选;(5,3.5,2)4)验算合宜系数:M/C12,四、预制桩沉桩,1、准备工作(1)场地准备:清除地上、地下障碍物,平整、压实场地,设置排水沟;(2)放轴线、定桩位、设置水准点(2个);(3)确定打桩顺序:(4)进行打桩试验:2根,检验工艺、设备是否符合要求。,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
6、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。,避免 入土深度不一,导致不均匀沉降;难打易碎;邻桩移位倾斜。,桩的打设方向与土体挤密情况,2、打桩工艺:,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)。要点:采用重锤低击,开始要轻打;注意贯入度变化,做好打桩记录(编号、每米锤击数、桩顶标高、最后贯入度);如遇异常情况(贯入度剧变;桩身突然倾斜、位移、回弹;桩身严重裂缝或桩顶破碎),暂停施打,与有关单位研究处理。,3、质量要求:,1)满足承载力要求:端承桩控制最后贯入度为主
7、(参考标高)摩擦桩控制沉桩标高为主(参考最后贯入度)2)偏差:桩位偏差:排桩偏轴100,顺轴150mm;群桩 1/3桩径或边长;垂直偏差 1%;3)桩不受损:桩顶、桩身不打坏,桩顶下1/3桩长内无水平裂缝。,打桩过程中的注意事项,(1)桩机就位后,桩架应垂直平稳,桩帽与桩顶应锁紧牢靠,连接成整体。打桩时,应密切观察桩身下沉贯入度的变化情况。(2)在正常情况下,沉桩应连续施工,打入土的速度应均匀,应避免因间歇时间过长,土的固结作用而使桩难以下沉。(3)打桩时振动大,对土体有挤压作用,可能影响周围建筑物、道路及地下管线的安全和正常使用,施工过程中要有专人巡视检查,及时发现和处理有关问题。(4)严禁
8、非施工人员进入打桩现场;对桩机的正常运行、桩架的稳定经常进行检查,严格按操作规程进行施工,确保安全。,吊桩,静力压桩机,桩与桩管口焊接连接(接桩)。,连续压桩。,压入一节。,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。,破桩,铺垫层,第二节 灌注桩施工,一、钻孔灌注桩:施工无振动无噪音,但比同径预制桩承载低、沉降大。(一)干
9、作业法(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,步履式螺旋钻机,2、施工,(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,(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
10、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,(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,冲击钻作业示意图,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;,钻孔灌注桩是一种基本的工程结构基础桩。,钻孔灌注桩的钢筋笼成型,超声波检测桩身质量的预埋钢管,泥浆护壁钻孔灌注桩施
11、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,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,钻孔灌注桩的施工现场若管理不善,易造成泥浆到处流淌,现场文明施工不够。,混凝土料斗,浇筑混凝土导管,钻孔灌注桩的钻头由施工作业队根据土质、以往的施工经验加工制作,通常在端部焊接合金刀头,增加耐磨性和切削土的能力。,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);能埋管500600mm后
12、剪断导柱塞铅丝;提管时保证混凝土埋入1m。,二、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。,就位,沉入,浇筑,成型,边拔边浇,放入钢筋笼继续浇筑,广州大学城工地柴油锤捶击沉桩,一般用在对周围居民影响不大的空旷地区。,钢筋混凝土桩尖,钢管活瓣桩尖,5.提高桩承载力的方法锤击沉管灌注桩:单打法 复打法单打时不放钢筋笼,混凝土初凝前原位打入、插筋灌注。振动沉管灌注桩:
13、单振法灌满混凝土后,每原位振动510s,再上拔0.51m。复振法同复打法;反插法单振法拔管时,每上拔0.51m,向下反插0.30.5m。,三、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,爆扩桩基础构造示意图,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,四、人工挖孔灌注桩 安全要求:护壁、通风、联络、照明、人员上下,大直径扩底桩,护壁构造示意,其它深基础施工,一、地下连续墙 1.用途:深基坑的支护结构建筑物的深
14、基础 2.特点:刚度大,挡土又挡水,可用于任何土质,施工无振动、噪音低;成本高,施工技术复杂,专用设备。3.施工工艺:导墙施工槽段开挖清孔插入接头管和钢筋笼水下浇筑混凝土(初凝后)拔出接头管。4.支承及与基础底板、结构墙体的连接:,地下连续墙施工过程示意图,导杆液压抓斗构造,SF型多头钻成槽机,二、墩基础(即大直径扩底灌注桩),直径0.8m。(桩径2.5m、底径5m、承千吨)方法:1)人挖人扩桩;2)机钻人扩桩,干法;3)机钻机扩桩,湿法。要求:防塌壁;须降水、通风、通讯、照明。设备:1)风镐、八字护壁;2)钻扩机。施工工艺:护壁挖孔扩底放入钢筋笼浇筑混凝土,墩身施工示意图,三、沉井基础,1、用途:重型设备基础;桥墩;取水结构;超高层建筑物基础;2、施工工艺:制作安放刃脚分节浇筑沉井和开挖下沉(井内混凝土施工)1)现浇带刃脚的钢筋混凝土圆或方形井筒,可设内隔墙,可竖向分段;2)井筒内挖土或水力吸泥后,井筒靠自重逐步下沉,边挖边沉;3)沉至设计标高后用素混凝土封底防水渗,浇钢筋混凝土底板,或内填;4)若沉井为内空的地下结构物,则浇筑钢筋混凝土顶板。,沉井施工主要程序示意图,