第二章 桩基工程.ppt

1,第二章 桩基工程,2,第二章 桩基工程,第一节 预制桩施工 第二节 灌注桩施工,3,第一节、预制桩施工,一 、 预制桩施工的服务类工程 二、 预制桩的施工方法,4,一、预制桩施工的服务类工程,1.制作 桩长30MPa、钢筋对焊接长、桩尖和桩顶钢筋加密（图） 2.起吊、运输、堆放 强度：70%允许起吊、100%时允许运输和打桩 吊（支）点位置：要使附加弯矩最小(图),5,钢筋混凝土预制桩图,6,桩的吊点位置图 (a)1个吊点；(b)2个吊点；(c)3个吊点；(d)4个吊点,7,二、预制桩的施工方法,1、打桩机械 2、施工过程,8,1、打桩机械,（1）桩锤 落锤、单动气锤、双动气锤、柴油锤 （2）桩架 与桩锤配套，常见桩架见图 （3）动力设备 与桩锤配套,9,柴油锤,原理：图 优点： 轻便，故应用最多（但在城市已很少应用） 缺点：噪声、污染 应用条件：不适合极软或极硬的土,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 (a) 起重机式打桩机； (b)柴油打桩机 1-立桩；2-桩；3-桩帽；4-桩锤；5-机体；6-支撑；7-斜撑；8-起重杆,12,2、施工过程,（1）锤击方式 （2）打桩顺序 （3）质量标准和打桩控制,13,（1）锤击方式,轻锤高击（×） 重锤低击（） 原因 ： L3Q/q 而L越小，桩身越容易出现拉应力。重锤低击能使L增大，从而减少拉应力的产生。 锤头落距高，桩顶应力大，易打坏桩头。,14,（2）打桩顺序,通常的顺序：逐排打、自中央向两边、自两边向中央、分段打 如何确定打桩顺序： 在桩距4倍桩径时 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最少的顺序 在桩距4倍桩径时 打桩顺序会影响地下土层的挤压状态，因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向两边或分段打,15,在桩距4倍桩径时,打桩顺序对地下土层挤压状态的影响,(a)逐排打 (b)自两边向中央 (c)自中央向两边 (d)分段打,打桩顺序和土壤挤密状况图,16,（3）质量标准（打桩控制）,指标：平面位置及垂直度偏差、贯入度、沉桩标高。 在平面位置及垂直度偏差满足要求的前提下，打桩控制： 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。,17,第二节 灌注桩施工,一、钻孔灌注桩施工 二、挖孔灌注桩施工 三、套管成孔灌注桩施工 四、爆扩桩 五、水域灌注桩施工,18,一、钻孔灌注桩施工,1.钻孔设备 钻机种类 （1）回转类钻机： 螺旋钻机； 有循环水式回转钻机； 潜水钻机； （2） 冲击钻机 2. 施工过程,19,螺旋钻机,全叶螺旋钻机图 步履式螺旋钻机图 特点 钻头切削 叶片排土 干作业 应用条件 地下水以上的粘性土 300500mm 深度812m,20,全叶螺旋钻机图 1-导向滑轮；2-钢丝绳；3-龙门导架；4-动力箱；5-千斤顶支腿；6-螺旋钻杆,21,步履式螺旋钻机图 1-上盘；2-下盘；3-回转滚轮；4-行走滚轮；5-钢丝滑轮；6-回转中心轴；7-行车油缸；8-中盘；9支撑轴,22,有循环水式回转钻机,特点： 钻头回转切削 泥浆循环排土 泥浆保护孔壁 湿作业、地面泥泞 施工过程： 应用条件： 地下水位较高的硬粘土或软石 0.8m),泥浆的作用： 排渣 护壁 正循环的优缺点： 优点：设备简单、操作方便、小孔径效率较高 缺点：泥浆反流速度低、排渣能力弱 反循环的优缺点： 与正循环相反,23,正循环工艺原理图 1-钻头；2-泥浆循环方向；3-沉淀池；4-泥浆池；5-泥浆泵；6-水龙头；7钻杆；8-回转装置,反循环工艺原理图 1-钻头；2-新泥浆流向；3-沉淀池；4-沙石泵；5-水龙头；7钻杆；7-回转装置；8-混合液流向,24,潜水钻机,特点： 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下，故轻便 泥浆正循环 条件： 深度可达50m、直径可达0.8m 地下水位较高的一般粘性土、淤泥质土及沙土,25,潜水钻机图 1-钻头；2-潜水钻机；3-电缆；4-护筒；5-水管；6-滚轮；7-钻杆；8-电缆盘；9、10-卷扬机；11-电压表；12-开关,26,冲击钻机,特点： 冲锥式钻头下落冲击破碎岩土 掏渣筒掏渣 条件: 岩石类土,27,冲击钻孔图 1-副滑轮；2-主滑轮；3-主杆；4-前拉索；5-后拉索；6-斜撑；7-卷扬机；8-导向轮；9-垫木；10-钢管；11-供浆管；12-溢流口；13-泥浆流槽；14-护筒回填土；15-钻头,28,2. 施工过程,泥浆护壁成孔灌注桩施工程序图,29,二、挖孔灌注桩施工,应用：大直径桩（15m) 主要施工过程 挖孔（挖土、运土） 辅助工程（支护、降水、通风） 钢筋混凝土工程 挖孔方法 机械挖土（×）：国外 人工挖土（）：国内 支护方法 钢筋混凝土护圈：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 沉井护圈：适合强透水层 钢套管护圈：适合强透水层,30,混凝土墩身施工图 在护圈保护下开挖土方； 支模板和浇筑混凝土护圈； 浇筑墩身混凝土,31,三、套管成孔灌注桩施工,应用：可塑、软塑、流塑的粘性土，稍密及松散的沙土 施工过程：打入钢管、下钢筋笼、边浇混凝土边拔出钢管 主要施工设备 振动桩锤 落锤或蒸汽锤 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 常见质量问题 工艺方式 作业参数 施工顺序,32,施工过程,33,振动套管成孔灌注桩设备图 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,34,振动套管成孔灌注桩施工过程图 (a)沉管后浇筑混凝土；(b)拔管；(c)插入钢筋,35,锤击沉管灌注桩设备图 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,36,锤击套管成孔灌注桩施工过程图 (a)打入钢管；(b)放入钢筋笼；(c)边浇混凝土边拔出钢管,37,桩靴示意图 (a)钢筋混凝土桩靴；(b)钢活瓣桩靴 1-桩管；2-活瓣,38,常见质量问题及原因：,断桩：桩身混凝土强度不足， 桩距过小，受临桩打管时挤压所致 缩颈：在饱和淤泥质土中 拔管速度快或混凝土流动性差，或混凝土装入量少 ，使混凝土出管扩散性差,空隙水压大，挤向新浇混凝土，导致桩径截面缩小 吊脚桩：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 有隔层：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,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,39,工艺方式,单打法：即一次拔管法。拔管时每提升0.5m1.0m,振动510s后，在拔管0.51.0m，如此反复进行，直到全部拔出为止。 复打法：即在同一桩孔内进行两次单打，或根据要求进行局部复打。 反差法：钢管每提升0.5m,再下沉0.3m(或提升1m,下沉0.5m)，如此反复进行，直到全部拔出为止。,40,复打法示意图 (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,41,主要作业参数,拔管速度: 约1m/min（与土质条件有关） 一次拔管高度：0.51m左右 振动时间：510s 管内混凝土量:2m(第一次尽量灌满）,42,施工顺序,当桩距3.5桩径时，为避免断桩可采用跳打法、或间隔时间打桩法。,43,四、爆扩桩,施工过程： 如图所示。 应用条件: 粘土 主要施工参数： 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 扩大头爆破时混凝土的灌入量：23m高，或扩大头体积的50% 引爆顺序：先浅后深,44,爆扩桩施工工艺图 (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,45,五、水域灌注桩施工,筑岛/围堰：水浅、流速缓、河床不透水 船 水中支架,46,草麻袋围堰筑岛图 1、桩孔；2、河岸；3、围堰；4、填芯沙土；5、常水位；6、河床；7、水流方向,47,土围堰图,48,桩孔集中时船的拼装假设图 1、浮船；2、桩孔；3、拼装梁,49,双体船工作平台图 1、船体；2、基台木；3、横梁；4船舷木垫；5、塔架；6、钢丝绳；7、紧绳器；8、横撑木；9、桩孔,50,支架式活动工作平台图 1支架；2固定工作平台；3活动平台轨道；4平台滚轮；5钻机移动方向；6钻机轨道；7活动工作平台；8钻机；9钻机滚轮；10活动工作平台移动方向；11护筒；12桩孔,