桩基础设计方案与施工课件.ppt
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1、桩基础设计与施工,建艺分院建筑工程系,2,目录,任务1 桩的分类与管桩施工,任务2 灌注桩施工与特点,任务3 单桩承载力与基桩检测,任务4 桩基础验算,3,6. 2,灌注桩施工工艺与要点,4,灌注桩施工工艺与要点,钻孔灌注桩施工工艺; 沉管灌注桩的施工工艺; 灌注桩的质量控制;,5,灌注桩施工,优 点: 能适应土层变化、做成大直径、大深 度、无挤土、无噪声、无振动、节约 钢材 缺 点: 桩身质量难保证、泥浆处理,6,一、钻孔灌注桩,定义利用钻孔机械钻出桩孔并在孔中浇筑混 凝土而成的桩。 分类干作业成孔灌注桩 泥浆护壁钻孔灌注桩 工艺特点:无振动、无挤土、噪声小、对周围建筑物影响小;,工程案例:
2、上海市某汽车大厦钻孔灌注桩施工方案,7,泥浆护壁成孔灌注桩 定义:钻孔过程中注入泥浆保护孔壁防止坍 孔,然后浇筑混凝土而成的桩。 适用于:地下水位以下的粘性土、粉土、砂 土、填土、碎石土及风化岩层,以及地质情 况复杂、夹层多、风化不均、软硬变化较大 的岩层。,8,(1)工艺流程 确定桩位埋设护筒钻机就位(制备泥浆)-钻孔(泥浆循环清渣)-清孔-下钢筋笼-安装导管-水下浇筑混凝土-拔出护筒,9,护筒,施工程序 湿作业法,就位,成孔,浇筑,钢筋笼 放导管,成型,钻头,泥浆,钻杆,泥浆泵,钻机,导管,钢筋笼,砼,浇注漏斗,10,泥浆护壁成孔灌注桩施工程序图,钻孔灌注桩施工工艺,11,冲抓钻 冲击钻
3、潜水电钻 回转钻,(2) 成孔机械,12,冲击钻作业示意图,13,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,14,(3)施工准备,现场准备地下、地面、空中、抄平放线定桩位 (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); 2. 技术准备沉桩试验、确定打桩顺序 正式施工前应作不小于2根桩的沉桩工艺试验, 了解桩的沉入时间、标高、贯入度、承载力及施工中 可能出现的问题。同时也是对图纸设计的检验。,15,如何确定施工顺序?,挤土、桩机移动
4、方便; 无挤土时,一般按桩机路线最短; 有挤土时,每隔12个桩孔成孔;在邻桩混凝土初凝前或终凝后成孔;群桩中先中间桩现成孔;爆扩桩先小桩后大桩;,16,(4)护壁泥浆 泥浆作用: 护壁原理-注入的泥浆比重1.1-1.15(水的比重),比地下水位高,能平衡地下水压力,并对孔壁形成一种液态支撑;粘粒渗入孔四周,使周围土孔隙减少,并在孔内壁表层形成一层泥皮,可保护孔壁。 泥浆除护壁作用外,还有携渣,润滑和冷却钻头,减少钻进阻力的作用。,17,泥浆的组成与性能: 地基土为粘土时可用原土直接在孔中造浆; 地基土为砂土或有砂夹层时,要专门造浆。 泥浆可用高粘性土或膨润土加水制备。 泥浆性能要求有9项: 1
5、、相对密度1.051.25 2、粘度825s 3、含砂率 98% 5、 失水量30mL/30min 6、 泥皮厚13mm/30min 7、 静切力 1min 23Pa 10min 510Pa 8、 稳定性 0.03g/cm2 9、 pH值 79,18,泥浆循环 正循环回旋钻机成孔工艺 泥浆由钻杆内部注入孔底,从钻杆底部喷出,携渣出孔,沉淀(好的泥浆再注入钻杆,沉淀的土渣排出) 反循环回旋钻机成孔工艺 泥浆由钻杆与孔壁间的环状间隙流入孔内,由砂石泵在钻杆内形成真空,将土渣从钻杆内吸出流向沉淀池。此法排渣快。孔深大于30m的端承型桩宜用。,19,泥浆循环成孔工艺,20,泥浆循环 泥浆循环的方式:
6、正循环:适合小直径孔( 0.8m) 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,21,(5)钻孔灌注桩施工要点,a .护筒: 作用是:防止孔口土壁坍塌、定桩位、存贮泥浆并使浆面高于地下水位。 护筒做法:可用钢板,埋入土中不宜小于1m(粘土)、1.5m(砂土),内径比钻头直径大100以上,顶面高出地面0.4-0.6m,上部设1-2个溢水口。 护筒施工要求:中心与桩位中心的偏差50mm。护筒外侧粘土填塞。施工期间泥浆面高出地下水位1m以上。,22,(5)钻孔灌注桩施工要点 1.护筒埋设 护筒用46mm厚钢板加工制作,
7、高1.52m。直径比钻头大100mm,开设12个溢浆口,埋入土中1m; 护筒的作用:定位、保护孔口,维持水位高差等重要作用。 2.泥浆 泥浆的作用:护壁、排渣、降温 制作及性能要求: 粘土中成孔:注入清水,以原土造浆。泥浆比重:1.11.3 其它土层(砂土、类砂层、砂卵石):优质粘土造浆,泥浆比重:1.21.5,23,3.泥浆池和沉淀池 泥浆池和沉淀池的池面标高应比护筒顶低0.51m以利泥浆回流畅顺。 位置布置合理(防止妨碍吊机和钻机行走) 泥浆池容量为每孔的排渣量 沉淀池容量为每孔的排渣量的1.52倍 4.施工时应有专人清理泥浆池和沉淀池。保证泥浆泵的正常工作。,24,5.钻机钻进速度控制
8、应根据: 土层类别 孔径大小 来确定钻进速度 供浆量 淤泥和淤泥质土中:一般1m/min 松散砂层:3m/h 硬土层或岩石层:以钻机不发生跳动为准 6.桩孔排渣可采用泥浆循环或抽渣筒。 7.钻孔桩入岩每进100mm取样一次。,25,8.清孔应按下列规定进行 到达设计深度后,可以使钻头空转不进尺,循环换浆。 (1)原土造浆,泥浆比重在1.1左右 (2)砂土层或砂夹卵石层,泥浆比重在1.151.25左右 (3)清孔后的沉渣厚度 端承桩:100mm 摩擦桩:200mm 在混凝土浇筑前复测,超过规定重新清孔。,26,沉渣厚度的检测: 重锤法:手感 X2型沉渣仪,27,(6)水下混凝土浇筑 混凝土:必须
9、具备良好的和易性 坍落度宜为180220mm 含砂率宜为4045,并宜选中粗砂 水泥用量360kg/m3 方法:导管法 目的防止混凝土中水泥被水带走,又可防止泥浆进入混凝土内形成软弱夹层,减少混凝土离析现象。,28,隔水栓 预制混凝土块(四周加橡皮封圈) 橡胶球胆 软木塞,29,导管法施工要点 1.吊导管入桩孔 顶部高于泥浆面34m 底部距桩孔底0.30.5m 2.浇筑混凝土 (1)导管内灌入足量混凝土,保证能埋管500600mm后剪断导柱塞铅丝。 (2)连续浇筑混凝土,边浇筑边拔管,提管时保证混凝土埋入1m。 (3)一直浇筑直到桩顶为止。,30,泥浆护壁成孔灌注桩施工程序图,钻孔灌注桩施工工
10、艺,31,(7)施工质量要求 成桩质量检查: 1.成孔和清孔 成孔的中心位置、孔深、孔径、垂直度、孔底沉渣厚度 2.钢精笼制作及要求 钢筋规格、连接质量、制作偏差及安放的实际位置 3.混凝土搅拌及灌注,32,(8)常见工程质量问题及处理 1.孔壁坍塌 处理方法(1)坍塌段用石子粘土投入,重新开钻。 (2)使用冲孔机时,填入混和料后低锤密击,造成坚固孔壁后,再正常冲击。 2.偏孔:孔位偏移或孔身倾斜 原因:桩架不稳固、导杆不垂直。 土层软硬不均 处理方法(1)桩架重新安装牢固、平稳垂直。 (2)如偏移过大,应填入石子粘土重新成孔。 (3)如有探头石,可用岩钻除去或低锤将石击碎。 (4)遇基岩倾斜
11、,投入毛石于低处再开钻或密打,33,3.孔底隔层 原因:清孔不彻底 浇筑混凝土或安放钢筋笼时碰撞孔壁造成塌孔落土。 4.夹泥或软弱夹层 :桩身混凝土混进泥土或形成浮浆泡沫软弱土层。 原因(1)浇筑混凝土时孔壁坍塌。 (2)导管下口埋入混凝土高度太小,泥浆被喷翻,掺入混凝土中。 5.流砂:成孔时发现大量流砂涌塞孔底 处理:可抛入碎砖石、粘土。用锤冲入流砂层,阻止流砂涌入。,34,二、套管成孔灌注桩(打拔管) 用锤击或振动的方法,将钢套管(带混凝土桩靴/钢活瓣桩尖)打入土中到规定深度后,在管内浇筑混凝土(放钢筋笼),随后边拔管边灌注,利用拔管时的锤击或振动使混凝土密实。 适用于粘性土、粉土、淤泥质
12、土、砂土及填土。,35,活瓣桩尖 1桩管;2锁轴;3活瓣,36,沉管方法:锤击、振动、静压均可,施工程序,就位,沉管,浇筑,振动 拔管,浇灌 放钢筋笼,成型,(一)、沉管灌注桩施工过程,37,沉管灌注桩设备 1滑轮组;2振动器;3漏斗;4桩管;5吊斗;6枕木; 7机架;8拉索;9架底;10卷扬机,38,设备简单,桩长按地质要求(灵活),较经济。承载力低,软土中易颈缩,有挤土、振动、噪音,对临近建筑物有危害。 施工工艺流程:安桩架吊桩套管、关闭活瓣或套入桩靴沉钢套管吊放钢筋笼浇混凝土拔管成桩。,(二)、沉管灌注桩特点:,39,1、锤击沉管灌注桩 (1)单打法:为防地下水进入套管内,在桩尖与套管连
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