2019年2地基处理与桩基工程PPT课件.ppt
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1、2 地基处理与桩基工程,2.1 基坑验槽 2.2 地基加固处理 2.3 桩基础施工 2.4 地下连续墙 2.5 沉井法施工 2.6 墩式基础施工,2 地基处理与桩基工程,2.1 基坑验槽,基坑验槽,观察验槽,钎探验槽,土质、颜色、坚硬度、含水量、有无空穴,布置钎探点准备锤和钢钎钎探填写钎探记录分析处理钎孔填实,五方责任主体参与,内容,步骤,2.2 地基加固处理,2.2.1 地基加固的原理 2.2.2 地基加固的方法,基础的类型,浅基础,深基础,施工简便,造价低;,利用较好的深层土层来承受上部荷载,或利用深基础四周的摩擦力来共同承受上部荷载。承载力高、变形小、稳定性好。 施工技术复杂,工期长,造
2、价高。,2.2 地基加固处理,2.2 地基加固处理,“与其说土力学是一门技术,不如说它是一门艺术。”太沙基,“有效处理基础工程的唯一方法,在于首先找出以前有过的类似性质的工程中曾发生的问题,其次查明工程地点的土质类型,最后查清某种施工方法为何导致某种结果,通过系统的知识积累,将经验数据加以仔细的表达和确定,那么基础工程就可发展成为半经验的科学”太沙基,2.2.1 地基加固的原理,地基加固的原理:将土质由松变实,将土的含水量由高变低。,地基加固的目的: 1.提高地基抗剪强度 2.降低地基的压缩性 3.改善地基的透水性 4.改善地基的动力特性 5.改善特殊土的不良特性,挖,压,地基加固的方法,填,
3、换,夯,拌,挤,2.2.2 地基加固的方法,强夯,夯机,预压固结,碾压,柔性桩,化学加固,挖:挖去表层软土层,以基岩或承载力大的土层为持力层。,2.2.2 地基加固的方法,填:当软土层较厚,可在软土层表面回填一层承载力高、稳定性好的土,以提高地基承载力,减小软土层的沉压力。,换填:以承载力高、稳定性好的土换填不良土。,2.2.2 地基加固的方法,换填的作用: 1.提高承载能力; 2.减小沉降量; 3.加速软土排水固结; 4.防止冻胀; 5.消除膨胀土的胀缩作用;,换填的类型:砂、砂石、碎石、素土、灰土、干渣、粉煤灰,强夯法:将几十吨的重锤,从几十米的高处自由落下,对土进行强力夯实。,2.2.2
4、 地基加固的方法,强夯加固机理:动力密实;动力固结;动力置换;,排水固结(预压固结法):在地基中设置砂井(或塑料排水板)等竖向排水体 ;然后进行加载预压,或利用建(构)筑物自身重量分级加载,使土体中的空隙水排除,逐渐固结,地基沉降,强度提高 ;,2.2.2 地基加固的方法,排水固结类型:堆载预压;真空预压;堆载和真空联合预压,2.2.2 地基加固的方法,挤密法:是以振动、冲击或带套管等方法成孔,然后向孔内填入砂、石、土(或灰土、二灰)、石灰或其他材料,再加以振实而成直径较大桩体的方法。,挤密桩的类型: 碎(砂)石桩; 石灰桩; 水泥粉煤灰碎石桩 (CFG桩),2.2.2 地基加固的方法,碎(砂
5、)石桩加固原理: 对松散砂土:挤密作用;排水减压作用;砂基预震效应; 对粘性土:置换;排水固结;垫层;,碎(砂)石桩:用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔,再将碎石或砂压入孔中,形成较大直径的密实桩体。,2.2.2 地基加固的方法,优点:工艺简单、水泥用量少;受力特性与水泥搅拌桩类似。,CFG桩:在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌合制成的一种具有一定粘结强度的桩;,CFG桩加固机理: 1、桩体作用 2、挤密作用 3、褥垫层作用 保证桩、土共同承担荷载; 减少基础底面的应力集中; 褥垫厚度可以调整桩土荷载比;,化学加固的类型:灌浆法;水泥土搅拌法(水泥浆搅拌;粉体喷射搅拌)
6、;高压喷射注浆,2.2.2 地基加固的方法,化学加固:用水泥浆、粘土浆或其它化学浆液,通过灌注压入、高压喷射或机械搅拌,使浆液与土颗粒胶结起来,改善地基土的物理、力学性能的地基处理方法;,化学加固灌浆法,化学加固水泥土搅拌法,化学加固高压喷射注浆,化学加固高压喷射注浆,化学加固高压喷射注浆的用途,2.3.1 钢筋混凝土预制桩锤击法施工 2.3.2 静力压桩、振动沉桩、射水沉桩 2.3.3 混凝土和钢筋混凝土灌注桩施工,2.3 桩基础施工,桩基础特点:可省去大量土方、支撑、排水、降水设施,经济性好。,2.3 桩基础施工,桩基础组成: 桩和桩顶平台,受力情况,材料,施工方法,桩基础的类别,端承桩,
7、摩擦桩,木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、预应力钢筋混凝土管桩、钢桩,预制桩,灌注桩,穿过软土层达到岩层或坚硬土层的 桩,荷载主要由桩端阻力承受。,荷载由桩侧摩擦力和桩端阻力共同承受。,2.3 桩基础施工,2.3.1 钢筋混凝土预制桩锤击法施工,2.3.1.1 桩的预制、起吊、运输和堆放 2.3.1.2 打桩设备 1、桩捶 2、桩架 3、动力装置 2.3.1.3 打桩施工 1. 打桩顺序 2、打桩方法 3、质量控制,钢筋混凝土预制桩:在预制构件厂或施工现场预制,用沉桩设备在设计位置上将其沉入土中,其特点:坚固耐久,不受地下水或潮湿环境影响,能承受较大荷载,施工机械化程度高,进度快,能适应不同土层。
8、是我国目前广泛采用的一种桩型。,钢筋混凝土预制桩的形状尺寸: 实心桩: 200500 mm 管 桩: 400 500 80100,2.3.1 钢筋混凝土预制桩锤击法施工,2.3.1.1 桩的预制、起吊、运输和堆放,桩的预制,预制厂生产,现场预制,方法:并列法、间隔法、重叠法、翻模法。,要求:场地平整、坚实,叠浇法,层数4。,L12M,L30M,桩的预制要求:钢筋宜对焊,混凝土应机械搅拌、机械振捣、连续浇筑、加强养护。,桩的起吊要求:强度70%起吊,达100%运输和打桩;起吊运输时须平稳,不得损坏,吊点符合设计要求;无吊环应标明吊点;,2.3.1.1 桩的预制、起吊、运输和堆放,吊点的设计要求:
9、弯矩最小的原则。,桩的运输:随运随打,避免二次搬运。 运距小:起重机吊运;桩下垫滚筒,用卷扬机拖运。 运距大:轻便轨道小平台车;,2.3.1.1 桩的预制、起吊、运输和堆放,桩的堆放: 地面平整、坚实;垫木与吊点位置相同,上下一致;堆放层数4;分类堆放;,2.3.1.2 打桩设备,桩锤,桩架,动力装置,打桩设备,落锤,汽锤,柴油锤,液压锤,沿轨道行使的多能桩架,装在履带底盘上的打桩架,卷扬机,蒸汽锅炉,空压机,2.3.1.2 打桩设备,落 锤,柴油锤,液压锤,桩锤,汽 锤,落锤一般由铸铁制成。有穿心锤和龙门锤两种,重0.52t。它利用钢丝绳由卷扬机沿桩架导杆提升到一定高度,然后自由落下击打桩顶
10、,柴油打桩锤利用燃油爆炸来推动活塞往返运动进行锤击打桩,柴油桩锤与桩架、动力设备配套组成柴油打桩机。,液压锤通过液压油提升与降落冲击缸体进行锤击打桩。,汽锤是以高压蒸汽或压缩空气为动力的打桩机械,有单动汽锤和双动汽锤两种,落锤的特点: 构造简单,使用方便,能随意调整落距,适用于粘土和含砾石较多的土,速度慢6-20次/分,贯入度低,效率低,且对桩的损伤较大。,2.3.1.2 打桩设备,2.3.1.2 打桩设备,双动汽锤: 冲击体升降均由动力推动,冲击力大,效率高,可打各种桩,还可打斜桩和水下打拔桩。锤重17t,频率100200次/分,单动汽锤: 上升靠动力,下降靠自重,冲击力大,可打各种桩,锤重
11、115t,频率2530次/分。,柴油锤:按构造分为筒式、活塞式和导杆式三种。 其特点:使用简单方便,不须外部动力,不适用于硬土和松软土;噪声大,空气污染严重。,2.3.1.2 打桩设备,液压锤:是一种新型打桩设备,它的冲击缸体通过液压油提升与降落,冲击缸体下部充满氮气。当冲击缸体下落时,首先是冲击头对桩施加压力,接着是压缩氮气对桩施加压力,使冲击缸体对桩施加压力的时间延长,因此每一击能获得更大的贯入度;液压锤不排除废气,无噪声,冲击频率高,且适合水下打桩,是理想的冲击式打桩设备,但构造复杂,造价高。,2.3.1.2 打桩设备,桩架:支持桩身和桩锤,在打桩过程中引导桩的方向。 桩架类型:多功能桩
12、架;履带式桩架;,2.3.1.2 打桩设备,锤击法沉桩的关键:选择桩锤 1.根据施工条件确定桩锤类型。 2.确定锤重,重锤低击。 锤重桩重 重锤低击,桩锤不易回跃,不致损坏桩头,且桩易打入土中,效率高。,2.3.1.3 打桩施工,表2.3 锤重选择表,1.准备工作 清除妨碍施工的地上或地下障碍物,“三通一平”,定位放线,安装打桩机。 2.打桩时应注意的问题 (1)打桩顺序 (2)打桩方法 (3)质量控制 (4)减小沉桩对周围环境影响的措施,2.3.1.3 打桩施工,(1)打桩顺序 打桩顺序决定挤土方向,打桩顺序是否合理,影响打桩速度和打桩质量,对周围环境影响较大,特别是桩心距小于4倍桩径时,打
13、桩顺序尤其重要。桩心距4倍桩径时,土壤挤压情况与打桩顺序关系不大。,2.3.1.3 打桩施工,A.逐排打:方向逐行改变,同一行桩必要时可采用间隔跳打。 B.自中间向两个方向对称进行。 C.自中间向四周进行。 如桩规格不同时,应先深后浅,先大后小,先长后短。,(2)打桩方法 打桩机就位后,吊起桩锤和桩帽,然后吊桩并送至导杆内,垂直对准桩位缓缓送下插入土中,垂直度偏差0.5%,然后固定桩帽和桩锤,使桩、桩帽、桩锤在同一垂线上。确保桩能垂直下沉,在桩锤和桩帽之间加弹性衬垫(松板、麻袋、油浸麻绳),桩帽和桩顶四周应有510mm的间隙,以防损伤桩顶。 开始打桩时,锤的落距应较小,待桩入土一定深度(约2m
14、)并稳定后,再按要求的落距锤击,用落锤或单动气锤打桩时,最大落距小于1m;用柴油锤时,应使锤跳动正常。 沉桩过程应连续;如有异常情况,应暂停打桩,及时研究处理。(贯如度剧变;桩身突然发生倾斜、移位或严重回弹;桩顶或桩身出现严重裂缝或破碎。),2.3.1.3 打桩施工,(3) 质量控制 A. 打入偏差范围 垂直1%; 水平 单排桩100mm 多排桩0.51个桩身 B. 最后贯入度与沉桩标高 端承桩:以最后贯如入为主,标高为参考。 摩擦桩:以标高为主,最后贯入度为参考。 C. 桩顶、桩身是否打坏,对周围环境有无严重危害等。,2.3.1.3 打桩施工,最后贯入度:正常条件下,最后3阵,每阵10击的平
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