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1、第二章 地基处理与桩基工程 第一节 地基加固处理 第二节 钢筋混凝土预制桩施工 第三节 混凝土灌注桩施工 第四节 其它深基础施工 第一节 地基加固处理 4一、地基加固原理 “将土质由松变实,将土的含水量有高变低” 4具体措施: 改变建筑形体,简化建筑平面; 调整荷载差异; 合理设置沉降缝; 采用轻型结构、柔性结构; 加强房屋的整体刚度; 对基础进行移轴处理; 施工中正确安排施工顺序和施工进度 二、地基加固的方法 图142 搅拌水泥土墙施工流程 (a)定位;(b)预埋下沉;(c)提升喷浆搅拌;(d)重复下沉搅拌 (e)重复提升搅拌;(f)成桩结束 单管旋喷桩施工工艺 端承桩 摩擦桩 1-桩; 2
2、-承台; 3-上部结构 第二节 钢筋混凝土预制桩施工 41、定义:按照建筑地基基础设计规范GB50007 2002中术语2.1.13,桩基础pile foundation,由设置于 岩土中的桩和联接于桩顶的承台组成的基础。 桩的分类 按桩的受力情况: 端承桩、摩擦桩; 按桩的施工方法: 预制桩、灌注桩; 按桩的作用: 工程桩、维护桩 按桩的材料: 钢筋混凝土桩、钢桩(钢管桩、钢板桩)、木桩等 。 一、钢筋混凝土预制桩锤击法施工 4(一)桩的制作 4钢筋混凝土预制桩一般在预制厂制作,较长的 桩在施工现场附近露天预制。可分为管桩和实 心桩两种 4桩的长度主要取决于运输条件及桩架高度,一 般不超过3
3、0m。 如在工厂预制长度不超过12M 如在现场预制长度不超过30M 桩的接头不宜超过2个。 桩身配筋 4桩身配筋与沉桩方法有关。 锤击沉桩的纵向钢筋配筋率不宜小于0.8%, 压入桩不宜小于0.4%, 桩的纵向钢筋直径宜不小于14mm, 桩身宽度或直径大于或等于350mm时,纵向 钢筋不应少于8根。 桩顶一定范围内的箍筋应加密,并设置钢筋 网片。 混凝土强度等级要求 4混凝土强度等级不宜低于C30 4静压法沉桩时不宜低于C20 混凝土管桩 4混凝土管桩是以离心法在工厂生产 4通常都施加预应力 4直径多为3001000mm 4壁厚60110mm 4每节长度713m 4用法兰连接 4桩的接头不宜超过
4、4个 4下节桩底端可设桩尖,亦可以是开口的。 管桩(pipe pile)的分类 4PTC(Prestressing thin concrete) 预应力混凝土薄壁管桩 4PC ( prestressing concrete) 预应力混凝土管桩 4PHC ( prestressing higher concrete) 预应力高强混凝土管桩 4根据管桩的抗弯性能和 有效预应力值 A, 4MPa AB, 6MPa B, 8MPa C, 10MPa 管桩的混凝土强度等级和配筋 4混凝土强度等级 PHC桩:C80 PC桩:C60 PTC桩:C60 4配筋 最小配筋率:0.4% 预应力根数:6 沿桩身圆周
5、均匀配置 钢桩(钢管桩和H型钢) 4钢管桩 采用Q235钢制作 直径:406.4,609.6, 914.4 壁厚:913MM 形式: 带加强箍或不带加强箍 的敞口形式 平底或锥底的闭口形式 4H型钢 采用Q235和Q345钢制作 常见断面: 200200360410 翼缘厚度和腹板厚度:9 26MM 每节长度:10-15M 形式 带端板 不带端板(锥底、平底 ) 钢筋混凝土预制桩的制作方法 4并列法 4间隔法 4重叠法 4翻模法 4重叠法要点: 4叠制4层,上下隔离,下层30再上层 ; 4钢筋接长用对焊,接头错开; 4混凝土由顶至尖连续浇筑,注意养护与 保护; 4钢筋混凝土预制桩应 在混凝土达
6、到设计强 度的70方可起吊; 4达到设计强度的100% 才能运输和打桩。 4桩在起吊和搬运时, 吊点应符合设计规定 4吊点位置的选择随桩 长而异,并应符合起 吊弯矩最小的原则 +M M 1桩的起吊 42.运输: 当运距不大时 可采用滚筒、卷扬机等拖动桩身运输; 当运距较大时 可采用小平台车运输。 运输过程中支点应与吊点位置一致。 43.堆放: 桩在施工现场的堆放场地应平整、坚实,并不得产 生不均匀沉陷。 堆放时应设垫木 垫木的位置与吊点位置相同 各层垫木应上、下对齐 堆放层数不宜超过4层。 (三)打桩机械 4 打桩机主要包括:桩 架、桩锤和动力装置 三个部分 41.桩锤 1)种类: 主要有落锤
7、、柴油锤、 蒸汽锤、液压锤、电磁 锤等。 落锤 原理: 采用钢铁做成,利用人力或卷扬机提升然后自由 落下对桩进行锤击。 特点: 构造简单,使用方便,能随意调节落锤高度。生 产效率低,打桩速度慢,对桩的损伤大。 适用:粘土和含砂、砾石较多的土层。 柴油锤 原理: 利用燃油爆炸的力量推动活塞往复运动对桩进行 锤击。 特点: 工效高,构造简单,移动灵活,使用方便,不需 沉重的辅助设备,也不必从外部供应能源等。但 是具有噪音大、油滴飞散、排出的废气污染环境 等缺点。 适用: 适于在普通的土壤中打大型的钢筋混凝土桩和钢 管桩,不适于在过硬或过软的土层中打桩。 筒式柴油锺工作原理 蒸汽锤 原理: 利用蒸汽
8、的动力进行锤击。 种类: 单动汽锤、双动汽锤。 特点: 冲击力大、打桩速度快、能适用各种不同土壤, 但是需要一整套锅炉设备,使用笨重,移动不便 。 适用: 冲击力较大,可以打各种桩。 液压锤 4可打 混凝土预制桩 钢管桩 钢板桩 夯扩灌柱桩等 4尤其适合城市区施 工需要 4是柴油打桩机锤理 想的更新换代产品 。 液压打桩锤 高频液压振动锤 液压锤特点 41、施工作业中,无废气污染、无油污、 噪音低; 42、机锤冲击力大,打击频率可调,冲击 力可调(1-5档); 43、打击应力缓和,软地基起动性能好; 44、操作方便快捷,打桩频率高; 45、符合环保要求。 技术参数 参 数 名 称DY25ADY
9、80 驱动 方式液压双作用式 冲击体质量(Kg)25008000 最大冲击当量高度( mm) 16001470 最大冲击能量(kgf.m ) 400011760 冲击频 率(r/min)25702560 工作油压(Mpa)1617 工作油量(l/min)150160260270 电机总功率(KW)68.5111.5 锤体总重(Kgf)570015500 外形尺寸(mm)92011075190125014005400 导轨 中心距(mm)330 42) 桩锤的选择 4桩锤应根据地质条件、桩的类型、桩的长度 、桩身结构强度、桩群密集程度以及施工条 件等因素来确定,其中尤以地质条件影响最 大。 4当
10、桩锤重大于桩重的152倍时,沉桩效果 较好。 4注意: “重锤低击”与“轻锤高击”。 4主要根据桩的类型、规格、土质等情况来选择 。(土质较软时取下限,土质较硬时取上限) 桩的类型锤的类别 单动汽锤双动汽锤柴油锤落锤 比 值 混凝土预制桩0.41.40.61.81.01.50.351.5 木桩2.03.01.52.52.53.52.04.0 钢板桩0.72.01.52.52.02.51.02.0 2.桩架 4作用: 吊桩就位,固定桩的位置,承受桩锤和桩的重量, 在打桩过程中引导锤和桩的方向,并保证桩锤沿所 要求的方向冲击桩体。 4种类: 多能桩架 由立柱、斜撑、回转工作台、底盘、及传动机构组成
11、。能 适用各种预制桩与灌注桩的施工。特点是机动适应性好; 大而装拆运麻烦。 履带式桩架 以履带式起重机为底盘,增加立柱和斜撑用以打桩。移动 更为方便。能适用各种预制桩和灌注桩的施工。特点是移 动方便,适用范围广。 振动沉管多能桩架照片图 振动头 钢管 履带式桩架图 43动力装置的选择 动力装置的选择应根据桩锤的类型来确定。 44.打桩前的准备工作 1)清除地上、地下障碍物,对场地进行平整 并做好排水工作。 2)放出桩的基准线并定出桩位,在不受打桩 影响的适当位置设置水准点, 3)接通现场的水、电管线,准备好施工机具 ;做好对桩的质量检验。 4)进行打桩试验,以便检验设备和工艺是否 符合要求。
12、5)确定打桩顺序 (四)打桩顺序: a)逐排施打b)自中间向外围施打c)分段施打 图2-6 预制桩打桩顺序示意图 注意: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。 41) 当桩中心距4倍桩径时 要确定施工顺序; 42) 当桩中心距4倍桩径时 可按施工方便顺序打; 43) 当桩的规格不同时 先大后小,先长后短; 44) 当桩尖设计标高不同时 先深后浅。 4(五)打入桩的施工工艺 41桩机就位 42吊桩 43打桩 44接桩 45送桩 46截桩: 打桩过程演示 4(四)打桩过程中常见的问题 (1)桩顶、桩身被打坏。 (2)桩位偏斜。 (3)桩打不下。 (4)一桩打下邻桩升起。
13、4打桩质量要求 1)贯入度或标高 端承桩端承桩:以贯入度为主,以标高为辅。 摩擦桩摩擦桩:以标高为主,以贯入度为辅。 2)平面位置 打(压)入桩(预制混凝土方桩、先张法预应力 管桩、钢桩)的桩位偏差,必须符合表2-2的规 定。 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。 表2-2 预制桩(钢桩)桩位允许偏差(mm) 项项目允许偏差 1 盖有基础梁的桩 (1)垂直基础梁的中心线 (2)沿基础梁的中心线 100+0.01H 150+0.01H 2桩数为13根桩基中的桩100 3桩数为416根桩基中的桩1/2桩径或边长 4 桩数大于16根桩基中的桩: (1)最外边的桩 (2)中
14、间桩 1/3桩径或边长 1/2桩径或边长 注:H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离 某钢筋混凝土预制桩施工现场(开挖后) 二、静力压桩、振动 沉桩、射水沉桩施工 4(一)静力压桩 4是借助压桩机及其配重将桩压 入土中,此法适用于软弱土层 。由于避免了锤击应力,桩的 混凝土强度及其配筋只要满足 吊装弯矩和使用期受力要求就 可以,因而桩的断面和配筋可 以减小。这种沉桩方法无振动 、无噪音、对周围环境影响小 ,适合在城市中施工。 静力压桩机 4静力压桩的施工工艺 4施工程序为: 4测量定位压桩机就位吊桩、插桩 桩身对中调直静压沉桩接桩再静 压沉桩送桩终止压桩截桩。 静力压桩施工过程 4施工注意事
15、项 41)压桩施工时应随时注意使桩保持轴心受压, 接桩时也应保证上下接桩的轴线一致,并使接桩 时间尽可能地缩短,否则,间歇时间过长会由于 土体固结导致发生压不下去的事故。 42)当桩接近设计标高时,不可过早停压,否则 ,在补压时也会发生压不下去或压入过少的现象 。 43)压桩过程中,当桩尖碰到夹砂层时,压桩阻 力可能突然增大,可采取停车再开。忽停忽开的 办法,使桩有可能缓慢下沉穿过砂层。如果工程 中有少量桩确实不能压至设计标高而相差不多时 ,可以采取截桩的办法。 4(二) 振动沉桩 4振动沉桩是利用固定在桩顶部的振动器 所产生的激振力,通过桩身使土颗粒受 迫振动,使其改变排列组织,产生收缩 和
16、位移,这样桩表面与土层间的摩擦力 就减少,桩在自重和振动力共同作用下 沉人士中(图2-9)。 4适用于在粘土、松散砂土及黄土和软土 中沉桩,更适合于打钢板桩,同时借助 起重设备可以拔桩。 4(三)射水沉桩法 4射水法沉桩又称水冲法沉桩,是将射水管 附在桩身上,用高压水流束将桩尖附近的 土体冲松液化,以减少土对桩端的正面阻 力,同时水流及土的颗粒沿桩身表面涌出 地面,减少了土与桩身的摩擦力,使桩借 自重(或稍加外力)沉入土中 4射水法沉桩的特点是:当在坚实的砂土中 沉桩,桩难以打下或久打不下时,使用射 水法可防止将桩打断,或桩头打坏;比锤 击法可提高工效24倍,节省时间,加快 工程进度。 4本法
17、最适用于坚实砂土或砂砾石土层上的 支承桩,在粘性土中亦可使用。 钢桩 4 钢桩 包括钢管桩、 H 型桩及其他异型钢桩。 4 常用钢管桩与 H 型钢桩。 4钢管桩 直径有 400 1000 ,钢管壁厚为 918mm 4H 型钢 有 200 200400 400 , 其翼缘和腹板厚度为 1225mm 。 4钢桩的分段长度 一般不宜超过 1215m 。 4钢桩的端部形式 应根据桩所穿越的土层、桩端持力层性质、桩的尺寸、挤土效应等因素综合考虑确定。 4钢管桩常采用两种形式:带加强箍或不带加强箍的敞口形式以及平底或锥底的闭 口形式。 4H 型钢桩则可采用带端板和不带端板的形式,不带端板的桩端可做成锥底或
18、平底 。 钢桩的制作与运输 4 钢桩的制作前应检查桩的材料是否符合设计要求,并 应检查出厂合格证和试验报告。现场制作钢桩应有平 整的场地及挡风防雨设施。钢桩制作的容许偏差应符 合有关规定。 4 钢桩的运输与堆存除应满足一般的运输与堆存要求 外,还应注意桩的两端应有适当保护措施,钢管桩应 设保护圈;搬运时应防止桩体撞击而造成桩端、桩体 损坏或弯曲; 4钢桩应按规格、材质分别堆放,堆放层数不宜太高, 对钢管桩, 900 直径放置三层, 600 放置四层, 400 放置 五层; 对 H 型钢桩最多六层;支点设置应合理,钢管桩的两侧应用 木楔塞住,防止滚动 钢桩的沉桩施工 4钢管桩如锤击沉桩有困难,可
19、在管内取土以助 沉; 4H 型钢桩断面刚度较小,采用柴油锤打桩时锤 重不宜大于 4.5t 级,在锤击过程中桩架前应有 横向约束装置,以防止横向失稳。 4持力层较硬时, H 型钢桩不宜送桩。 4地表层如有大块石、混凝土块等回填物,则应 在插入 H 型钢桩前进行触探并清除桩位上的障 碍物,保证沉桩质量。 钢桩焊接头应采用等强度连接,使用的焊条、焊丝和 焊剂及焊接质量应符合有关规定。 钢管桩应采用上下节桩对焊连,其构造见图 2-7 。 H 型钢桩接头可采用对焊或采用连接板贴角焊,其构 造见图 2-8 a )接桩构造; b )接口详图 图 2-7 钢管桩接桩构造 1 下节桩; 2 上节桩; 3 上节桩
20、内衬套; 4 焊缝; 5 托块 图 2-8 H 型钢桩接桩构造 1 下节桩; 2 上节桩; 3 连接钢板; 4 焊缝 钢桩的质量控制 4钢桩的焊接时端部的浮锈、油污等脏物必须清 除,保持干燥,下节桩顶经锤击后的变形部分 应割除:上下节桩焊接时应校正垂直度,对口 的间隙为 23mm ;焊接应对称进行。气温低 于 0 或雨雪天,无可靠措施确保焊接质量时 ,不得焊接。 4 焊接接头除应进行外观检查外,还应按接头 总数的 5 做超声或 2 做 X 拍片检查,在同 一工程内,探伤检查不得少于 3 个接头。 第三节 混凝土灌注桩施工 4灌注桩是在施工现场的桩位上就地成孔 ,然后在孔内灌注混凝土或钢筋混凝土
21、 而成。根据成孔方法的不同可以分为干 作业成孔、泥浆护壁成孔、套管成孔、 人工挖孔灌注桩等。 4灌注桩与预制桩相比由于避免了锤击应 力,桩的混凝土强度及配筋只要满足使 用要求就可以,因而具有节省钢材、降 低造价、无需接桩及截桩等优点。 4一、干作业成孔灌注桩 4干作业成孔灌注桩适用于成孔深度内 没有地下水的情况,成孔时不必采取 护壁措施而直接取土成孔。 4干作业成孔一般采用螺旋钻机 4 (录象) 4螺旋钻机工作过程动画 步履式螺旋钻机 4二、泥浆护壁成孔灌注桩 4完整施工工艺动画 4(一)埋设护筒 41护筒的作用 4护筒作用是固定桩孔位置,保护孔口,防 止塌孔,增加桩孔内水压。 42护筒的埋设
22、 4(二)泥桨的制备 41护壁泥浆(录相)的作 用 (1)护壁,(2)携砂,(3)冷 却,(4)润滑。 42泥浆的制备(录相) 泥浆的性能指标如相对 密度、粘度、含砂量、 pH值、稳定性等要符合 规定的要求。 4(三)成孔 1潜水钻机成孔 2回转钻机成孔 3冲击钻成孔 4冲抓锥成孔 钻机录像 4(四)泥浆循环排渣 4泥浆循环排渣可分为 正循环排渣和反循环排渣法。(录像) 正循环潜水桩(动画) 4(五)清孔(录相) 4钻孔达到要求的深度后要清除孔底沉渣,以 防止灌注桩沉降过大、承载力降低,这个过 程称为清孔。 4当孔壁土质较好,不易塌孔时,可用空气吸 泥机清孔,同时注入清水,清孔后泥浆相对 密度
23、应控制在1.1左右;孔壁土质较差时,宜 用反循环排渣法清孔。 4(六)水下浇筑混凝土录像 水下灌注要求: 4混凝土C20,坍落度1622cm,骨 4 料粒径30mm; 4导管最大外径比钢筋笼内径小100以上; 4钢筋的混凝土保护层厚度50mm; 4能埋管500600mm后剪断导管塞铅丝; 4提管时保证混凝土埋入1m。 4(七)常见质量问题及处理方法 41塌孔。如发生塌孔,应探明塌孔位置 ,将砂和粘土混合物回填到塌孔位置以 上12m,如塌孔严重,应全部回填,等 回填物沉积密实后再重新钻孔。 42缩孔。处理时可用钻头反复扫孔,以 扩大孔径。 43斜孔。处理时可在偏斜处吊住钻头, 上下反复扫孔,直至
24、把孔位校直;或在 偏斜处回填砂粘土,待沉积密实后再钻 。 4三、套管成孔灌注桩 4套管成孔灌注桩是利用锤击或振动方法 将带有桩尖(桩靴)的桩管(钢管)沉 入土中成孔。当桩管打到要求深度后, 放人钢筋骨架,边浇筑混凝土,边拔出 桩管而成桩, 4施工工艺主要包括:就位沉钢管放 钢筋笼(录相)浇筑混凝土拔钢管 4 捶击灌注桩(动画) 4 振动灌注桩 (动画) 振动灌注桩施工过程 4(一)桩靴与桩管 4桩靴可分为钢筋混凝土预制桩靴和活瓣 式桩靴两种 。 4(二)成孔 4常用的成孔机械有振动沉管机和锤击沉 桩机 4群桩基础或桩中心距小于335倍的桩 径,应制定合理的施工顺序,以免影响 相邻桩的质量。 4
25、(三)混凝土浇筑与拔管 4为确保灌注桩的承载力,拔管可分别采 用单打法,复打法和反插法。 4为确保灌注桩的承载力,拔管可分别采 用单打法,复打法和反插法。 41单打法 42复打法(动画) 43反插法 4断桩 4缩径桩 4吊脚桩 (四)常见质量问题及处理方法 1 断桩 4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。 4 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 4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。
26、 2缩径桩 4颈缩:指桩身的局部直径小于设计要求的现 象。 4当在淤泥和软土层沉管时,由于受挤压的土 壁产生空隙水压,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。 4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 会形成颈缩。 4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。拔管时应采用复打法 ,并严格控制拔管的速度。 3 吊脚桩 4吊脚桩是指桩底部混凝土隔空或松软,没有 落实到孔底地基土层上的现象。 4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
27、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。 4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。 4)混凝土灌注过量 4 灌桩时混凝土用量比正常情况下大1倍以上 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。 4采取的措施 施工前应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
28、与设计单位联系,改 用其他桩型。 四、爆扩桩 4特点: 成孔简便,节省劳力和成本低廉等,但承载力较低 、沉降量较大。 4适用范围: 除软土、砂土和新填土外,其它各种土层均可适用 ,尤其是大孔隙的黄土地区。 4施工工艺: 爆破成孔爆扩大头放钢筋笼浇混凝土 爆扩桩施工工艺 爆扩桩成孔过程 爆扩桩施工过程过程演示 序 号 成孔方法 桩径允 许偏差 (mm) 垂直度 允许偏 差(%) 桩位允许偏差(mm) 13根、单根桩基 垂直于中心线方向 和群桩基础的边桩 条形桩基沿中心线 方向和群桩基础的 中心线 1泥浆护壁 钻孔桩 D1000mm 50 1 D/6,且不大于100D/4,且不大于150 D100
29、0mm 50 100+0.01H 150+0.01H 2套管成孔 灌注桩 D500mm -20 1 70 150 D500mm 100 150 3 干成孔灌注桩 -20 1 70 150 4人工挖孔 灌注桩 混凝土护壁 +50 0.5 50 150 钢套管护壁 +50 1 100 200 注:1 桩径允许偏差的负值是指个别断面。 2 采用复打、反插法施工的桩,其桩径允许偏差不受上表限制。 3 H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离,D为设计桩径。 表23 灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差 五、人工挖孔灌注桩 4特点: 直径一般为8002000mm最大可达3.5m,桩深一般为 20m左右,最
30、深可达40m左右。单桩承载力高,受力性 能好。 4优点: 设备简单;无噪音、无振动、不污染环境;对施工现 场及周围建筑物危害影响小;施工速度快;施工质量 可靠,造价较低。 4缺点:人工消耗量大,开挖效率低,安全操作条件差等 。 4预防孔壁坍塌的措施: 采用现浇混凝土护圈、钢套管、沉井。 人工挖掘成孔护壁方法施工 4护壁的支护措施 现浇混凝土护壁、沉井护壁、喷射混凝土护壁等。 4(1)现浇混凝土护壁法施工 即分段开挖、分段浇筑混凝土护壁,既能防止孔壁坍塌,又能起到防水作 用。 桩孔采取分段开挖,每段高度取决于土壁直立状态的能力,一般0.51.0m 为一施工段,开挖井孔直径为设计桩径加混凝土护壁厚
31、度。 护壁施工段,即支设护壁内模板(工具式活动钢模板)后浇筑混凝土,其强 度一般不低于C15,护壁混凝土要振捣密实;当混凝土强度达到1MPa(常温下 约24h)可拆除模板,进入下一施工段。如此循环,直至挖到设计要求的深度 。 4(2)沉井护壁法施工 当桩径较大,挖掘深度大,地质复杂,土质差(松软弱土层),且地下水位高 时,应采用沉井护壁法挖孔施工。 沉井护壁施工是先在桩位上制作钢筋混凝土井筒,井筒下捣制钢筋混凝土 刃脚,然后在筒内挖土掏空,井筒靠其自重或附加荷载来克服筒壁与土体之 间的摩擦阻力,边挖边沉,使其垂直地下沉到设计要求深度。 人工挖孔灌注桩护壁示意图 施工方法 分段开挖 分段浇注护壁
32、砼 放钢 筋笼 浇注桩身砼。 人工挖孔灌注桩图1 人工挖孔灌注桩图2 人工挖孔灌注桩图4 人工挖孔灌注桩图3 人工挖孔灌注桩图5 人工挖孔灌注桩图6 人孔桩施工中应该注意的问题 4(1)桩孔中心线平面位置偏差不宜超过50mm,桩的垂直度偏差不 得超过0.5%,桩径不得小于桩设计直径。 4(2)挖掘成孔区内,不得堆放余土和建筑材料,并防止局部集中荷 载和机械振动。 4(3)桩基础一定要坐落在设计要求的持力层上,桩孔的挖掘深度应 由设计人员根据现场地基土层的实际情况决定。 4(4)人工挖掘成孔应连续施工,成孔验收后立即进行混凝土浇筑。 4(5)认真清除孔底浮渣余土,排净积水,浇筑过程中防止地下水流
33、 入。 4(6)人工挖掘成孔过程中,应严格按操作规程施工。 4(7)井面应设置安全防护栏,当桩孔净距小于2倍桩径且小于2.5m 时,应间隔挖孔施工。 灌注桩质量控制 4注入的泥浆比重控制在1.1左右,排出泥浆的比重宜为 1.21.3。钻孔达到要求的深度后,应进行清孔。在清 孔过程中,应不断置换泥浆,直至浇注水下混凝土。 4以原土造浆的钻孔,清孔可用射水法,此时钻具只转 不进,待排出泥浆比重降到1.1左右即认为清孔合格; 4注入制备泥浆的钻孔,可采用换浆法清孔,至换出泥 浆的比重小于1.15时方为合格,在特殊情况下泥浆比重 可以适当放宽。 4浇注混凝土前,孔底500mm以内的泥浆比重应小于 1.
34、25,含砂率8;粘度28s。 4测量沉渣厚度后可进行混凝土浇注。 4灌注桩的成桩质量检查主要包括成孔及 清孔,钢筋笼制作及安放、混凝土搅制 及灌注等三个工序过程的质量检查。 4成孔的控制深度对摩擦桩以设计桩长控制成孔 深度; 4端承摩擦桩必须保证设计桩长及桩端进入持力 层深度,当采用锤击沉管法成孔时,桩管入士 深度控制以标高为主,以贯入度控制为辅。 4对端承型桩,当采用钻(冲)、挖掘成孔时,必 须保证桩孔进入设计持力层的深度,当采用锤 击沉管法成孔时,沉管深度控制以贯入度为主 ,设计持力层标高对照为辅。 4钻孔灌注桩浇注混凝土前,对已成孔的 中心位置、孔深、孔径、垂直度、孔底 沉渣厚度等进行认
35、真检查。 4其中孔底沉碴厚度直接影响桩的承载力 及其沉降量,因此,沉碴厚度应予以控 制,其允许厚度按表2-5的规定执行。 孔底沉碴允许厚度表2-5 桩的类型 孔底沉渣允许 厚度(mm) 端承桩50 摩擦端承桩、 端承摩擦桩 100 摩擦桩300 沉渣厚度的测量方法 4方法1:同一种吊锤、同一种吊法,某两个时间测得孔深之差。 这里“某两次”还真不好说具体是哪两个时间。操作中清孔前(刚钻 完时)、一清后、下导管并二清后,这其中任两个都有可能。其中 以取清孔前和二清后两个时间居多,二者测得值之差作为沉渣厚 度。 4方法2:量取钻具下到地面以下长度作为孔底深度(注:钻头长 度一般取其2/3计算),测绳
36、测得深度作为沉渣顶面深度,二者之 差为沉渣厚度。 4方法3:“测针测饼法”。下放测针(底端尖的测锤,一般用钢筋) ,测得深度作为孔底深度;下放测饼(底端平的测锤),测得深度 作为沉渣顶面深度。二个数据之差为沉渣厚度。 4方法4:同一种吊锤。先轻轻下放,测得深度作为沉渣顶面深度 。再抖动下放(或提起吊锤一定高度,使其自由下落),测得深度 作为孔底深度。二者之差为沉渣厚度。 4钢筋笼制作应对钢筋规格、焊条规格、品种、 焊口规格、焊缝长度、焊缝外观和质量、主筋 和箍筋的制作偏差等进行检查。 4在灌注混凝土前,应严格检查钢筋笼安放的实 际位置,保证钢筋保护层的厚度 4钢筋笼主筋保护层允许偏差 对水下浇
37、注混凝土桩为20mm; 对非水下浇注混凝土桩为10mm。 4灌注桩施工后也应进行桩的承载力检测与桩身 质量检查,一般要求与预制桩相同。 4但对于一级建筑桩基和地质条件复杂或成桩质 量可靠性较低的桩基工程,还应进行成桩质量 检测。 4检测方法可采用可靠的动测法 4对于大直径桩还可采取 钻取岩芯、预埋管超声检测法 桩基础工程安全技术 4(1)桩基础工程施工区域,应实行封闭式管理,进入现场的各类施 工人员,必须接受安全教育,严格按操作规程施工,服从指挥, 坚守岗位,集中精力操作。 4(2)按不同类型桩的施工特点,针对不安全因素,制定可靠的安全 措施,严格实施。 4(3)对施工危险区域和机具(冲击、锤
38、击桩机,人工挖掘成孔的周围 ,桩架下),要加强巡视检查,对于有险情或异常情况时,应立即 停止施工并及时报告,待有关人员查明原因,排除险情或加固处 理后,方能继续施工。 4(4)打桩过程中可能引起停机面土体挤压隆起或沉陷,打桩机械及 桩架应随时调整,保持稳定,防止意外事故发生。 4(5)加强机械设备的维护管理,机电设备应有防漏电装置。 第四节 其它深基础施工 4地下连续墙可作为防渗墙、挡土墙、 地下结构的边墙和建筑物的基础。 4一、地下连续墙的施工工艺 41.筑导墙 4导墙的作用是挖槽导向、防止槽段上口 塌方、存蓄泥浆和作为测量的基准。 4深度一般12m,顶面高出施工地面,防 止地面水流入槽段。
39、 42.挖槽 4目前我 国常用 的挖槽 设备为 导杆抓 斗(图 2-24) 和多头 钻成槽 机(图 2-25) 。 43清槽 4清槽的方法有沉淀法和置换法两种。 4 44钢筋笼吊放 4钢筋笼的起吊应用横吊梁或吊架。吊点 布置和起吊方式要防止起吊时引起钢筋 笼变形。 45.接头施工 4地下连续墙混凝土浇筑时,连接两相邻 单元槽段之间地下连续墙的施工接头, 最常用是接头管方式。 4地下连续墙施工过程(动画) 二、逆作 法施工 (动画) 逆作法的分类 4(1)全逆作法:利用地下各层钢筋混凝土肋形楼板对 四周围护结构形成水平支撑。楼盖混凝土为整体浇筑 ,然后在其下掏土,通过楼盖中的预留孔洞向外运土 并
40、向下运入建筑材料。 42)半逆作法:利用地下各层钢筋混凝土肋形楼板中先 期浇筑的交叉格形肋梁,对围护结构形成框格式水平 支撑,待土方开挖完成后再二次浇筑肋形楼板。 43)部分逆作法:用基坑内四周暂时保留的局部土方对 四周围护结构形成水平抵挡,抵消侧向压力所产生的 一部分位移。 44)分层逆作法:此方法主要是针对四周围护结构,是 采用分层逆作,不是先一次整体施工完成。分层逆作 四周的围护结构是采用土钉墙。 逆作法的 工艺特点 41)可使建筑物上部结构的施工和地下基础结构施工平 行立体作业,在建筑规模大、 上下层次多时,大约可 节省工时1/3。 42)受力良好合理,围护结构变形量小,因而对邻近建
41、筑的影响亦小。 43)施工可少受风雨影响,且土方开挖可较少或基本不 占总工期。 44)最大限度利用地下空间,扩大地下室建筑面积。 45)一层结构平面可作为工作平台,不必另外架设开挖 工作平台与内撑,这样大幅度削减了支撑和工作平台 等大型临时设施,减少了施工费用。 46)由于开挖和施工的交错进行,逆作结构的自身荷载 由立柱直接承担并传递至地基,减少了大开挖时卸载 对持力层的影响,降低了基坑内地基回弹量。 逆作法存在的不足 4如逆作法支撑位置受地下室层高的限制,无法 调整高度,如遇较大层高的地下室,有时需另 设临时水平支撑或加大围护墙的断面及配筋。 4 由于挖土是在顶部封闭状态下进行,基坑中还 分
42、布有一定数量的中间支承柱和降水用井点管 ,目前尚缺乏小型、灵活、高效的小型挖土机 械,使挖土的难度增大。 三、 墩式基础施工 4墩式基础是在人工或机械成孔的大直径 孔中浇筑混凝土或钢筋混凝土而成。亦 称大直径人工挖孔扩底灌注桩。 4(一)、施工机具 41电动葫芦和提土桶。 42潜水泵。 43鼓风机和输风管。 44锹、镐、土筐等挖土工具。 45.照明灯、对讲机、电铃等。 4(二)、施工工艺 4(1)按设计图纸放线 。定桩位。 4(2)开挖土方。 4 (3)支设护壁模板。 4 (4)在模板顶放置操 作平台。 4(5)浇筑护壁混凝土 。 4(6)拆除模板继续下 一段的施工。 4(7)排除孔底积水,
43、4浇筑桩身混凝土。 四、 沉井基础施工 4 沉井多用于建筑物和构筑物的深基础、 地下室、蓄水池、设备深基础、桥墩等 工程。 4一、沉井的构造 4 沉井主要由刃脚、井壁、隔墙或竖向 框架、底板组成。 4二、沉井 施工工艺 内容要点回顾 4地基加固原理和方法 4桩基施工 1)钢筋混凝土预制桩施工 桩的预制、起吊、运输和堆放 打桩机械(桩架、桩锤和动力装置) 打桩的顺序、打桩的施工工艺、出现问题及质量 要求 其他沉桩机械 内容要点回顾 2)混凝土灌注桩施工 干作业成孔灌注桩 泥浆护壁成孔灌注桩 护筒埋设、泥浆的作用和制备、成孔机械 泥浆的循环排渣、清孔、水下浇筑混凝土 常见问题及处理 套管成孔灌注桩
44、 结构组成、成孔、浇筑及拔管 常见问题及处理 其它灌注桩 内容要点回顾 4其它深基础施工 地下连续墙 逆作法施工 墩式基础施工 沉井基础施工 练习题 4一.填空题 41.泥浆护壁灌注桩施工的工艺流程为 。 42.钻孔灌注桩潜水钻成孔时,泥浆的作用为 。 43.钻孔灌注桩的主要施工过程为 。 44.干作业成孔灌注桩适用于 ,在成孔深度内 的土质, 可直接取土成孔。 45.泥浆护壁的成孔机械主要指 、 和 。 46.套管成孔灌注桩利用锤击打桩法和振动打入法,其中在 土质中采用振动打入 法,在 土层中采 用锤击打桩法。 47.套管成孔桩首次混凝土尽量多灌,拔管要求 ,拔管时应保持 ,并控制 。 48
45、.爆扩成孔桩是利用爆扩或 成孔,孔底放入 ,再灌入适量的 ,然后引爆, 使孔底形成扩大头。 49.钻孔灌注桩施工时常会造成 和 等问题。 410.振动灌注桩可采用 、 或 。 答案: 41. 泥浆护壁成孔 冲孔 放钢筋笼浇混凝土 42. 携碴、冷却和护壁 43. 泥浆护壁、成孔、水下混凝土 44. 地下水位较低 无地下水 勿需护壁 45. 回转钻机 潜水钻机 冲击钻 46. 砂性 粘性 47. 均匀 连续密锤低击 拔出速度 48. 炸药 混凝土 49. 孔壁塌陷 钻孔偏斜 410. 单打法 反插法 复打法 二.思考题 41. 混凝土与钢筋混凝土灌注桩的成孔方 法有哪几种?各适用于什么范围? 4
46、2. 试述泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺 流程及埋设护筒应注意事项? 43. 桩基工程验收应提交哪些资料? 44. 套管成孔灌注桩的施工工艺? 45. 套管成孔灌注桩施工常与问题及其处 理方法? 自测题 4选择题(每空只有一个正确答案) 41 下列关于灌注桩的说法不正确的是:( ) 4A. 灌注桩是直接在桩位上就地成孔,然后在孔 内灌注混凝土或钢筋混凝土而成。 B. 灌注桩能适应地层的变化,无需接桩。 C. 灌注桩施工后无需养护即可承受荷载。 D. 灌注桩施工时无振动、无挤土和噪音小。 42 干作业成孔灌注桩的适用范围是:( ) 4A.饱和软粘土 B.地下水位较低、在成孔深度内无地下水的土质 C
47、.地下水不含腐蚀性化学成分的土质 D.适用于任何土质 43 下列关于泥浆护壁成孔灌注桩的说法不正确的是: ( ) 4A.仅适用于地下水位低的土层 B.泥浆护壁成孔是用泥浆保护孔壁、防止塌孔和排出 土渣而成 C.多用于含水量高的地区 D.对不论地下水位高或低的土层皆适用 44 泥浆护壁成孔灌注桩成孔机械可采用:( ) 4A.导杆抓斗 B.高压水泵 C.冲击钻 D.导板抓斗 45 泥浆护壁成孔灌注桩成孔时,泥浆的作用不包括( ) 4A.洗碴 B.冷却 C. 护壁 D.防止流沙 46 在沉孔灌注桩施工中若遇砂质土层最宜采用的桩锤 是:( ) 4A.柴油锤 B.蒸汽锤 C.机械锤 D.振动锤 47 沉孔灌注桩施工在粘性土层施工时,当接近桩低标 高时宜采用的施工方法是:( ) 4A.重锤低击 B.重锤高击 C.轻锤高击 D.轻锤低击 48 下列哪种情况不属于沉管灌注桩的质量问题:( ) 4A.缩颈 B.吊脚桩 C.桩靴进水 D.混凝土质量降低 49 钻孔灌注桩施工过程中若发现泥浆突然漏失,可能 的原因是:( ) 4A.护筒水位过高 B.塌孔 C.钻孔偏斜 D.泥浆比重太大 410 爆破桩施工过程中应注意的问题是 :
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