第2章桩基础工程.ppt

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1、基础工程基础工程2.1 地基加固处理地基加固处理当软土地基不能满足承载力或稳定要求时，对地基加固是有效的措施。加固的方法很多，大体上可分为两类。第一类方法的原理是减少或减小土体中的孔隙，使土颗粒尽量靠拢，从而减少压缩性，提高强度，如换填法、预压法、夯实法、振动水冲法、挤密桩法、砂石桩法等。第二类方法的原理是用各种胶结剂把土颗粒胶结起来，如深层水泥搅拌法、旋喷法、灌浆法等。软土的加固方法很多，而且尚在发展，各种方法都有它的适用范围和局限性，选用何种方法，必须进行技术经济综合考虑。1、换填法、换填法 换填法是将基础下面一定厚度的软弱土层挖除，分层换以中砂、粗砂、角（圆）砾、碎（卵）石、灰土、并分层

2、夯实或振实至要求的密实度。换填法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土等的浅层处理。处理深度一般控制在3m以内。2、预压法预压法预压法是在建筑物建造前，对建筑场地进行预压，使土体中的水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。预压法适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和粘性土地基的沉降和稳定问题，提高地基的承载力和稳定性。3、重锤夯实法重锤夯实法重锤夯实法是用起重机械将夯锤提升到一定高度，然后自由落锤，不断重复夯击基土表面，从而使地基得到加固。重锤夯实法是一种常用的简单、经济的浅层地基处理方法。4、振冲法振冲法就是利用振动器水冲成孔，借振动器的水平及垂直振动，振密填料、形成碎石桩

3、体与原地基构成复合地基，或不加填料使在振动作用下被挤密实，从而提高地基承载力的方法。5 土或灰土挤密桩法土或灰土挤密桩法土或灰土桩挤密法是处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等的一种地基加固方法，利用锤击（或冲击、爆破等方法）将钢管打入土中侧向挤密成孔，将管拨出后，在桩孔中分层回填土或灰土夯实而成，填夯的桩与桩间挤密土共同组成复合地基，以承受上部荷载。6、砂石桩法、砂石桩法砂石桩法用振动或冲击方法在软弱地基中成孔后，将砂石挤压入土中，形成大直径的密实的砂石桩。砂石桩法是处理软弱地基的一种常用的方法。7、深层搅拌法、深层搅拌法深层搅拌法是利用水泥或水泥砂浆、石灰作为固化剂，通过特制的搅拌

4、机械，在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌，固化剂和软土之间会产生一系列物理化学反应，使软土硬结成具有一定强度的地基，从而提高地基承载力。深层搅拌法是用于加固饱和粘性土地基的一种新方法。8、高压喷射注浆法、高压喷射注浆法高压喷射注浆法，是利用钻机把带有特制喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，用高压泵将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置，以高速喷出，冲击切削土层，使喷流射程内土体破坏，同时钻杆一面以一定的速度旋转，一面以一定速度徐徐提升，使水泥浆与土体充分搅拌混合，胶结硬化后即在地基中形成具有一定强度（0.58.0MPa）的固结体，从而使地基得到加固。一 桩基概述（一）桩的作用1、将建筑物上部荷载直

5、接 传到深层的持力层；2、使软土挤密减少建筑物的沉降；3、减少土的开挖量，土壁支撑和 排水设施等。软土层 建筑物桩基础持力层第二章 桩基础工程（二）桩的分类1、根据 受力的不同1）端承桩：力主要由桩端承受2）摩擦桩：力由桩与其周围土的 摩擦力来承受。2、按制作方式：1）预制桩2）灌注桩3、按桩的材料：1）木桩；2）钢桩；3）砼桩；4）钢筋砼桩；5）砂桩；6）灰土桩 等PP NNPPff好土软土软土（三）桩的选型（三）桩的选型桩型与工艺选择应根据建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层土类、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等情况，选择经济合理、安全适用的

6、桩型和成桩工艺。选择时，可参见下表。主要桩型的特点类型优 点缺 点适 用 范 围预制桩 1预制桩制作方便 2桩身质量易于保证 3材料强度高，耐腐蚀性强 4桩的单位面积承载力较高 1打桩噪音大，振动大 2沉桩时有明显的挤土影响，不易穿透较厚的坚硬地层 3截桩困难 4桩的截面尺寸有限 5造价高 1适于对噪声污染、挤土和振动影响没有严格限制的地区 2穿透的中间层较弱或没有坚硬的土层，且持力层埋置深度变化不大的地区 3地下水位较高或水下工程 4大面积打桩工程灌注桩 1振动小，噪音小 2用钢量少，比预制桩经济 3工序简便，使用机具较少 4没有接头 5可做成大直径和大深度的桩，具有很大的单桩承载能力 1桩

7、的质量不易控制和保证，检测工作麻烦 2桩身强度比预制桩低 3采用泥浆护壁时，废泥浆处理麻烦 1一般不受土质条件限制，适用于各种地层 2一般情况下，不宜用于水下工程二、钢筋砼桩预制桩的施工（一）桩的预制1、制作（1）钢筋骨架的形成主筋 箍筋之间应焊接或绑扎好；主筋采用对焊或搭接焊，接头错开50%，桩的顶部应加钢筋网片，桩尖应加一根钢筋外露50100mm，以起导向作用（如下图示）桩主筋箍筋钢筋网片导向钢筋加密箍 桩钢筋骨架示意图（2）制作1）方法重叠法；并列法；间隔法2）注意问题a、混凝土应连续浇灌、不中断，并仔细捣实，确保顶部结构的密实性，同时桩顶面和接头端面应平整，以承受锤击沉桩时的锤击应力。

8、b、砼浇注完毕，养护不得少于7天，表面应平整不出现蜂窝麻面掉角，尺寸应符和设计要求。c、现场采用重叠法浇筑预制桩时上层桩或邻桩的灌筑，必须在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强度的30%后方可进行。桩的重叠层数应根据具体情况确定，一般不超过4层。2、桩的起吊及运输（1）起吊 强度达到设计70%后才能起吊，达到100%后才能运输。（2）起吊点的确定 利用正负弯矩相等的原则确定 一点吊 0.293 L0.707 L 二点吊 三点吊 L 为桩的长度0.207 L0.207 L0.586 L 0.145 L0.145 L 0.355 L0.355 L3堆放（1）堆放场地必须平整、坚实（2）各层支承点垫木应在

9、同一垂直线上。（3）桩堆放层数不宜超过4层。（二）打桩设备（1）打桩的方法及设备1）方法：锤击沉桩震动沉桩静力压桩水冲沉桩2）锤击沉桩a 桩锤：落锤柴油锤震动锤气锤液压锤 b 桩架 作用是吊桩就位，固定桩位，承受桩锤和桩的重量，在打桩的过程中引导锤和桩的方向，并保证桩锤能沿着所要求的方向冲击桩体。起重机桩桩架桩锤（三）桩的打入 1、打桩的准备工作1）打桩前应作好场地的清理和平整工作。2）放线确定桩位。2、打桩顺序的确定由于桩入土后对其周围的土体有挤压作用，对打桩本身和周围建筑物有影响，所以应合理确定打桩的顺序。（1）常见的几种打桩顺序及其对土体的影响 1）自一边向另一边走排打土体挤压趋势2）自

10、中央向周边打 3）分段打 土体挤压趋势（2）打（沉）桩顺序选择1）基础标高不一的桩，宜先深后浅；对不同规格的桩，宜先大后小，先长后短，可使土层挤密均匀，以防止位移或偏斜。2）在粉质粘土及粘土地区，应避免按着一个方向进行，使土向一边挤压，造成入土深度不一，土体挤密程度不均，导致不均匀沉降。3）对于密集群桩，常用自中间向两个方向或向四周对称施打（图b、c）。4）若桩距大于或等于4倍桩直径，则与打桩顺序无关。3、打桩方法起重机桩桩架桩锤打桩示意图（1）打桩工艺桩架就位 桩就位（桩尖对位）套桩帽 落锤（2）施工要点1）吊桩就位 2）打桩 先用小落距（0.50.8m)轻击，使桩入土约12米后检查桩尖，若

11、不发生偏移，增大落距，进入正常的打桩。打桩中注意以下现象 A 桩锤的回弹情况；B 贯入度的变化；C 桩顶是否有打坏或打斜的现象；D 送桩，接桩，截桩4、打桩质量控制1）桩端达到坚硬、硬塑的粘性土、碎石土、中密以上的粉土和砂土或风化岩等上层时（端承桩），以贯入度控制为主桩端进入持力层深度或桩尖标高作为参考；贯入度最后10击的平均入土深度 2）桩端位于其他软土层时（摩擦桩），以桩端设计标高控 制为主，贯入度可作为参考。3）桩的平面位置及垂直度的偏差应在容许范围内：平面偏差不得大于100150mm，垂直度 1%桩长或不超过1/3 1个桩径或边长。4）验收桩基时应交的资料 桩位测量放线图；工程地质报告

12、；材料实验记录；桩的制作与打入记录；桩位竣工平面图；桩的实验报告。三、砼灌注桩施工（一）特点（与预制桩相比较）1、桩在一定范围内可任意取定，可作成直径大深度深的桩，承载力高。2、施工中对周围环境影响小。3、施工中，操作要求严格，质量控制难度大，施工周期长。（二）分类（按成孔方法）1、钻孔灌注桩2、人工挖孔灌注桩3、沉管灌注桩4、钻扩或爆扩灌注桩（三）钻孔灌注桩施工1、机械的选择 螺旋钻机：用于地下水位以上，直径 300500mm最大直径可达800，深812m。潜水钻机：一般条件下都可使用，直径一般 1000，深度可达2030m，最深可达50m。2、螺旋钻机钻孔灌注桩（1）施工机具 螺旋钻机（2

13、）施工工艺（3）施工要点1）钻孔时，钻杆应保持垂直稳固、位置正确，防止因钻杆晃动引起扩大孔径；2）钻进速度应根据电流值变化，及时进行调整；3）钻进过程中，应随时清理孔口积土和地面散落土；4）成孔达设计深度后，放置钢筋笼并再次测量孔内虚土厚度。端承桩沉渣50mm，两者兼有100mm，摩擦桩300mm。2、泥浆护壁钻孔灌注桩（1）施工工艺 放钢筋插导管浇砼成型成孔（2）施工要点 1）埋设护筒：用48mm厚的钢板制作，埋入深度一般11.5m。作用：定位保护孔口，存储泥浆使其高于地下水位。2）泥浆护壁钻孔：泥浆 相对密度1.11.15,主要作用:护壁防止塌孔,携渣,润滑钻头降低发热。3）清孔 4）落放

14、钢筋骨架5）浇注混凝土：一般采用导管法，混凝土应连续浇注，保证导管始终埋在混凝土中，同时应留试块，一般桩顶的浇注标高比设计标高高出0.50.8m，以便凿除桩顶部的泛浆层后达到设计标高的要求。3、施工中常见的问题1）护筒冒水2）钻孔倾斜3）孔壁塌陷和紧缩4）夹层或软弱层钻孔灌注桩质量事故案例武钢某综合楼（1994年）13层框架结构，总投资275万元，基础投资60万元桩基设计：钻孔灌注端承桩，桩径 600、800、1200 桩基异常情况：1）3根静载试验，1根不合格2）27根动载试验，8根不合格结论：承载力达不到要求施工记录：桩嵌入基岩47m，混凝土质量好，沉渣小4、原因分析桩未入岩，混凝土施工质

15、量差施工记录虚假5、处理：1）按摩擦桩考虑，根据试桩承载力，扣除后，用新增桩补足2）补桩38根：800 32根；1000 6根（四）套管成孔灌注桩1、含义：用锤击或振动的方法，将带有预制混凝土桩尖或钢活瓣桩尖的钢套管沉入土中，待沉到规定的深度后，立即在管中浇注混凝土，随后拔出钢套管，并利用拔管时的冲击或振动使混凝土捣实而形成的桩，故又称沉管或打拔灌注桩2、特点：1）施工设备简单，桩长可随实际地质条件确定，经济效果也好，有地下水流砂淤泥土的条件优先使用 2）单桩承载能力低，在软土中易产生颈缩，施工过程中有挤土振动和噪音3、分类：锤击沉管灌注桩，振动沉管灌注桩它们的根本区别在桩靴不同预制桩靴活瓣桩

16、靴4、锤击沉管灌注桩施工1）工艺过程：安桩架 桩架就位 沉钢套管 吊钢筋笼 浇砼 拔管2）沉管的几种方法 单打法 复打法 反插法3)砼的质量要求坍落度80100mm，当小于40mm时应分层捣实4）施工中常见的问题及处理（1）有隔层：原因：由于管径小砼骨料大，和易性差拔管速度过快造成 措施：控制砼的坍落度57cm，骨料直径3cm拔管速度2m/min（2）断桩：原因：桩中心距过近，打邻近桩时受挤压，隆起产生上拔力 软硬土层中间传递水平变形大小不同，产生水平剪力 砼终凝不久受振动。处理：应将断桩拔出，增大面积，重浇砼 施工中采用跳打法或相隔一定的技术间歇后打邻桩（3）瓶颈桩：原因：拔管速度过快或管内混凝土量过少 在地下水位以下或饱和淤泥或淤泥质土中沉桩管时，土受强制扰动挤压，土中水和空气未能很快扩散，局部产生孔隙压力，把部分桩体挤成缩颈 混凝土和易性差 处理：向桩管内尽量多装混凝土借其自重抵消桩身所受的孔隙水压力，沉桩应采取慢拔密振（击）；在淤泥质土中采用复打或反插法施工 桩身混凝土应用和易性好的低流动性混凝土浇筑（4）吊脚桩：原因：桩靴质量较差，强度不够 套管与桩靴接触不严或桩靴活瓣缝隙大