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[精选]第三章溷凝土灌注桩施工名师编辑PPT课件--资料

发布时间:

第三章 桩基施工
主讲:刘炳南

主要内容
预制桩 ? 混凝土方(园)桩 ? 预应力混凝土管桩 ? 钢管桩
钻孔灌注混凝土桩 ? 螺旋钻孔灌注桩 ? 泥浆护壁成孔灌注桩 ? 套管成孔扩底灌注桩 ? 多支盘灌注桩

第一节 预制桩施工
混凝土预制桩 将预制的钢筋混凝土桩、预应力砼空心管桩
及钢管桩等用机械锤击法或其他方法打入地基内, 并在桩顶上做承台,承受上部荷载,这就是预制 桩基础。
工程上应用最多的一种桩型,它系先在工厂 或现场进行预制,然后用打(沉)桩机械,在现 场就地打(沉)入到设计位置和深度。

混凝土预制桩优缺点
优点:桩单方承载力高,桩预制制作,不占 工期,打设方便,施工准备周期短,施工质量宜 于控制,成桩不受地下水影响,生产效率高,施 工速度快,工期短,无泥浆排放问题等。
缺点:打(沉)桩振动大,噪声高,挤土效 应显著,造价高。由于地质起伏,桩的长度不易 控制,常遇到截桩、接桩。遇到砂层不宜穿透。
适用:一般粘性土、粉土、砂土、软土等地 基应用。

1、工程地质勘察
工程地质勘察是桩基设计与施工的主要依据。 (1)勘探点的*面布置 (2)工程土质柱状图和剖面图 (3)土的物理力学指标和建议的单桩承载力
(桩头阻力<硬质>;桩测摩阻力<软土>)
(4)静力触操或标准费入实验 (5)地下水位情况

2、桩的制作、运输和堆放
预制厂制作,商品桩 现场制作应编制施工组织设计
制作方法有并列法、间隔法、重叠法 等。连续浇筑砼,达100%强度后,才能 堆放、吊运。

3、桩的打设
锤击法、振动法(沙土中)、水冲法、钻孔 锤击法、静压桩法等。 锤击法:最基本的方法,利用锤的冲击力克服土 对桩的阻力,使桩沉到预定的深度或达到持力层。 振动法:用一个大功率的电力振动器,利用振动 力以减少土对桩的阻力,使桩沉入土中。 水冲法:锤击法的一种辅助法,利用高压水流经 依附于桩侧面或空心桩内部的射水管,冲松桩尖 土层,便于锤击。 静力压桩法:适用于软弱土层,压桩时借助于压 桩机的自身重量将桩压入水中。

打(沉)桩机械设备:
由桩锤和桩架两部分组成。桩锤又分 为落锤、单动气锤、双动气锤、柴油锤、 振动锤几种。其中柴油锤最为普遍、常用 的是柴油桩锤,又分导杆式和筒式两类。
打桩时要注意打桩顺序:
逐排打,自边沿向中打,自中向边打 和分段打。对大的打桩群应分区用多台桩 机同时打。

打桩时要注意事项: 均匀打; 及时纠偏; 注意贯入度的变化; 接桩; 做好每根桩的记录。

4、施工常见问题分析
桩上涌、土隆起 在打桩过程中,桩打入土中排挤土体、使土
体压缩,当土体被挤到极限时,向上涌起,抬高 地面,这种现象较为普遍,对桩承载力无影响。 桩顶位移 桩头破损
大多由于砼强度不足,桩头钢筋设置不合理, 锤击偏心,桩垫厚度不足。 截桩
原因:钻探孔较少不能反应实际情况;地质 变化大;预制桩长度按米供应;施工单位存在宁 截桩不接桩的思想。

钢管桩
钢管桩不加桩,直接开口打。土涌入管内 达一定高度后,因挤密封死。具有重量轻、刚 性好,强度高;易于加工,搬运、堆放方便; 接头电焊,桩长易于调节;挤土量小,对周围 桩体和其它建筑物影响亦小等一系列优点。但 设备复杂,振动噪音大,用钢量大造价高。
适用于沿海饱和软粘土地区城市中心的高 层及超高层建筑。如上海金茂大厦,高420m, 88层,采用429根∮914.4x12的钢管作桩基, 桩长65m,入土深度达82.5m。

钢管桩施工特点
沉桩方法:锤击、振动、静力压法。 打桩:先挖土后打桩;
先打桩后挖土。 (在软土地区,地下水位较高,为避免排 水,一般多采用先打桩后挖土。)

施工顺序:
桩基安装→桩基移动就位→吊桩→插桩 →锤击下沉→接桩→锤击至设计深度→内切 钢管桩→精割→戴帽。
打桩顺序:
先中间后打外围(或两侧),先打长后 打短,先打大后打小。

打桩对周围环境的影响
打桩破坏了土体内部原来静力*衡, 产生了下列变化: 地面垂直隆起,土体产生水*位移; 土孔隙中静水压力升高,形成超静孔隙水 压力,水沿桩身向上渗流; 沉桩后期会发生新的沉降。

为减少对周围环境的影响,采取以下措施:
减少和限制沉桩和挤土影响 ?采用预钻孔打桩工艺(钻孔不超过桩长1/3) ?合理安排沉桩顺序 ?控制沉桩速率 ?控应力释放沟 (深1.5~2m,两边放坡,沟底 钻孔取土。)
减少超静孔隙水压力 ?增加袋装沙井 ?人为造成排水通道 ?预埋塑料排版
减少振动影响 ?静压或重锤轻击

第二节 灌注桩施工
主要灌注桩的施工
? 钻孔灌注桩 ? 大直径扩底灌注桩 ? 挤扩多分支承力盘与多支盘灌注桩 ? 夯扩灌注桩

一、钻孔灌注桩施工
钻孔灌注桩
? 钻孔灌注桩施工可采用干式或湿式成孔,成孔后吊放钢筋笼, 灌注混凝土而成。
? 施工时要保证设计要求的桩位、孔径、孔深、孔的垂直精度 和桩顶标高,并保证孔底沉渣厚度满足规范要求。
干式成孔的钻孔灌注桩
? 螺旋钻孔灌注桩
湿式成孔的钻孔灌注桩
? 回转钻机

干式成孔——螺旋钻孔灌注桩施工
施工工艺:
移车就位→立桩位标杆→调直钻杆 →对准桩位→钻进并随时注意钻杆垂 直度→钻到预定深度、清底→提钻→ 成孔质量检验→盖盖板。
新工艺:
有压力的水泥浆注入桩端深入虚土 及砂卵石空隙,形成一个有端阻力的 固结桩头,并产生反力将桩微量上抬, 加大了侧阻力,提高了承载力。
其他成孔方法
? 大芯管、小叶片的螺旋钻机成桩法 ? 日本的CTP工法 ? 钻孔压浆成桩法

湿式成孔——回转钻机成孔的灌注桩施工
回转钻机是目前灌注桩施工用得最多的施工 机械,该钻机设备性能可靠,效率高,质量 好。它适用于松散土层、黏土层、沙砾层、 软硬岩层等各种地质条件。
回转钻机成孔工艺应用较多,主要有:
? 正循环回转钻机成孔 ? 反循环回转钻机成孔

回转钻机成孔的灌注桩施工程序图

泥浆沉淀池 泥浆处理、排放

测量放线定桩位 桩机调整垂直度
埋设护筒 钻孔
第一次清孔 质量检查 吊放钢筋笼 吊放导管 第二次清孔 灌注混凝土

拌制护壁泥浆 钢筋笼制作

回转钻机工艺原理
正循环回转钻机设备简单、工艺成熟,适于孔深不太 深、孔径<800mm;孔径较大时,排碴能力弱。
反循环回转钻机泥浆上返速度大,排碴能力强,成孔 效率高。

其他湿式成孔的钻孔灌注桩方法 ? 冲击式钻孔机成孔 ? 潜水电钻成孔 ? 斗式钻头成孔机成孔 ? 全套管护壁成孔钻机成孔 ? 回转钻机成孔

二、大直径扩底灌注桩施工
在深基础工程中桩基是主要手段,而在桩基应用 最广泛的是混凝土灌注桩。在高层建筑中大直径混凝 土灌注桩的应用越来越普遍。因具有一系列优点:
1.单桩承载力高,一根桩能承受几百吨乃至几千 吨,能满足高层建筑的框架结构和剪力墙结构的需要, 由于单桩承载力高,可以做到一根柱子下面只有一根 桩,可以不作作承台,费用较低;
2.岩层埋藏较浅时,大直径灌注桩可以嵌入岩层 一定深度,使桩更加牢靠;

3.大直径灌注桩由于成孔直径大,施工时下放钢 筋方便,灌注水下混凝土也易于保证质量;
4.大直径灌注桩既能承受垂直荷载,也能承受较 大的水*荷载,而且能嵌入地层一定深度,其抗震性 能也较好,同时沉降也小,能防止不均匀沉降;
5.灌注桩施工不存在沉桩挤土问题,震动噪声均 很小,对临*的建筑物、构筑物及地下管线、道路等 危害极小。这也是灌注桩广泛应用的原因之一;
但是,混凝土灌注桩成桩工艺较复杂,尤其是湿 作业成孔时,成桩速度也较慢。且成桩质量与施工好 坏密切相关 ,成桩也难以直观的进行检查。

大直径的混凝土灌注桩在我国高层建筑
施工中得到越来越广泛的应用,并且通过实 践,在机械设备、成桩工艺和质量检测方面 都取得长足的进步。
混凝土灌注桩的成孔,按设计要求和地 质条件设备状况,可采用钻、冲、抓、挖等 不同方式,但以钻孔为最多。成孔作业还分 为干式成孔(孔内无水)和湿式成孔(孔内有 水),分别采用不同的成孔设备和技术措施。 湿失成孔时,需采用泥浆护壁,并用水下混 凝土的浇筑方式浇筑桩身混凝土。

大直径扩底灌注桩基础
种类及施工工艺: 人工挖孔扩孔桩 机钻孔人工扩孔桩 场*秸畔摺樽盎怠苹
位→校杆→对正钻孔→清土→移开钻机→ 测孔深→机钻完毕。
机钻机扩孔

人工挖孔扩孔桩施工工艺
做好放线定位工作; 根据土质岩层情况,采用人工挖土或风镐掘进; 护壁用四块弧形钢模拼装而成; 如遇地下水,可挖一集水坑边抽水边往下挖; 开挖3m后用抽风机通风; 按方案和设计要求扩底; 下钢筋笼、浇筑砼。

质量控制及安全措施
质量控制 孔底检查及清理 保证桩的垂直度 钢筋骨架要保证不变形 砼必须振捣密实
安全措施 人工挖孔主要防止孔壁坍塌并保护孔
内空气新鲜,防止有害气体。

三、挤扩多分支承力盘与多支盘灌注桩施工
挤扩多分支承力盘(多支盘) 灌注桩,为一种新型变截面桩, 是在普通灌注桩基础上,在桩 身不同部位设置分支和承力盘, 或仅设置承力盘而成。
特点:
? 单桩承载力高 ? 节约原材料 ? 成本低 ? 适应性强 ? 施工机械化程度高
适用于黏性土、粉土、细砂土 及软土;不适于在淤泥质土、 中粗砂层、砾石层及液化土层

多支盘桩施工工艺

多支盘桩施工工艺为:
桩定位放线 挖桩坑、设钢护筒 钻孔机就位

钻孔至设计深度

将支盘成型器吊入已钻孔内 第一次清孔 桩位钻孔 钻机移位至下

在设计位置压分支、承力盘 下钢筋笼

下导管

拆除导管、护筒

清理桩头

水下灌注混凝土 二次清孔

施工中的注意事项
分支、盘位应选在较好的土层。如施工中发现土层不能 满足设计要求,为提高承载力,应根据具体情况适当加 深0.5~1.5m,或在桩上增加2~4个分支(或1~2个承 载盘),以保证达到要求的承载力;
当桩距小于3.5d(d-主桩直径)时,钻机应间隔钻孔, 以免造成坍孔,影响桩身质量;
桩的分支未配钢筋,因此混凝土要保证密实; 每一支盘应按规定转角及次序认真挤扩; 挤扩盘过程中,随着盘体体积增大,应不断补充泥浆,
尤其在支盘成型器上提过程中。

四、夯扩灌注桩施工
夯扩灌注桩是在锤击沉管灌注桩基础上 发展起来的一种新型桩。主要是由于桩扩底。 能增大桩端持力层的承载力,因而提高了单桩 的承载力,有较好的技术经济效果.在我国一 些地区已推广使用。
它适用于一般黏性土、淤泥质土、黄土、 硬黏性土等。

夯扩桩的施工工艺程序
按基础*面图测放出各桩的中心位置,并用套管 和撒石灰标出桩位 → 机架就位,在桩位垫一层150200mm厚与灌注桩同强度等级的干硬性混凝土,放下 桩管,紧压在其上面,以防回淤 → 将外桩管和内套管 套叠同步打入设计深度 → 拔除内夯管并在外桩管内灌 入第一批混凝土,高度为H,混凝土量一般为0.1-0.3 立方米 → 将内夯管放回外桩管中压在混凝土面上, 并将外桩管拔起h高度(h<H),一般为0.6-1.0m → 用桩锤通过内夯管将外桩管中灌入的混凝土挤出外管 → 将内外管再同时打至设计要求的深度(h深度),迫使 其内部混凝土向下部和四周基土挤压,形成扩大的端部, 完成一次夯扩。

夯扩桩的施工工艺流程图

根据设计要求,可重复以上施工程序进行 二次夯扩 :
拔出内夯管在外管内灌第二批混凝土,一 次性浇筑桩身所需高度→再插入内夯管紧压管 内混凝土,边压边徐徐拔起外桩管,直至拔出 地面。
以上H、h等参数要通过试验确定,作为施 工的控制依据。

夯扩沉管灌注桩两种形成方法:
①沉管由桩管和内击锤组成,沉管在振动力及机 械自重作用下,到达设计位置后,灌入混凝土,用内 击锤夯击管内混凝土使其形成扩大头;
②采用单管用振动加压将其沉到设计要求的深度, 往管内灌入一定高度的扩底混凝土后向上提管,此时 桩尖活瓣张开,混凝土进入孔底,由于桩尖受自重和 外侧阻力关闭,再将桩管加压振动复打,迫使扩底混 凝土向下部和四周挤压,形成扩大头。




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