桩基础工程讲稿讲义PPT1.ppt

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1、桩基础施工,桩基础是由若干根桩和桩顶的承台组成的一种常见的深基础 特点：具有承载能力大、抗震性能好、沉降量小等特点 根据桩在土中受力情况不同，可分为端承桩和摩擦桩 端承桩：穿过软弱土层而到达硬土层或岩层的 一种桩，上部结构荷载主要依靠桩端 反力支撑 摩擦桩：完全设置在软弱土层一定深度的一种桩，上 部结构荷载主要由桩侧的摩阻力承担，而桩 端反力承担的荷载只占很小的部分,桩基工程,1-柱；2-承台梁；3-承台；4-桩；5-桩基持力层,按桩的受力情况，桩可分摩擦型桩和端承型桩。(a)端承桩(b)摩擦桩,按施工方法的不同，可分为预制桩和灌注桩 预制桩：在工厂或施工现场制成各种材料和形式的桩（如钢筋砼桩

2、、钢桩、木桩等），然后用沉 桩设备将桩打入、压入、振入（有时还兼用 高压水冲）或旋入土中 灌注桩：是在施工现场的桩位上先成孔，然后在孔内 灌注砼，也可加入钢筋后灌注砼。根据成 孔方法的不同可分为：钻孔、挖孔、冲孔 灌注桩、沉管灌注桩和爆扩桩等,钢筋砼预制桩施工,钢筋砼预制桩坚固耐久，不受地下水和潮湿变化的影响，可做成各种需要的断面和长度，而且能承受较大的荷载，在建筑工程中广泛运用常用的钢筋砼预制桩有实心方桩和预应力砼空心管桩沉桩方法：锤击法、静力压桩法、振动法和水冲法等,钢筋混凝土预制桩施工,预制方桩（边长200550mm）,预应力管桩（直径400600mm）,预应力混凝土管桩,采用先张法预应

3、力工艺,先张法采用离心工艺成型,离心成型的PC、PTC宜采用常压蒸养 PHC宜采用常压和高压蒸养,1.桩的制作、运输和堆放（1）桩的制作 长度10m以下的短桩一般多在工厂预制，较 长的桩在打桩现场附近露天预制 实心桩用间隔重叠的方法预制，上层桩的浇 筑要在下层桩的砼达到设计强度的30%以后 进行，重叠层数不超过4层。完成后洒水养护 不少于7d（2）运输、堆放 钢筋砼预制桩应在砼达到设计强度的70%方可起吊，达到设计强度的100%才能运输和打桩。若提前吊 运，需经验算合格方可进行，吊点应符合设计规定 桩的堆放场地应平整、坚实，堆放时应设垫木，堆 放层数不宜超过4层,2.打桩 打桩是利用桩锤的冲击

4、克服土对桩的阻力，使桩沉到预定深度或达到持力层（1）打桩机具选择。打桩机具主要包括桩锤、桩架和动力装置三部分。在选择打桩机具时应根据地基土壤的性质、工程的大小、桩的种类、施工期限、动力供应条件和现场情况确定（2）打桩前的准备工作。清理地上地下障碍物，场地应平整压实，确定桩基轴线，并将桩的准确位置测设到地面,（3）确定打桩顺序。要综合考虑到桩的密集程度、基础的设计标高、现场地形条件、土质情况等 一般当基坑不大时，打桩应从中间向两边或四周进行；当基坑较大时，应将基坑分为数段，而后在各段范围内分别进行。打桩应避免自内向外，或从周边向中间进行 当桩基的设计标高不同时，打桩顺序宜先深后浅；当桩的规格不同

5、时，打桩顺序宜先大后小、先长后短,较合理的打桩顺序,（4）打桩施工。打桩机就位后，将桩锤和桩帽吊起来，然后吊桩并送至导杆内，垂直对准桩位缓缓送下插入土中，垂直度偏差不得超过0.5%，然后固定桩帽和桩锤，使桩、桩帽、桩锤在同一铅垂线上，确保桩能垂直下沉。在桩锤和桩帽之间应加弹性衬垫，桩帽和桩顶周围应有510mm的间隙，以防损伤桩顶 打桩开始时，锤的落距应较小，待桩入土至一定深度且稳定后，再按要求的落距锤击。遇异常情况应暂停打桩，及时研究处理。打桩工程是一项隐蔽工程，为确保工程质量，必须在打桩过程中做好记录,（5）接桩方法。目前常用的接桩方法有焊接、法兰或硫黄胶泥锚接。前两种接桩方法适用于各类土层

6、，后者只适用于软弱土层。焊接接桩应用最多（6）桩头处理。空心管桩，在打完桩后，桩尖以上11.5m范围类的空心部分应立即用细石砼填实，其余部分可用细砂填实。各种预制桩在打桩完毕后，为使桩顶符合设计高程，应将无法打入的桩身截去,3.静力压桩 静力压桩是利用压桩架的自重及附属设备的重量，通过卷扬机的牵引，有钢丝绳滑轮及压梁将整个压桩架的重量传至桩顶，将桩逐节压入土中。在软土地基上，可利用静压力将预制桩压入土中（1）压桩程序。压桩一般是分节压入、逐段接长。当第一节桩压入土中，其上端距地面2m左右时，将第二节桩接上，继续压入（2）接桩方法。对每一根桩的压入，各工序应连续施工。如需接桩，可用焊接或硫磺砂浆

7、锚接,4.振动沉桩 振动沉桩的原理是借助固定于桩头上的振动箱所产生的振动力，以减小桩与土壤颗粒之间的摩擦力，使桩在自重与机械力的作用下沉入土中 振动沉桩主要适用于砂土、砂质粘土、亚粘土层，在含水砂层中的效果更为显著。在砂砾层中采用时，需配以水冲法 优点：设备构造简单，使用方便 缺点：适用范围较窄，不宜用于粘土层以及土层中夹有孤石的情况,5.水冲法沉桩（射水沉桩）水冲法沉桩是锤击沉桩的一种辅助方法，利用高压水流经过桩侧面或空心桩内部的射水管冲击桩尖附近土层，便于锤击沉桩。一般是边冲水边打桩，当沉桩至最后12m时停止冲水，用锤击至规定标高。水冲法适用于砂土和碎石土，有时对于特别长的预制桩，亦可用水

8、冲法辅助之,砼灌注桩施工,灌注桩是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内灌注砼或钢筋砼而成优点：能适应土层的变化，无须接桩，施工时无振动、无挤土和噪声小，适宜于在建筑物密集地区使用缺点：操作要求严格，施工后需一定的养护期方可承受荷载，成孔时有大量土基或泥浆排出灌注桩的施工方法，常用的有钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、套管成孔灌注桩和爆扩成孔灌注桩等,1.钻孔灌注桩 钻孔灌注桩是使用钻孔机钻孔，待孔深达到设计要求后进行清孔，放入钢筋笼，然后在孔内灌注砼而成桩。所需机械设备有螺旋钻孔机、钻扩机或潜水钻孔机（1）螺旋钻孔灌注桩 施工工艺：钻机就位后，用吊线、水平尺等检查导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心。

9、钻孔时放下 钻机，使钻杆向下移动至钻头触及土面时，才开始转 轴旋动钻杆，边钻进边出土。当钻到预定深度后，必 须在原深处进行空转清土，然后停转提起钻杆。桩孔 钻成清孔后，应尽快吊放钢筋，灌注砼不要隔夜，灌 注砼时应分层进行,冲击钻成孔 主要用于在岩土层中成孔，成孔时将冲锥式钻头提升一定高度后以自由下落的冲击力来破碎岩层，然后用掏渣筒来掏取孔内的渣浆。,冲击钻机1一滑轮；2一主杆；3一拉索；4一斜撑；5一卷扬机；6一垫木；7一钻头,潜水钻机 1一钻头；2一潜水钻机；3一电缆；4一护筒；5一水管；6一滚轮支点；7一钻杆；8一电缆盘；9一卷扬机；10一控制箱,（2）大直径钻孔扩底灌注桩 施工工艺：场地

10、平整放桩位线钻孔机就位机械钻直孔人工清直孔及扩孔扩孔清底检查放钢筋笼灌注砼。大直径钻孔灌注桩一般是指桩身直径大于700mm，用机械或人工成孔，在孔内灌注砼而成的桩。如果桩底部再进行扩大，则称大直径钻孔扩底灌注桩,2.人工挖孔灌注桩 人工挖孔灌注桩是采用人工挖土成孔，浇筑砼成桩。特点是：（1）单桩承载力高，结构受力明确，沉降量小（2）可直接检查桩直径、垂直度和持力层情况，桩质量可靠（3）施工机具设备简单，工艺操作简单，占场地小（4）施工无振动、无噪声、无环境污染，对周边建筑无影响,3.套管沉孔灌注桩 套管成孔灌注桩是目前采用最为广泛的一种灌注桩。有锤击灌注桩、振动沉管灌注桩、套管夯打灌注桩三种。

11、利用锤击沉桩设备沉管、拔管时，称为锤击沉管灌注桩；利用激振器振动沉管、拔管时，称为振动沉管灌注桩 根据承载力的不同要求，桩可采用单打法、复打法或反插法施工,套管成孔灌注桩,套管成孔灌注桩易产生的质量问题及处理,断桩：断桩一般发生在地面以下软硬土层的交接处，并多数发生在粘性土。砂石和松土中很少出现。产生断桩的主要原因有：桩距过小，受邻桩施打时挤土造成的影响；软硬土层间传递水平力大小不同，对桩产生剪应力；混凝土终凝不久，强度弱，受振动和外力扰动；拔管时速度过快，混凝土来不及下落，周围的土迅速回缩，形成断桩。避免断桩的措施有：布桩不宜过密，桩间距宜大于3.5倍桩径；合理制定打桩顺序和桩架行走路线以减

12、少振动的影响；采用跳打法施工，跳打应在相邻成形的桩达到设计强度的60以上进行；认真控制拔管速度，一般以1.2-1.5m/min为宜。如已查出断桩，应将断桩段拔出，将孔清理干净后，略增大面积或加上箍筋后，再重新浇筑混凝土。,缩颈：缩颈的桩又称瓶颈桩，桩身局部直径小于设计直径。产生的主要原因是：在含水率很高的软土层中沉桩管时，土受挤压产生很高的空隙水压，拔管后挤向新灌的混凝土而造成桩径截面缩小；拔管速度过快，混凝土流动性差或混凝土装入量少，混凝土出管时扩散差也造成缩颈现象。预防措施：施工时每次应向桩管内尽量多装混凝土，使之有足够的扩散压力；严格控制拔管速度。处理方法是：若桩轻度缩颈，可采用反插法，

13、局部缩颈可采用半复打法，桩身多处缩颈可采用复打法。吊脚桩：是指桩底部混凝土隔空或混凝土中混进泥砂而形成松软层。其形成的原因是预制桩尖质量差，沉管时被破坏，泥砂、水挤入桩管。处理方法：将桩管拔出，纠正桩尖或将砂回填桩孔后重新沉管,4.爆扩成孔灌注桩 爆扩成孔灌注桩又称爆扩桩，是由桩柱和扩大头两部分组成。施工过程：采用简易的麻花钻（手动或机动）在地基上钻出细而长的小孔，然后在孔内安放适量的炸药，利用爆炸的力量挤土成孔（也可用机钻成孔）；接着在孔底安放炸药，利用爆炸的力量在底部形成扩大头；最后灌注砼或钢筋砼而成。优点：成孔方法简便，节省劳动力，降低成本，做成的桩承载力也较大。除软土和新填土外，其他各

14、种土层中均可使用。,桩基检测与验收,成桩的质量检验有两类基本方法，一类是静载荷试验法，另一类为动测法。静载试验法试验目的及方法 静载试验的目的：模拟实际荷载情况，采用接近于桩的实际工作条件，通过静载加压，得出一系列关系曲线，确定单桩的极限承载力，综合评定确定其允许承载力，作为设计依据；或对工程桩的承载力进行抽样检验和评价。荷载试验有多种，通常采用的是单桩竖向抗压静载试验、单桩竖向抗拔静载试验和单桩水平静载试验。,1桩基检测,试验要求 预制桩在桩身强度达到设计要求的前提下，对于砂类土，不应少于7天；对于粉土和粘性土，不应少于15天；对于淤泥或淤泥质土，不应少于25天，待桩身与土体的结合基本趋于稳

15、定，才能进行试验。灌注桩应在桩身混凝土强度达到设计等级的前提下，对砂类土不少于10天；对一般粘性土不少于20天；对淤泥或淤泥质土不少于30天，才能进行试验。在同一条件下的试桩数量不宜少于总桩数的1%，且不应少于3根，工程总桩数在50根以内时不应少于2根。,动测法 动测法，又称动力无损检测法，是检测桩基承载力及桩身质量的一项新技术，作为静载试验的补充。试验方法动测法是相对静载试验法而言；它是对桩土体系进行适当的简化处理，建立起数学-力学模型，借助于现代电子技术与量测设备采集桩-土体系在给定的动荷载作用下所产生的振动参数，结合实际桩土条件进行计算，所得结果与相应的静载试验结果进行对比，在积累一定数

16、量的动静试验对比结果的基础上，找出两者之间的某种相关关系，并以此作为标准来确定桩基承载力。,与静载试验比较 一般静载试验可直观地反映桩的承载力和混凝土的浇筑质量，数量可靠。但试验装置复杂笨重，装、卸、操作费工费时，成本高，测试数量有限，并且易破坏桩基。动测法试验，仪器轻便灵活，检测快速；单桩试验时间仅为静载试验的1/50左右；数量多，不破坏桩基，相对也较准确，可进行普查；费用低，单桩测试费约为静载试验的1/30左右，可节省静载试验错桩、堆载、设备运输、吊装焊接等大量人力、物力。目前，国内用动测法的试桩工程数目，已占工程总数的70%左右，试桩数约占全部试桩数的90%，有效地填补了静载试桩的不足。

17、,承载力检验 单桩承载力的动测方法种类较多，国内有代表性的方法有：动力参数法、锤击贯入法、水电效应法、共振法、机械阻抗法、波动方程法等，其中常用的方法有动力参数法和锤击贯入法。桩身质量检测 在桩基动态无损检测中，国内外广泛使用的方法是应力波反射法，又称低（小）应变法。原理是根据一维杆件弹性波反射理论（波动理论），采用锤击振动力法检测桩体的完整性，即以波在不同阻抗和不同约束条件下的传播特性来判别桩身质量。,混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准（表2.5）,混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准(mm)表2.5,灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差 表2.6,1)主控项目桩位：见表2.6及说明。孔深：全数测量。检

18、测方法用钻杆成孔的，在一次清孔前用钻杆入孔长度来量测计算，在二次清孔后用重锤测，孔深要求只深不浅，允许偏差值是+300mm。桩体质量检验：检验数量和方法根据设计规定，若设计无规定时，可按建筑工程基桩检测技术规范JGJ/T106-2002选用，对甲级设计等级和地质条件复杂的检验数量不应少于桩总数的30%，且不应少于20根；其他桩基工程的抽验数不应少于桩总数20%且不少于10根。,2桩基验收,桩身混凝土强度：单桩混凝土灌注量小于50m3的，每桩一组试件，大于50m3的每50m3留置一组试件，全数检查混凝土试件报告；对桩体质量检验中有缺陷的桩可用钻芯取样送检的方法检验，可以对桩身强度和桩体完整性有一

19、个全面的评价。承载力：检验方法和检验标准按建筑工程基桩检测技术规范JGJ/T106-2002规定进行，检测数量和检测方法设计有要求时按设计要求实施。如设计没有规定时，应采用静载荷试验方法，检验桩数不少于总数的1%，且不应少于3根，当桩总数少于50根时，不应少于2根。,2）一般项目 垂直度：检验时间、方法、数量见前中条说明，记录在单桩成孔班报表上。桩径：检验方法、数量见前中条说明，记录在工程桩竣工平面图上。泥浆相对密度（粘土或砂性土中）：泥浆相对密度控制在范围内，在二次清孔后全数检测，取泥浆距孔底处取样，密度数据记录在灌注混凝土前隐蔽工程验收记录上。泥浆面标高：应高于地下水位内，目测护筒内泥浆面

20、的标高，从成孔开始至灌注混凝土前全程监控，发现泥浆面标高不足时应立即补足以防坍孔。泥浆面标高数据记录在制桩不同阶段的质量记录中，例如开孔通知单，成孔班报表，钢筋笼沉放下灌注导管、二次清孔后的隐蔽工程验收记录、水下混凝土灌注记录等表式中。,沉渣厚度：端承桩50mm，摩擦桩150mm。全数检测，水下混凝土灌注桩用沉渣仪或重锤测量，记录在二次清孔后隐蔽工程验收记录。混凝土坍落度：水下混凝土灌注桩混凝土坍落度要求控制在范围内，每根桩最少检测一次，坍落度有变化时重测，数据应按混凝土灌注深度记录在水下混凝土灌注记录表中。钢筋笼安装深度：钢筋笼分节制作检验合格后，在桩孔口分节安装，桩顶标高比场地标高低500

21、mm以内的，按前的1）中条关于钢筋笼长度计算方法计算钢筋笼沉放深度，偏差值控制在100mm内；若桩顶标高比场地低以上，需要焊接钢筋笼吊筋的应把吊筋计算在内，算出钢筋笼沉放深度，记录在每根桩钢筋笼沉放隐蔽工程验收记录中。混凝土充盈系数：检查每根桩混凝土的实际灌注量必须大于理论计算量。桩顶标高：应在挖土完成后，把桩顶浮浆层和劣质桩体凿除后，用水准仪对每根桩的桩顶标高进行测量，桩顶标高偏差应控制在范围内，不允许桩顶标高比混凝土垫层面低，每根桩的桩顶标高记录在桩位竣工平面图中。,混凝土灌注桩质量验收记录桩设计图纸、施工说明和地质资料。当地无成熟经验时必须提供试成孔资料。材料合格证和到施工现场后复试试验报告。灌注桩从开孔至混凝土灌注的各工序施工记录。隐蔽工程验收记录。单桩混凝土试件试压报告。桩体完整性测试报告；桩承载力测试报告。混凝土灌注桩钢筋笼质量检验记录。灌注桩平面位置和垂直度检验记录；混凝土灌注桩质量检验记录。混凝土灌注桩竣工桩位。,