桩基础知识及施工要点讲义.ppt

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1、第二章 桩基础施工,2.1 预制桩施工2.2 混凝土灌注桩施工2.3 预应力混凝土管桩,地基与基础 天然地基上的浅基础 人工地基上的浅基础 天然地基上的深基础：桩基础,宜优先选用,浅基础,天然地基：天然土层，不对地基土做处理浅基础：（1）埋深小于5m的柱基或墙基（2）埋深小于基础宽度的筏基、箱基,人工地基：经过地基处理，加固上部土层，提 高承载力浅基础：,深基础：桩基础新加坡发展银行,四墩,每墩直径7.3m将荷载传递到下部好土层,承载力高,大直径钻孔桩,风化砂岩及粉砂岩,部分风化及不风化泥岩,浅基础深基础：桩基础 承载性质：端承桩、摩擦桩 成桩方法：预制桩、灌注桩,STX造船码头星级宾馆基础工

2、程,工程概况：STX商务有限公司技术交流中心1#、2#、3#馆，是长兴岛STX造船码头的星级宾馆。其中3#馆，建筑面积1.2万平方米。地下两层，层高分别为6.1m、2.1m；地上7层，一层6.6m，二层4.5m，标准层3.6m。柱网尺寸8m9m。地质条件：3#馆座落在回填土上，最厚处达到10多米深，回填土刚刚填完，没进行处理；回填土以下是中风化和强风化石英砂岩夹页岩。工程要求：1、选择桩型 2、确定成桩工艺,桩基础形式：,灌注桩,预制桩（端承桩）,桩基础材料：,预应力砼,（钢、砼、预应力砼）,桩基础断面：,管桩,一、预制桩的制作、运输和堆放,2.1 预制桩施工,1构造截面：方桩250550,预

3、应力管桩:3001000;长度：工厂12m，现场30m；砼强度：不宜低于C30；预应力管桩:C80;,纵筋直径:1225,2制作叠浇法叠浇层数：4层,上下隔离；隔离剂：桩与桩之间隔离；浇注时间：下层30强度，再浇上层。,钢筋、模板,混凝土浇筑,3起吊、运输,(1)砼强度：起吊达到70设计强度 运输达到100设计强度,(2)吊点：正负弯矩值相等则起吊弯矩最小,一点起吊,一点起吊,两点起吊,三点起吊,4堆放,地面坚实、平整，垫长枕木；支承点在吊点位置，垫木上下对齐。高度不超过四层；,混凝土管桩,预制桩基础施工方案,管桩制作：工厂制作，长度12米；管桩运输：选用载重量30t，平板长度14m的重型板车

4、。运输过程中采用两点法放置。管桩施工：桩的现场堆放与吊运：堆放场地平整压实，管桩起吊采用两点法；沉桩：采用静力压桩法（液压式）；接桩：端板焊接连接；桩顶标高：送桩器送至设计标高；,质量控制施工前：外观检查；施工中：桩位偏差；接桩焊接质量；桩顶标高施工后：荷载试验，桩体质量检验；经济效益与锤击法相比：施工速度快，缩短工期1/3；与普通砼桩相比：配筋率减少3040%；社会效益施工噪音小、无污染,编笼、滚焊,上料,合模,离心成型,高压蒸养,钢管桩,打桩设备桩锤落锤、柴油锤、蒸汽锤、液压锤；桩架：作用：吊桩就位、悬吊桩锤、打桩类型（常用）：多功能桩架：机动适应性好；大而装拆运麻烦。履带式桩架：移动方便

5、，适用范围广。,二、预制桩锤击法施工,柴油锤,自由落锤,蒸汽锤,单动汽锤,双动汽锤,液压锤,高频液压振动锤,柴油锤,履带式桩架,多功能桩架,滚筒式打桩机,多功能桩机,履带式桩机,动力装置其配置取决于所选的桩锤。落锤，配备卷扬机；蒸汽锤，配备蒸汽锅炉。柴油锤，不需外部动力装置。锤垫位于桩帽上部桩帽设在桩顶，保护桩锤和防止桩顶损坏。桩垫桩帽下部与桩顶间的垫材送桩器,准备工作（1）场地准备；（2）定位放线；（3）确定打桩顺序；（4）进行打桩试验：2根，检验工艺、设备是否符合要求。,试打桩关于“试打桩”最重要的技术准备工作目的确定收锤标准贯入度地点场地内钻孔附近贯入度：桩被击打一次，桩贯入土中的距离(

6、cm)。,打桩工艺准备测量放线定位桩机就位吊桩和定桩扣桩帽、落锤、脱吊钩对中和调直低锤轻打打桩接桩再打桩再接桩直到收锤标准收锤送桩（截桩）,定位,打桩,接桩：焊接法、浆锚法、法兰法,接桩,收锤,管桩与基础底板连接,打桩顺序,1)当桩较密集时：自中间向四周环绕打；由中间向两侧打；分段施打2)当桩较稀疏时：逐排打设,减小：后施工的桩对先施工的桩的影响 对周边环境的影响,问题？,桩直径不同时：先大后小 桩埋深不同时：先深后浅桩长度不同时：先长后短桩一侧毗邻建筑物时：由建筑物一侧向另一侧施打,上海浦东国际机场二期航站楼位于已运营浦东机场一期航站楼东侧。联廊和主楼是二期航站楼组成的一部分。工程桩桩型分为

7、600 预制高强预应力混凝土管桩和断面为500mm500mm的预制混凝土方桩两种。航站楼联廊、主楼共有2592个桩位,其中PHC管桩1277 根,方桩1315 根,方桩桩长46m63m不等,PHC 管桩桩长26m45m 不等,方桩由三节桩组成,PHC管桩由二至三节桩组成。PHC管桩集中分布在42轴及以南区域,方桩集中分布在39轴及以北区域。,上海浦东国际机场二期航站楼桩基施工技术,1 工程地质概况 二期航站楼工程处于机场吹填区域,不同施工区域土层高差达30余米。其地貌类型属河口、砂嘴、砂岛相地貌类型。场地平整后的标高为3.700 m,联廊、主楼桩基持力层在粉细砂层。,上海浦东国际机场二期航站楼

8、桩基施工技术,2 施工方案方桩:断面500mm500mm;桩长46m63m;最短12m,最长21m(18种长度);三节桩预应力空心管状(PHC):600;桩长26m45m;最短6m,最长为15m(20种长度,细分66种);三节桩桩位编号与标记1)制桩时在距桩端1.5m处做标记：制造日期、桩位区编号及轴线编号；2)施工前，在桩位图上按轴线对PHC管桩和方桩的桩位编号。,预制桩的生产1)方桩:现场预制,每天生产量可达114节方桩(38根),制桩与打桩流程2)PHC 管桩:工厂制作,单日产量可达180节管桩。,预制桩的运输1)方桩:载重量30t,长度18m的超长重型平板车,单车运载能力2节3节。2)

9、PHC管桩:载重量30t,长度14m 的重型平板车,单车运载能力70m/车。18m以下的桩在运输过程中按二支点法安置。18m以上的桩在运输过程中按三支点法的位置。,打桩流程施工区域以39轴为界：南区，北区南、北两区：两个工区。打桩顺序：先打联廊，后打主楼桩。打桩原则：先长桩后短桩。打桩机：15 台履带式打桩机。,打桩施工桩的现场堆放及吊运堆放：底部楞木位置在桩端0.207L处,堆放高度不超过4 层。起吊：PHC 管桩起吊采用两端勾吊，方桩采用两点吊。,沉桩:锤击法沉桩,混凝土强度设计强度100%,龄期满足28d。,接桩 PHC管桩:端板焊接连接,方桩:电焊接桩,焊接用角钢规格为L10010,长

10、度40cm,焊条选用E43。在焊接接头自然冷却5min 后方可继续沉桩。送桩送桩器：送桩深度最大8.72m。观测控制送桩的垂直度,控制桩顶标高。,施工总结 本工程采取预制桩现场预制与工厂预制相结合、制桩与打桩流程相结合、打桩流程安排决定制桩流程的施工方案,确保了桩的配套供应,此外施工机械选型得当和打桩顺序安排合理,加快了工程进度,使得工程能够提早5d结束;通过合理安排打桩流程、采取减少挤土效应的措施,保证了桩位平面偏差都在规范允许范围内,最终使得工程质量达到了合格标准。,质量要求：,1）满足承载力要求：端承桩控制最后贯入度为主(参考标高)摩擦桩控制沉桩标高为主(参考最后贯入度)2）偏差:垂直度

11、偏差：不超过1%；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。,挤土、震动、噪音、大气污染挤土：采取合理打桩顺序、控制打桩速度；震动、噪音、大气污染：合理打桩方法。,锤击法打桩的危害,静力压桩：利用静压力将桩压入土中。无振动、噪音，沉桩精度高。适用于：适用于软弱土层和邻近有怕振动的建（构）筑物的情况。压桩机：顶压式、箍压式和前压式,预制桩静压法桩法,顶压式,箍压式,压桩施工，一般采用分段压入、逐节接长的方法。施工时，先将第一节桩压入土中，当其上端与压桩机操作平台齐平时，进行接桩。,最重要的是测量定位、桩尖就位、压桩和接桩四大施工过程，这是保证压桩质量的关键。桩长如何控制？,静

12、力压桩的施工工艺放线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。,STX造船码头宾馆桩基础施工,基础方案：PHC-500(120)A-C80-9,10,12,第二节 灌注桩施工,什么是灌注桩？灌注桩的成孔方法？钻孔灌注桩 沉管灌注桩 冲孔灌注桩 人工挖孔灌注桩灌注桩与预制桩的比较？挤土效应：小 桩长、桩径：变化自如 施工工艺：复杂、工期长,一、钻孔灌注桩施工,（一）钻孔机械设备螺旋钻孔机,用于地下水位以上的粘土、粉土、中密以上砂土等，孔径300-800mm,钻孔深度8-12m,回转钻孔机,钻头,钻孔直径可达2.5m,钻进深度可达50-100m,适宜多种地质,潜水

13、钻机,钻扩机 有柱头钻头和扩底钻头,对于扩大头桩，至设计标高后换扩大钻头,全套管钻机,（二）钻孔灌注桩：1、干作业成孔灌注桩施工北方地区或无地下水的土层适用：填土、粘性土、粉土、碎石土；成孔机械：螺旋钻机 孔径8001200,施工工艺,（清理场地、测量放线）桩定位钻机就位钻孔清孔（成孔质量检查验收）放钢筋笼浇砼。,钻孔,螺旋钻孔机成桩工艺,放钢筋笼,浇砼,清孔,每步注意事项,注意问题 成孔顺序：现场条件、桩机行走方便；孔距较小，间隔成孔；及时浇砼，防孔壁坍塌；质量要求 偏差要求：垂直度偏差1 孔底虚土厚度：端承桩50；摩擦桩150。避免出现缩径和断桩,2、泥浆护壁成孔（用于有地下水）,成孔机械

14、（钻头）冲击钻：碎石土、砂土、粘性土、风化岩；回转钻：填土、粘性土、淤泥、砂土；,施工工艺,桩定位埋护筒配泥浆钻孔、灌泥浆清孔放钢筋笼水下浇砼。,原理：钻机成孔，泥浆护壁排土渣,P77,（1）测定桩位,（2）埋设护筒,作用：固定桩孔位置；保护孔口；维持孔内水头，防止塌孔；为钻头导向尺寸？P77,泥浆护壁钻孔灌注桩施工时，通常应埋设钢护筒，以起定位、保护孔口、存储泥浆和使其高于地下水位。,埋设的钢护筒,钢护筒,水上搭操作平台，进行钻孔灌注桩施工，埋设钢护筒。,（3）桩机就位,护壁的泥浆有采用膨润土制浆、原土制浆等，其泥浆的比重应根据土质进行调整，维持孔壁一定的泥浆压力，不塌孔。,泥浆池制浆,（4

15、）泥浆制备,泥浆制备 通过孔内的水头高度所形成的对孔壁的静压力来保护孔壁，泥浆与孔壁形成的泥皮，阻止孔外水向孔内渗流，起到保护孔壁的作用。,桥梁基础的钻孔灌注桩施工现场。,钻孔灌注桩的施工现场若管理不善，易造成泥浆到处流淌，现场文明施工不够。,混凝土料斗,浇筑混凝土导管,（5）成孔,反循环,正循环,泥浆作用：护壁排土渣冷却润滑,配泥浆,灌泥浆,钻孔灌注桩的钻头由施工作业队根据土质、以往的施工经验加工制作，通常在端部焊接合金刀头，增加耐磨性和切削土的能力。,成孔检测超声波检测仪检测桩径,（7）水下灌注砼要求,导管最大外径比钢筋笼内径小100以上；保护层厚度50；提管时保证混凝土埋入1m。,（6）

16、清孔,端承桩,沉渣厚度不大于50；摩擦型桩,沉渣厚度不大于100；,清孔(hole trimming)一般用清水清孔，钻机只钻不进，待泥浆比重降到1.1左右即认为清孔合格。吊放钢筋笼 清孔后，尽快吊放钢筋笼,混凝土灌注采用导管法水下混凝土灌注方法施工,二、沉管灌注桩(cased pile),1.适用于：能在土质很差，地下水位很高时施工。2.施工方法：锤击沉入钢管法 振动沉入钢管法3.工艺顺序：桩靴、钢管就位沉管放钢筋笼浇砼、提管。,钢筋混凝土桩尖,钢管活瓣桩尖,桩尖埋设,步履式桩机,锤击、振动沉管施工方法 单打法 复打法单打时不放钢筋笼，砼初凝前原位打入、插筋灌注。反插法边振边拔，每次拔管0.

17、5-1.0m,再向下反插0.3-0.5m,如此反复并保持振动,套管成孔灌注桩常遇问题和处理方法,断桩原因：桩距过小，桩身砼强度低，邻桩沉管时挤土使 桩身断裂。措施：桩间距3.5d；跳打法；合理打桩顺序。缩颈桩原因：邻桩的挤土影响；拔管速度过快。措施：慢拔密振，反插法，复打法。,吊脚桩原因：预制桩尖未及时脱出；活瓣桩尖未及时张开。措施：将桩管拔出，填砂后重打。桩尖进水进泥沙原因：活瓣桩尖有空隙；砼桩尖与桩管接触不严措施：修复或更换活瓣桩尖，桩尖已经进水进泥应填砂重打。,三、人工挖孔灌注桩(pile with man-excavated shaft)直径0.8m，长度20m1.设备 风镐、八字护壁

18、；钻扩机2.要求防塌壁；需降水、通风、通讯、照明,大直径扩底桩,护壁构造示意,2、施工工艺（1）放线、定桩位（2）分段开挖（3）绑扎护壁钢筋（4）支设护壁模板（5）放置操作平台（6）浇护壁砼（7）拆模往下施工（8）排除孔底积水（9）放钢筋笼，浇砼,各种桩基的选择与应用,大连某一小区高层住宅，共18层，建筑总高度51.60m，为框架剪力墙体系。桩型选择原则 荷载、土层、机械、环境、造价可供选择的桩型 混凝土预制桩 钻孔灌注桩 沉管灌注桩适合本工程的桩型,桩基在实际工程中的应用,工程1 某综合楼结构设计中,该楼主体为5层框架结构体系。地质状况为:场地内上覆盖土层素填土、淤泥质粘土层、砾砂层、粉砂层

19、。这些土层具有高压缩性,且分布不均。地面下12米为中等风化泥岩，承载力高达2000Kpa。地下水位较高。场地位于住宅区内，三面紧邻三栋建筑物。问题：确定基础形式 确定基础施工方案,工程2 华润高档住宅区,建筑物为1834层的高层剪力墙结构体系。地质状况为:场地内上覆盖的杂填土、淤泥质粘土层、中风化板岩。杂填土较厚36米，已经过强夯处理，淤泥质粘土层厚度在515米，中风化板岩承载力高达1200Kpa。场地周围没有建筑物。问题：选择基础形式（阐明原因）并确定施工方案（详细）,第三节 预应力混凝土管桩,预应力管桩的生产在工厂内进行，利用高强螺旋肋的钢丝作为预应力筋，混凝土强度等级可达C60C80，采

20、用离心法生产，高压蒸汽养护。,预应力混凝土管桩的桩端加强钢板套箍,管桩钢丝,螺旋箍筋,运至施工现场的预应力混凝土管桩。,吊桩,静力压桩机,桩与桩管口焊接连接（接桩）。,连续压桩。,压入一节。,广州大学城工地柴油锤捶击沉桩，一般用在对周围居民影响不大的空旷地区。,1名词解释：,最后贯入度：重锤低击：复打法：砼充盈系数：,最后贯入度是指锤击沉桩施工中，最后10击内桩的平均入土深度。重锤低击：指选用较重的锤，以较低的落距锤击沉桩。复打法：即在同一桩孔内进行两次单打。目的是为了提高桩的质量或使桩 径增大，提高桩的承载能力。砼充盈系数：指灌注桩施工时，砼的实际浇筑量与理论计算浇筑量的比值。,2单项选择：

21、,3填空题：1泥浆护壁钻孔灌注桩成孔施工时，泥浆的作用是：（）。2钢筋砼预制桩的打桩顺序一般有：（）、（）、（）。3桩锤重量可按那几个因素来选择：（）、（）、（）。4预制打入桩垂直度偏差应控制在（）以内。5入土深度控制对摩擦桩应以（）为主，以（）作为参考。端承桩应以（）为主。6钻孔灌注桩钻孔时的泥浆循环工艺有（）两种，其中（）工艺的泥浆上流速度高，携土能力大。7打入桩施工时，当桩间距（）时，一定要确定合理的打桩顺序。8若按施工方法分，预制桩可划分为（）、（）、（）、（）。,9预制桩吊点设计的原则是：（）。10桩架的作用是（）、（）、（）。11预制桩接桩的方法有：（）、（）、（）。12打入桩施工

22、时，宜采用的打桩方法：（）。13套管成孔灌注桩施工时，为提高桩的质量，提高桩的承载力，经常采 用（）。14水下浇筑砼经常采用的方法是（）。15砼预制桩应在砼达到设计强度的（）后方可起吊，达到设计强度 的100%后方可（）和（）。16沉管灌注桩施工时，常遇问题有：（）、（）、（）（）。,3填空题：1泥浆护壁钻孔灌注桩成孔施工时，泥浆的作用是：（）。2钢筋砼预制桩的打桩顺序一般有：（）、（）、（）。3桩锤重量可按那几个因素来选择：（）、（）、（）。4预制打入桩垂直度偏差应控制在（）以内。5入土深度控制对摩擦桩应以（）为主，以（）作为参考。端承桩应以（）为主。6钻孔灌注桩钻孔时的泥浆循环工艺有（）两种，其中（）工艺的泥浆上流速度高，携土能力大。7打入桩施工时，当桩间距（）时，一定要确定合理的打桩顺序。8若按施工方法分，预制桩可划分为（）、（）、（）、（）。,9预制桩吊点设计的原则是：（）。10桩架的作用是（）、（）、（）。11预制桩接桩的方法有：（）、（）、（）。12打入桩施工时，宜采用的打桩方法：（）。13套管成孔灌注桩施工时，为提高桩的质量，提高桩的承载力，经常采 用（）。14水下浇筑砼经常采用的方法是（）。15砼预制桩应在砼达到设计强度的（）后方可起吊，达到设计强度 的100%后方可（）和（）。16沉管灌注桩施工时，常遇问题有：（）、（）、（）（）。,