2_桩基工程

1第二章桩基工程2第二章桩基工程第一节预制桩施工第二节灌注桩施工3第一节、预制桩施工一、预制桩施工的服务类工程二、预制桩的施工方法4一、预制桩施工的服务类工程1.制作桩长30m、高强度：30MPa、钢筋对焊接长、桩尖和桩顶钢筋加密（图）2.起吊、运输、堆放强度：70%允许起吊、100%时允许运输和打桩吊（支）点位置：要使附加弯矩最小(图)5钢筋混凝土预制桩图6桩的吊点位置图(a)1个吊点；(b)2个吊点；(c)3个吊点；(d)4个吊点7二、预制桩的施工方法1、打桩机械2、施工过程81、打桩机械（1）桩锤落锤、单动气锤、双动气锤、柴油锤（2）桩架与桩锤配套，常见桩架见图（3）动力设备与桩锤配套9柴油锤•原理：图•优点：轻便，故应用最多（但在城市已很少应用）•缺点：噪声、污染•应用条件：不适合极软或极硬的土10柴油打桩锤的工作原理图1-汽缸；2-喷嘴11打桩机外形图(a)起重机式打桩机；(b)柴油打桩机1-立桩；2-桩；3-桩帽；4-桩锤；5-机体；6-支撑；7-斜撑；8-起重杆122、施工过程（1）锤击方式（2）打桩顺序（3）质量标准和打桩控制13（1）锤击方式•轻锤高击（×）•重锤低击（√）原因：L≈3Q/q而L越小，桩身越容易出现拉应力。重锤低击能使L增大，从而减少拉应力的产生。锤头落距高，桩顶应力大，易打坏桩头。14（2）打桩顺序通常的顺序：逐排打、自中央向两边、自两边向中央、分段打如何确定打桩顺序：•在桩距4倍桩径时打桩顺序对质量影响不大，只从提高效率出发确定打桩顺序，选择倒行和拐弯次数最少的顺序•在桩距4倍桩径时打桩顺序会影响地下土层的挤压状态，因此打桩顺序不仅对施工效率有影响，而且对质量有影响，应根据工程的特点选择自中央向两边或分段打15在桩距4倍桩径时,打桩顺序对地下土层挤压状态的影响(a)逐排打(b)自两边向中央(c)自中央向两边(d)分段打打桩顺序和土壤挤密状况图16（3）质量标准（打桩控制）指标：平面位置及垂直度偏差、贯入度、沉桩标高。在平面位置及垂直度偏差满足要求的前提下，打桩控制：摩擦桩以沉桩标高为主、以贯入度为辅；端承桩以贯入度为主、以沉桩标高为辅。17第二节灌注桩施工一、钻孔灌注桩施工二、挖孔灌注桩施工三、套管成孔灌注桩施工四、爆扩桩五、水域灌注桩施工18一、钻孔灌注桩施工1.钻孔设备钻机种类（1）回转类钻机：1)螺旋钻机；2)有循环水式回转钻机；3)潜水钻机；（2）冲击钻机2.施工过程191)螺旋钻机全叶螺旋钻机图步履式螺旋钻机图特点–钻头切削–叶片排土–干作业应用条件–地下水以上的粘性土–Φ300~500mm–深度8~12m20全叶螺旋钻机图1-导向滑轮；2-钢丝绳；3-龙门导架；4-动力箱；5-千斤顶支腿；6-螺旋钻杆21步履式螺旋钻机图1-上盘；2-下盘；3-回转滚轮；4-行走滚轮；5-钢丝滑轮；6-回转中心轴；7-行车油缸；8-中盘；9支撑轴222)有循环水式回转钻机特点：–钻头回转切削–泥浆循环排土–泥浆保护孔壁–湿作业、地面泥泞施工过程：应用条件：–地下水位较高的硬粘土或软石–Φ1m,深度20~30m–多用于高层建筑泥浆循环方式：–正循环：适合小直径孔（Φ0.8m)–反循环：适合大直径孔（Φ0.8m)泥浆的作用：–排渣–护壁正循环的优缺点：–优点：设备简单、操作方便、小孔径效率较高–缺点：泥浆反流速度低、排渣能力弱反循环的优缺点：–与正循环相反23正循环工艺原理图1-钻头；2-泥浆循环方向；3-沉淀池；4-泥浆池；5-泥浆泵；6-水龙头；7钻杆；8-回转装置反循环工艺原理图1-钻头；2-新泥浆流向；3-沉淀池；4-沙石泵；5--水龙头；7钻杆；7-回转装置；8-混合液流向图2.8正循环工艺原理1-钻头；2-泥浆循环方向；3-沉淀池；4-泥浆池；5-泥浆泵；6-水龙头；7钻杆；8-回转装置图2.9反循环工艺原理1-钻头；2-新泥浆流向；3-沉淀池；4-沙石泵；5--水龙头；7钻杆；7-回转装置；8-混合液流向243)潜水钻机特点：–机理与回转钻机相同，但动力、变速机构、钻头联在一起位于水下，故轻便–泥浆正循环条件：–深度可达50m、直径可达0.8m–地下水位较高的一般粘性土、淤泥质土及沙土25潜水钻机图1-钻头；2-潜水钻机；3-电缆；4-护筒；5-水管；6-滚轮；7-钻杆；8-电缆盘；9、10-卷扬机；11-电压表；12-开关264)冲击钻机特点：–冲锥式钻头下落冲击破碎岩土–掏渣筒掏渣条件:–岩石类土27冲击钻孔图1-副滑轮；2-主滑轮；3-主杆；4-前拉索；5-后拉索；6-斜撑；7-卷扬机；8-导向轮；9-垫木；10-钢管；11-供浆管；12-溢流口；13-泥浆流槽；14-护筒回填土；；15-钻头282.施工过程泥浆护壁成孔灌注桩施工程序图质量检查吊放钢筋笼吊放导管第二次清孔灌注桩施工测定桩位测定桩位测定桩位泥浆沉淀池泥浆处理排放制备护壁泥浆钢筋笼制作桩机就位测定桩位埋设护筒钻孔第一次清孔图2.12泥浆护壁成孔灌注桩施工程序29二、挖孔灌注桩施工应用：大直径桩（1~5m)主要施工过程–挖孔（挖土、运土）–辅助工程（支护、降水、通风）–钢筋混凝土工程挖孔方法机械挖土（×）：国外人工挖土（√）：国内支护方法–钢筋混凝土护圈：适用于无涌水或有涌水但可通过排降水方法排除工作面涌水的土层–沉井护圈：适合强透水层–钢套管护圈：适合强透水层30混凝土墩身施工图在护圈保护下开挖土方；支模板和浇筑混凝土护圈；浇筑墩身混凝土31三、套管成孔灌注桩施工应用：可塑、软塑、流塑的粘性土，稍密及松散的沙土施工过程：打入钢管、下钢筋笼、边浇混凝土边拔出钢管主要施工设备–振动桩锤–落锤或蒸汽锤–桩靴：钢筋混凝土桩靴、钢活瓣桩靴主要工艺方式、作业参数、施工顺序–常见质量问题–工艺方式–作业参数–施工顺序32施工过程33振动套管成孔灌注桩设备图1-导向滑轮；2-滑轮组；3-振动桩锤；4-混凝土漏斗；5-桩管；6-加压钢丝绳；7-桩架；8-混凝土吊斗；9-活瓣桩靴；10-卷扬机；11-行驶用钢管；12-枕木34振动套管成孔灌注桩施工过程图(a)沉管后浇筑混凝土；(b)拔管；(c)插入钢筋35锤击沉管灌注桩设备图1-桩锤；2-混凝土漏斗；3-桩管；4-桩架；5-混凝土吊斗；6-行驶用钢管；7-预制桩靴；8-卷扬机；9-枕木36锤击套管成孔灌注桩施工过程图(a)打入钢管；(b)放入钢筋笼；(c)边浇混凝土边拔出钢管37桩靴示意图(a)钢筋混凝土桩靴；(b)钢活瓣桩靴1-桩管；2-活瓣38常见质量问题及原因：断桩：桩身混凝土强度不足，桩距过小，受临桩打管时挤压所致缩颈：在饱和淤泥质土中拔管速度快或混凝土流动性差，或混凝土装入量少，使混凝土出管扩散性差,空隙水压大，挤向新浇混凝土，导致桩径截面缩小吊脚桩：桩靴强度不够，打管时被打坏，水或泥沙进入套管；或活瓣未及时张开，导致桩底部隔空有隔层：骨料粒径大或混凝土和易性差或拔管速度快，导致泥沙进入使桩身不连续为避免上述问题，除了从材料方面解决外，还必须从施工工艺上解决39工艺方式单打法：即一次拔管法。拔管时每提升0.5m~1.0m,振动5~10s后，在拔管0.5~1.0m，如此反复进行，直到全部拔出为止。复打法：即在同一桩孔内进行两次单打，或根据要求进行局部复打。反差法：钢管每提升0.5m,再下沉0.3m(或提升1m,下沉0.5m)，如此反复进行，直到全部拔出为止。40复打法示意图(a)全部复打；(b)、(c)局部复打1-单打桩；2-沉管；3-第二次浇筑混凝土；4-复打桩41主要作业参数拔管速度:约1m/min（与土质条件有关）一次拔管高度：0.5~1m左右振动时间：5~10s管内混凝土量:2m(第一次尽量灌满）42施工顺序当桩距3.5桩径时，为避免断桩可采用跳打法、或间隔时间打桩法。43四、爆扩桩施工过程：如图所示。应用条件:粘土主要施工参数：–桩孔爆破时的装药量：根据桩身直径查表–扩大头爆破时的装药量：根据扩大头直径查表–扩大头爆破时混凝土的灌入量：2~3m高，或扩大头体积的50%–引爆顺序：先浅后深44爆扩桩施工工艺图(a)钻导管；(b)放入炸药管；(c)炸扩桩孔；(d)放入炸药包，并灌入扩大头体积50%的混凝土；(e)炸扩大头；(f)放入钢筋骨架并浇筑混凝土45五、水域灌注桩施工•筑岛/围堰：水浅、流速缓、河床不透水•船•水中支架46草麻袋围堰筑岛图1、桩孔；2、河岸；3、围堰；4、填芯沙土；5、常水位；6、河床；7、水流方向47土围堰图48桩孔集中时船的拼装假设图1、浮船；2、桩孔；3、拼装梁49双体船工作平台图1、船体；2、基台木；3、横梁；4船舷木垫；5、塔架；6、钢丝绳；7、紧绳器；8、横撑木；9、桩孔50支架式活动工作平台图1－支架；2－固定工作平台；3－活动平台轨道；4－平台滚轮；5－钻机移动方向；6－钻机轨道；7－活动工作平台；8－钻机；9－钻机滚轮；10－活动工作平台移动方向；11－护筒；12－桩孔