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土木工程施工多媒体课件第2章深基础工程安徽理工大学土木建筑学院2019/8/10·土木建筑学院2/1160提纲1.钢筋混凝土预制桩2.混凝土及钢筋混凝土灌注桩3.地下连续墙施工4.沉井基础、管柱基础2019/8/10·土木建筑学院3/116第2章深基础工程【教学要求】了解钢筋混凝土预制桩的制作，掌握锤击法施工全过程和施工要点；掌握泥浆护壁灌注桩和干作业成孔灌注桩的施工要点；掌握套管成孔灌注桩施工工艺和质量控制方法；了解地下连续墙的施工过程和施工工艺要点。【教学重点】钢筋混凝土预制打入桩和灌注桩施工。【教学难点】钢筋混凝土预制桩沉桩工艺及质量控制方法；灌注桩施工工艺、常见质量缺陷及预防处理。2019/8/10·土木建筑学院4/116基础工程的概念桥墩河底水面基础地基（由土组成）基础工程地基基础2019/8/10·土木建筑学院5/116第2章深基础工程当地基较好时一般建筑物或构筑物多采用天然浅基础，它造价低、施工简便。如果地基土较弱，可采用机械压实、强夯、堆载预压、深层搅拌、化学加固等方法进行人工加固，进行地基处理。如深部土层也软弱，或上部荷载较大，或对沉降有严格要求的建筑物、构筑物以及桥梁基础等，则往往需采用深基础。桩基础是一种常用的深基础形式，它由桩和承台组成。2019/8/10·土木建筑学院6/116桩按受力情况分类按承载性状分端承桩磨擦桩端承桩磨擦端承桩端承磨擦桩磨擦桩桩基础构造示意图2019/8/10·土木建筑学院7/116桩按施工方法分类预制桩木桩混凝土桩混凝土方桩预应力混凝土管桩钢桩钢管桩H型钢桩灌注桩干作业成孔人工挖孔螺旋钻钻孔洛阳铲成孔泥浆护壁成孔回转钻机成孔潜水钻机成孔套管成孔锤击成孔振动锤成孔2019/8/10·土木建筑学院8/1162.1钢筋混凝土预制桩特点：承载能力强、施工速度快、形式多样、沉桩工艺简单，不受地下水位高低变化的影响。预制钢筋混凝土桩有实心方桩与离心管桩两种。方桩边长一般为200~450mm。管桩直径一般为Φ400、Φ500等。单节桩的最大长度一般在27m以内。2019/8/10·土木建筑学院9/1162.1.1桩的预制、起吊、运输、堆放混凝土预制方桩多数是在施工现场预制，亦可在预制厂生产；混凝土预应力管桩则均在工厂生产。1、截面：方桩的截面边长多为250~550mm；管桩直径一般300~800mm，常用的为400~600m２、长度：单根桩或多节桩的单节长度，应根据桩架高度、制作条件、运输能力等确定。工厂制作-不超过12m；现场预制-不超过30m。2019/8/10·土木建筑学院10/116桩的预制３、混凝土强度等级：不宜低于C30（静压法沉桩时不宜低于C20）４、桩身配筋：锤击沉桩的纵向钢筋配筋率不宜小于0.8%；静压桩不宜小于0.4%；桩顶一定范围内的箍筋应加密，并设置钢筋网片2019/8/10·土木建筑学院11/116桩的预制场地要求：场地应平整、坚实，不得产生不均匀沉降。浇筑时间：上层桩或邻桩的浇筑，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。养护：浇筑完毕应覆盖洒水养护7d以上；若采取蒸汽养护，蒸养后要自然养护30d才能使用。2019/8/10·土木建筑学院12/1162.1.1桩的预制、起吊、运输、堆放钢筋混凝土预制桩制作－钢筋、模板施工（预制厂制作）2019/8/10·土木建筑学院13/1162.1.1桩的预制、起吊、运输、堆放钢筋混凝土预制桩制作－混凝土浇筑（现场制作）2019/8/10·土木建筑学院14/1162.1.1桩的预制、起吊、运输、堆放2019/8/10·土木建筑学院15/1162.1.1桩的预制、起吊、运输、堆放2019/8/10·土木建筑学院16/116桩的起吊混凝土强度：达到设计强度的75%方可起吊；达到100%方可运输和打桩。起吊前必须做强度和抗裂度验算。起吊吊点：应符合设计要求，一般吊点的设置如图2-1所示。原则——正负弯矩值相等。a）一点起吊；b）两点起吊；c）三点起吊图2-1桩的合理吊点2019/8/10·土木建筑学院17/116桩的运输应根据打桩进度和顺序确定，以避免二次搬运。桩的运输方式，在运距不大时，可用起重机吊运；当运距较大时，可采用轻便轨小平台车运输。长桩运输可采用平板拖车、平台挂车等。2019/8/10·土木建筑学院18/116桩的堆放堆放桩的地面必须平整、坚实；垫木间距应与吊点位置相同，各层垫木应位于同一垂直线上；堆放层数不宜超过4层；不同规格的桩，应分别堆放。2019/8/10·土木建筑学院19/1162.1.2锤击沉桩也称打入桩，是靠打桩机的桩锤下落到桩顶产生的冲击能而将桩沉入土中的一种沉桩办法，是预制钢筋混凝土桩最常用的沉桩方法。2019/8/10·土木建筑学院20/1161.沉桩机具打桩机主要包括：桩锤、桩架和动力装置三个部分。国内最大的D180筒式柴油锤HHP系列液压打桩锤2019/8/10·土木建筑学院21/116(1)桩锤锤型锤击动力适用性优缺点优点缺点落锤重力小型桩工程构造简单、使用方便效率低、桩身易损失坏柴油锤（使用最多）燃油爆炸能量适用面广、特别适用于大型混凝土桩和钢管桩等结构简单、使用方便；不需从外部供应能源过软的土中会使工作循环中断；污染大蒸汽锤蒸汽动力适用面广冲击力较大；无污染需配备锅炉设备；液压锤液压作用适合水下打桩能获得较大的贯入度构造复杂、造价高2019/8/10·土木建筑学院22/116(2)桩架a．桩架的作用悬吊桩锤，并为桩锤导向，它还能起吊桩并可在小范围内移动桩位。桩架的高度是选择桩架时需考虑的一个重要问题。桩架的高度=桩长+滑轮组高度+桩锤高度+桩帽高度+起锤移位高度（取1~2m）2019/8/10·土木建筑学院23/116(2)桩架b．桩架的形式多能桩架（图2-3）多能桩架的机动性和适应性很大，水平方向可作360°回转，立柱可前后倾斜，可在轨道上行走，但其机构较庞大。图2-3多能桩架2019/8/10·土木建筑学院24/116(2)桩架履带式桩架（图2-4）履带式桩架以履带式起重机为底盘，增加立柱和斜撑用以打桩。其性能灵活，移动方便，可适应各种预制桩施工，目前应用最多。图2-4履带式桩架1-桩锤；2-桩帽；3-桩；4-立柱；5-斜撑；6-车体2019/8/10·土木建筑学院25/116(3)动力设备动力装置的选择应根据桩锤的类型来确定。落锤以电源为动力：电动卷扬机、变压器、电缆等；蒸汽锤：蒸汽锅炉、蒸汽绞盘等；气锤：空气压缩机、内燃机等；柴油锤：桩锤本身有燃烧室，不需要外部动力设备。2019/8/10·土木建筑学院26/1162.打桩施工(1)打桩准备清除地上或地下障碍物→平整场地→定位放线→通电、通水→安设打桩机。桩基轴线的定位点及水准点，应设置在不受打桩影响的地点，水准点设置不少于2个。在施工过程中可据此检查桩位的偏差以及桩的入土深度。•打桩前对桩管进行检查2019/8/10·土木建筑学院27/116打桩顺序a．避免挤土影响打桩顺序影响挤土方向，打桩向哪个方向推进，则向哪个方向挤土。根据桩群的密集程度，可选用下述打桩顺序：图2-5打桩顺序a）由一侧向单一方向进行；b）由中间向两个方向进行；c）由中间向四周进行2019/8/10·土木建筑学院28/116打桩顺序b．减小后施工的桩对先施工的桩的影响根据设计标高及桩的规格，拟定打桩顺序；应遵循以下原则：宜先深后浅、先大后小、先长后短2019/8/10·土木建筑学院29/116(2)打桩方法施工程序：桩机就位→吊桩→插桩→打桩→接桩→送桩→截桩a．控制入土时的垂直度插入土中的垂直度偏差不得超过0.5%，桩、桩帽、桩锤在同一铅垂线上，确保桩身垂直下沉。b．桩头保护在桩锤和桩帽之间应加弹性衬垫，桩帽和桩顶周围四周应有5~10mm的间隙，以防损伤桩顶。2019/8/10·土木建筑学院30/116起吊2019/8/10·土木建筑学院31/116定位2019/8/10·土木建筑学院32/116打桩2019/8/10·土木建筑学院33/116(2)打桩方法c．打桩开始锤击落距应较小，入土稳定后，最大落距不宜大于1m；打桩中遇有贯入度剧变或异常，应暂停打桩，研究处理；桩顶标高低于自然土面，则需用送桩管将桩送入土中。d．接桩混凝土桩——焊接、法兰接以及硫磺胶泥锚接三种方法；钢桩——一般均用焊接法。2019/8/10·土木建筑学院34/116接桩2019/8/10·土木建筑学院35/116桩头爆裂环氧树脂补桩桩上的裂缝.2019/8/10·土木建筑学院36/116(2)打桩方法锤击桩动画1.1锤击.swf锤击桩视频1.1锤击打桩法.rm2019/8/10·土木建筑学院37/116(3)打桩的质量控制a．桩的垂直偏差应控制在1%之内；b．平面位置的允许偏差（见下表）基础形式允许偏差单排或双排桩的条形桩基垂直于条形桩基纵轴线方向平行于条形桩基纵轴线方向100mm150mm承台桩数为1~3根100mm桩数为4~16根1/3桩径或1/3边长桩数大于16根最外边的桩中间桩1/3桩径或1/3边长1/2桩径或1/2边长2019/8/10·土木建筑学院38/116(3)打桩的质量控制c.贯入度（每锤击一次桩的入土深度）与标高控制端承型桩——以贯入度控制为主，桩尖进入持力层深度或桩尖，标高可作参考；摩擦型桩——以桩尖设计标高控制为主，贯入度可作参考。土质较硬情况，以控制贯入度为主，桩尖标高或入土深度作为参考。土质较软情况，以桩尖标高控制为主，贯入度作为参考。2019/8/10·土木建筑学院39/116(3)打桩的质量控制d.桩不受损：桩顶、桩身不打坏，桩顶下1/3桩长内无水平裂缝。2019/8/10·土木建筑学院40/116打桩的公害a．公害挤土、震动、噪音、大气污染等.b．防止措施防止挤土影响；挖防振沟、砂井排水（或塑料排水板排水）、预钻孔取土打桩、采取合理打桩顺序、控制打桩速度等；防止震动、噪音、大气污染等；选择合适的打桩方法，如静力压桩、灌注桩等。2019/8/10·土木建筑学院41/1162.1.3静力压桩静力压桩是利用静压力将桩压入土中，施工中没有振动和噪音，但仍存在挤土效应。该方法适用于软弱土层和邻近有怕振动的建（构）筑物的情况。静力压桩机有机械式和液压式两类，目前使用的多为液压式静力压桩机，压力可达5000KN以上。2019/8/10·土木建筑学院42/116桩机就位吊起管桩静力压桩GZY700D全液压高效静力压桩机2019/8/10·土木建筑学院43/1162.1.3静力压桩静压桩动画静力压桩.swf静压桩视频1.2静力压桩.rm2019/8/10·土木建筑学院44/116振动法沉桩振动法是利用振动锤沉桩，将桩与振动锤连接在一起，振动锤产生的振动力通过桩身带动土体振动，使土体的内摩擦角减小、强度降低而将桩沉入土中。该方法适用于砂土中沉桩。2019/8/10·土木建筑学院45/116二台桩锤联动打钢管桩白马河特大桥振动沉桩DZJ135振动桩锤2019/8/10·土木建筑学院46/1162.2混凝土及钢筋混凝土灌注桩灌注桩是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成。灌注桩能适应各种地层的变化（持力层起伏变化），无需接桩，施工时无振动、无挤土、噪音小，宜在建筑物密集地区使用。但其操作要求严格，施工后需较长的养护期方可承受荷载，成孔时有大量土渣或泥浆排出。2019/8/10·土木建筑学院47/1162.2混凝土及钢筋混凝土灌注桩灌注桩成孔方法主要有：1.人工挖孔；2.干作业成孔；3.泥浆护壁成孔；4.套管成孔。施工后需要一定的养护期，不能立即承受荷载2019/8/10·土木建筑学院48/1162.2.1泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔是用泥浆保护孔壁、防止塌孔和排出土渣而成孔，不同土质和地下水位高低都适用。多用于含水量高的软土地区。。成孔机械有回转钻机、潜水钻机、冲击