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浙江广厦建设职业技术学院2007/2008学年第一学期所属系列建工学院课程名称建筑施工技术授课教师教研组长教案序号授课班级G06建技班G06建技班15授课时间课题：第二章地基处理与桩基工程第一节桩基础工程（一）课型：讲授教学目的与要求：1、了解桩基础的组成、作用和分类；2、掌握预制桩施工工艺和施工要点。教学重点、难点：预制桩施工工艺和施工要点采用教具、挂图：复习、提问：1、换土垫层法的施工原理、适用范围？2、重锤夯实法的施工原理、适用范围？课堂小结：通过本节课的学习，使学生了解桩基础的组成、作用和分类，掌握预制桩施工工艺和施工要点。作业：课后分析：第二节桩基础工程导入：用天然浅基础或仅做简单的人工地基加固仍不能满足要求时，常用的一种解决方法就是做桩基础。桩基础的组成和作用：由桩身和承台两部分组成，桩身或部分埋入土中，将上部结构的荷载通过桩穿过软弱土层传递到较深的地基，以解决浅基础承载力不足和变形较大的地基问题。桩基础的分类：1、按传力性质分：端承桩、摩擦桩；2、按制作方式分：预制桩、灌注桩；3、按预制桩沉入方法分：锤击法、水冲法、振动法、静力压桩法；4、按灌注桩成孔方法分：钻孔、冲孔、挖孔灌注法、钻扩孔、沉管和爆扩灌注法等；5、按成桩方法分：非挤土成孔桩、部分挤土桩和挤土桩；6、按断面形式分：圆桩、方桩、多边行桩和管桩等；7、按制作材料分：混凝土桩，钢筋混凝土桩、钢桩等。一、预制桩施工钢筋混凝土预制桩的施工，主要包括预制、起吊、运输、堆放、沉桩等过程。（一）桩的制作、起吊、运输和堆放1、桩（实心桩和管桩）的制作：a、实心桩正方形，边长200～450mm；（管桩的外径通常为400mm、500mm，壁厚80-110mm）；b、30m以上的桩可分段预制，工厂制作每段不宜超过12M；c、砼强度等级不宜低于C30（预应力砼桩的强度等级不宜低于C40）；d、长桩现场制作，短桩工厂预制；e、用叠浇法预制桩施工，不宜超过4层，下层或邻桩的砼达到30％设计强度以后方可进行（管桩每节长度8～10M，采用离心法生产制作）。f、制作程序为：现场布置→场地处理→浇地坪筑砼→支模→扎筋、安设吊环→浇筑混凝土→养护→（到30％强度后）拆模→支间隔端头模板、刷隔离剂、扎筋→浇筑间隔桩混凝土→同法间隔重叠制作第二层桩→…→养护到70％强度起吊→达100％强度后运输。（图示）g、钢筋骨架主筋12-25mm（不宜小于Φ14mm），箍筋为6-8mm，间距不大于200mm，主筋对焊（接头数量不得超过50％。距离应大于30d且不小于500mm）。h、覆盖洒水养护不少于7d。i、桩的制作质量除应符合有关规范的允许偏差规定外，还应符合下列要求：1）表面平整、密实，掉角的深度不应超过10MM，且局部蜂窝和掉角的缺损总面积不得超过该桩表面全部面积的0.5%，并不得过分集中。2）收缩裂缝深度不得大于20mm，宽度不得大于0.25MM；横向裂缝长度不得超过0.5倍的边长。3）桩顶和桩尖处不得有蜂窝、麻面、裂缝和掉角。2、桩的起吊：桩的强度达到设计强度标准值的70%后方可起吊，在吊索与桩间应加衬垫，起吊应平稳提升，起吊时，必须合理选择吊点，防止在起吊过程中过弯而损坏。a、d一点起吊b两点起吊c三点起吊；e、f管桩一点及两点起吊3、桩的运输：混凝土预制桩达到设计强度的100%方可运输。可采用平板拖车（场外运输）或轻轨平板车运输（场内运输）。4、桩的堆放：垫平、放稳，堆放层数不宜超过4层，不同规格的桩应分别堆放。（二）沉桩机械设备打桩设备主要包括桩锤、桩架和动力装置三部分。1、桩锤是对桩施加冲击力，将桩打入土中。桩锤主要有落锤、汽锤、柴油锤、振动锤等，目前应用较广的是柴油锤。（1）落锤：落锤重量为5~20KN，用于普通粘性土和含砾石较多的土层中打桩。（2）汽锤：a、单动汽锤的锤重30~150KN，适用于打各种桩。b、双动汽锤的锤重0.6~6t(6~160KN)，适用于打各种桩，并可以用于拔桩和水下打桩。（3）柴油锤：打桩工效高，构造简单，移动灵活，使用方便，不适用于在过硬或过软的土层中打桩，多用于打木桩、钢板桩及长度在12m以内的钢筋混凝土桩。（4）液压锤：新型、低噪音、无油烟、能耗省的打桩锤。它是由液压推动密闭在锤壳体内的芯锤活塞柱，令其往返实现夯击作用，将桩沉入土中。（5）振动锤：利用偏心轮引起激振2、桩架（有稳桩、吊锤、导向的作用）是支持桩身和桩锤，将桩吊到打桩位置，并在打入过程中引导桩的方向，保证桩锤沿着所要求的方向冲击。桩架的选择时，应考虑桩锤的类型、桩的长度和施工条件等因素。常用的桩架形式有：滚筒式桩架、多功能桩架、履带式桩架。（1）滚筒式桩架：（靠钢滚筒行走、灵活性差）行走靠两根钢滚筒在垫木上滚动，优点是结构比较简单，制作容易，但在平面转弯、调头方面不够灵活，操作人员较多。。（2）轨道式桩架：（可旋转、倾斜、沿轨道行走）轨道式桩架的机动性和适应性很大，在水平方向可做360度旋转，导架可以伸缩和前后倾斜，底座下装有铁轮，底盘在轨道上行走。这种桩架可适用于各种预制桩和灌筑桩施工。图2—9滚筒式桩架图2—10多功能桩架图2—11履带式桩架（3）履带式桩架：（比轨道式更灵活）以履带起重机为底盘，增加导杆和斜撑组成，用以打桩。移动方便，比多功能桩架更灵活，可用于各种预制桩和灌筑桩施工。3、动力装置动力设备包括驱动桩锤用的动力设施，如卷扬机、锅炉、空气压缩机和管道、绳索和滑轮等。打桩机的动力装置，主要根据所选的桩锤性质而定。选用蒸汽锤则需配备蒸汽锅炉；用压缩空气来驱动，则需考虑电动机的或内燃机的空气压缩机；用电源作动力，则应考虑变压器容量和位置、电缆规格及长度、现场供电情况等。（三）沉桩工艺沉桩方法有捶击法、水冲法、振动法、钻孔捶击法、静力压桩法1、捶击法沉桩：利用桩捶的冲击力克服土体对桩体的阻力，使桩沉到预定尝试或达到持力层。（1）打桩准备1）定桩位和确定打桩顺序打桩顺序直接影响打桩速度和打桩质量。所以，群桩施打前，应根据桩群的密集程度、桩的规格、长短、和桩架移动方便来正确选择打桩顺序。a、从两侧向中间打b、逐排打设c、自中央向四周打d、自中央向两侧打稀疏时（桩中心距4倍桩径时），根据施工方便选择打桩顺序。密集时（桩中心距=4倍桩径时），按选定的打桩顺序实施。当桩规格、埋深、长度不同时，宜“先大后小、先深后浅、先长后短”施打，当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施打。2）设置水准点：打桩现场附近需设置不少于2个水准点检查桩位偏差和入土深度3）垫木、桩帽和送桩：桩捶与桩帽间应设置垫木用以减轻对桩帽的直接冲击4）设置标尺：以控制桩的入土深度5）其它（2）沉桩工艺桩机就位→桩起吊→对位插桩→打桩→接桩→打桩→送桩→检查验收→桩机移位1）桩机就位：应对准桩位，保证垂直、稳定，确保在施工中不发生倾斜、移动。2）桩起吊：钢筋混凝土预制应在混凝土达到设计强度的70%方可起吊，达到设计强度的100%才能运输。3）对位插桩：桩尖插入桩位后，先用落距较小的轻捶1-2次，桩入土一定深度，再调整桩捶、桩帽、桩垫及打桩机导杆，使之与打入方向成一直线，并使桩稳定。4）打桩：打桩顺序根据基础的设计标高，先深后浅；依桩的规格先大后小，先长后短5）接桩：混凝土预制长桩，一般要分节制作，在现场接桩，分节沉入。常用接头方式有焊接接桩、法兰接桩及硫硝胶泥锚接接桩三种。6）送桩：在打桩时，若要使桩顶打入土中一定深度，则需设置送桩，送桩的中心线应与桩身吻合一致方能进行送桩7）检查验收：一是能否满足贯入度或标高的设计要求，二是打入后的偏差是否在施工及验收规范允许的范围以内2、静力压桩法：利用无振动、无噪声的静压力将桩压入土中。适用于在软土、淤泥质土中沉桩，以及有防振要求的建筑物附近施工。1）机械设备：（压桩机）a、机械式静力压桩机是利用桩架的自重和压重，通过卷扬机牵引滑轮组，将整个压桩机的重力经压梁传至桩顶，以克服桩身下沉时与土的摩阻力，将桩压入土中。b、液压式静力压桩机由压桩机构、行走机构和起吊机构组成。2）施工程序：测量定位→桩机就位→吊桩插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再沉桩→终止压桩→切割桩头3、其他沉桩方法：振动法、水冲沉桩法、钻孔锤击法等（1）振动法：借助固定于桩顶的振动器产生的振动力，减小桩与土之间的摩擦阻力，使桩在自重和振动力的作用下沉入土中。适于振动法在砂土中运用效果较好，对黏土地区效率较差（2）水冲沉桩法：利用高压水流经过桩侧面或空心桩内部的射水管冲击桩靴附近土层，减小桩与土之间的摩擦力及桩靴下土的阻力，使桩在自重和锤击作用下迅速沉入土中。适于砂土和碎石土，有时对于特别长的预制桩，单靠锤击有一定困难时，也可用水冲法辅助施工。（3）钻孔锤击法：当遇到土层坚硬，采用锤击法遇到困难时可以先在桩位上钻孔后再在孔内插桩，然后锤击沉桩。浙江广厦建设职业技术学院2007/2008学年第一学期所属系列建工学院课程名称建筑施工技术授课教师教研组长教案序号授课班级G06建技班G06建技班16授课时间课题：第二章地基处理与桩基工程第二节桩基础工程（二）课型：讲授教学目的与要求：1、了解钻孔灌注桩施工工艺、施工要点；2、熟悉泥浆护壁成孔灌注桩护筒的作用及要求，水下浇筑混凝土方法；3、掌握沉管灌注桩施工工艺、要点。教学重点、难点：沉管灌注桩施工工艺。泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺。采用教具、挂图：复习、提问：预制桩施工工艺和施工要点课堂小结：通过本节课的学习，使学生了解钻孔灌注桩施工工艺、施工要点，熟悉泥浆护壁成孔灌注桩护筒的作用及要求，水下浇筑混凝土方法，掌握沉管灌注桩施工工艺、要点。作业：课后分析：二、混凝土灌注桩施工原理：直接在施工现场的桩位上使用人工或机械等方法成孔，然后在孔内浇筑混凝土或钢筋混凝土成桩。分类：根据成孔方法不同分为钻孔、套管成孔、爆扩成孔及人工挖孔灌注桩等。（一）灌注桩的施工准备1、定桩位和确定成孔顺序（四点、两线、一点，攀线法）（1）钻孔、挖孔无挤土，可按施工方便确定成孔顺序。（2）冲孔、振动、爆扩有挤土，可按规定确定成孔顺序1）间隔1-2个桩位成孔2）在邻桩混凝土初凝前或终凝后再成孔3）群桩基础（≥5根单桩），从中间向周围成孔。4）爆扩桩，同一承台下一定桩距的可单爆或联爆法成孔2、制作钢筋笼（1）主筋：环向均匀布，保护层厚度符合要求，焊接连接。（2）箍筋：直径、间距。（3）加劲箍：直径、间距、焊接。（4）定位筋：控制保护层厚度，间距符合设计规定。注意：钢筋笼外径：比套管内径小60-80mm，比导管外径大100mm以上。3、混凝土配制（1）石子：：合适粒径，卵石≤50mm、碎石≤40mm，配筋桩≤30mm（2）砂：中粗砂（3）坍落度：水下16-22mm，干作业8-10mm，套管6-8mm（二）灌注桩的施工工艺1、钻孔灌注桩：利用钻孔机械钻出桩孔，并在桩孔中浇灌混凝土而成的桩。（1）干作业成孔灌注桩：钻头在不含水土层中施工适用：地下水位以上的各种软硬土层，不需设置护壁。1）螺旋钻成孔灌注桩施工工艺钻机就位→钻孔→检查成孔质量→孔底清理→盖好孔口盖板→移桩机至下→桩位→移走盖口板→复测桩孔深度及垂直度→安放钢筋笼→放混凝土串筒→浇灌混凝土→插桩顶钢筋2）螺旋钻孔压浆成桩法施工工艺钻机就位→钻孔、清底→一次压浆→提钻→下钢筋笼→下碎石→二次补浆（2）泥浆护壁成孔灌注桩：钻头在含水土层中施工适用：地下水位以下的各种软土层，需设置护壁。泥浆作用：护壁、携渣、冷却和润滑。施工工艺流程：测定桩位→埋设护筒（1.5，100—200，400—600）→桩机就位→制备泥浆→成孔→清孔→安放钢筋骨架→浇筑水下混凝土1）定桩位、埋设护筒定位后，埋设护筒。护筒作用是定位、防水、保护孔口、保持孔内水压力、引导钻进方向等。2）制备泥浆原土造浆：土屑与水旋拌自成。人工造浆：高塑性黏土或膨润土与水拌合。浓度应控制，注入为1.1左右，排出为1.2-1.4；3）成孔：机械钻孔a、回转钻机成孔正循环：注水、浮渣、清孔难度大、速度慢。反循环：流水、抽水、吸渣、清孔容易、速度快。b、潜水钻成孔潜水钻机和钻头连在一起