23桩基础

2.1地基处理2.2浅基础2.3桩基础本章作业本章内容本章小结2.3桩基础2.3.1桩的分类一、按承载的性质分端承桩：穿过软弱土层，而达到坚硬土层的桩。以桩尖阻力承担全部荷载，控制以贯入度为主。摩擦桩：悬浮于软弱土层的桩。以桩身于土层的摩阻力承担全部荷载。桩尖进行持力层深度或桩尖标高为参考。二、按桩制作工艺分1.预制桩：工厂成桩，现场沉桩。分类：钢筋砼桩钢管桩型钢桩沉桩方式：锤击沉桩振动沉桩静压桩优点：施工速度快，对挤密土要求不高。适合：土层较软弱或砂夹层不厚，地下水位高，桩埋置深度变化不大。缺点：打桩噪音大。2.灌注桩：在施工现场的桩位就地成孔，在孔中安放钢筋笼，再浇筑砼成桩。成孔方法：泥浆护壁钻孔套管成孔人工挖孔适用：严格限制噪音、振动、挤土影响、持力层起伏较大地区。桩基设计原则•1、采用以概率理论为基础的极限状态设计法，以可靠指标度量桩基的可靠度，采用分项系数表达的极限状态设计表达式进行计算。•2、极限状态分类：•a.承载能力极限状态：对应于桩基达到最大承载能力或整体失稳或发生不适于继续承载的变形。•b.正常使用极限状态：对应于桩基达到建筑物正常使用规定的限值或达到耐久性要就的某项限值。•c.按建筑物的破坏后果的限值。（一级很严重，二级严重，三级不严重。）预制方桩预应力管桩2.3.2钢筋混凝土预制桩施工一、预制桩的制作、运输、堆放视频\预应力管桩制作first.mpg预制桩的制作工艺过程：现场制作场地压实、整平→场地地坪浇筑→支模→扎钢筋→浇混凝土→养护至30％强度拆模→支间隔端头模板、刷隔离剂、绑钢筋→浇间隔桩混凝土→制作第二层桩→养护至70％强度起吊→达100％强度后运输、堆放。预制桩制作方法：砼强度等级不宜低于30MPa。浇筑应由桩顶向桩尖连续进行，严禁中断。制作偏差应符合规范的规定。预制桩的起吊：砼达设计强度的70%方可起吊，达100%时方可运输。吊点位置随桩长而异。P80图2-9预制桩的运输：运输过程中支点应与吊点位置一致。且随打随运。避免二次搬运。预制桩的堆放：堆放场地应平整坚实。垫木间距由吊点确定，且上下对齐，堆放层数不宜超过4层静压桩机（中心压桩）桩机静压桩机（偏心压桩）压桩施工工艺流程打桩机（预制桩）打桩机（预制桩）灌注桩冲孔桩机适用：单柱单桩大孔径桩灰岩地基冲孔桩机二、打桩前的准备整平场地，清理障碍。定位放线，设置水准点。检查预制桩质量。确定打桩顺序，进行技术和安全交底。施工方案检查打桩设备和起重工具，在桩架上设定标尺。对周围建筑物做好防护措施。试桩033-034#83桩纪录.doc三、打（沉）桩方法1、锤击沉桩法视频\柴油锤.swf。视频\预制桩打入.mpg打桩设备及选择：桩锤：根据现场情况、机具设备条件及工作效率确定。桩架：考虑桩锤类型、桩长和施工条件等动力装置：由桩锤性质决定。施工工艺：桩机就位→吊桩→打桩→（送桩）→接桩→拔桩（定位错或断桩）→截桩1—导架2—桩锤3—桩帽4—桩5—起重机图履带式桩架打桩要点①（平地）应由中间向两侧对称打或由中间向四周施打。（群桩跳打）（坡地）机械运行为先。②打桩顺序先大后小，先深后浅，先长后短；③桩垂直度偏差≤0.5%，桩平面位置偏差P84表2-7；④打桩宜重锤低击，匀速，锤击间歇不应过长；⑤最后锤击3阵，每阵10击，平均入土深度为最后贯入度；（最后贯入度≤设计值为桩深度值）；贯入度突增，锤击异常，表明桩已破坏或土层有异。⑥每打一桩应有原始记录。质量控制：1.满足贯入度、桩尖标高、入土深度要求。2.桩位置偏差应在允许范围。P84表2-7送桩：桩基础采用低承台（承台低于地面），可送桩，但不宜超过2m。接桩方法：焊接、浆锚法（硫磺胶泥）、法兰法接桩：不够桩长时须接桩，位置在桩高距地1米处。硫磺胶泥（质量比）硫磺：水泥：粉砂：聚硫780胶=44：11：41:12、振动沉桩法施工要点：在沉桩施工过程中需连续进行，以防间歇过久，难以沉桩。3、静力压桩法P86施工机械：顶压式、箍压式、前压式，最新的是前压式，压桩高度达20m。施工工艺：场地清理→测量定位→尖桩就位、对中、调直→压桩→接桩→再压桩→截桩图液压静力压桩机1—短船行走及回转机构2—配重铁块3—操作室4—夹持与压桩机构5—电控系统6—液压系统7—导向架8—长船行走机构9—支腿式底盘结构10—液压起重机2.3.3混凝土灌注桩施工灌注桩是在施工现场的桩位上先成孔，然后在孔内加入钢筋笼后再灌注混凝土而形成。桩基础的优点：可以省去大量土方支撑和排水降水设施，施工方便，且一般均能获得良好的技术经济效果。分类：泥浆护壁成孔灌注桩沉管灌注桩人工挖孔灌注桩等。一、泥浆护壁成孔灌注桩P89图2-19原理：利用原土自然造浆或人工造浆浆液进行护壁，通过循环泥浆将被钻头切下的土块带出孔外成孔，然后安放钢筋笼，水下灌注混凝土成桩。适用范围：地下水位较高的黏性土、粉土、砂土填土、碎石土及风化岩层。图正循环旋转钻孔图护筒及钻孔1、施工工艺测定桩位埋设护筒桩机就位制备泥浆泥浆循环出渣机械钻孔清孔安放钢筋骨架浇筑水下混凝土2、分类潜水钻机钻孔正循环排渣法反循环排渣法冲击钻机钻孔3、施工要点埋设护筒：护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm，护筒内径比钻头直径大100～200mm。泥浆制备：控制泥浆的相对密度、黏度、含砂率、胶体率等指标。清孔：保持孔内泥浆面高出地下水位1.0m以上，控制孔底沉渣的厚度。安放钢筋笼：避免碰壁，保持保护层厚度。浇筑水下混凝土：用导管法浇筑，导管提升不宜过快，控制混凝土塌落度（160～220mm）。二、沉管灌注桩原理：利用锤击打桩设备或振动沉桩设备，将带有钢筋混凝土的桩尖(或钢板靴)或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中(钢管直径应与桩的设计尺寸一致)，造成桩孔，然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土，随之拔出套管，利用拔管时的振动将混凝土捣实，便形成所需要的灌注桩。1、沉管灌注桩常采用的施工工艺单打法(又称一次拔管法)：拔管时，每提升0.5～1.0m，振动5～10s，然后再拔管0.5～1.0m，这样反复进行，直至全部拔复打法：在同一桩孔内连续进行两次单打，或根据需要进行局部复打。施工时，应保证前后两次沉管轴线重合，并在混凝土反插法：钢管每提升0.5m，再下插0.3m，这样反复进行，直至拔出。2、沉管灌注桩的分类锤击成管灌注桩振动成管灌注桩沉管夯扩灌注桩（1）锤击沉管灌注桩视频\锤击沉管灌注桩.exe施工工艺：施工要点：防地下水渗入管内和作缓冲层。沉管时先用低锤锤击，观察无偏移后，才正常施打。注意打桩顺序。拔管前，应先锤击或振动套管，在测得混凝土确已流出套管时方可拔管。拔管时要均匀，保持连续密锤轻击，并控制拔管速度。就位锤击沉管放钢筋笼灌注混凝土拔钢管沉管灌注桩桩尖（2）振动沉管灌注桩施工工艺施工要点：注意打桩顺序。拔管前，应先振动套管，在测得混凝土确已流出套管时方可拔管。拔管时要均匀，保持连续振动，并控制拔管速度。就位振动沉管放钢筋笼灌注混凝土拔钢管3、沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法（1）颈缩：现象：桩身的局部直径小于设计要求的现象。原因：拔管后新灌注的混凝土桩局部范围受挤压形成颈缩。当拔管过快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差时，周围淤泥质土趁机填充过来，也会形成颈缩。处理方法：拔管时应保持管内混凝土面高于地面，使之具有足够的扩散压力，混凝土坍落度应控制在50～70mm。拔管时应采用复打法，并严格控制拔管的速度。（2）断桩现象：桩身局部分离或断裂，更为严重的是一段桩没有混凝土。原因：桩距离太近，相邻桩施工时混凝土还未具备足够的强度，已形成的桩受挤压而断裂。处理方法：施工时，控制中心距离不小于4倍桩径；确定打桩顺序和行车路线，减少对新灌注混凝土桩的影响。采用跳打法或等已成型的桩混凝土达到60%设计强度后，再进行下根桩的施工。（4）混凝土灌注过量现象：灌桩时混凝土用量比正常情况下大1倍以上。原因：孔底有洞穴在饱和淤泥中施工时，土体受到扰动，强度大大降低，在混凝土侧压力作用下，桩身扩大而混凝土用量增大所造成的。处理方法：施工前详细了解现场地质情况，对于在饱和淤泥软土中采用沉管灌注桩时，应先打试桩。若发现混凝土用量过大时，应与设计单位联系，改用其他桩型（3）吊脚桩现象：桩底部混凝土隔空或松软，没有落实到孔底地基土层上。原因：地下水压力大。预制桩尖被打坏，或桩靴活瓣缝隙大时，水及泥浆进入套筒钢管内。由于桩尖活瓣受土压力，拔管至一定高度才张开，使得混凝土下落，造成桩脚不密实，形成松软层。处理方法：为防止活瓣不张开，开始拔管时，可采用密张慢拔的方法，对桩脚底部进行局部翻插几次，然后再正常拔管。桩靴与套管接口处使用性能较好的垫衬材料，防止地下水及泥浆的渗入。三、人工挖孔桩原理：人工挖掘成孔。施工工艺过程：施工要点：注意塌方、流沙、有害气体。人工挖掘成孔安放钢筋笼浇筑砼施工要点1)按设计图样放线、定桩位。2)采取分段开挖土方，每段高度决定于土壁保持直立状态的能力，一般0.5～1.0m为一个施工段，开挖范围为设计桩芯直径加护壁的厚度；现浇钢筋混凝土时护壁厚度不少于(D／10+5)cm，每步高1m，并有1∶0.1的坡度。3)支设护壁模板高度取决于开挖土方施工段的高度，一般为1m，由活动钢模板(或木模板)组合而成。4)在模板顶放置的操作平台可用角钢和钢板制成半圆形，两个合起来即为一个整圆，用来临时放置混凝土和浇筑混凝土用。5)浇筑护壁混凝土要注意捣实，因它起着防止土壁坍陷与防水的双重作用。6)当护壁混凝土达到1.2MPa，常温下约24h方可拆除模板，开挖下一段的土方，再支模浇筑护壁混凝土，如此循环直至挖到设计要求的深度。7)安放钢筋笼。8)当桩孔内渗水量不大时，抽除孔内积水后，用串筒法浇筑混凝土。2.3.4桩基础过程质量检查及检测一、打（沉）桩的质量控制及验收二、灌注桩的质量控制及验收三、桩的质量检测四、桩基础质量验收资料一、打沉桩的质量控制及检验1、打（沉）桩的质量控制桩端位于一般土层时，以控制桩端设计标高为主，贯入度作参考。桩端达到坚硬、硬塑的黏性土等，以贯入度控制为主，桩端标高作参考。贯入度已达到，桩端标高未达到时，继续锤击3阵，按每阵10击的贯入度不大于设计规定的数值为准。振动法沉桩，以最后3次振动（加压），每次10min或5min，测出每分钟的平均贯入度，以不大于设计规定的数值为合格。2、打（沉）桩验收要求桩位偏差表2.14（P103）。对桩承载力的检验：桩的静荷载试验根数不少于总桩数的1%，且不少于3根；只有50根时，不少于2根。桩身质量检验：高、低应变，不少于桩总数的15％，且每个承台不少于1根。预制桩的检查，钢筋笼的检查。施工中桩的垂直度、沉桩情况、桩顶完整状况、桩顶质量进行检查。电焊接柱，抽10％作焊缝探伤检查。二、灌注桩质量要求及验收平面位置和垂直度的要求见表2.15；（P103）桩顶标高至少要比实际标高高出0.5m。沉渣厚度要求（冲孔、钻孔才有，端承桩≤10cm摩擦桩≤30cm）试块要求（每条桩一组）桩静载试验的根数要求（1%不少于3条）桩身质量的检验及数量要求；对原材料的检验三、桩的质量检验静载试验动测法四、桩基础施工验收资料工程地质勘察报告、桩基施工图、图纸会审纪要、设计变更单经审定的施工组织设计、施工方案及执行中的变更情况。桩位测量放线图，包括工程桩位线复核签证单。桩孔、钢筋、混凝土工程施工隐蔽记录及各分项工程质量检查基坑挖至设计标高的桩位竣工平面图及桩顶标高图。小结桩基础是一种常用的深基础形式，当天然地基上的浅基础沉降量过大或地基承载力不能满足设计要求时，宜采用桩基础。明确工程地质勘察是桩基础设计与施工的重要依据。锤击沉桩施工速度快，机械化程度高，适用范围广，但噪音、振动和土体挤压都会对周围环境产生影响。施工中尽可能采用预防措施，减少噪音、振动公害。灌注桩施工中包括