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第一节基础的分类第二节桩基础的类型及成孔方法第九节装配式构件的起吊、运输与安装第十节现浇梁第十一节悬臂(浇筑／拼装)施工与顶推施工目录：桩基工程•第一节基础分类•Ⅰ主要内容：•⑴基础的作用•⑵深基础与浅基础•⑶基础设计的基本知识•教学目的：1.掌握常用基础类型•2.了解基础的基本知识•Ⅱ重点：刚性扩大基础•Ⅲ难点：设计知识•Ⅳ课时：2•Ⅵ复习、引导：1.基础的作用•2.•Ⅶ作业：1.基础的类型•2.桩基工程基础是所有建筑物的重要组成部分，直接影响整个结构物的使用甚至安全；基础工程的进度，经常控制整个结构物的施工进度；下部工程的造价，通常在整个结构物造价中占相当大的比例。•地基：受建筑物影响的那一部分地层称为地基。•地基可分为天然地基和人工地基，直接放置基础的天然土层称为天然地基；经过人工加固或处理后才能修筑基础，这种地基称为人工地基。•基础：结构物与地基接触的部分称为基础。•基础根据埋置深度可分为浅基础和深基础。将埋置深度较浅（一般在数米之内），且施工简单、一般采用敞开挖基坑修筑的基础称浅基础或明挖基础。根据受力条件可分为刚性基础和柔性基础。•基础埋置于较深土层上，且施工较复杂的基础称为深基础。我国公路桥梁常用的深基础有桩基础和沉井基础。•施工、设计需要掌握地形、地质、地下、地上水、溶洞等资料。基础埋深选型举例•刚性基础•当基础圬工具有足够的截面使材料的容许应力大于由地基反力产生的弯曲拉应力和剪应力时，a—a断面不会出现裂缝，这时，基础内不需配置钢筋，这种基础称为刚性基础。桩与扩大基础连接•满足在a－a截面所产生的弯曲拉应力和剪应力不超过基础圬工的强度限值时，得到的自墩台身边缘处的垂线与基底边缘的联线间的最大夹角αmax，称为刚性角。•砖、片石、粗料石砌体，当用5号以下砂浆砌筑时，αmax≤30°；•砖、片石、粗料石砌体，当用5号以上砂浆砌筑时，αmax≤35°；•混凝土浇注时，αmax≤40°；•地基承载力－大基础深挖坑－基地应力所占比重越来越小—可理解为上层的地层压缩不断承担附加应力•桥•墩•沉•井•基•础•沉井基础断面•第二节桩基础的类型及成孔方法•Ⅰ主要内容：•⑴桩基础的类型•⑵成孔方法•⑶•教学目的：1.掌握常用成孔方法•2.掌握成孔方法的适用范围•Ⅱ重点：桩基础的类型•Ⅲ难点：成孔方法的适用范围•Ⅳ课时：4•Ⅵ复习、引导：1.基础的类型•2.•Ⅶ作业：1.常用成孔方法•2.桩基础有哪些类型？桩基础按承台位置分按受力分按施工方法分高桩承台低桩承台摩擦桩支承桩沉桩竖桩与斜桩灌注桩承台底面位于地面或冲刷线以上桩承载力以侧摩阻力为主捶击、振动、静压下沉钻孔、挖孔灌注桩桩基础的分类•适用条件：荷载大，上部土层较软；冲刷大；结构物对沉降敏感；施工水位或地下水位较高；地震区具有可液化土层等桩与承台（群桩或大体积墩）的连接桩身伸入承台150～200mm；伸入承台的钢筋锚固长度不小于600mm且不小于30倍钢筋直径桩柱连接螺旋钻成孔回旋钻成孔潜水钻成孔冲抓钻成孔冲击钻成孔钻斗钻成孔桩基成孔方法挖孔螺旋钻成孔•1.钻机•钻机分长螺旋钻和短螺旋钻螺旋钻，成孔原理不同；成孔多属干作业法，无需任何护壁措施。•长螺旋钻机的整个钻具，即钻头和钻杆都带有螺旋叶片，钻孔时在桩位处就地切削土层，被切土块、钻屑随钻头旋转，沿着带有长螺旋叶片的钻杆上升，输送到出土器后，自动排出孔外。•短螺旋钻机的钻具只在临近钻头2m~3m内装置带有螺旋叶片的钻杆，在桩位处切削土层，被切土块、钻屑随钻头旋转，沿着有少量螺旋叶片的钻杆上升，集聚在短螺旋叶片上，形成“土柱”，此后靠提钻、反转、甩土。螺旋钻机构造示意图平底钻头与耙式钻头•2.特点•优点：设备简单，易于搬迁，施工方便；干作业成孔，无泥浆污染；振动小，噪声低；长螺旋钻机连续出土，钻孔进度快，短螺旋钻机不能连续出土，但不用泥浆，也较其他钻机快；造价较低；成桩不是水下混凝土，混凝土质量好，隐患少。•缺点：桩端或多或少留有虚土；适用范围限制较大。•3.适用范围•只适用于地下水位以上的部分土层，粘性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量少于30％，粒径小于10cm）的土；最适合于城市（立交桥）及干旱区。正循环回转钻成孔•1.原理•用泥浆以高压通过钻机的空心钻杆，从钻杆底部射出，底部的钻头（钻锥）在回转时将土层搅松成为钻渣，被泥浆悬浮，随着泥浆上升而溢出流到井外的泥浆池，经过沉淀池沉淀净化，泥浆再循环使用。井孔壁靠水头和泥浆保护。钻渣靠泥浆悬浮才能上升。•2.特点•优点：钻进与排渣同时连续进行，成孔速度较快，钻孔深度较大。•缺点：需要设置泥浆槽、沉淀池、出浆池等设备较复杂。泥浆较稠，故孔壁泥浆护壁层厚度常达5～7cm，降低了桩周摩擦力。•3.适用范围•最常用的形式，粘性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量少于20％）的土、软石。•反循环回转钻成孔•泥浆由钻杆外流（注）入井孔，用真空泵或其他方法（如空气吸泥机）将钻渣从钻杆中吸出。•优点：排渣连续性好，速度较正循环快；在孔壁稳定的土层，排渣可用清水。孔壁保护膜薄，不减弱摩擦力。•缺点：扩孔率较正循环大，造价偏高，易赌管。•潜水钻机成孔•潜入井孔水中的钻头带动力，效率高。•钻斗机成孔•土屑进入钻斗，然后提升钻斗出土。•正循环潜水钻机工作示意图钻斗钻成孔施工程序及成桩示意图冲抓钻成孔•用冲抓锥张开抓瓣冲入土石中，然后收紧锥瓣绳，抓瓣便将土抓入锥中，提升冲抓锥出井孔，松绳开瓣将土卸掉，如左图。井壁保护同回旋钻孔法。适用范围：淤泥、腐殖土、密实粘性土、砂类土、砂砾石、卵石；井深大于20m时进度较慢。优点：不需要钻杆，钻机结构及附属设备简单，造价低，能抓起粒径较大的碎石、卵石及软岩，无需大量的粘稠泥浆浮渣。缺点：不能钻斜孔，深度超过20m后，钻孔进度大为降低。冲击钻成孔•最常用方法之一。•优点：遇到大卵石、飘石及岩石较硬时，只有冲击锥才能攻克；亦适用于砂、粉土等。有些钻渣被挤入孔壁，起到加强孔壁并增加土层与桩身间的侧摩阻力。•缺点：钻普通土时进度较慢。•第三节基础分类•Ⅰ主要内容：•⑴桩基础的类型•⑵成孔方法•⑶•教学目的：1.掌握常用成孔方法•2.掌握成孔方法的适用范围•Ⅱ重点：桩基础的类型•Ⅲ难点：成孔方法的适用范围•Ⅳ课时：4•Ⅵ复习、引导：1.基础的类型•2.•Ⅶ作业：1.常用成孔方法•2.桩位测量与控制进度控制事故预防及处理混凝土拌制与运输桩基施工过程导管测试与安装准备工作成孔施工灌注混凝土钻机及场地准备原材及配比泥浆制备与护筒埋设成孔控制与检查钢筋笼制作进度与质量控制首批混凝土与钢筋笼桩位测量放样•施工测量时，应首先对控制点（导线点）、水准点进行复测、加密，并与相邻导线点、水准点进行联测；若有不符，应及时报审、或提出处理方案。然后对桥轴线控制点（或轴线）进行放样、量测，符合要求后，再进行桩位放样；桩位的放样要符合规范、设计要求的精度，并用不同的测量方法或仪器进行校核，确保桩位放样的正确性。桥梁中心放样•1.用全站仪放样桥中心•（1）在已知控制点A点安置全站仪瞄准已知控制点B放样桥中心C点。•在C点打桩安置带三脚架的棱镜重新放样C点由棱镜对点器在桩上画出桥中心C点。•（2）校核：（在A点或B点安置仪器）测量C点坐标，与设计坐标对照。坐标算例与桩基放样•知：桥轴线方位角120°11′桥中心（2-2）坐标（1000，1000），求2-3桩坐标•写出用全站仪或经纬仪放样方案和详细过程。20m20m7m桥轴线2-3AB20m75m15m桩基放样•知：桥轴线方位角120°11′桥中心（2-2）坐标（1000，1000），放样各桩。•或知各桩坐标，放样各桩。•写出用全站仪或经纬仪放样方案和详细过程。20m20m7m桥轴线2-3AB20m75m15mC解：由桥中心至桩2-3的方位角α＝120°11′＋90°＝210°11′•Δχ＝7×cos30°11′＝6.051•Δy＝7×sin30°11′＝3.519•2-3桩：X＝1000-6.051＝993.949•Y＝1000-3.519＝996.481•作业：求其他各桩坐标xy210°11′30°11′2-3施工场地准备•无水岸滩时：清除杂物、挖换软土、整平夯实。•场地有浅水时：宜用土或草袋等进行围堰筑岛。•场地为深水或淤泥层较厚时,可搭水上工作平台、钢丝网水泥薄壁浮运沉井、钢板桩围堰或双壁钢围堰。•工作平台可用木桩、钢筋混凝土桩或钢管桩做基桩,顶面纵横梁、支撑架可用木料、型钢、万能杆件、贝蕾桁架片或其他材料搭设。护筒及埋设•⑴护筒的作用：•固定桩位，作钻孔的导向；保护孔口，防止孔口土层坍塌；保稳固孔壁不坍塌。•⑵护筒的种类及制作•要求坚固、耐用、不变形、不漏水，便于安装、拆除。根据使用材料主要分为木护筒、钢筋混凝土护筒和钢护筒三种。•木护筒：一般用3cm厚木板制作。•钢筋混凝土护筒壁厚一般为8～10cm。•钢护筒在普通作业场合及中小孔径条件下，一般使用4mm～6mm厚钢板制作。•⑶护筒埋设的一般要求•护筒内径应比桩径稍大：•当护筒长度在2m～6m范围时，有钻杆导向的正、反循环回转钻护筒比桩径宜大20cm～30cm；•护筒顶端高度：应高出地下水位、施工水位或地面一定高度。•采用正循环回转方法（包括正循环潜水电钻）钻孔时，护筒顶端的泥浆溢出口底边，当地质良好、不易坍孔时，宜高出地下水位1.0m~1.5m以上；当地质不良、容易坍孔时，应高出地下水位1.5m~2.0m以上；•当护筒处于旱地时，除满足上述要求外还应高出地面0.3m；•护筒的埋置深度：①浅水处，对于粘质土不小于1.0m~1.5m，对于砂类土应将护筒周围0.5m~1.0m范围内土挖除，夯填粘质土至护筒底0.5m以下；②冰冻地区应埋入冻层以下0.5m；③深水及河床软土、淤泥层较厚处，应尽可能深入到不透水层粘质土内1m~1.5m；河床下无粘质土层时，应沉入到大砾石、卵石层内0.5m~1.0m；河床为软土、淤泥、砂类土时，护筒底埋置深度•要能防止护筒内水头降低（如桥位处于潮水区或河流水位上涨时）产生的涌砂（即流砂）现象，从而使护筒倾陷。•护筒平面位置的偏差一般不得大于5cm，护筒倾斜度的偏差不大于1％。桩位应四周设护桩控制，在护筒顶挂十字线并应与桩位重合。护筒的倾斜度可用：在护筒顶挂十字线悬铅球与护筒底中心重合。泥浆及制备•钻孔泥浆由水、粘土（或膨润土）和添加剂组成。•⑴作用为：产生护壁作用，防止塌孔、稳定孔内水位、携带钻渣。•⑵泥浆的主要性能有相对密度、粘度、静切粒、含砂率、胶体率、失水率、酸碱度。见表3-3-2。•泥浆的相对密度：泥浆的相对密度增大时，在钻孔中对孔壁的侧压力也相应增大，孔壁也越稳定，悬浮携带钻渣的能力也大。相对密度过大，孔壁上的泥皮也增厚，增加泥浆原料的消耗，对钻具产生较大的磨损，更重要的是降低了钻进速度。•泥浆应保持一定的稠度，相对密度以.1.3~1.1为宜。•泥浆的粘度：•粘度是液体或混合液体运动时，各分子或颗粒之间产生的内摩擦力。粘度大的泥浆，产生的孔壁泥皮厚，对防止翻砂、阻隔渗漏有利，悬浮携带钻渣的能力也强；但粘度过大，则易“糊钻”，影响泥浆泵的正常工作和钻进速度。•工地用标准漏斗粘度计测定：漏斗内注入700ml清水，流出500ml时所需时间为15s±1s用同样的方法注入滤去大砂粒的泥浆所需的时间。泥浆性能指标选择表3-3-2钻孔方法地层情况泥浆性能指标相对密度粘度(Pa·s)含砂率(％)胶体率(％)失水率(ml／30min)泥皮厚(mm/30min)静切力(Pa)酸碱度(pH)正循环一般地层易坍地层1.05～1.201.20～1.4516～2219～288～48～4≥96≥96≤25≤15≤2≤21.0～2.253～58～108～10反循环一般地层易坍地层卵石土1.02～1.061.06～1.10