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桩基础桩基分类与施工桩基分类●桩基础分类●按照使用功能分类支承桩围护桩●按照主要承重方式分端承型桩、端承桩摩擦型桩摩擦桩●按成桩方法分类：●非挤土桩：干作业法钻（挖）孔灌注桩、泥浆护壁法钻（挖）孔灌注桩、套管护壁法钻（挖）孔灌注桩；●部分挤土桩：长螺旋压灌灌注桩、冲孔灌注桩、钻孔挤扩灌注桩、搅拌劲芯桩、预钻孔打入（静压）预制桩、打入（静压）式敞口钢管桩、敞口预应力混凝土空心桩和H型钢桩；●挤土桩：沉管灌注桩（闭口或带桩尖）、沉管夯（挤）扩灌注桩、打入（静压）预制桩、闭口预应力混凝土空心桩和闭口钢管桩。桩基础分类●按照桩基布置分支承类单桩群桩受力状态以竖向为主围护类排桩、地下连续墙、排桩+止水帷幕●按照桩材料分木桩、混凝土桩、预应力混凝土、钢、钢+混凝土●预制打入按照机械特性分：锤击、静压、震动下沉●成孔灌注按照成孔方式分：机械成孔、人工挖孔、其他方式●机械成孔分为泥浆护壁与干成孔●泥浆护壁成孔有旋挖成孔、回旋钻孔、冲击成孔、冲抓成孔●干成孔有全护筒冲抓、旋挖，钢管沉入、套管强夯知识目录●1.支承与围护桩●2.桩的受力状态●3.桩的施工方法与机械●4.灌注桩的承载力加强措施●5.桩基检测支承桩与围护桩●支承桩：以竖向受力的桩，承受建筑物、桥梁、构筑物的桩为支承桩，统称基础桩。有直桩与斜桩，可以单桩或群桩。●单桩与群桩：在上部荷载不大，地质情况允许，单桩可以可以承受全部荷载时使用单桩，桩可以直接接柱或由系梁联系本墩号的几根桩共同受力。当单桩承载力不足以承受时由多根桩共同受力时使用群桩，群桩必须有承台，以便共同受力。●单桩均为直桩，群桩可以直桩或斜桩。●单桩●群桩●承台：埋入土中的是低桩承台，露出地面的叫高桩承台；在水面以上的叫水上高桩承台，在水中大的叫水下高桩承台。●斜桩围护桩●拉森钢板桩SMW围护桩●钻孔灌注桩型钢桩●人工挖孔桩围护失效●围护桩应用广泛端承桩与摩擦桩●基桩按照《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008规定分类●1按承载性状分类：●1)摩擦型桩：（广中江-泥岩、碳质页岩等软质岩中的桩均定为摩擦桩，母岩强度小于20MPa较软中风化（如泥质粉砂岩）中的桩也定为摩擦桩）摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩侧阻力承受，桩端阻力小到可忽略不计；端承摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受。●2）端承型桩：（广中江-母岩强度不小于20MPa较硬中风化岩（如变粉质砂岩、砾岩、花岗岩）中的桩定为嵌岩桩）端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩端阻力承受，桩侧阻力小到可忽略不计；摩擦端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受。嵌岩桩与端承桩●嵌岩桩的最佳嵌岩深度为3倍桩径，超过3倍桩径时，承载力增长不大。●端承桩是穿过软弱土层而达到深层坚实土的一种桩,上部结构荷载主要由桩尖阻力来承担;●摩擦桩是完全设置在软弱土层一定深度的一种桩,上部结构荷载要由桩尖阻力和桩身侧面与土之间的摩擦力共同来承担。●建筑基桩穿过覆盖层嵌入基岩中(嵌固于未风化岩中不小于0.5m)称为嵌岩桩。由于基岩强度较高，压缩性极小，嵌岩桩能提供很高的承载力。同时嵌岩桩沉降也很小，建筑物沉降在施工过程中便可完成。桩的施工方法与机械●非挤土桩：干作业法钻（挖）孔灌注桩、泥浆护壁法钻（挖）孔灌注桩、套管护壁法钻（挖）孔灌注桩；●人工挖孔桩：●机械简单●作业面多●一般不能有水●混凝土护壁●钢筋要搭接人工挖孔桩不挤土泥浆护壁法钻（挖）孔灌注桩●旋挖钻机●优点：作业快●缺点：自重大复杂地质难施工要布置泥浆池旋挖钻机钻进成孔工艺旋挖成孔首先是通过钻机自有的行走功能和桅杆变幅机构使得钻具能正确的就位到桩位，利用桅杆导向下放钻杆将底部带有活门的桶式钻头置放到孔位，钻机动力头装置为钻杆提供扭矩、加压装置通过加压动力头的方式将加压力传递给钻杆钻头，钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻头内,然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土、卸土,直至钻至设计深度。对粘结性好的岩土层,可采用干式或清水钻进工艺。而在松散易坍塌地层,则必须采用静态泥浆护壁钻进工艺。旋挖钻机钻进工艺与正反循环钻进工艺的根本区别是,前者是利用钻头将破碎的岩土直接从孔内取出,而后者是依靠泥浆循环向孔外排除钻渣。旋挖钻机的工作装置主要包括变幅机构、桅杆、主、辅卷扬、动力头、随动架、加压装置、钻杆、钻具等（详见“机械结构章”）。采用了平行四边形变幅机构、自行起落折叠式桅杆；自动控制监测主机功率、回转定位及安全保护；自动检测、调整钻杆的垂直度；钻孔深度预置和监测等新技术。旋挖钻机不挤土泥浆护壁法钻（挖）孔灌注桩●回转钻机反循环施工●适应范围广●自重轻●进度慢●钻头形式多不挤土泥浆护壁法钻（挖）孔灌注桩●回转钻机安装在汽车上泥浆护壁法钻（挖）孔灌注桩●回转钻机是由动力装置带动钻机回转装置转动，从而带动有钻头的钻杆转动，由钻头切削土壤。回转钻机用于泥浆护壁成孔的灌注桩，成孔方式为旋转成孔。根据泥浆循环方式不同，分为正循环回转钻机和反循环回转钻机。正循环回转钻进是以钻机的回转装置带动钻具旋转切削岩土，同时利用泥浆泵向钻杆输送泥浆（或清水）冲洗孔底，携带岩屑的冲洗液沿钻杆与孔壁之间的环状空间上升，从孔口流向沉淀池，净化后再供使用，反复运行，由此形成正循环排渣系统；随着钻渣的不断排出，钻孔不断地向下延伸，直至达到预定的孔深。由于这种排渣方式与地质勘探钻孔的排渣方式相同，故称之为正循环，以区别于后来出现的反循环排渣方式。反循环回转钻机成孔是由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，利用泵吸、气举、喷射等措施抽吸循环护壁泥浆，挟带钻渣从钻杆内腔吸出孔外的成孔方法。根据抽吸原理不同可分为泵吸反循环、气举反循环和喷射（射流）反循环三种施工工艺。泵吸反循环是直接利用砂石泵的抽吸作用使钻杆内的水流上升而形成反循环；喷射反循环是利用射流泵射出的高速水流产生负压使钻杆内的水流上升而形成反循环；气举反循环是利用送入压缩空气使水循环，钻杆内水流上升速度与钻杆内外液体重度差有关，随孔深增大效率增加。当孔深小于50m时，宜选用泵吸或射流反循环；当孔深大于50m时，宜采用气举反循环。套管护壁法钻（挖）孔灌注桩●回旋套管机套管细节回旋套管机工作●优点：无需泥浆成桩质量好●工序安排灵活●缺点自重大，拔管反力大套管护壁法钻（挖）孔灌注桩●全护筒冲抓钻机旋挖钻机全●套管作业地下连续墙●优点：●(a)墙体刚度大、整体性好；●(b)适用各种地质条件；●(c)可减少工程施工时对环境的影响；●(d)可进行逆筑法施工，有利于加快施工速度，降低工程造价。●缺点：●地下连续墙如果仅用作施工时的临时挡土结构，则造价可能较高，不够经济。地下连续墙●成墙步骤施工步骤导墙施工地下连续墙●开槽对抓开槽地下连续墙●成槽施工钢筋绑扎下钢筋笼地下连续墙●双机抬吊钢筋笼●拔接头管部分挤土桩：长螺旋压灌灌注桩●优点超流态混凝土灌注桩是利用长螺旋钻机钻孔至设计标高，同时排除孔内土渣，停钻后在提钻的同时通过设在内管钻头上的混凝土排出孔，压灌超流态混凝土，至设计桩顶标高后，移开钻杆将钢筋笼压入桩体。超流态砼流动性好，摩擦系数低，石子能在混凝土中悬浮而不下沉，不会产生离析，放入钢筋笼容易；2、桩尖无虚土，防止了断桩、缩径、塌孔等施工通病，施工质量容易得到保证；3、穿硬土层能力强、成孔成桩一机一次完成、操作简便；低噪音、无振动、不扰民。4、不需要泥浆护壁不排污、不受地下水位影响、不挤土，环境影响小；5、场地操平即可，无需硬地施工，不需水，节省资源；6、成桩速度快，施工效率高；施工成本与其他施工工法相比比较低廉，综合效益高。长螺旋压灌灌注桩部分挤土桩：冲孔灌注桩、●冲孔钻其他部分挤土桩预制管桩●预钻孔打入（静压）预制桩、●打入（静压）式敞口钢管桩、●敞口预应力混凝土空心桩●和H型钢桩；静压打桩●静压预制桩主要应用于软土，一般粘性土地基。在桩压入过程中，系以桩机本身的重量（包括配重）作为反作用力，以克服压桩过程中的桩侧摩阻力和桩端阻力。当预制桩在竖向静压力作用下沉入土中时，桩周土体发生急速而激烈的挤压，土中孔隙水压力急剧上升，土的抗剪强度大大降低，从而使桩身很快下沉。挤土桩：●打入（静压）预制桩、闭口预应力混凝土空心桩和闭口钢管桩。打桩机械●震动打桩机柴油打桩机打桩机械●震动打桩机沉管灌注桩沉管夯（挤）扩灌注桩、夯扩桩与爆扩桩●夯扩桩桩架可用重锤架，将重锤在套管内锤击进行施工的。适用于软土或松的沙质土。外管采用厚的无缝管，重锤采用纺锤形锤，重锤在管内夯击下沉，随后将套管夯击下沉，达到设计深度提出锤头，浇筑夯扩混凝土，用夯锤夯击管内混凝土使其挤出形成扩大头，逐步拔出套管，浇筑并夯击混凝土，达到实际要求后浇筑剩余混凝土插入钢筋成桩。●爆扩桩桩架可用重锤或振动锤沉入套管+桩头到设计位置，浇筑混凝土并将炸药包埋设在混凝土下部，上提套管并震动使混凝土下沉，起爆炸药使火药气体压缩周围土体形成扩大头，继续浇筑混凝土震动拔管并插入钢筋成桩。桩钢筋●下为常规钢筋笼右为滚焊机成型●下图钢管为预埋声测管桩承载力增强装置●扩大头与压浆提高承载力原理混凝土浇筑●料斗与导管桩基检测●桩基检测方法●静载试验锚桩法堆载法桩基检测●静载试验锚桩法桩基检测反射波法是建立在一维波动理论基础上，将桩假设为一维弹性连续杆，在桩身顶部进行竖向激振产生弹性波，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显差异的界面（如桩底、断桩和严重离析等）或桩身截面积变化（如缩径或扩径）部位，波阻抗将发生变化，产生反射波，通过安装在桩顶的传感器接收反射信号，对接收的反射信号进行放大、滤波和数据处理，可以识别来自桩身不同部位的反射信息。利用波在桩体内传播时纵波波速、桩长与反射时间之间的对应关系，通过对反射信息的分析计算，判断桩身混凝土的完整性及根据平均波速校核桩的实际长度，判定桩身缺陷程度及位置。●小应变无损试验●大应变动载试验桩基检测●超声波无损试验桩基检测●超声波●