建筑施工技术模块课件2.ppt

1、 建筑施工技术CONTENTS目 录地 基 处 理浅基础施工桩基础工程施工2.12.22.3模块2 地基处理与基础工程学习目标模块2 地基处理与基础工程1.熟悉常用的地基处理方法。2.了解常见浅基础的构造要求和要点。3.掌握钢筋混凝土预制桩和钢筋混凝土灌注桩的施工工艺。PART2.1地 基 处 理2.1 地 基 处 理 当建筑物的地基存在强度不足、压缩性过大或不均匀等情况时,为保证建筑物的安全与正常使用,有时必须考虑对地基进行人工处理。我国各地自然地理环境不同,土质各异,地基条件区域性较强,地基处理方法也多样。表2-1是按照地基原理对处理方法进行的分类。在选择地基处理方案时,应考虑上部结构、基

2、础和地基的共同作用,并经过技术、经济比较,选用地基处理方案或加强上部结构和处理地基相结合的方案。2.1 地 基 处 理2.1 地 基 处 理2.1 地 基 处 理PART2.2浅基础施工2.2 浅基础施工浅基础是指埋置深度小于基础宽度或埋置深度小于5 m,建造在天然地基或加固处理后地基上的基础,它造价低、施工简便。常用的浅基础有条形基础、杯形基础和筏式基础等。2.2.1 独立基础和条形基础 独立基础(见图2-1)和条形基础(见图2-2)的抗弯和抗剪性能良好,可在竖向荷载较大、水平荷载和力矩荷载较小的情况下使用。因其高度不受台阶宽高比的限制,故非常适用于需要“宽基浅埋”的场合。条形基础包括墙下条

3、形基础和柱下条形基础。图图2 2-1 1 柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础2.2.1 独立基础和条形基础图图2 2-2 2 墙下钢筋混凝土条形基础墙下钢筋混凝土条形基础2.2.1 独立基础和条形基础 (1)锥形基础的边缘高度不宜小于200 mm,阶梯形基础的每阶高度宜为300500 mm。(2)垫层的厚度不宜小于70 mm,一般为100 mm；垫层混凝土强度不宜低于C10。(3)基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于10 mm；间距不宜大于200 mm,也不宜小于100 mm。墙下钢筋混凝土条形基础纵向分布钢筯的直径不小于8 mm，间距不大于250 mm；每延米分布钢筋的面积应不小于受

4、力钢筋面积的1/10。1.构造要求2.2.1 独立基础和条形基础(4)当有垫层时钢筯保护层厚度不宜小于40 mm,无垫层时不宜小于70 mm。(5)插筋的数目和直径与柱内纵向受力钢筋相同。插筋的锚固及柱的纵向受力钢筋的搭接长度按混凝土结构设计规范(GB 500102010)的规定执行。2.2.1 独立基础和条形基础 (1)地基验槽完成后,应将基坑(槽)内的浮土、积水、淤泥、垃圾、杂物清除干净,并立即进行垫层混凝土施工,严禁晾晒基土。(2)垫层浇筑完成达到一定强度后,在其上弹线、支模、铺放钢筋网片。上下部用垂直钢筋绑扎牢,将钢筋弯钩朝上,按轴线位置校核后用“井”字形的方木架将插筋固定在基础外模板

5、上。底部钢筋网片应用与混凝土保护层同厚度的水泥砂浆或塑料垫块垫塞,以保证位置正确。柱插筋应满足锚固长度的要求。2.施工要点2.2.1 独立基础和条形基础 (3)对阶梯形基础根据基础施工图样的尺寸制作每一阶梯模板,支模应由下至上逐层向上安装。锥形基础坡度大于30时,采用斜模板支护,利用螺栓与底板钢筋拉紧,防止其上浮,模板上部设透气及振捣孔；坡度不大于30时,利用钢丝网(间距为30 cm)防止混凝土下坠,上口设“井”字形木架控制钢筋的位置。(4)浇筑混凝土时,注意柱子插筋位置的正确,防止其位移和倾斜。在浇筑开始时,先满铺一层510 cm厚的混凝土并捣实,使柱子插筋下段和钢筋网片的位置基本固定,然后

6、对称浇筑。对于锥形基础,应注意保持锥体斜面坡度的正确,斜面部分的模板应随混凝土浇捣分段支设并顶压紧,以防模板上浮变形；边角处的混凝土必须捣实。浇筑完毕,外露表面应覆盖浇水养护。2.2.2 杯形基础 杯形基础常用作钢筋混凝土预制柱基础,基础中预留凹槽(杯口),然后插入预制柱,柱子周围用细石混凝土(比基础混凝土强度高一级)浇筑。杯形基础根据基础本身的高低和形状分为一般杯口基础、双杯口基础和高杯口基础,如图2-3所示。图图2 2-3 3 杯形基础形式杯形基础形式2.2.2 杯形基础 1.构造要求柱的插入深度h1、基础的杯底厚度和杯壁厚度及杯壁的构造配筋见建筑地基基础设计规范(GB 500072011

7、)等的有关规定。2.2.2 杯形基础 2.施工要点 杯形基础除参照独立基础和条形基础的施工要点外,还应注意以下几点：(1)混凝土应按台阶分层浇筑,对高杯口基础的高台阶部分按整段分层浇筑。(2)杯口模板可做成两半式的定型模板,中间各加一块楔形板,拆模时,先取出楔形板,然后分别将两半杯口模板取出。为便于周转模板宜做成工具式时,支模时杯口模板应固定牢固并压浆。2.2.2 杯形基础 (3)浇筑杯口混凝土时,应特别注意杯口模板的位置,应在两侧对称浇筑,以免杯口模挤向一侧或由于混凝土泛起而使芯模上升。(4)为保证杯形基础杯口底标高的正确性,施工时应先浇筑杯底混凝土并振实,注意在杯底一般有50 mm厚的细石

8、混凝土找平层,应仔细留出。待杯底混凝土沉实后,再浇筑杯口四周混凝土,振动时间应尽可能缩短。基础浇捣完毕,在混凝土初凝后终凝前将杯口模板取出,并将杯口内侧表面混凝土凿毛。(5)高杯口基础施工时,由于一级台阶较高且配置钢筋较多,可采用后安装杯口模板的方法施工,即当混凝土浇捣接近杯口底时,再安装固定杯口模板,并继续浇筑杯口四周混凝土。2.2.3 筏式基础 筏式基础由钢筋混凝土底板、梁等组成,适用于地基承载力较低而上部结构荷载很大的场合。其外形和构造上像倒置的钢筋混凝土楼盖,整体刚度较大,能有效地将各柱子的沉降调整得较为均匀。筏式基础一般可分为梁板式和平板式两类,如图2-4所示。图图2 2-4 4 筏

9、式基础筏式基础1梁；2底板；3柱；4支墩2.2.3 筏式基础 1.构造要求 (1)混凝土强度等级不宜低于C30,钢筋保护层厚度应不小于35 mm。(2)基础平面布置应尽量对称,以减小基础荷载的偏心距,底板厚度不宜小于500 mm,梁截面和板厚按计算确定,梁顶高出底板顶面不小于300 mm,梁宽不小于250 mm。(3)底板下一般宜设厚度为100 mm的C10混凝土垫层,每边伸出基础底板不小于100 mm。2.2.3 筏式基础 2.施工要点 (1)施工前,如地下水位较高,可采用人工降水,使地下水位至基坑底距离不少于500 mm,以保证在无水情况下进行基坑开挖和基础施工。(2)施工时,可采用先在垫

10、层上绑扎底板、梁的钢筋和柱子锚固插筋,然后浇筑底板混凝土,待达到25设计强度后,再在底板上支梁模板,继续浇筑完梁部分的混凝土；也可采用底板和梁模板一次同时支好、混凝土一次连续浇筑完成的方式。梁侧模板采用支架支承并固定牢固。(3)混凝土浇筑时一般不留施工缝,必须留设时,应按施工缝要求处理,并应设置止水带。(4)基础浇筑完毕,表面应覆盖和洒水养护,并防止地基被水浸泡。PART2.3桩基础工程施工2.3 桩基础工程施工 一般建筑物都应充分利用地基土层的承载能力而尽量采用浅基础。但若浅层土质不良,无法满足建筑物对地基变形和强度方面的要求,可以利用下部坚实土层或岩层作为持力层,这就要采用有效的施工方法来

11、建造深基础。深基础主要有桩基础、墩基础、沉井和地下连续墙等几种类型,其中以桩基础最为常用。2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工 预制桩主要有混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢桩和木桩等。预制桩能承受较大的荷载,坚固耐久,施工速度快,是应用广泛的桩型之一,但其施工对周围环境的影响较大。常用的预制桩为混凝土实心方桩和预应力混凝土空心管桩。钢桩一般均由钢厂生产,常用的形式为钢管或H型钢。2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工 1.混凝土预制桩制作、起吊和堆放1 1）混凝土预制桩的制作）混凝土预制桩的制作 为节省场地,现场预制方桩多用叠浇法制作,重叠层数取决于地面允许荷载和施工条件,一般不宜超过4层。场地应平整、

12、坚实,不得产生不均匀沉降。桩与桩间应做好隔离层,桩与邻桩、底模间的接触面不得发生黏结。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%以后方可进行。预应力混凝土管桩在工厂采用离心法和蒸汽加快养护的方法制作。预制桩的混凝土浇筑应由桩顶向桩尖连续进行,严禁中断。2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工2 2）混凝土预制桩的起吊与堆放）混凝土预制桩的起吊与堆放 当桩的混凝土强度达到设计强度的70%时方可起吊,达到100%时方可运输和打桩。若提前起吊,则必须采取措施并经验算合格后方可进行。桩在起吊和搬运时,必须平稳且不得损坏。吊点应符合设计要求,如图2-5所示。图图2 2-5 5 桩的合理吊点

13、桩的合理吊点2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工 打桩前,桩从制作处运到现场以备打桩,应根据打桩顺序随打随运以避免二次搬运。对桩的运输方式,当运距不大时,可用起重机吊运；当运距较大时,可采用轻便轨道小平台车运输。堆放桩的地面必须平整、坚实,垫木的间距应与吊点的位置相同,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。2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工 2.混凝土预制桩的施工方法 混凝土预制桩的沉桩方法主要有锤击沉桩法、静力压桩法、水冲沉桩法和振动沉桩法等。2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工1 1）锤击沉桩法）锤击沉桩法 锤击沉桩法是利用桩锤的冲击克服土对桩的阻力,使桩沉到预定

14、深度或达到持 力层。这是最常用的一种沉桩方法。(1)打桩设备。打桩设备包括桩锤、桩架和动力装置。桩锤。桩锤是指对桩施加冲击力,将桩打入土中的主要机具。桩锤主要有落锤、蒸汽锤、柴油锤和液压锤,目前应用最多的是柴油锤。采用锤击沉桩时,为了防止桩受冲击应力过大而损坏,力求采用重锤轻击。如果采用轻锤重击,则锤击功大部分被桩身吸收,桩不易打入,且桩头容易被打碎。2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工 桩架。桩架是支持桩身和桩锤,在打桩过程中引导桩的方向,并保证桩锤能沿着所要求方向冲击的打桩设备。桩架的形式多种多样,常用的通用桩架(能适应多种桩锤)有两种基本形式：一种是沿轨道行驶的多功能桩架,另一种是装在履带底

15、盘上的履带式桩架。2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工 a.多功能桩架(见图2-6)。多功能桩架由立柱、斜撑、回转工作台、底盘和传动机构组成。它的机动性和适应性很强,在水平方向上可做360回转,立柱可前后倾斜,底盘下装有铁轮,可在轨道上行走。这种桩架适用于各种预制桩施工,也可用于灌注桩施工。其缺点是机构较庞大,现场组装和拆迁比较麻烦。图图2 2-6 6 多功能桩架多功能桩架2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工 b.履带式桩架(见图2-7)。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。履带式桩架较多功能桩架灵活,移动方便,适用于各种预制桩施工,目前应用最多。图图2 2-7 7 履带式桩架履带

16、式桩架1立柱；2桩；3桩帽；4桩锤；5斜撑；6车体2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工 动力装置。动力装置的配置取决于所选的桩锤。当选用蒸汽锤时,需配备蒸汽锅炉和卷扬机。(2)施工工艺。打桩前应做好下列准备工作：清除妨碍施工的地上和地下的障碍物,平整施工场地,定位放线,设置供电、供水系统,安装打桩机,等等。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。水准点的设置不应少于 2个,在施工过程中可据此检查桩位的偏差及桩的入土深度。2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工 预制桩施工属于挤土施工,打桩顺序安排得合理与否将直接影响打桩速度、打桩质量及周围环境。当桩距小于4倍桩长或桩径时,打桩顺序显得尤为重要

17、。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：由一侧向单一方向进行见图2-8(a),自中间向两个方向对称进行见图2-8(b),自中间向四周进行见图2-8(c)。对于第一种打桩顺序,打桩的推进方向宜逐排改变,以免土朝一个方向挤压而导致土壤挤压不均匀。对于同一排桩,必要时还可采用间隔跳打的方式。对于密集桩群,应采用自中间向两个方向或向四周对称施打的顺序：当一侧毗邻建筑物或有其他需保护的地下、地面构筑物和管线时,应由毗邻建筑物处向另一方向施打。当存在不同规格的桩时,应遵循先长后短、先粗后细的打桩原则,以避免造成浮桩现象或挤偏已打桩。2.3.1

18、钢筋混凝土预制桩施工图图2 2-8 8 打桩顺序打桩顺序2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工 打桩机就位后,将桩锤和桩帽吊起,然后将吊桩送至导杆内,垂直对准桩位缓缓送下插入土中,桩插入时的垂直度偏差不得超过0.5%。桩插入土中后即可固定桩帽和桩锤,使桩、桩帽和桩锤在同一铅垂线上,确保桩能垂直下沉。在桩锤与柱帽之间应加弹性衬垫,如硬木、麻袋、草垫等；桩帽和桩顶周围四边应有510 mm的间隙,以防损伤桩顶。打桩开始时,桩锤的落距应较小,待桩入土至一定深度且稳定后,按要求的落距锤击。用落锤或单动汽锤打桩时,最大落距不宜大于1 m；用柴油锤打桩时,应使锤跳动正常。在打桩过程中,当遇有贯入度剧变,桩身突然发

19、生倾斜、移位或有严重回弹,桩顶或桩身出现严重裂缝或破碎等异常情况时,应暂停打桩,并及时研究处理。2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工 当桩顶标高低于自然土面,需用送桩管将桩送入土中时,桩与送桩管的纵轴线应在同一直线上,拨出送桩管后,桩孔应及时回填或加盖。混凝土预制桩的接桩方法有焊接、法兰连接及硫磺胶泥锚接三种,如图2-9所示。前两种可用于各类土层；硫磺胶泥锚接适用于软土层,对一级建筑桩基、承受拔力及抗震设防地区的桩宜慎重选用。目前,焊接接桩应用最多。焊接接桩的钢钣宜用低碳钢,焊条宜用E43。接桩的预埋铁件的表面应清洁；上、下节桩之间如有间隙,应用铁片填实焊牢。焊接时,焊缝应连续饱满,并采取措施减少

20、焊接变形。接桩时,上、下节桩的中心线偏差不得大于10 mm,节点弯曲矢高不得大于1桩长。焊接时,应先将四角点焊固定,然后对称焊接,并确保焊缝质量和设计尺寸。焊接后应使焊缝在自然条件下冷却10 min才可继续沉桩。2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工图图2 2-9 9 混凝土预制桩接桩混凝土预制桩接桩1上节桩；2桩帽；3连接角钢；4下节桩；5连接法兰；6预埋锚接钢筋；7预留锚筋孔2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工 测量最后贯入度应在下列正常条件下进行：桩顶没有被破坏,锤击没有偏心,锤的落距符合规定,桩帽和弹性垫层正常,汽锤的蒸汽压力符合规定。如果沉桩尚未选取设计标高,而贯入度又突然变小,则可能说明土层

21、中有硬土层,或遇到孤石等障碍物,此时切勿盲目施打,而应会同设计勘察部门共同研究解决。此外,土的固结作用也可使打桩过程中断,会使桩难以打入,因此应保证施打的连续进行。打桩过程中应做好沉桩记录,以便进行工程验收。2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工2 2）静力压桩法）静力压桩法 静力压桩法施工是通过静力压桩机以压桩机自重及桩架上的配重做反力将预制桩压入土中的一种沉桩工艺。早在20世纪50年代初,我国沿海地区就开始采用静力压桩法。到20世纪80年代,随着压桩机械的发展和人们环保意识的增强,静力压桩法得到了进一步推广。至20世纪90年代,压桩机实现系列化,且最大压桩力为6 800 kN的压桩机已问世,它既

22、能施压预制方桩,也能施压预应力管桩。静力压桩法不仅适用于多层建筑和中高层建筑,而且适用于20层及以上的高层建筑及大型构筑物。2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工 与锤击沉桩法相比,静力压桩法除具有噪声小、无振动、对桩损害小等优点外,还可在压桩时直接测出沉桩所受阻力,根据经验资料可估算出施工后的单桩承载力。其缺点是桩遇硬土或密实的砾石或砂层时难以穿过。2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工 静压预制桩主要应用于软土地基。在沉桩过程中,桩尖直接使土体产生冲切破坏,伴随或先发生沿桩身土体的直接剪切破坏。孔隙水受此冲剪挤压作用而形成不均匀水头,产生超孔隙水压力,扰动了土体结构,使桩周约1倍桩径的一部分土体的抗剪

23、强度降低,发生严重软化(对黏性土来说)或稠化(对粉土、砂土来说),出现土重塑现象,从而可容易地连续将静压预制桩送入很深的地基土层中。如果在压桩过程中出现停顿,则一部分孔隙水压力会消失,桩周土会发生径向固结现象,使土体的密实度增加,桩周的侧壁摩阻力也随之增大,尤其是扰动重塑的桩端土体强度得到恢复,致使桩端阻力增长较快。停顿时间越长,扰动土体强度恢复增长越多。因此,静压沉桩不宜中途停顿,必须接桩停顿时,宜考虑浅层接桩,还应尽量避开在土质较好的土层深度处接桩。静压预制桩是挤土桩,其在压入过程中会导致桩周围土的密度增加,其挤土效应取决于桩截面的几何形状、桩间距及土层的性能。2.3.1 钢筋混凝土预制桩

24、施工 静力压桩机有机械式和液压式之分,目前使用较多的是液压式静力压桩机,其主要结构如图2-10所示,其压力可达5 000 kN。图图2 2-10 10 液压式静力压桩机的主要结构液压式静力压桩机的主要结构1纵移机构；2横移回转机构；3辅助配重梁；4边桩器；5主驾驶室；6夹桩箱；7压桩台；8起重机；9升降机械2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工 用于静力压桩法施工的钢筋混凝土预制桩有RC方桩、PC管桩、PHC管桩和PTC管桩,还有的地区采用外方内圆空心式钢筋混凝土预制桩。静压预制桩的施工一般采用分段压入、逐段接长的方法。其施工工艺为：测量定位压桩机就位吊装喂桩(指的是将预制桩吊装到设计孔位的过程)桩

25、身对中调直压桩接桩再压桩(送桩)终止压桩切割桩头。2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工 静压预制桩的桩节长度一般在12 m以内,可直接用压桩机上的工作调机自行吊装喂桩,也可以配备专门调机进行吊装喂桩。第一节桩(底桩)应用带桩尖的桩,在桩被运到压桩机附近后,一般采用一点起吊法起吊,采用双千斤(吊索)加小扁担(小横梁)的起吊法可使桩身竖直进入夹桩的钳口中。当接桩采用硫磺胶泥接桩法时,起吊前应检查浆锚孔的深度,并将孔内的杂物和积水清理干净。在桩被吊入夹桩钳口后,由指挥员指挥司机将桩缓慢降到桩尖离地面10 cm左右为止,然后加紧桩身,微调压桩机使桩尖对准桩位,并将桩压入土中0.51.0 m,暂停下压,再从

26、桩的两个正交侧面校正桩身垂直度,当桩身垂直度偏差小于0.5%时,才可正式压桩。2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工 压桩是通过主机的压桩油缸伸程的力将桩压入土中的,压桩油缸的最大行程因不同型号的压桩机而有所不同,一般为1.52.0 m,所以每一次下压,桩的入土深度为1.52.0 m,然后松夹具、上升、再夹紧、再压,如此反复进行,方可将一节桩压下去。当一节桩被压到桩顶离地面80100 cm时,可进行接桩或放入送桩器并将桩压至设计标高。静压预制桩常用的接头形式是电焊焊接。在电焊焊接施工前,需清理接口处的砂浆、铁锈和油污等杂质,坡口表面要呈金属光泽,要加上定位板。接头处如有孔隙,应用楔形铁片将其全部填实

27、焊牢。焊接坡口槽时应分34层焊接,每层焊渣应彻底清除,焊接采用人工对称堆焊,以预防气泡和夹渣等焊接缺陷。焊缝应连续饱满,焊好的接头应自然冷却15 min后方可施压,禁止用水冷却或焊好即压。2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工 如果桩顶已接近设计标高,而桩压力尚未达到规定值,则可以送桩。如果桩顶高出地面一段距离,而压桩力已达到规定值,则要截桩,以便压桩机移位。静压预制桩的送桩作业可以利用现场的预制桩段作为送桩器。施压预制桩最后一节桩的桩顶面达到施工地面以上 1.5 m 左右时,应再吊一节桩放在被压桩的顶面,不要将接头连接起来。如果初压时桩身发生较大移位和倾斜,压入过程中桩身突然下沉或倾斜,桩顶混凝土

28、破坏或压桩阻力剧变,则应暂停压桩,及时研究处理。2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工3 3）水冲沉桩法）水冲沉桩法 水冲沉桩法又称射水沉桩法,它往往与锤击(或振动)沉桩法同时使用,具体选择应视土质情况：在砂夹卵石层或坚硬土层中,一般以射水沉桩法为主,以锤击或振动沉桩法为辅；在粉质黏土或黏土中,为避免降低承载力,一般以锤击或振动沉桩法为主,以射水沉桩法为辅,并应适当控制射水时间和水量。下沉空心桩时,一般采用单管内射水沉桩法；当下沉较深或土层较密实时,可采用锤击或振动沉桩法,配合以射水沉桩法。下沉实心桩时,将射水管对称地装在桩的两侧,并能沿着桩身上下自由移动,以便在任何高度上射水冲土。必须注意,不论采

29、用哪种射水施工方法,在沉入的最后阶段(11.5 m至设计标高)都应停止射水,锤击或振动将桩沉入至设计深度,以保证桩的承载力。2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工4 4）振动沉桩法）振动沉桩法 振动沉桩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。该方法在砂土中的施工效率较高。振动沉桩法的设备简单,主要由振动锤(见图2-11)和桩架构成。振动沉桩法的沉桩速度快,尤其是在饱和无黏性土中,施工效率很高。图图2 2-11 11 振动锤振动锤1振动器；2弹簧；3横梁；4竖轴；5起重环；6吸振2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工

30、但是,这种方法对地基扰动大,对桩结构的损害也较大,因此在钢桩施工时一般会考虑使用此法,其他情况下应慎重采用。2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工 3.预制桩施工质量控制要点 预制桩施工质量控制要点包括桩的偏差、最后贯入度(静压值)与沉桩标高,桩顶、桩身是否损坏及对周围环境有无造成严重危害。桩的垂直偏差应控制在1%之内。桩的平面位置的允许偏差：对于建筑物桩基、单排或双排桩的条形桩基,垂直于条形桩基纵轴线方向为100 mm,平行于条形桩基纵轴线方向为 150 mm；桩数为13根桩基中的桩为100 mm；桩数为416根桩基中的桩为1/3桩径或1/3边长；桩数大于16根桩基中的桩最外边的桩为1/3桩径或1

31、/3边长,中间桩为1/2桩径或边长。2.3.1 钢筋混凝土预制桩施工 停止沉桩的原则,对于桩尖位于坚硬土层的端承型桩,以贯入度控制为主,桩尖进入持力层深度或桩尖标高可作为参考。如果贯入度已达到而桩尖标高未达到,采用锤击沉桩法时应继续锤击3阵,每阵10击的平均贯入度不应大于规定的数值；采用静力压桩法时应保持压力一段时间。对于桩尖位于软土层的摩擦型桩,停止沉桩的原则应以桩尖设计标高控制为主,贯入度可作为参考。按标高控制的桩,桩顶标高的允许偏差为-50+100 mm,若控制指标已符合要求,而其他指标与要求相差较大,则应会同有关单位研究解决。设计与施工中所控制的贯入度是以合格的试桩数据为准的,如果无试

32、桩资料,则可参考类似土的贯入度由设计规定。2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工 混凝土灌注桩是直接在施工现场桩位上成孔,然后在孔内安装钢筋笼,浇筑混凝土成桩。与预制桩相比,灌注桩具有不受地层变化限制、不需要接桩和截桩、节约钢材、振动小、噪声小等优点,但其施工工艺复杂,影响质量的因素多。灌注桩按成孔方法分为钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、沉管灌注桩等。2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工 1.钻孔灌注桩钻孔灌注桩是指利用钻孔机械钻出桩孔,并在孔中浇筑混凝土(或先在孔中吊放钢筋笼)而成的桩。根据钻孔机械的钻头是否在土壤的含水层中施工,钻孔灌注桩施工方法分为泥浆护壁成孔和干作业成孔两种。2.3.2 钢筋混凝土灌

33、注桩施工1 1）泥浆护壁成孔灌注桩）泥浆护壁成孔灌注桩 泥浆护壁成孔是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携带排出孔外成孔,然后安装绑扎好的钢筋笼,用导管法水下灌注混凝土沉桩。此法对地下水高、低的土层都适用,但在岩溶发育地区慎用。泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺流程如图2-12所示。图图2 2-12 12 泥浆护壁成孔灌注桩工艺流程图泥浆护壁成孔灌注桩工艺流程图2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工 (1)埋设护筒。护筒是用48 mm厚钢板制成的圆筒,其内径应大于钻头直径 100 mm,其上部宜开设12个溢浆孔。护筒的作用是固定桩孔位置，防止地面水流入，保护孔口，增高桩孔

34、内水压力，防止塌孔和成孔时引导钻头方向。埋设护筒时,先挖去桩孔处地表土,将护筒埋入土中,保证其位置准确、稳定。护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50 mm,护筒与坑壁之间用黏土填实,以防漏水。护筒的埋设深度,在黏土中不宜小于1.0 m,在砂土中不宜小于1.5 m。护筒顶面应高于地面0.40.6 m,并应保持孔内泥浆面高出地下水位1 m以上；在受水位涨落影响时,泥浆面应高出最高水位1-5 m以上。2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工 (2)制备泥浆。泥浆由水、黏土、化学处理剂和一些惰性物质组成。泥浆在桩孔内吸附在孔壁上,将土壁上孔隙填渗密实,避免孔内壁漏水,保持护筒内水压稳定,并具有较强的黏结力,可以

35、稳固土壁、防止塌孔。通过循环泥浆可将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出,起到携砂、排土的作用。同时,泥浆还对钻头有冷却和润滑作用,保证钻头和钻具保持冷却并在孔内顺利起落。2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工 制备泥浆的方法：在黏性土中成孔时可在孔中注入清水,钻机旋转时,切削掉的土屑与水旋拌,用原土造浆；在其他土中成孔时,泥浆制备应选用高塑性黏土或膨润土。(3)成孔。泥浆护壁成孔灌注桩的成孔方法按成孔机械分类有钻机成孔(回转钻机成孔、潜水钻机成孔、冲击钻机成孔)和冲抓锥成孔两种,其中以钻机成孔应用最多。回转钻机成孔。回转钻机是由动力装置带动钻机回转装置转动,再由其带动带有钻头的钻杆移动,由钻头切削土层。其适

36、用于地下水位较高的软、硬土层,如淤泥、黏性土、砂土、软质岩层。2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工 根据泥浆循环方式的不同，回转钻机钻孔方式分为正循环回转钻机成孔和反循环回转钻机成孔两种。正循环回转钻机成孔的工艺如图2-13所示。图图2 2-13 13 正循环回转钻机成孔的工艺正循环回转钻机成孔的工艺1钻机回转装置；2钻杆；3水龙头；4泥浆泵；5泥浆池；6沉淀池；7泥浆循环方向；8钻头2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工 由空心钻杆内部通入泥浆或高压水,从钻杆底部喷出,携带钻下的土渣沿孔壁向上流动,由孔口将土渣带出流入泥浆池。反循环回转钻机成孔的工艺如图2-14所示。泥浆带渣流动的方向与正循环回转钻机

37、成孔的情形相反。反循环工艺的泥浆上流的速度较高,能携带较大的土渣。图图2 2-14 14 反循环回转钻机成孔的工艺反循环回转钻机成孔的工艺1钻机回转装置；2钻杆；3水龙头；4混合液流向；5砂石泵；6沉淀池；7新泥浆流向；8钻头2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工 潜水钻机成孔。潜水钻机成孔示意图如图2-15所示。潜水钻机是一种将动力、变速机构、钻头连在一起并加以密封、潜入水中工作的一种体积小而轻的钻机。这种钻机的钻头有多种形式,以适应不同桩径和不同土层,钻头带有合金刀齿,靠电机带动刀齿旋转切削土层或岩层。钻头靠桩架悬吊吊杆定位,钻孔时钻杆不旋转钻头部分放置切削下来的泥渣通过泥浆循环排出孔外。图图2

38、 2-15 15 潜水钻机成孔示意图潜水钻机成孔示意图2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工 冲击钻机成孔。冲击钻机通过机架、卷扬机把带刃的重钻头(冲击锤)提高到一定高度,靠自由下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔,如图2-16所示。少部分碎渣和泥浆挤压进孔壁,大部分碎渣用掏渣筒掏出。此法设备简单、操作方便,对于有孤石的砂卵石岩、坚质岩、岩层均可成孔。图图2 2-16 16 冲击钻机成孔示意图冲击钻机成孔示意图2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工成孔后,即进行验孔和清孔。验孔是用探测器检查桩位、直径、深度和孔道情况；清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土,以减少桩基的沉降量,提高其承载能力。（4)清孔。2.3.

39、2 钢筋混凝土灌注桩施工 （5)水下浇筑混凝土。在灌注桩、地下连续墙等基础工程中,常要直接在水下浇筑混凝土,其方法是利用导管输送混凝土并使之与环境水隔离,依靠管中混凝土的自重,使管口周围的混凝土在已浇筑的混凝土内部流动、扩散,以完成混凝土的浇筑工作,如图2-17所示。图图2 2-17 17 导管法浇筑水下混凝土示意图导管法浇筑水下混凝土示意图1导管；2承料漏斗；3提升机具；4球塞2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工 在施工时,先将导管放入孔中(其下部距离底面约100 mm),用麻绳或铅丝将球塞悬吊在导管内水位以上的0.2 m(塞顶铺23层稍大于导管内径的水泥纸袋,再散铺一些干水泥,以防混凝土中集料

40、卡住球塞),然后浇入混凝土,当球塞以上导管和承料漏斗装满混凝土后,剪断球塞吊绳,混凝土靠自重推动球塞下落,冲向基底,并向四周扩散。球塞冲出导管,浮至水面,可重复使用。冲入基底的混凝土将管口包住,形成混凝土堆,同时不断地将混凝土浇入导管中,管外混凝土面不断被管内的混凝土挤压上升。随着管外混凝土面的上升,导管也逐渐提高(到一定高度,可将导管顶段拆下)。但不能提升过快,必须保证导管下端始终埋入混凝土内,其最大埋置深度不宜超过5 m。混凝土浇筑的最终高程应高于设计标高约100 mm,以便清除强度低的表层混凝土(清除在混凝土强度达到22.5 MPa后方可进行)。2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工 导管法浇

41、筑水下混凝土的关键：一是保证混凝土的供应量应大于导管内混凝土必须保持的高度和开始浇筑时导管埋入混凝土堆内必需的埋置深度所要求的混凝土量；二是严格控制导管的提升高度,且只能上下升降,不能左右移动,以避免造成管内返水事故。2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工2 2）干作业成孔灌注桩）干作业成孔灌注桩 干作业成孔灌注桩是先用钻机在桩位处进行钻孔,然后在桩孔内放入钢筋骨架,再灌注混凝土而成桩。图图2 2-18 18 螺旋钻机钻孔灌注桩施工过程螺旋钻机钻孔灌注桩施工过程2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工 干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔,适用于成孔深度内没有地下水的一般黏土层、砂土及人工填土地基,不适用于有地下

42、水的土层和淤泥质土层。(1)干作业成孔灌注桩的施工工艺为：螺旋钻机就位对中钻进成孔、排土钻至预定深度、停钻起钻,测孔深、孔斜、孔径清理孔底虚土钻机移位安放钢筋笼安放混凝土溜筒灌注混凝土成桩桩头养护。2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工 (2)钻机就位后,钻杆垂直对准桩位中心,开钻时先慢后快,减少钻杆的摇晃,及时纠正钻孔的偏斜或位移。钻孔时,螺旋刀片旋转削土,削下的土沿整个钻杆螺旋叶片上升而涌出孔外,钻杆可逐节接长直至钻到设计要求的深度。用导向钢筋将钢筋骨架送入孔内,同时防止泥土杂物掉进孔内。钢筋骨架就位后,应立即灌注混凝土,以防塌孔。灌注时,应分层浇筑、分层捣实,每层厚度为5060 cm。2.3.

43、2 钢筋混凝土灌注桩施工 2.人工挖孔灌注桩 人工挖孔灌注桩是采用人工挖掘方法成孔,然后放置钢筋笼浇筑混凝土而成的桩基础。其施工特点是设备简单,无噪声,无振动,不污染环境,对施工现场周围原有建筑物的影响小；施工速度快,可按施工进度要求决定同时开挖桩孔的数量,必要时各桩孔可同时施工；土层情况明确,可直接观察到地质变化,桩底沉渣能被清除干净,施工质量可靠。尤其当高层建筑选用大直径的灌注桩,而施工现场又在狭窄的市区时,采用人工挖孔比机械挖孔更合适。其缺点是人工耗量大、开挖效率低、安全操作条件差等。2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工施工时,为确保挖土成孔施工安全,必须采取预防孔壁坍塌和流砂现象发生的措施

44、。因此,施工前应根据地质水文资料,拟定出合理的护壁措施和降、排水方案。护壁方法很多,可以采用现浇混凝土护壁、沉井护壁、喷射混凝土护壁等。2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工1 1）现浇混凝土护壁）现浇混凝土护壁 现浇混凝土护壁法施工即分段开挖、分段浇筑混凝土护壁。它既能防止孔壁坍塌,又能起到防水作用。现浇混凝土护壁施工工艺流程如图2-19所示。图图2 2-19 19 现浇混凝土护壁施工工艺流程现浇混凝土护壁施工工艺流程2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工 桩孔采取分段开挖,每段高度取决于土壁直立状态的能力,一般0.51.0 m为一施工段,开挖井孔直径为设计桩径加混凝土护壁厚度。在护壁施工段,支设护壁内

45、模板(工具式活动钢模板)后浇筑混凝土。模板的高度取决于开挖土方施工段的高度,一般为1 m,由48块活动钢模板组合而成,支成有锥度的内模。内模支设后,吊放用角钢和钢板制成的两半圆形合成的操作平台入桩孔内,置于内模板顶部,以放置料具和浇筑混凝土操作之用。混凝土的强度一般不低于C15,浇筑混凝土时要注意振捣密实。2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工当护壁混凝土强度达到1 MPa(常温下约24 h)可拆除模板,开挖下段的土方,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。2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工当桩孔挖到设计深度,并检查孔底土质已达到设计要求后,再在孔底挖成扩大头。待桩孔全部成型后,用潜

46、水泵抽出孔底的积水,然后立即浇筑混凝土。当浇筑混凝土至钢筋笼的底面设计标高时,再吊入钢筋笼就位,并继续浇筑桩身混凝土而形成桩基。2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工2 2）沉井护壁）沉井护壁 当桩径较大,挖掘深度大,地质复杂,土质差(松软弱土层),且地下水位高时,应采用沉井护壁法挖孔施工。沉井护壁施工是先在桩位上制作钢筋混凝土井筒,井筒下捣至钢筋混凝土刃脚,然后在筒内挖土掏空,井筒靠其自重或附加荷载来克服筒壁与土体之间的摩擦阻力,边挖边沉,使其垂直地下沉到设计要求的深度。2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工 3.沉管灌注桩 沉管灌注桩是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)

47、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),形成桩孔,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。利用锤击沉桩设备沉管、拔管成桩,称为锤击沉管灌注桩；利用振动器振动沉管、拔管成桩,称为振动沉管灌注桩。2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工1 1）锤击沉管灌注桩）锤击沉管灌注桩 锤击沉管灌注桩适用于一般的黏性土、淤泥质土和人工填土地基,其施工过程如图2-20所示,施工工艺流程如图2-21所示。图图2 2-20 20 沉管灌注桩施工过程沉管灌注桩施工过程2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工图图2 2-21 21 锤击沉管施工工艺流程锤击

48、沉管施工工艺流程2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工 锤击沉管灌注桩施工要点如下：(1)桩尖与桩管接口处应垫麻绳(或草绳)垫圈,以防地下水渗入管内或作为缓冲层。沉管时先用低锤锤击,观察无偏移后,才正常施打。(2)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。(3)桩管内混凝土尽量填满,拔管时要均匀,保持连续密锤轻击,并控制拔管速度,对一般土层以不大于1 m/min为宜,软弱土层与软硬交界处应控制在0.8 m/min以内为宜。2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工 (4)在管底未拔到桩顶设计标高前,倒打或轻击不得中断,注意使管内的混凝土保持略高于地面,并保持到全管拔出为止。(5)桩的中心

49、距在5倍桩管外径以内或小于2 m时,均应跳打施工；中间空出的桩须待邻桩混凝土达到设计强度的50%方可施打。2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工2 2）振动沉管灌注桩）振动沉管灌注桩 振动沉管灌注桩采用激振器或振动冲击沉管。其施工过程如下：(1)桩机就位。将桩尖活瓣合拢对准桩位中心,利用振动器及桩管自重,把桩尖压入土中。(2)沉管。开动振动箱,桩管即在强迫振动下迅速沉入土中。沉管过程中,应经常探测管内有无水或泥浆,如发现水、泥浆较多,应拔出桩管,用砂回填桩孔后方可重新沉管。2.3.2 钢筋混凝土灌注桩施工 (3)上料。桩管沉到设计标高后停止振动,放入钢筋笼,再上料斗将混凝土灌入桩管内,一般应灌满桩管或略高于地面。(4)拔管。开始拔管时,应先启动振动箱810 min,并用吊铊测得桩尖活瓣确已张开,混凝土确已从桩管中流出以后,卷扬机方可开始抽拔桩管,边振边拔。拔管速度应控制在15 m/min以内。THANKS