地基处理与桩基工程课件.ppt

1、图2.1 桩的分类(a)端承桩；(b)摩擦桩1桩；2承台；3上部结构；4软弱土层；5下卧硬土层般项目表表2.2 2.2 钢筋混凝土预制桩的质量检验标准钢筋混凝土预制桩的质量检验标准 钢筋混凝土预制桩应达到设计强度的钢筋混凝土预制桩应达到设计强度的70%70%才可起吊；达到才可起吊；达到100%100%设计强度才能运输和打桩。设计强度才能运输和打桩。若若提前吊运，必须采取措施并经过验算合格方可进行。提前吊运，必须采取措施并经过验算合格方可进行。桩在起吊搬运时，必须平稳，避免冲击和振动；吊点、绑扎桩在起吊搬运时，必须平稳，避免冲击和振动；吊点、绑扎点的数量及位置按桩长而定，应符合起吊弯矩点的数量及

2、位置按桩长而定，应符合起吊弯矩最小的原则，最小的原则，可按可按图图2.32.3所示的位置捆绑。所示的位置捆绑。砼桩在现场堆放层数不宜超过砼桩在现场堆放层数不宜超过4 4层；堆放时垫木间距应与吊点层；堆放时垫木间距应与吊点位置相同，各层垫木应位于同一垂直线上。位置相同，各层垫木应位于同一垂直线上。桩锤桩锤 桩锤可选用桩锤可选用落锤落锤、蒸汽锤蒸汽锤、柴油锤、液压锤柴油锤、液压锤和和振动锤等振动锤等。落锤落锤一般由铸铁制成。重一般由铸铁制成。重0.20.22t2t。它利用绳索或钢丝绳通过它利用绳索或钢丝绳通过吊钩吊钩由卷扬机沿桩架导杆提升到一定高度，然后由卷扬机沿桩架导杆提升到一定高度，然后自由落

3、下自由落下击打击打桩顶桩顶(如图如图2.42.4)。费用低，但施工速度慢、效率低，桩顶易被。费用低，但施工速度慢、效率低，桩顶易被打坏；适用于小直径桩，在软土层中应用较多。打坏；适用于小直径桩，在软土层中应用较多。汽锤汽锤是以高压蒸汽或压缩空气为动力的打桩机械，有是以高压蒸汽或压缩空气为动力的打桩机械，有单动汽锤单动汽锤和和双动汽锤双动汽锤两种两种(如图如图2.52.5)。可用于打各种桩，也可在水下打。可用于打各种桩，也可在水下打桩并用于拔桩。桩并用于拔桩。柴油打桩锤：柴油打桩锤：利用汽缸内冲击体的冲击力与燃烧压力，推动锤利用汽缸内冲击体的冲击力与燃烧压力，推动锤体跳动夯击桩体。体跳动夯击桩体

4、。速度快，施工性能好。适用于各种土层及各速度快，施工性能好。适用于各种土层及各类桩型。但施工时振动大、噪声高、废气污染严重。类桩型。但施工时振动大、噪声高、废气污染严重。振动锤振动锤是利用机械强迫振动，通过桩帽传到桩上使桩下沉是利用机械强迫振动，通过桩帽传到桩上使桩下沉。锤重选择锤重选择应根据地质条件、工程结构、桩的类型、密集程度及应根据地质条件、工程结构、桩的类型、密集程度及施工条件等参考施工条件等参考表表2.32.3选用。选用。表2.3 锤重选择表 桩桩架架 桩架桩架是支持桩身和桩锤，在打桩过程中引导桩的方向及维持桩是支持桩身和桩锤，在打桩过程中引导桩的方向及维持桩的稳定，并保证桩锤沿着所

5、要的稳定，并保证桩锤沿着所要求方向冲击的设备。求方向冲击的设备。桩架一般由桩架一般由底盘底盘、导向杆导向杆、起吊设备起吊设备、撑杆撑杆等组成。等组成。根据桩的长度、桩锤的高度及施工条件等选择桩架和确定桩架根据桩的长度、桩锤的高度及施工条件等选择桩架和确定桩架高度。高度。桩架高度桩架高度=桩长桩长+桩锤高度桩锤高度+滑轮组高滑轮组高+桩帽高度起锤移桩帽高度起锤移位高度位高度桩架用钢材制作，按移动方式有桩架用钢材制作，按移动方式有轮胎式轮胎式、履带式履带式、轨道式轨道式等。等。履带式桩架履带式桩架以履带式起重机为主机，配备桩架工作装置而组成。以履带式起重机为主机，配备桩架工作装置而组成。操作灵活，

6、移动方便，适用于各种预制桩和灌注操作灵活，移动方便，适用于各种预制桩和灌注桩的施工。桩的施工。图2.8 压桩程序示意图(a)准备压第一段桩；(b)接第二段桩；(c)接第三段桩；(d)整根桩压平入地面；(e)采用送桩压桩到设计标高1第一段桩；2第二段桩；3第三段桩；4送桩；5接桩结点具体原因及处理方法具体原因及处理方法 (1)颈缩v颈缩：桩身的局部直径小于设计要求的现象。v当在淤泥和软土层沉管时，由于受挤压的土壁产生空隙水压，拔管后便挤向新灌注的混凝土，桩局部范围受挤压形成颈缩。v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。v处理方法：拔管时应保持管

7、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5070mm。拔管时应采用复打法，并严格控制拔管的速度。(2)断桩 v断桩：桩身局部分离或断裂，更为严重的是一段桩没有混凝土。v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。v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50%设计强度后，再进行下根桩的施工。(3)(3)吊脚桩吊脚桩 v吊脚桩：指桩底部混凝土隔空或松软，没有落实到孔底地基土层上的现象。v原因：当地下水压力大时，或预制桩尖被打坏，或桩靴活瓣缝隙大时

8、，水及泥浆进入套筒钢管内，或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。v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反插几次，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。(4)(4)混凝土灌注过量混凝土灌注过量 如果灌桩时混凝土用量比正常情况下大1倍以上，这可能是由于孔底有洞穴，或者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。因此，施工前应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

9、凝土用量过大时，应与设计单位联系，改用其他桩型。四四 人工挖孔大直径灌注桩人工挖孔大直径灌注桩 大直径灌注桩是采用人工挖掘方法成孔，放置钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩基础。它由承台、桩身和扩大头组成(图2.21)。主要施工过程：挖孔（挖土、运土）、辅助工程（支护、降水、通风）和钢筋砼工程。优点：桩身直径大（1m5m），承载能力高；施工时可在孔内直接检查成孔质量，观察地质土质变化情况；桩底清孔除渣彻底、干净，易保证混凝土浇筑质量。1 1 人工挖掘成孔护壁方法施工人工挖掘成孔护壁方法施工 支护方法有钢筋砼护壁、沉井护壁和钢套管护壁等。(1)现浇混凝土护壁法施工 v分段开挖、分段浇筑混凝土护壁，既能防止

10、孔壁坍塌，又能起到防水作用。v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0.51.0m为一施工段，开挖井孔直径为设计桩径加混凝土护壁厚度。v支设护壁内模板后浇筑混凝土，其强度一般不低于C15，护壁混凝土要振捣密实；当混凝土强度达到1MPa(常温下约24h)可拆除模板，进入下一施工段。如此循环，直至挖到设计要求的深度。(2)沉井护壁法施工 v沉井护壁法适合于强透水层。v沉井护壁施工是先在桩位上制作钢筋混凝土井筒，井筒下捣制钢筋混凝土刃脚，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深度。2 2 施工中应该注意的几个问题

11、施工中应该注意的几个问题 桩孔中心线平面位置偏差不宜超过50mm，桩的垂直度偏差不得超过0.5%，桩径不得小于桩设计直径。挖掘成孔区内，不得堆放余土和建筑材料，并防止局部集中荷载和机械振动。桩基础一定要坐落在设计要求的持力层上，桩孔的挖掘深度应由设计人员根据现场地基土层的实际情况决定。人工挖掘成孔应连续施工，成孔验收后立即进行混凝土浇筑。认真清除孔底浮渣，排净积水，浇筑过程中防止地下水流入。人工挖掘成孔过程中，应严格按操作规程施工。井面应设置安全防护栏，当桩孔净距小于2倍桩径且小于2.5m时，应间隔挖孔施工。五五 灌注桩施工质量要求及完全技术灌注桩施工质量要求及完全技术 灌注桩施工质量检查包括

12、灌注桩施工质量检查包括成孔及清孔成孔及清孔、钢筋骨架制作及安放钢筋骨架制作及安放、混凝土搅拌及灌注混凝土搅拌及灌注等三个施工等三个施工过程的质量检查。过程的质量检查。施工前应对水泥、砂、石子、钢材等原材料进行检查，对施工施工前应对水泥、砂、石子、钢材等原材料进行检查，对施工组织设计中制定的施工顺序、组织设计中制定的施工顺序、监测手段也应进行检查。监测手段也应进行检查。1 1 成孔质量检查及要求成孔质量检查及要求(1)桩位偏差必须符合表2.6的规定，桩顶标高至少要比设计标高高出0.5m。(2)灌注桩成孔深度的控制要求v锤击套管成孔，桩尖位于坚硬、硬塑粘性土、碎石土、中密以上的砂土、风化岩土层时，

13、应达到设计规定的贯入度；桩尖位于其他软土层时，桩尖应达到设计规定的标高。v泥浆护壁成孔、干作业成孔，应达到设计规定的深度。v灌注桩的沉渣厚度：当以摩擦力为主时，不得大于150mm；当以端承力为主时不得大于50mm。表2.6 灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差 2 2 钢筋笼制作及安放要求钢筋笼制作及安放要求 钢筋笼制作时，要求主筋沿环向均匀布置，箍筋的直径及间距、主筋的保护层、箍筋的间距等均应符合设计要求。主筋与箍筋之间宜采用焊接连接。加劲箍应设在主筋外侧，主筋一般不设弯钩，根据施工工艺要求，所设弯钩不得向内圈伸露，以免妨碍施工。钢筋笼主筋的保护层允许偏差：水下灌注混凝土桩为20mm；非水下灌

14、注混凝土桩为10mm。钢筋笼制作、运输、安装过程中，应采取措施防止变形，并应有保护层垫块(或垫管、垫板)。吊放入孔时，应避免碰撞孔壁。灌注混凝土时，应采取措施固定钢筋笼的位置。3 3 混凝土搅拌与灌注混凝土搅拌与灌注(1)混凝土搅拌主要检查材料质量与配比计量、混凝土坍落度；灌注混凝土应检查防止混凝土离析的措施、浇筑厚度及振捣密实情况。(2)灌注桩各工序应连续施工。钢筋笼放入泥浆后，4h内必须灌注混凝土。(3)灌注后，桩顶应高出设计标高0.50m。灌注桩的实际浇筑混凝土量不得小于计算体积。(4)浇筑混凝土时，同一配比的试块，每班不得少于1组；泥浆护壁成孔的灌注桩，每根不得少于1组。(5)混凝土灌

15、注桩的质量检验标准应符合表2.7、表2.8的规定。表2.7 混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准 表2.8 混凝土灌注桩质量检验标准 4 4 施工验收资料施工验收资料桩基施工验收应包括下列资料：(1)工程地质勘察报告、桩基施工图、图纸会审纪要、设计变更单等。(2)经审定的施工组织设计、施工方案等。(3)桩位测量放线图，包括工程桩位线复核签证单。(4)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验收单及施工记录。(5)成桩质量检查报告。(6)单桩承载力检测报告。(7)基坑挖至设计标高的桩位竣工平面图及桩顶标高图。5 5 桩基础工程安全技术桩基础工程安全技术(1)桩基础工程施工区域，应实行封闭

16、式管理，进入现场的各类施工人员，必须接受安全教育，严格按操作规程施工，服从指挥，集中精力操作。(2)按不同类型桩的施工特点，针对不安全因素，制定可靠的安全措施，严格实施。(3)对施工危险区域和机具(冲击、锤击桩机，人工挖掘成孔的周围，桩架下)，要加强巡视检查，对于有险情或异常情况时，应立即停止施工并及时报告，待查明原因，排除险情或加固处理后，方能继续施工。(4)打桩过程中可能引起停机面土体挤压隆起或沉陷，打桩机械及桩架应随时调整，保持稳定，防止意外事故发生。(5)加强机械设备的维护管理，机电设备应有防漏电装置。(1)(1)桩基础是一种常用的深基础形式。当天然地基上的浅基础桩基础是一种常用的深基

17、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。地质勘察报告是桩基础设计与施工的重要依据。基础。地质勘察报告是桩基础设计与施工的重要依据。(2)(2)锤击沉桩施工速度快，机械化程度高，适用范围广，但噪锤击沉桩施工速度快，机械化程度高，适用范围广，但噪音、振动都会对周围环境产生影响。施工中尽可能采用预音、振动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。防措施，减少噪音、振动公害。(3)(3)灌注桩施工中包括有成孔、钢筋笼制作安装、清孔和灌注灌注桩施工中包括有成孔、钢筋笼制作安装、清孔和灌注混凝土等施工过程，成桩工艺较复杂，湿作业成孔时成桩混凝土等施工过程，成桩工艺较复杂，湿作业成孔时成桩速度慢，其成桩质量与施工好坏密切相关，成桩质量难以速度慢，其成桩质量与施工好坏密切相关，成桩质量难以进行直观检查。在灌注桩施工方案中要对质量事故认真分进行直观检查。在灌注桩施工方案中要对质量事故认真分析，并采取相应的预防措施。析，并采取相应的预防措施。