地下连续墙课件.ppt
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1、3 3桩基础工程桩基础工程参考标准参考标准n建筑地基基础工程施工质量验收规范建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002n建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范JGJ94-2008n预应力混凝土空心方桩预应力混凝土空心方桩JG197-20063.1 概述概述认识桩基础和地下连续墙围堰钻孔桩基础和高桩承台长江大桥南锚碇地下连续墙杭州湾跨海大桥钢管桩基础专业施工地下连续墙地下连续墙,防渗墙一、基础的分类一、基础的分类 n浅基础浅基础:一般埋置深度小于5m,用一般方法即可施工的基础称为浅基础;n深基础深基础:埋置深度大于5m,需要用特殊方法施工的基础称为深基础。n概念概念:设置于岩土中的桩和连
2、接于桩顶端的承台组成的基础,简称桩基。n作用作用:将上部结构较大的荷载通过桩穿过软弱土层传递到较深的坚硬土层上,以解决浅基础承载能力不足和变形较大的地基问题。二、桩基础的概念及作用二、桩基础的概念及作用 桩基础示意图桩基础示意图n地下连续墙是在地面以下用于支承建筑物荷载、截水防渗或挡土支护而构筑的连续墙体。n其开挖技术起源于欧洲,是根据打井和石油钻井使用泥浆和水下浇注混凝土的方法而发展起来的,现已成为地下工程和深基础施工中有效的技术。三、地下连续墙概念三、地下连续墙概念n1、按承台位置高低分:(1)高承台桩基 (2)低承台桩基n2、按承载性质不同分类:(1)摩擦型桩:摩擦桩;端承摩擦桩 (2)
3、端承型桩:端承桩;摩擦端承桩 n3、按桩身材料分类:(1)钢筋混凝土桩 (2)钢桩 (3)木桩 (4)灰土桩 (5)砂石桩四、桩基础的分类四、桩基础的分类n4、按施工方法不同分类:(1)预制桩预制桩:预制桩是在工厂或施工现场制成的各种形式的桩,然后用锤击、静压、振动或水冲沉入等方法打桩入土。(2)灌注桩灌注桩:灌注桩则是就地成孔,而后在孔中放置钢筋笼、灌注混凝土成桩。灌注桩根据成孔的方法,又可分为钻孔、挖孔、冲孔及沉管成孔等方法。四、桩基础的分类四、桩基础的分类 1、按成墙方式成墙方式可分为:桩排式;槽板式;组合式。2、按墙的用途墙的用途可分为:防渗墙;临时挡土墙;永久挡土(承重)墙;作为基
4、础用的地下连续墙。地下连续墙分类地下连续墙分类 3、按墙体材料墙体材料可分为:钢筋混凝土墙;塑性混凝土墙;固化灰浆墙;自硬泥浆墙;预制墙;泥浆槽墙(回填砾石、粘土和水泥三合土);后张预应力地下连续墙;钢制地下连续墙。4、按开挖情况开挖情况可分为:地下连续墙(开挖);地下防渗墙(不开挖)。地下连续墙地下连续墙适用范围适用范围n地下连续墙施工震动小、噪声低,墙体刚度大,防渗性能好,对周围地基无扰动,可以组成具有很大承载力的任意多边形连续墙代替桩基础、沉井基础或沉箱基础。n对土壤的适应范围很广,在软弱的冲积层、中硬地层、密实的砂砾层以及岩石的地基中都可施工。n初期用于坝体防渗,水库地下截流,后发展为
5、挡土墙、地下结构的一部分或全部。n房屋的深层地下室、地下停车场、地下街、地下铁道、地下仓库、矿井等均可应用。3.2 预制桩施工预制桩施工 预制桩的种类包括有钢筋混凝土桩、预应力混凝土管桩、钢管或型钢钢桩等,其中使用较多的是钢筋混凝土桩、预应力混凝土管桩和钢管桩。其中钢筋混凝土预制桩是我国运用的较多的桩形之一。钢筋混凝土桩钢筋混凝土桩钢管桩钢管桩承载力高,对于松散土层,由于挤压可以使承载能力得到提高;工厂化的生产使得桩身质量易于保证和控制,产量也明显得到提高;制作方便,能根据需要制作成不同尺寸和形状的截面和长度;不受地下水的影响且抗腐蚀能力强;成桩速度快,不存在泥浆的排放和造成大土方量的问题。预
6、制混凝土桩的主要优点预制混凝土桩的主要优点单价较灌注桩高,用钢量大;受起吊设备和运输的条件的限制,单节长度受到限制。采用锤击沉桩法时,噪声较大,对周围土层的扰动大。由于挤土可能使地面隆起,邻桩移位及上浮等;不易穿透较厚的坚硬土层,需要采取其他施工工艺辅助沉桩。预制混凝土桩的主要缺点预制混凝土桩的主要缺点混凝土桩的预制:混凝土桩的预制:钢筋混凝土桩预制程序为:整平、压实制作现场的场地场地地坪制作三七灰土或浇筑混凝土支模绑扎钢筋骨架、安放吊环浇筑混凝土养护至30强度拆模支间隔端头模板、刷隔离剂、绑扎钢筋浇筑间隔桩混凝土同法间隔重叠制作第二层桩养护至70强度起吊达到100强度后运输、堆放。混凝土预制
7、桩的起吊、堆放和运输混凝土预制桩的起吊、堆放和运输 当桩的混凝土强度达到设计强度标准值的70%后方可起吊,达到100%方可运输。如要提前起吊,必须采用必要的措施并经验算合格后方可进行。桩在起吊和搬运的过程中,要保证其平稳,安全,不得损坏。桩的吊点也应符合设计要求,如果设计未作规定时,应满足起吊弯矩最小原则,一般起吊位置如图所示。在吊索与桩间应加衬托,防止撞击和震动。桩的运输与堆放应符合下列规定:桩的运输与堆放应符合下列规定:u堆放场地应平整、坚实、排水通畅;桩的两端应有适当保护措施,钢管桩应设保护圈。u搬运时应防止桩体撞击而造成桩端、桩体损坏或弯曲。u钢桩应按规格、材质分别堆放,堆放层数:90
8、0mm的钢桩,不宜大于3层;600mm的钢桩,不宜大于4层;400mm的钢桩,不宜大于5层,H型钢桩不宜大于6层。u支点设置应合理,钢桩的两侧应采用木楔塞住。钢桩的连接:钢桩的连接:n(1)钢管桩的连接 桩接头其连接用的衬环是斜面切开的,比钢管桩内径略小,搁置与挡块上,以专用工具安装,使之与下节钢管内壁紧贴。n(2)H型钢桩 采用坡口焊对接连接,将上节桩下端作坡口切割,连接时采取措施(如加垫块)使上下节桩保持23的连接间隙,使之对焊接长。每个焊头接头除安规定做外观检查外,还应按照要求做探伤检查。桩架:桩架:n桩架的主要作用是支持桩身和落锤,在打桩的过程中引导桩的方向不至于偏移。常用的桩架有多功
9、能桩架及履带式桩架两种。n桩架在选择时应考虑以下的因素:桩的材料、材质和截面形状、尺寸;施工场地条件、作业环境和空间;使用的锤形、尺寸;施工进度要求等。多功能打桩架多功能打桩架履带式打桩机:履带式打桩机:沉桩前的准备工作沉桩前的准备工作:打桩前应对打桩场地进行平整压实,事先应清除桩基范围内的各种障碍物,包括地下和地上的各种阻碍施工的设施。若打桩架上空有架空高压线,应使桩架距高压线的距离不小于10米;铺设好临时施工道路,并做好排水设施。按设计图纸定出桩基轴线,并在不影响打桩工作的地方设置适当的水准点,以控制桩的标高;架好打桩机械,接通现场的水电管线;做好桩的质量检验。正式打桩前,应进行不少于2根
10、数量的打桩试验,以检验设备和工艺是否符合设计要求。桩的沉没桩的沉没 锤击法:锤击法:锤击法施工是指利用利用桩锤下落对桩产生冲击能量克服土体对桩的阻力,将桩沉入土中的方法。桩锤主要有落锤、气锤、液压锤和柴油锤等,其中使用较多的是柴油锤。振动沉桩法:振动沉桩法:振动沉桩法与锤击沉桩法的原理基本相同,不同之处是用振动箱代替桩锤。振动沉桩机由电动机、弹簧支承、偏心振动块和桩冒组成。振动机内的偏心振动块分左、右对称两组,其旋转速度相等、方向相反。所以,工作时,两组偏心块的离心力的水平分力相互抵消,但垂直分力则相互叠加,形成垂直方向的振动力。由于桩与振动机是刚性连接在一起的,故桩也随振动力沿垂直方向振动而
11、下沉。静力压桩法:静力压桩法:静力压桩系以设备自重及配重的反作用力下,克服桩在被压入过程中的桩侧摩擦阻力和桩端阻力,当预制桩在竖向静压力作用下贯入土层中时,桩周土体发生急速而激烈的挤压,桩尖首先直接使土体产生冲剪破坏,随着桩身的沉入,沿着桩身土体连续剪切破坏,土体中孔隙水受此冲剪挤压作用形成不均匀水头,产生急剧上升的超孔隙水压力,扰动了土体结构,这种破坏和扰动随着桩的贯入会连续不断地向地下传递,使桩周一定范围内土体抗剪强度降低,发生扰动软化,从而使桩被连续压入土中。射水沉桩法:射水沉桩法:射水沉桩是锤击沉桩的一种辅助方法。利用高压水流经过桩侧面或空心桩内部的射水管冲击桩尖附近土层,便于锤击。一
12、般是边冲水边打桩,当沉桩至最后12m时停止冲水,用锤击至规定标高。此方法适用于砂土和碎石土,有时对于特长的预制桩,单靠锤击有困难时,亦用此法辅助之。静力压桩法与锤击法相比较,具有以下的特点:n锤击法沉桩时桩的顶部需要很大的锤击应力才能使桩克服各种摩擦阻力沉入土中,因而在预制桩时,其混凝土的强度等级不应小于C30,在使用过程中,混凝土强度等级不需要C30,致使有些部分的材料不能充分发挥其作用。静力压桩,省去了锤击应 力,只需要满足吊装弯矩、压桩和使用期间的受力要求,因此,其截面尺寸、混凝土强度等级及配置钢筋的数量都可以减少,从而降低了施工的成本。n使用静力压桩无噪音、无振动,对周围环境的扰动和影
13、响小,对于市区施工,紧密仪器车间的矿建、改建工程具有特殊意义。3.3 灌注桩施工灌注桩施工n施工过程施工过程:主要有成孔和混凝土灌注两个施:主要有成孔和混凝土灌注两个施工阶段工阶段n特点特点:与预制桩相比,施工简便,工期较短,:与预制桩相比,施工简便,工期较短,机械化程度高,造价较低;噪声小无废气排机械化程度高,造价较低;噪声小无废气排放,对居民生活无影响;适宜在建筑物密集放,对居民生活无影响;适宜在建筑物密集的市区施工。的市区施工。n缺点缺点:易产生颈缩和断裂;不能及时承受上:易产生颈缩和断裂;不能及时承受上不结构荷载;冬期施工困难等。不结构荷载;冬期施工困难等。3.3.1 钻孔灌注桩钻孔灌
14、注桩n适用条件适用条件:适宜于硬的、半硬的、硬塑的和:适宜于硬的、半硬的、硬塑的和软塑的黏性土中施工。软塑的黏性土中施工。n特点特点:承载力较低,沉降量大等。:承载力较低,沉降量大等。n分类分类:分为干作业成孔灌注桩和泥浆护壁成:分为干作业成孔灌注桩和泥浆护壁成孔灌注桩。孔灌注桩。n要点要点:从成孔至混凝土浇筑的时间间隔不得:从成孔至混凝土浇筑的时间间隔不得超过超过24h。干作业成孔灌注桩干作业成孔灌注桩n适用于地下水位以上的干土层中桩基的成孔施适用于地下水位以上的干土层中桩基的成孔施工工n认真对待孔底虚土的处理认真对待孔底虚土的处理不仅影响桩的不仅影响桩的端端承力承力和和虚土厚度范围内的侧摩
15、阻力虚土厚度范围内的侧摩阻力,还影响,还影响孔孔底向上相当一段的侧摩阻力底向上相当一段的侧摩阻力n施工方法:钻机就位施工方法:钻机就位对准桩孔中心点对准桩孔中心点转动转动钻杆钻杆至要求深度至要求深度空转清土空转清土提钻提钻泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩n泥浆护壁成孔灌注桩施工流程图泥浆护壁成孔灌注桩施工流程图n回转钻机回转钻机:正循环回转钻机和反循环回转钻机(钻进力大,钻孔效率高、钻孔质量好!)(钻进力大,钻孔效率高、钻孔质量好!)n潜水钻机潜水钻机(不宜用于碎石土、卵石地基不宜用于碎石土、卵石地基)n冲击钻机冲击钻机(适用于所有图层,实心锥在漂石、(适用于所有图层,实心锥在漂石、卵石和
16、基岩中更优越)卵石和基岩中更优越)n冲抓钻机冲抓钻机(不需钻杆、设备简单、施工方便、(不需钻杆、设备简单、施工方便、经济、适用范围广)经济、适用范围广)n旋挖钻机旋挖钻机泥浆灌注桩成孔设备分类泥浆灌注桩成孔设备分类泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩n(1)、泥浆护壁钻孔灌注桩施工时,通)、泥浆护壁钻孔灌注桩施工时,通常应埋设钢护筒,以起定位、保护孔口、常应埋设钢护筒,以起定位、保护孔口、存储泥浆和使其高于地下水位。存储泥浆和使其高于地下水位。n(2)、泥浆护壁钻孔,起到防止塌孔、)、泥浆护壁钻孔,起到防止塌孔、保护孔壁、携渣、润滑钻头、降低钻头发保护孔壁、携渣、润滑钻头、降低钻头发热、减少钻
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