第二章深基础工程施工祥解.ppt

第二章 深基础工程施工,第一节概述,天然浅基础地基较好时一般建筑物或构筑物多采用天然浅基础，他造价低、施工方便。地基处理地基土较弱时，可采用机械压实、强夯、堆载预压、深层搅拌、化学加固等方法进行人工加固，形成人工地基。深基础如深部土层也软弱，或建(构)筑物的上部荷载较大，而且是对沉降有严格要求的高层建筑、地下建筑以及桥梁基础等，则需采用深基础。桩基础一种常用的深基础形式。,桩基础由若干根沉入土中的单桩和作用在其顶部的承台组成。桩的分类：按承载性状（受力机理）分类,端承型桩是桩尖穿过软弱土层而达到深层坚实土层的一种桩；摩擦型桩是深厚软土层中的桩或桩尖穿过软弱土层而支撑于下部稍密土层中的桩；,摩擦桩在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩侧阻力承受；端承摩擦桩在极限承载力状态下，桩顶荷载则主要由桩侧阻力承受。端承桩在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩端阻力承受。摩擦端承桩在极限承载力状态下，桩顶荷载则主要由桩端阻力承受。,按施工方法分类,按桩身的材料不同分为：木桩、混凝土桩、钢桩、砂石桩、灰土桩、水泥土桩等。按使用功能不同分为：竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷载桩、复合受荷载桩。按桩径大小不同分为：小直径桩(桩径d250mm)、中等直径桩(桩径250mmd800mm)、大直径桩(桩径d800mm)。,预制桩 预制桩沉桩方法有：打入法、水冲法、振动法、旋人法和静力压桩法等。灌注桩根据成孔方法不同分为：钻孔灌注桩、钻扩灌注桩、挖孔灌注桩、冲孔灌注桩、套管成孔灌注桩和爆扩灌注桩等。,爆扩桩（动画）.swf,挤扩多分支承力盘和多承力盘桩l-主桩；2-分支；3-承力盘；4-压实(挤密)土料,液压挤扩支盘成型器 1-液压缸；2-活塞杆；3-压头；4-上弓壁；5-下弓臂；6-机身；7-导向块,支盘器工作原理是：,第二节预制桩（沉入桩）施工,苏通大桥主桥基础工程介绍,一、钢筋混凝土预制桩施工常用的截面形式：方形实心截面（边长200-500）、圆柱体空心截面（外径300-550，壁厚8）、预应力混凝土管形桩。施工过程包括：预制、起吊、运输、堆放、沉桩和接桩等。,混凝土预制管桩,混凝土预制管桩制作,(一)钢筋混凝土桩的预制、起吊、运输和堆放1、桩的预制预制地点：长度较小在工厂预制，较长在施工现场附近或现场内就地预制。现场预制方法：多采用重叠法间隔生产。重叠层数四层。桩与桩之间应做好隔离层(如油毡、牛皮纸、塑料纸、纸筋灰等)。混凝土达到设计强度的30%后邻桩施工。,钢筋混凝土桩预制程序是：制作场地压实、整平场地地坪作三七灰土或浇筑混凝土支模绑扎钢筋骨架、安设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100%强度后运输、堆放、打桩。,钢筋、模板制作,混凝土浇筑,长桩制作要求：分节制作。单节长度应满足：桩架有效高度，制作场地，运输与装卸能力等要求，避免在桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中接桩。对桩内钢筋的要求：位置正确；连接采用对焊或电孤焊；同一截面内接头数量，受拉钢筋不得超过50%；相邻接头截面的距离大于35d，并不小于500mm。,对混凝土要求：强度等级不低于C30，粗骨料粒径540mm碎石或卵石，坍落度不大于6cm，混凝土浇筑方向：由桩顶向桩尖方向连续浇筑。浇筑完毕应覆盖、洒水养护不少于7d。,2、桩的起吊起吊应满足的条件：混凝土强度：达到设计强度标准值的70%；吊点：设计规定的位置。若设计无规定时，按起吊弯矩最小原则确定。,3、桩的运输运输时混凝土强度：达到设计强度标准值的100%。长桩运输采用：平板拖车、平台挂车或汽车后挂小炮车运输；短桩运输采用：载重汽车，现场运距较近时，可采用轻轨平板车。运输时桩支承点：按设计吊钩位置或接近设计吊钩位置设置（支承点=吊点）。严禁在场地上拖拉桩体。,4、桩的堆放场地平整坚实，排水良好。分层叠置，垫木与吊点在同一位置，各层垫木上下对齐，堆放层数不超过4层。堆置在打桩架起重钩工作半径范围内。考虑起重方向，避免空中转向。,(二)打桩机械设备及选用机械设备组成：桩锤、桩架、动力装置三部分。1、桩锤的选择常用的桩锤：落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油桩锤和振动桩锤等。桩锤类型确定：桩锤的适用范围及优缺点见表。,桩锤的适用范围及优缺点,单打汽锤,柴油锤.swf,柴油打桩锤,锤击打桩施工,桩锤重量的确定：原则：选择重锤低（轻）击。根据施工经验选锤重：,2、桩架的选择 常用的桩架形式有：多功能桩架及履带式桩架。i)多功能桩架：优点：机动性和适应性大，在水平方向可作360回转，立柱可前后倾斜，适应各种预制桩及灌注桩施工。缺点：机构庞大，组装拆迁麻烦。,钢制万能桩架,ii)履带式桩架：性能灵活，移动方便，适应各种预制桩及灌注桩施工。,选择桩架时考虑因素：桩的材料、截面形状、尺寸；桩的连接形式与数量；施工场地条件、作业环境和空间；锤型、质量和尺寸；施工进度。桩架高度确定：,3、送桩器 桩顶需打至地表以下设计标高时，需借助送桩器送桩。送桩器一般用钢管制成；送桩器要求：应有较高的强度和刚度；打入时阻力不能太大；能较容易地拔出；能将桩锤的冲击力有效地传递到桩上。,4、桩帽作用：承受冲击，保护桩顶，在沉桩时能保证锤击力作用于桩轴线而不编心。要求：构造坚固，垫木易于拆换或整修。,(三)锤击沉桩法打桩施工过程图：,预制桩捶击施工1-3.swf,杭州湾大桥02、打入桩.mpg,1、施工前的准备工作(1)平整压实场地，清除障碍物；修筑道路，做好排水措施。(2)测量放线，定出桩基轴线并定出桩位，设置不少于2个水准点。(3)检查桩的质量，将桩堆放在打桩机附近。(4)准备好施工机具，接通水、电，设备组装和试打桩。(5)打桩场地建筑物有防震要求时，采取必要防护措施。,2、打桩顺序选择打桩顺序的必要性：（1）保证打桩工程质量；（2）防止周围建筑物受土体挤压。,打桩顺序有如下四种：,逐排打,自边缘向中间打,自中央向边缘打,分段打,（1）逐排打桩：特点：效率较高。土体向一个方向挤压，导致土体挤压不均匀，后面的桩不宜打入，最终会引起建筑物的不均匀沉降。适用于：桩不太密集时施工(桩的中心距4倍桩直径)。,（2）自边缘向中间打桩：特点：中间部分土体挤压较密实，桩难以打入，在打中间桩时，外侧的桩可能被挤压而浮起。适用于：桩不太密集时施工(桩的中心距4倍桩直径)。,（3）自中央向边缘打或分段打：特点：土体由中央两侧或向四周均匀挤压，易于保证施工质量。适用于：桩密集时施工(桩中心距4倍桩直径)。,确定打桩顺序时其他注意事项：桩的规格、埋深、长度不同时的打桩顺序：先大后小，先深后浅，先长后短。一侧毗邻建筑物时的打桩顺序：由毗邻建筑物处向另一方向打设。基坑较大时的打桩顺序：将基坑分成数段，在各段内分别打设。桩头高出地面时的打桩顺序：桩机采用往后退打。,3、吊桩就位,4、打桩桩锤选择原则：重锤低（轻）击。桩锤落距的选择：开始打桩时，选较小的桩锤落距。桩入土一定深度，桩尖不宜产生偏移时，增加落距一直到规定数值。,在打桩过程中做好测量和记录工作。1）用落锤、单动汽锤或柴油锤打桩时：开始时统计桩身每沉落1m所需的锤击数；当桩下沉接近设计标高时，则应继续锤击3阵，测量每阵10击的贯入度。2）用双动汽锤打桩时：开始时记录桩身每下沉1m所需要的工作时间；当桩下沉接近设计标高时，则应测量桩每分钟的下沉值。,5、接桩常用接桩的方法：焊接法、法兰接法和硫磺胶泥锚接法等。,焊接法接桩：上下节桩必须垂直，用点焊将拼接角钢连接固定时，应两人同时对角对称进行，焊缝要连续饱满。法兰接桩法：接桩速度快，但耗钢量大，多用于混凝土管桩。硫磺胶泥锚接法：节约钢材，操作简便，接桩时间比焊接法要大为缩短，但不宜用于坚硬土层中。,硫磺胶泥锚接法,硫磺胶泥锚接法,预制方桩接桩,预制方桩接桩,预应力管桩接桩,6、截桩截桩将桩头多余部分凿去（高于设计桩顶标高部分）。截桩头方法：用人工或风动工具（如风镐等）、无声爆破法来完成；空心管桩宜用人工凿除。当桩顶标高在设计标高以下时的处理方法（桩长度不够）在桩位上挖成喇叭口，凿去桩头表面混凝土；主筋焊接接长至设计要求的长度，与承台底的钢筋绑扎在一起。用与桩身同标号混凝土与承台一起浇灌混凝土。,桩头切割.wmv,7、打桩的质量控制控制内容：打人后的偏差是否在规范允许范围内；最后贯入度与沉桩标高是否满足设计要求；桩顶、桩身是否被打坏；对周围环境有无造成严重危害。,桩打入后的偏差控制：垂直度偏差：小于0.5%；平面位置的偏差：单排桩不大于100mm，多排桩一般为0.51个桩的直径或边长；按标高控制的桩，桩顶标高的允许偏差为-50 100mm。最后贯入度与沉桩标高控制（停打原则）：摩擦桩：控制桩端标高为主，贯入度作参考；端承桩：控制贯入度为主，桩端标高作参考；,桩顶、桩身质量控制：注意桩顶与桩身的桩锤冲击破坏。在软土中打桩注意桩身受锤击应力而导致的水平裂缝。刚打的预制桩应注意静置一段时间后再进行土方开挖：防止土中由于打桩而急剧增高的孔隙水压力使桩发生整体倾斜。对周围环境控制：控制桩区及附近地区的土体隆起和水平位移，防止产生浮桩；防止地下管线、地面道路和建筑物的损坏。,对周围环境控制，可采取下列辅助措施预防：(1)预钻孔沉桩。(2)设置袋装砂井或塑料排水板。(3)设置隔离板桩或地下连续墙。(4)开挖地面防震沟。(5)限制打桩速率，加强监测。,以袋装砂井为竖向排水体、砂垫层作为水平排水体构成排水系统,袋装砂井施工工艺,带状塑料排水板作为竖向排水体，与砂垫层或土工织物水平排水体组成排水系统,槽型排水板（a、b、c）多孔型板（d、e、f）,定位将塑料排水板通过导管从管下端穿出将塑料板与桩尖连接，导管下端贴紧桩尖并对准桩位打设导管同时跟入塑料排水板拔管剪断塑料排水板，如图所示。,塑料排水板工艺流程,8、打桩过程中常遇到的问题(1)桩顶、桩身被打坏桩头钢筋设置不合理；桩顶与桩轴线不垂直；混凝土强度不足；桩尖通过硬土层；桩锤落距过大；桩锤过轻。(2)桩位偏斜桩顶不平、桩尖偏心、接桩不正、土中有障碍物。,(3)桩打不下现象：桩锤严重回弹，贯入度突然变小。土层中有障碍物（较厚砂层或其他硬土层或孤石等）。桩顶或桩身已被打坏。土的固结作用。(4)一桩打下邻桩上升桩较密，打桩顺序欠合理；桩贯入土中土体被压缩，地表隆起和水平移动，带动邻桩上升。,管桩视频.ram 锤击打桩法.avi,(四)振动沉桩法原理：用振动箱的作用代替锤击沉桩法的桩锤作用。,震动打桩机,适用于：砂石、黄土、软土和亚粘土，在含水砂层中的效果更为显著；在砂砾层中采用此法，需配以水冲法。沉桩工作应连续进行，以防间歇过久难以沉下。,(五)射水法沉桩（水冲法沉桩）射水法沉桩,射水管末端处于桩尖以下0.30.4m。射水管和桩竖直，射水均匀，水冲压力0.51.6MPa。桩下沉渐趋缓慢时，开锤轻击，下沉转快时停止锤击。桩沉至距设计标高0.5-2m时停止射水，拔出射水管，用锤击或振动打至设计标高。,内射水管沉桩装置,射水法沉桩大多与锤击法或振动法沉桩相辅使用：比锤击法可提高工效24倍。适用于：坚实砂土或砂砾石土层，在粘性土中亦可使用。,（六）静力压桩静力压桩法 特点：自动化程度高；施工无噪声、无振动、无污染，桩的断面和配筋减小，桩周土体水平挤动大大减小，施工速度快。适用于：软土层和邻近有怕振动的建筑物等地区。,静力压桩机构造原理图,全液压静力压桩机,液压静力压桩机,全液压顶压式压桩机,混凝土预制桩静压施工,压桩施工方法：采用分段压入、逐段接长的方法。每节桩的长度根据压桩架的高度而定，一般为1620m。桩保持轴心受压，接桩应保证上下节桩的轴线竖直；接桩时间尽可能的缩短。,静压法.swf 静力压桩.wmv,压桩过程中，压桩阻力增大使桩机上抬（如遇到夹砂层）的处理方法：1）以最大的压桩力作用在桩顶，采取停车再开、忽停忽开的办法。2）采取截去桩顶的办法。,