地基与基础工程ppt课件.ppt

第二章 地基与基础工程第一节 地基处理 第二节 浅基础施工 第三节 桩基础施工,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,2,第一节 地基处理,在软弱地基上建造建筑物或构筑物时，一般都应对基础作用范围内的土采取一定的技术加固与处理措施，使之满足基础设计的要求。 方法：换填法、预压法、强夯法、振冲法、土与灰土挤密桩法、砂桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、夯实水泥土桩法和托换法等。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,3,一、换填法 换填法就是将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后分层换填强度较高的砂、砂石、粉煤灰及其他性能稳定和无侵蚀性的材料，并夯压或振实至设计要求的密实度。 换填法常用于轻型建筑地坪、堆料场地和道路工程等地基处理。适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗塘、暗沟等的浅层处理。二、重锤夯实法 重锤夯实法是用起重机械将夯锤提升到一定高度，然后自由落锤，不断重复夯击以加固地基。 重锤夯实法一般适用于地下水位距地表0.8m以下稍湿的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,4,三、强夯法 强夯法是将夯锤从高处自由落下，给地基以强大的冲击能量，在冲击波和压应力的作用下，迫使土体中孔隙压缩，排除孔隙中的气和水，使土粒重新排列，迅速固结，从而提高地基土的强度并降低其压缩性的地基加固方法。 强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,5,四、振冲法 振冲法就是利用振冲器水冲成孔，填以砂石骨料，借振冲器的水平及垂直振动，振密填料，形成碎石桩体与原地基构成复合地基以提高地基承载力的方法。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,6,第二节 浅基础施工,依据埋置深度的不同，基础可分为浅基础及深基础两大类。 一般来讲，基础埋深小于5米的为浅基础，大于或等于5米的为深基础。一、常见浅基础的类型 按受力特点分为：刚性基础和柔性基础。 按构造型式分为：单独基础、条形基础及联合基础。 按使用的材料分为：灰土基础、三合土基础、砖基础、毛石基础、混凝土和毛石混凝土基础及钢筋混凝土基础。二、浅基础施工 常见浅基础，如：灰土基础、三合土基础、砖基础、毛石基础、混凝土和毛石混凝土基础及钢筋混凝土基础的施工见P73-80。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,7,第三节 桩基础施工,一般多层建筑物，当地基较好时多采用天然地基上的浅基础，它造价低、施工简便。如果天然浅土层较弱，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。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。 桩基础是一种常用的深基础形式，它由桩和承台组成。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,8,一、桩基础的分类,按承载性状可分为：摩擦型桩和端承型桩，前者又分为摩擦桩、端 承摩擦桩；后者又分为端承桩、摩擦端承桩。按成桩时挤土状况可分为：非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩。按桩身材料可分为:混凝土桩、钢桩、组合材料桩。按桩的施工方法可分为：预制桩和灌注桩两类。 预制桩是在工厂或施工现场制成的各种材料和形式的桩（如木桩、混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢管或型钢的钢桩等），用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中，或有的用高压水冲沉入土中。 灌注桩是在施工现场的桩位上用机械或人工成孔，然后在孔内灌注混凝土而成。根据成孔方法的不同分为钻孔、挖孔、冲孔灌注桩，沉管灌注桩和爆扩桩。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,9,桩基础的组成,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,10,二、预制桩施工,（一）、钢筋混凝土桩的预制、起吊、 运输和堆放（二）、打桩机械设备（三）、锤击沉桩施工（四）、振动沉桩法（五）、静力压桩法,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,11,（一）、钢筋混凝土桩的预制、起吊、运输和堆放,1.制作保证质量桩长30MPa、钢筋对焊接长、桩尖和桩顶钢筋加密（图）要点：叠制4层，上下隔离，下层混凝土达30设计强度后再浇上层；钢筋接长用对焊，接头错开；混凝土由顶至尖连续浇筑，注意养护与保护；预应力管桩离心成型，直径400500，壁厚80100，节长810m，C60。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,12,2.起吊、运输防止损坏,(1)混凝土强度： 起吊移位70设计强度 运输100设计强度(2)合理吊点：应符合设计要求，若无设计要求， 则吊（支）点位置：要使起吊弯矩最小(图)(3)吊、运平稳，避免损坏。3.堆放 高度不超过四层； 地面坚实、平整，垫长枕木； 支承点在吊点位置，垫木上下对齐。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,13,桩的吊点位置图(a)1个吊点； (b)2个吊点； (c)3个吊点； (d)4个吊点,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,14,钢筋混凝土预制桩制作钢筋、模板施工,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,15,钢筋混凝土预制桩制作混凝土浇筑,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,16,（二）、打桩机械设备,打桩设备包括桩锤、桩架和动力装置。 （1）桩锤 桩锤是对桩施加冲击，将桩打入土中的主要机具。桩锤主要有落锤、蒸汽锤、柴油锤和振动锤等，应根据施工现场情况、机具设备条件及工作方式和工作效率等条件选择。目前应用最多的是柴油锤。 用锤击沉桩时，为防止桩受冲击应力过大而损坏，力求采用“重锤轻击”。如采用轻锤重击，锤击功能很大一部分被桩身吸收，桩不易打入，且桩头容易打碎。锤重可根据土质、桩的规格等进行选择，如能进行锤击应力计算则更为科学。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,17,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,18,导杆式柴油打桩锤的工作原理图1-汽缸；2-喷嘴,筒式柴油锤工作原理图,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,19,（2）桩架 桩架是支持桩身和桩锤，在打桩过程中引导桩的方向，并保证桩捶能沿着所要求方向冲击的打桩设备。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能桩架；另一种是装在履带底盘上的桩架。 多能桩架：由立柱、斜撑、回转工作台、底盘、及传动机构组成。它的机动性和适应性很大，在水平方向可作360回转，立柱可前后倾斜，底盘下装有铁轮，可在轨道上行走。这种桩架可适应各种预制桩，也可用于灌注桩施工。 缺点是机构较庞大，现场组装和拆迁比较麻烦。, 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。性能较多能桩架灵活，移动方便，可适应各种预制桩施工，目前应用最多。,（3）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，则需配备 蒸汽锅炉和卷扬机。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,20,多能桩架,履带式桩架1桩锤；2桩帽；3桩；4立柱；5斜撑；6车体,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,21,打桩机外形图 (a) 起重机式打桩机； (b)柴油打桩机1-立桩；2-桩；3-桩帽；4-桩锤；5-机体；6-支撑；7-斜撑；8-起重杆,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,22,（三）、锤击沉桩施工,（1）施工前的准备工作 平整压实场地、清障、排水、定位放线、确定打桩顺序、设置水准点、试桩等，见P86-。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,23,（2）打桩顺序,通常的顺序：逐排打、自中央向两边（或四周）、自两边向中央、分段打如何确定打桩顺序：当桩距4倍桩径时 打桩顺序对质量影响不大，只从提高效率出发确定打桩顺序，选择倒行和拐弯次数最少的顺序；当桩距4倍桩径时 打桩顺序会影响地下土层的挤压状态，因此打桩顺序不仅对施工效率有影响，而且对质量有影响，应根据工程的特点选择自中央向两边（或四周）或分段打。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,24,当桩距4倍桩径时,打桩顺序对地下土层挤压状态的影响,(a)逐排打(b)自两边向中央(c)自中央向两边（或四周）(d)分段打根据基础的设计标高和桩的规格，宜按先深后浅、先大后小、先长后短的顺序进行打桩。,打桩顺序和土壤挤密状况图,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,25,（3）打桩施工 工艺顺序：,设置标尺桩架就位吊桩就位扣桩帽、落锤、脱吊钩低锤轻打正式打（接桩，截桩，静、动载试验，承台施工）。要点：采用重锤低击，开始要轻打；注意贯入度变化，做好打桩记录（编号、每米锤击数、桩顶标高、最后贯入度）；如遇异常情况（贯入度剧变；桩身突然倾斜、位移、回弹；桩身严重裂缝或桩顶破碎），暂停施打，与有关单位研究处理。接桩的方法：焊接法、法兰螺栓连接法、硫磺浆锚法。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,26,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,27,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,28,（4）打桩质量控制,主要指标：平面位置及垂直度偏差、贯入度、沉桩标高。打桩（入土深度）控制：摩擦桩：以沉桩标高（桩端设计标高）为主、以贯入度为辅；端承桩：以贯入度为主、以沉桩标高（桩端设计标高）为辅。偏差: 桩位偏差：排桩垂直于纵轴100，平行于纵轴150mm； 群桩 1/3桩径或边长； 垂直偏差 ： 1 % ；桩无严重受损： 桩顶、桩身不打坏，桩顶下1/3桩长内无水平裂缝。对周围环境无造成严重危害： 桩区及附近地区未有过大的土体隆起和水平位移。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,29,打桩过程中常遇到的问题,桩顶、桩身被打坏：与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、桩尖通过过硬土层、锤的落距过大、桩锤过轻等有关。 桩位偏斜：当桩顶不平、桩尖偏心、接桩不正、土中有障碍物时都容易发生桩位偏斜，因此施工时应严格检查桩的质量并按施工规范的要求采取适当措施，保证施工质量。 桩打不下：施工时，桩锤严重回弹，贯入度突然变小，则可能与土层中夹有较厚砂层或其他硬土层以及钢渣，孤石等障碍物有关。当桩顶或桩身已被打坏，锤的冲击能不能有效传给桩时，也会发生桩打不下的现象。有时因特殊原因，停歇一段时间后再打，则由于土的固结作用，桩也往往不能顺利地被打入土中。所以打桩施工中，必须在各方面作好准备，保证施打的连续进行。 一桩打下邻桩上升：桩贯入土中，使土体受到急剧挤压和扰动，其靠近地面的部分将在地表隆起和水平移动，当桩较密，打桩顺序又欠合理时，土体被压缩到极限，就会发生一桩打下，周围土体带动邻桩上升的现象。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,30,打入预制桩第一节桩体,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,31,打入预制桩电焊接桩,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,32,打入预制桩末节桩体,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,33,（四）、静力压桩法 静力压桩是利用静压力将桩压入土中，施工中虽然仍然存在挤土效应，但没有振动和噪音，适用于软弱土层和邻近有怕振动的建（构）筑物的情况。 静力压桩机有机械式和液压式之分，目前使用的多为液压式静力压桩机，压力可达5000kN，如图示。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,34,图 液压式静力压桩机1操纵室；2电气控制台；3液压系统；4导向架；5配重；6夹持装置；7吊桩把杆；8支腿平台；9横向行走与回转装置；10纵向行走装置；11桩,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,35,静力压桩机,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,36,（五）、振动沉桩法 振动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。该方法在砂土中施工效率较高。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,37,图 振动锤1振动器；2弹簧；3竖轴；4横梁；5起重环；6吸振,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,38,三、灌注桩施工,（一）、钻孔灌注桩（二）、套管成孔灌注桩（三）、挖孔灌注桩,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,39,（一）、钻孔灌注桩施工,A、干作业成孔灌注桩 B、湿作业成孔灌注桩 各种成孔方法的适用范围见P92表2-4。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,40,A、干作业成孔灌注桩,1、成孔机械：手摇钻机、洛阳铲、螺旋钻机 螺旋钻机长：钻杆长10m以上，400600 短：钻杆长35m，300400 类型: 全叶螺旋钻机；步履式螺旋钻机 特点： 钻头切削；叶片排土；干作业 应用条件： 地下水以上的粘性土；300500mm；深度 812m,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,41,全叶螺旋钻机图1-导向滑轮；2-钢丝绳；3-龙门导架；4-动力箱；5-千斤顶支腿；6-螺旋钻杆,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,42,步履式螺旋钻机图1-上盘；2-下盘；3-回转滚轮；4-行走滚轮；5-钢丝滑轮；6-回转中心轴；7-行车油缸；8-中盘；9支撑轴,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,43,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,44,2 、施工要点,a.土质差、有振动、间距小时，间隔钻孔制作； b.软塑土层、含水量大用疏纹叶片钻杆； 可塑、硬塑粘土，含水量较小的砂土用密纹叶片钻杆； c.及时灌注混凝土，防止孔壁坍塌； d.浇混凝土时放护筒，混凝土坍落度59cm，每层浇筑高度1.5m。,3 、质量要求 偏差要求：位置偏差70150mm； 垂直度偏差1 孔底虚土厚度： 端承桩50mm； 摩擦桩150mm。 避免出现缩颈和断桩,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,45,B、湿作业（泥浆护壁）成孔灌注桩,软土地基的深层钻进，会遇到地下水问题。采用泥浆护壁湿作业成孔能够解决施工中地下水带来的孔壁塌落，钻具磨损发热及沉渣问题。常用的湿作业成孔机械有冲抓锥成孔机、斗式钻头成孔机、冲击式钻孔机、潜水电钻、大直径旋入全套管护壁成孔钻机和工程水文地质回转钻机等，其中回转钻机是目前灌注桩施工用得最多的施工机械，该钻机配有移动装置，设备性能可靠，噪音和振动小，效率高，质量好。适用于松散土层、粘土层、砂砾层、软岩层等地质条件。 回转钻机钻孔前，应先在孔口处埋设护筒，护筒的作用是固定桩孔位置、保护孔口、防止塌孔、增加桩孔内水压。护筒由3mm5mm钢板制成，其内径比钻头直径大100mm，埋在桩位处，其顶面应高出地面或水面400mm600mm，周围用粘土填实。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,46,1、成孔机械,冲抓钻 冲击钻 潜水电钻 回转钻,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,47,1）回转钻机,特点：钻头回转切削泥浆循环排土泥浆保护孔壁湿作业、地面泥泞应用条件：地下水位较高的硬粘土或软石0.8m),泥浆的作用：排渣、护壁正循环的优缺点：优点：设备简单、操作方便、小孔径效率较高缺点：泥浆反流速度低、排渣能力弱反循环的优缺点：与正循环相反,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,48,正循环工艺原理图1-钻头；2-泥浆循环方向；3-沉淀池；4-泥浆池；5-泥浆泵；6-水龙头；7-钻杆；8-回转装置,反循环工艺原理图1-钻头；2-新泥浆流向；3-沉淀池；4-沙石泵；5-水龙头；7钻杆；7-回转装置；8-混合液流向,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,49,2）潜水钻机,特点：机理与回转钻机相同，但动力、变速机构、钻头联在一起位于水下，故轻便泥浆正循环条件：深度可达50m、直径可达0.8m地下水位较高的一般粘性土、淤泥质土及砂土,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,50,潜水钻机图1-钻头；2-潜水钻机；3-电缆；4-护筒；5-水管；6-滚轮；7-钻杆；8-电缆盘；9、10-卷扬机；11-电压表；12-开关,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,51,3）冲击钻机,特点：冲锥式钻头下落冲击破碎岩土掏渣筒掏渣条件:岩石类土,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,52,冲击钻孔图1-副滑轮；2-主滑轮；3-主杆；4-前拉索；5-后拉索；6-斜撑；7-卷扬机；8-导向轮；9-垫木；10-钢管；11-供浆管；12-溢流口；13-泥浆流槽；14-护筒回填土；15-钻头,图 冲抓锥,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,53,2. 施工过程,泥浆护壁成孔灌注桩施工程序图,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,54,要点： 1）护筒直径比钻头大100，开设12个溢浆口，埋入土中1m； 2）泥浆比重1.1左右（粘土时可自造），随钻随灌，保持高于水位面；,水下灌注混凝土要求：导管法混凝土C20，坍落度1622cm，骨料粒径30mm；导管最大外径比钢筋笼内径小100以上；钢筋的混凝土保护层厚度50mm（混凝土垫块）；能埋管500600mm后剪断导柱塞铅丝；提管时保证混凝土埋入1m。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,55,湿作业成孔灌注桩施工中容易发生的质量问题及处理方法：,a. 塌孔 在成孔过程中或成孔后，有时在排出的泥浆中不断出现气泡，有时护筒内的水位突然下降，这是塌孔的迹象。其形成原因主要是土质松散、泥浆护壁不好、护筒水位不高等所致。如发生塌孔，应探明塌孔位置，将砂和粘土（或砂砾和黄土）混合物回填到塌孔位置1m2m，如塌孔严重，应全部回填，等回填物沉积密实再重新钻孔。 b. 缩孔 是指孔径小于设计孔径的现象。是由于塑性土膨胀造成的，处理时可反复扫孔，以扩大孔径。 c. 斜孔 桩孔成孔后发现较大垂直偏差，是由于护筒倾斜和位移、钻杆不垂直、钻头导向部分太短、导向性差、土质软硬不一、或遇上孤石等原因造成。斜孔会影响桩基质量，并会造成施工上的困难。处理时可在偏斜处吊住钻头，上下反复扫孔，直至把孔位校直；或在偏斜处回填砂粘土，待沉积密实后再钻。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,56,湿作业钻孔灌注桩-护筒埋设,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,57,湿作业钻孔灌注桩-钻进施工,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,58,湿作业钻孔灌注桩-钢筋笼吊装,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,59,湿作业钻孔灌注桩-混凝土浇筑,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,60,湿作业钻孔灌注桩-泥浆运输车辆,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,61,（二）、挖孔灌注桩,在土木工程中，有些高层建筑、大型桥梁、重要的水利工程由于自重大，底面积小，对地基的单位压力很高，需要大直径的桩来承受，但却往往受到钻孔设备的限制而难以完成。在这种情况下，人们较多地采用了挖孔灌注桩。 挖孔灌注桩的施工，是测量定位后开挖工人下到桩孔中去，在井壁护圈的保护下，直接进行开挖，待挖到设计标高，桩底扩孔后，对基底进行验收，验收合格后下放钢筋笼，浇筑混凝土成桩。挖孔时如遇地下水，可使用潜水泵随时将水排除。挖孔桩的桩径一般为1m3m，桩深20m40m，最深可达60m80m。每根桩的承载力为10000kN40000kN，甚至可高达60000kN70000kN。 常用的井壁护圈有下列几种 ： a. 混凝土护圈 b. 沉井护圈 c 钢套管护圈,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,62,应用：大直径桩（15m)主要施工过程：挖孔（挖土、运土、扩底、清孔）辅助工程（支护、降水、通风）钢筋混凝土工程挖孔方法：机械挖土（）：国外人工挖土（）：国内支护方法：钢筋混凝土护圈：适用于无涌水或有涌水但可通过排降水 方法排除工作面涌水的土层沉井护圈：适合强透水层钢套管护圈：适合强透水层,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,63,混凝土墩身施工图 在护圈保护下开挖土方； 支模板浇筑混凝土护圈； 浇筑墩身混凝土,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,64,（三）、套管成孔灌注桩施工 套管成孔灌注桩又称为打拔（沉）管灌注桩。是利用一根与桩的设计尺寸相适应的钢管，其下端带有桩尖。采用锤击或振动的方法将其沉入土中，然后将钢筋笼放入钢管内，再灌注混凝土，并随灌随将钢管拔出，利用拔管时的振动将混凝土捣实。可分为锤击沉管灌注桩和振动沉管灌注桩。,应用：可塑、软塑、流塑的粘性土，稍密及松散的砂土 施工过程：打入钢管、下钢筋笼、边浇混凝土边拔出钢管 主要施工设备：振动桩锤落锤或蒸汽锤桩靴：钢筋混凝土预制桩靴、钢活瓣桩靴 主要工艺方式、作业参数、施工顺序：常见质量问题工艺方式作业参数施工顺序,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,65,施工过程桩靴、钢管就位沉管检查管内有无砂、水放入钢筋骨架浇灌混凝土、提管。要点：防止钢管内进入泥浆、水；灌满混凝土后再随拔管、随灌、并轻打或振动；防止缩径、断桩及吊脚桩。,沉管灌注桩施工过程a）就位；b）沉套管；c）初灌混凝土； d）放置钢筋笼、灌注混凝土；e）拔管 成桩1钢管；2桩靴；3桩,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,66,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,67,振动套管成孔灌注桩设备图1-导向滑轮；2-滑轮组；3-振动桩锤；4-混凝土漏斗；5-桩管；6-加压钢丝绳；7-桩架；8-混凝土吊斗；9-活瓣桩靴；10-卷扬机；11-行驶用钢管；12-枕木,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,68,锤击沉管灌注桩设备图1-桩锤；2-混凝土漏斗；3-桩管；4-桩架；5-混凝土吊斗；6-行驶用钢管；7-预制桩靴；8-卷扬机；9-枕木,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,69,沉管灌注桩机械,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,70,钢活瓣桩尖1桩管；2锁轴；3活瓣,预制钢筋混凝土桩尖,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,71,沉管灌注桩钢筋混凝土预制桩靴,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,72,振动沉管灌注桩的拔管方法,单打法：即一次拔管法。拔管时每提升0.5m1.0m,振动 510s后，再拔管0.51.0m，如此反复进行， 直到全部拔出为止。复打法：即在同一桩孔内进行两次单打，或根据要求进行 局部复打。反插法：钢管每提升0.5m，再下沉0.3m(或提升1m,下沉 0.5m)，如此反复进行，直到全部拔出为止。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,73,复打法示意图(a)全部复打；(b)、(c)局部复打 1-单打桩；2-沉管；3-第二次浇筑混凝土；4-复打桩,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,74,主要作业参数,拔管速度：约1m/min（与土质条件有关）一次拔管高度：0.51m左右振动时间：510s管内混凝土量：2m(第一次尽量灌满）施工顺序：,当桩距3.5桩径时，为避免断桩可采用跳打法、或间隔时间打桩法。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,75,常见质量问题及原因：,断桩：桩身混凝土强度不足， 桩距过小，受临桩打管时挤压所致。缩颈：在饱和淤泥质土中 拔管速度快或混凝土流动性差，或混凝 土装入量少 ，使混凝土出管扩散性差，空隙水压大，挤向 新浇混凝土，导致桩径截面缩小。吊脚桩：桩靴强度不够，打管时被打坏，水或泥沙进入套管；或 活瓣未及时张开，导致桩底部隔空。有隔层：骨料粒径大或混凝土和易性差或拔管速度快，导致泥沙 进入使桩身不连续。,为避免上述问题，除了从材料方面解决外，还必须从施工工艺上解决。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,76,四、爆扩桩爆扩成孔灌注桩是用钻孔爆扩成孔，孔底放入炸药，再灌入适量的混凝土，然后引爆，使孔底形成扩大头，再放入钢筋茏，浇筑桩身混凝土。爆扩桩在粘性土层中使用效果较好，但在软土及砂土中不易成型，桩长（H）一般为36m，最大不超过10m。扩大头直径D为2.53.5d。这种桩具有成孔简单，节省劳力和成本低等优点。但检查质量不便，施工质量要求严格。,施工过程： 如图所示。 应用条件: 粘土 主要施工参数：桩孔爆破时的装药量：根据桩身直径查表扩大头爆破时的装药量：根据扩大头直径查表扩大头爆破时混凝土的灌入量：23m高，或扩大头体积的50%引爆顺序：先浅后深,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,77,爆扩桩施工工艺图(a)钻导管；(b)放入炸药管；(c)炸扩桩孔；(d)放入炸药包，并灌入扩大头体积50%的混凝土；(e)炸扩大头；(f)放入钢筋骨架并浇筑混凝土,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,78,五、水域灌注桩施工,筑岛/围堰：水浅、流速缓、河床不透水船水中支架,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,79,草麻袋围堰筑岛图1、桩孔；2、河岸；3、围堰；4、填芯沙土；5、常水位；6、河床；7、水流方向,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,80,土围堰图,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,81,桩孔集中时船的拼装假设图1、浮船；2、桩孔；3、拼装梁,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,82,双体船工作平台图 1、船体；2、基台木；3、横梁；4船舷木垫；5、塔架；6、钢丝绳；7、紧绳器；8、横撑木；9、桩孔,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,83,支架式活动工作平台图1支架；2固定工作平台；3活动平台轨道；4平台滚轮；5钻机移动方向；6钻机轨道；7活动工作平台；8钻机；9钻机滚轮；10活动工作平台移动方向；11护筒；12桩孔,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,84,第一节 预制桩施工第二节 灌注桩施工,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,85,二、预制桩的施工方法,1、打桩机械2、施工过程 3、其他沉桩方法,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,86,（1）锤击方式,轻锤高击（） 重锤低击（） 原因 ： L3Q/q 而L越小，桩身越容易出现拉应力。重锤低击能使L增大，从而减少拉应力的产生。 锤头落距高，桩顶应力大，易打坏桩头。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,87,水冲法沉桩（射水沉桩）射水沉桩方法往往与锤击（或振动）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，一般以射水为主，以锤击或振动为辅；在粉质粘土或粘土中，为避免降低承载力，一般以锤击或振动为主，以射水为辅，并应适当控制射水时间和水量。 下沉空心桩，一般用单管内射水。当下沉较深或土层较密实，可用锤击或振动，配合射水； 下沉实心桩，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，不论采取任何射水施工方法，在沉入最后阶段11.5m至设计标高时，应停止射水，用锤击或振动沉入至设计深度，以保证桩的承载力。射水沉桩的设备包括：水泵、水源、输水管路和射水管。射水管内射水的长度（L）应为桩长（L1）、射水嘴伸出桩尖外的长度（L2）和射水管高出桩顶以上高度（L3）之和，即L = L1 + L2 + L3 。射水管的布置见图。水压与流量根据地质条件、桩锤或振动机具、沉桩深度和射水管直径、数目等因素确定，通常在沉桩施工前经过试桩选定。,2022/12/27,石家庄铁道学院建筑工程系,88,图 射水沉桩的射水管1送桩管；2加强的圆钢；3弯管；4胶管；5桩管；6射水管；7保险钢丝绳；8导向环；9挡砂板,