樁基礎(chǔ)工程3.ppt

2019/10/30,1,第二章 樁基礎(chǔ)工程,2019/10/30,2,2019/10/30,3,待作承臺的灌注樁,2019/10/30,4,樁基礎(chǔ)的分類,按承載性狀分,樁,摩擦型樁,端承樁,設(shè)置在軟弱土層中，上部結(jié)構(gòu)的荷載由樁尖阻力和樁身側(cè)面與地基土之間的摩擦阻力共同承受。,穿過軟弱土層而達(dá)到堅(jiān)硬土層或巖層上的樁，上部結(jié)構(gòu)荷載主要由巖層阻力承受,2019/10/30,5,樁基礎(chǔ)的分類,按承載性狀分,摩擦型樁,純摩擦樁,端承摩擦樁,端承樁,端承樁,摩擦端承樁,(樁側(cè)和樁端摩阻力),(樁側(cè)摩阻力和樁端端阻力),(樁端端阻力),(樁端端阻力和樁側(cè)摩阻力),2019/10/30,6,樁基礎(chǔ)的分類,按樁身材料分,混凝土樁,鋼樁,應(yīng)用最廣泛，制作方便，樁身強(qiáng)度高，耐腐蝕性好，價(jià)格低,材料強(qiáng)度高，貫透能力強(qiáng)，擠土影響?。粌r(jià)格昂貴，耐腐蝕性差,樁,組合材料樁,由兩種以上材料組成的樁,2019/10/30,7,樁基礎(chǔ)的分類,按施工工藝分,樁,預(yù)制樁,灌注樁,借助于專用機(jī)械設(shè)備將預(yù)先制作好的具有一定形狀、剛度與構(gòu)造的樁打入、壓入或振入土中去的樁型。,在樁位處成孔，然后放入鋼筋骨架，再澆筑混凝土而成的樁,2019/10/30,8,樁基礎(chǔ)施工準(zhǔn)備,圖紙資料的準(zhǔn)備,樁基正式施工前 應(yīng)做打樁或成孔試驗(yàn)， 檢查設(shè)備或工藝是否 符合要求，數(shù)量不少 于2根。,施工技術(shù)措施的準(zhǔn)備,打樁現(xiàn)場的準(zhǔn)備,2019/10/30,9,第一節(jié) 鋼筋混凝土預(yù)制樁施工,樁的預(yù)制,【施工程序】,預(yù)制 起吊、運(yùn)輸 打設(shè) 樁頭處理 承臺施工 養(yǎng)護(hù),一、預(yù)制樁的制作,樁的制作方法：疊澆法、間隔法、并列法、翻模法等 層數(shù)：4層 場地：平整、堅(jiān)實(shí)，做好排水設(shè)施 樁與樁之間：設(shè)隔離層 澆筑順序：樁頂樁尖，連續(xù)澆筑 上層樁或鄰樁：設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30% 保護(hù)層：25mm厚,2019/10/30,10,鋼筋： 樁主筋應(yīng)根據(jù)樁截面大小確定，一般為4根8根，直徑 為1225mm；主 筋連接宜采用對焊；主筋接頭配置在同一截面內(nèi)的數(shù)量，當(dāng)采用閃光對焊和電 弧焊時(shí)，不超過50%；同一根鋼筋兩個(gè)接 頭的間距應(yīng)大于30d，并不小于500mm。 預(yù)制樁箍筋直徑為68mm，間距不大于 20cm。預(yù)制樁骨架的允許偏差應(yīng)符合規(guī) 范的規(guī)定。樁頂和樁尖處的配筋應(yīng)加強(qiáng)。,混凝土： 機(jī)械攪拌、機(jī)械振搗，一次完成， 灑水養(yǎng)護(hù)7天,2019/10/30,11,鋼筋混凝土預(yù)制樁制作,2019/10/30,12,鋼筋混凝土預(yù)制樁制作混凝土澆筑,2019/10/30,13,已預(yù)制好的鋼筋混凝土預(yù)制樁,2019/10/30,14,樁質(zhì)量要求,表面平整堅(jiān)實(shí)、密實(shí)，掉角深度10mm 砼收縮產(chǎn)生的裂縫 深度20mm 寬度0.25mm 橫向長度邊長的一半 樁頂和樁尖處不得有蜂窩、麻面、裂縫、掉角,2019/10/30,15,二、樁的起吊、運(yùn)輸和堆放,樁的起吊,樁在起吊和搬運(yùn)時(shí)，必須平穩(wěn)，并且不得損壞。吊點(diǎn)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，一般吊點(diǎn)的設(shè)置如上圖所示。,當(dāng)樁的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%方可起吊； 達(dá)到100%方可運(yùn)輸和打樁。如提前起吊，必須采取措施并經(jīng)驗(yàn)算合格方可進(jìn)行。,樁的起吊位置,+m,m,2019/10/30,16,樁的運(yùn)輸,打樁前，樁從制作處運(yùn)到現(xiàn)場以備打樁，并應(yīng)根據(jù)打樁順序隨打隨運(yùn)以避免二次搬運(yùn)。,樁的堆放,堆放樁的地面必須平、堅(jiān)實(shí)，墊木間距應(yīng)與吊點(diǎn)位置相同，各層墊木應(yīng)位于同一垂直 線上，堆放層數(shù)不宜超過4層 。 不同規(guī)格的樁，應(yīng)分別堆放。,2019/10/30,17,樁施工的基本流程為：,編制樁的施工方案,施工場地準(zhǔn)備,測量放線定樁位,樁機(jī)就位,吊樁插樁、樁身調(diào)直,連續(xù)壓樁沉入、接樁,護(hù)壁成孔,吊入鋼筋籠灌入混凝土成樁,（預(yù)制樁施工）,（灌注樁施工）,2019/10/30,18,三、打樁前的準(zhǔn)備工作,清除妨礙施工的地上和地下的障礙物，平整施工場地。,由一側(cè)向單一方向進(jìn)行； 自中間向兩個(gè)方向?qū)ΨQ進(jìn)行； 自中間向四周進(jìn)行; 分段打。,樁機(jī)就位，接通電源、水源。,確定打樁順序,打樁試驗(yàn)： 樁基軸線的定位點(diǎn)及水準(zhǔn)點(diǎn)，應(yīng)設(shè)置在不受打樁影響的地 點(diǎn)，水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置不少于2個(gè)。在施工過程中可據(jù)此檢查樁 位的偏差以及樁的入土深度。,抄平放線，定樁位，設(shè)標(biāo)尺,2019/10/30,19,打樁順序：,先深后淺、先大后小，先中間后周邊、先密集區(qū)域后稀疏區(qū)域、由毗鄰建筑物處向另一方施打（必要時(shí)與已有建筑間挖減震溝）,2019/10/30,20,四、樁的沉設(shè),一般適用于中密砂類土、粘性土。由于錘擊沉樁依靠樁錘的沖擊能量將樁打入土中，因此一般樁徑不能太大（不大于0.6m），入土深度在40m左右。,錘 擊 沉 樁,打樁方式,2019/10/30,21,打樁設(shè)備,樁錘,落錘 0.51.5t 612次/分;普通粘土和含礫石較多的土層 蒸汽錘 單動汽錘 315t 6080次/分;各類土 雙動汽錘 0.66.0t 100300次/分;各類樁,松土不宜 柴油樁錘 桿式:0.61.8t 筒式:1.87.0t 4060次/分 振動樁錘 砂土,樁架,作用：定錘、導(dǎo)向、吊樁,類型:滾筒式樁架 (蒸汽錘樁架) 多功能樁架 (柴油錘樁架) 履帶式樁架,動力裝置,樁架高度=樁長+樁錘高度+滑輪組高+樁帽高度+12m,2019/10/30,22,預(yù)制樁,施工工藝,多功能樁架,履帶式樁架,2019/10/30,23,1.吊樁就位,導(dǎo)桿式柴油錘打樁,2019/10/30,24,2.提起錘頭,3.爆燃沖擊,2019/10/30,25,打樁施工,樁機(jī)就位 樁機(jī)就位時(shí)樁架應(yīng)垂直，導(dǎo)桿中心線與打樁方向一致，校核無誤后將其固定。,定樁 將樁錘和樁帽吊升起來，其高度超過樁頂，再吊起樁身，送至導(dǎo)桿內(nèi)，對準(zhǔn)樁位調(diào)整垂直偏差，合格后，將樁帽或樁箍在樁頂固定，并將樁錘緩落到樁頂上，在樁錘的重量作用下，樁沉入土中一定深度達(dá)穩(wěn)定位置，再校正樁位及垂直度。,樁架就位 吊樁就位 檢查樁垂直度 扣樁帽 打樁,打樁施工工藝：,2019/10/30,26,打樁施工,打樁 打樁開始時(shí)，用短落距輕擊數(shù)錘至樁入土一定深度后，觀察樁身與樁架、 樁錘是否在同一垂直線上，然后再以全落距施打，這樣可以保證樁位準(zhǔn)確樁身 垂直。,重錘低擊,打樁原則：,對樁頂?shù)臎_擊能量小，動量大，樁頂不易損壞，大部分能量用于克服樁身摩擦力與樁尖阻力；落距小，打樁速度快，效率高；另外，樁身反彈小，反彈張力波產(chǎn)生的拉應(yīng)力不致使樁身被拉壞。,2019/10/30,27,靜 力 壓 樁,靜力壓樁采用靜壓力將樁壓入土中，適用于高壓縮性粘土或砂性較輕的亞粘土層。,四、樁的沉設(shè),2019/10/30,28,預(yù)制樁,施工工藝,2019/10/30,29,預(yù)制樁,施工工藝,全液壓式靜力壓樁機(jī)壓樁示意圖,2019/10/30,30,運(yùn)至施工現(xiàn)場的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。,2019/10/30,31,吊樁,靜力壓樁機(jī),2019/10/30,32,樁與樁管口焊接連接（接樁）。,2019/10/30,33,連續(xù)壓樁。,2019/10/30,34,壓入一節(jié)。,2019/10/30,35,四、樁的沉設(shè),振 動 沉 樁,打樁方式,振動沉樁適用于砂質(zhì)土、硬塑及軟塑的粘性土和中密及較松散的碎、卵石類土。,2019/10/30,36,振動沉樁：,偏心塊 力傳樁 樁傳土 土松 f 沉樁,利用振動箱的振動力將樁沉入土中。,原理：,2019/10/30,37,2019/10/30,38,五、 打樁注意事項(xiàng),打樁開始時(shí)，先用短落距輕打；待樁入土12m后，再用全落距打。,打樁入土的速度要均勻，錘擊間歇時(shí)間不宜太長要觀察樁的回躍情況。,打樁過程中要注意打樁機(jī)的工作情況和穩(wěn)定性,作好打樁記錄,打樁時(shí)應(yīng)防止偏心,要隨時(shí)注意樁的貫入度有無突變,打樁應(yīng)連續(xù)施打,打樁時(shí)如發(fā)生 樁身斷裂 樁頭破裂嚴(yán)重 樁位偏斜,應(yīng)將樁拔出重打,2019/10/30,39,六、打樁質(zhì)量控制,質(zhì)量要求 能否滿足貫入度或標(biāo)高的設(shè)計(jì)要求 打入后的偏差是否在施工及驗(yàn)收規(guī)范允許范圍以內(nèi),控制原則 摩擦樁的入土深度控制:以設(shè)計(jì)標(biāo)高控制為主，以最后貫入度作為參考 端承樁的入土深度控制:以最后貫入度控制為主，以設(shè)計(jì)標(biāo)高作為參考,允許偏差 垂直偏差 1% 平面位置偏差 1/21個(gè)樁徑 (或邊長),2019/10/30,40,接樁 當(dāng)樁的長度較大時(shí)，由于樁架高度以及制作運(yùn)輸?shù)葪l件限 制，往往需要分段制作和運(yùn)輸，沉樁時(shí)，分段之間就需要接 頭。 樁的接頭應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，能傳遞軸向力、彎矩和剪力， 接樁方法有：焊接連接、法蘭連接及漿錨法等。,2019/10/30,41,打入預(yù)制樁 電焊接樁,2019/10/30,42,2019/10/30,43,打 入 預(yù) 制 樁 末 節(jié) 樁 體,2019/10/30,44,打樁施工常見問題的分析 在打樁施工過程中會遇見各種各樣的問題，例如樁頂破碎，樁身斷裂，樁身位移、扭轉(zhuǎn)、傾斜，樁錘跳躍，樁身嚴(yán)重回彈等。 發(fā)生這些問題的原因有鋼筋混凝土預(yù)制樁制作質(zhì)量、沉樁操作工藝和復(fù)雜土層等三個(gè)方面的原因。 工程及施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定，打樁過程中如遇到上述問題，都應(yīng)立即暫停打樁，施工單位應(yīng)與勘察、設(shè)計(jì)單位共同研究，查明原因，提出明確的處理意見，采取相應(yīng)的技術(shù)措施后，方可繼續(xù)施工。,2019/10/30,45,(1)樁頂破碎,打樁時(shí)，樁頂直接受到樁錘的沖擊而產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力，如果樁頂鋼筋網(wǎng)片配置不當(dāng)、混凝土保護(hù)層過厚、樁頂平面與樁的中心軸線不垂直及樁頂不平整等制作質(zhì)量問題都會引起樁頂破碎。在沉樁工藝方面，若樁墊材料選擇不當(dāng)、厚度不足，樁錘施打偏心或施打落距過大等也會引起樁頂破碎。,2019/10/30,46,(2)樁身被打斷,制作時(shí)，樁身有較大的彎曲凸肚，局部混凝土強(qiáng)度不足，在沉樁時(shí)樁尖遇到硬土層或孤石等障礙物，增大落距，反復(fù)過度沖擊等都可能引起樁身斷裂。,2019/10/30,47,(3)樁身位移、扭轉(zhuǎn)或傾斜,樁尖四棱錐制作偏差大，樁尖與樁中心線不重合的制作原因，樁架傾斜，樁身與樁帽、樁錘不在同一垂線上的施工操作原因以及樁尖遇孤石等都會引起樁身位移、扭轉(zhuǎn)或傾斜。 (4)樁錘回躍，樁身回彈嚴(yán)重 選擇樁錘較輕，能引起較大的樁錘回躍；樁尖遇到堅(jiān)硬的障礙物時(shí)，樁身則嚴(yán)重回彈。,2019/10/30,48,樁頭的處理,在打完各種預(yù)制樁開挖基坑時(shí)，按設(shè)計(jì)要求的樁頂標(biāo)高將樁頭多余的部分截去。 截樁頭時(shí)不能破壞樁身，要保證樁身的主筋伸入承臺，長度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。當(dāng)樁頂標(biāo)高在設(shè)計(jì)標(biāo)高以下時(shí)，在樁位上挖成喇叭口，鑿掉樁頭混凝土，剝出主筋并焊接接長至設(shè)計(jì)要求長度，與承臺鋼筋綁扎在一起，用樁身同強(qiáng)度等級的混凝土與承臺一起澆筑接長樁身。,2019/10/30,49,第二節(jié) 混凝土灌注樁施工,施工無振動無噪音，但比同徑預(yù)制樁承載低、沉降大。 一、干作業(yè)成孔灌注樁（用于無地下水或已降水） 1、成孔機(jī)械： 螺旋鉆長：鉆桿長10m以上,400600 短：鉆桿長35m，300400 鉆擴(kuò)機(jī)：鉆孔徑8001200，擴(kuò)孔徑可達(dá)3.5m,2019/10/30,50,步履式螺旋鉆機(jī),2019/10/30,51,2019/10/30,52,2、傳統(tǒng)施工方法,(1) 工藝順序 平整場地，挖排水溝定樁位鉆機(jī)對位、校垂直開鉆出土清孔檢查垂直度及虛土情況放鋼筋骨架澆混凝土。,鉆孔,螺旋鉆孔機(jī)成樁工藝,放入鋼筋骨架,澆筑混凝土,清孔,2019/10/30,53,（2）施工要點(diǎn) 土質(zhì)差、有振動、間距小時(shí)，間隔鉆孔制作； 軟塑土層、含水量大用疏紋葉片鉆桿； 可塑、硬塑粘土，含水量較小的砂土用密紋葉片鉆桿； 及時(shí)灌注混凝土，防止孔壁坍塌； 澆混凝土?xí)r放護(hù)筒，混凝土坍落度59cm，每層澆筑高度1.5m。 （3）質(zhì)量要求 偏差要求：位置偏差70150mm； 垂直度偏差1 孔底虛土厚度：端承樁50mm；摩擦樁150mm。 避免出現(xiàn)縮徑和斷樁,2019/10/30,54,3、后插筋成樁方法,成樁快、單樁承載力高、可減少塌孔、避免縮徑露筋等。,2019/10/30,55,二、泥漿護(hù)壁成孔（用于有地下水）,1、成孔機(jī)械 沖抓鉆 沖擊鉆 潛水電鉆 回轉(zhuǎn)鉆 反循環(huán) 正循環(huán),泥漿的作用：護(hù)壁、攜渣、冷卻、潤滑。,2019/10/30,56,2019/10/30,57,泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工時(shí)，通常應(yīng)埋設(shè)鋼護(hù)筒，以起定位、保護(hù)孔口、存儲泥漿和使其高于地下水位。,埋設(shè)的鋼護(hù)筒,2019/10/30,58,護(hù)壁的泥漿有采用膨潤土制漿、原土制漿等，其泥漿的比重應(yīng)根據(jù)土質(zhì)進(jìn)行調(diào)整，維持孔壁一定的泥漿壓力，不塌孔。,泥漿池制漿,2019/10/30,59,由空心鉆桿內(nèi)部通入泥漿或高壓水，從鉆桿底部噴出，攜帶鉆下的土渣沿孔壁向上流動，由孔口將土渣帶出流入泥漿池。,2019/10/30,60,反循環(huán)工藝的泥漿上流的速度較高，能攜帶較大的土渣。,泥漿從鉆桿與孔壁間的環(huán)狀間隙流入鉆孔，由吸泥泵在鉆桿內(nèi)形成真空使之?dāng)y帶鉆下的土渣由鉆桿內(nèi)腔返回地面而流向泥漿池 。,2019/10/30,61,2019/10/30,62,2、施工,（1）工藝順序： 平整場地、挖排水溝定樁位埋護(hù)筒配泥漿鉆孔、灌泥漿清孔放鋼筋骨架水下灌注混凝土。 （2）要點(diǎn)： 1）護(hù)筒直徑比鉆頭大100，開設(shè)12個(gè)溢漿口，埋入土中1m； 2）泥漿比重1.1左右（粘土?xí)r可自造），隨鉆隨灌，保持高于水位面；,2019/10/30,63,2019/10/30,64,3）水下灌注要求：,混凝土c20，坍落度1622cm，骨料粒徑30mm； 導(dǎo)管最大外徑比鋼筋籠內(nèi)徑小100以上； 鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度50mm（混凝土墊塊）； 埋管500600mm后剪斷導(dǎo)柱塞鉛絲； 提管時(shí)保證混凝土埋入1m。,2019/10/30,65,三、沉管灌注樁,1.特點(diǎn)：能在土質(zhì)很差，地下水位很高時(shí)施工 2.施工方法：錘擊沉入鋼管法 振動沉入鋼管法 3.工藝順序： 樁靴、鋼管就位沉管檢查管內(nèi)有無砂、水放入鋼筋骨架澆灌混凝土、提管。 4.要點(diǎn)： 防止鋼管內(nèi)進(jìn)入泥漿、水； 灌滿混凝土后再隨拔管、隨灌、并輕打或振動 防止縮徑、斷樁及吊腳樁。,2019/10/30,66,2019/10/30,67,2019/10/30,68,為了提高樁的質(zhì)量和承載能力，沉管灌注樁常采用單打法、復(fù)打法、反插法等施工工藝。 單打法(又稱一次拔管法)：拔管時(shí)，每提升0.51.0m，振動510s，然后再拔管0.51.0m，這樣反復(fù)進(jìn)行，直至全部拔出。 復(fù)打法：在同一樁孔內(nèi)連續(xù)進(jìn)行兩次單打，或根據(jù)需要進(jìn)行局部復(fù)打。施工時(shí)，應(yīng)保證前后兩次沉管軸線重合，并在混凝土初凝之前進(jìn)行。 混凝土充盈系數(shù)小于1的樁，宜全長復(fù)打。 反插法：鋼管每提升0.51m，再下插0.30.5m，這樣反復(fù)進(jìn)行，直至拔出。（在淤泥土中可消除頸縮現(xiàn)象）,2019/10/30,69,2019/10/30,70,沉管灌注樁容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題及處理方法,(1) 頸縮 頸縮：指樁身的局部直徑小于設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象。 原因：當(dāng)在淤泥和軟土層沉管時(shí)，由于受擠壓的土壁產(chǎn)生孔隙水壓，拔管后便擠向新灌注的混凝土，樁局部范圍受擠壓形成頸縮。 當(dāng)拔管過快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差時(shí)，周圍淤泥質(zhì)土趁機(jī)填充過來，也會形成頸縮。 處理方法：拔管時(shí)應(yīng)保持管內(nèi)混凝土面高于地面，使之具有足夠的擴(kuò)散壓力，混凝土坍落度應(yīng)控制在5070mm，嚴(yán)格控制拔管的速度(軟弱土層中0.30.8m/min)。,2019/10/30,71,(2) 斷樁 斷樁：指樁身局部分離或斷裂，更為嚴(yán)重的是一段樁沒有混凝土。 原因：樁距離太近，相鄰樁施工時(shí)混凝土還未具備足夠的強(qiáng)度，已形成的樁受擠壓而斷裂。 處理方法：施工時(shí)，控制中心距離不小于4倍樁徑；確定打樁順序和行車路線，減少對新灌注混凝土樁的影響。采用跳打法或等已成型的樁混凝土達(dá)到60%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再進(jìn)行下根樁的施工。,2019/10/30,72,(3) 吊腳樁 吊腳樁：是指樁底部混凝土隔空或松軟，沒有落實(shí)到孔底地基土層上的現(xiàn)象。 原因：當(dāng)?shù)叵滤畨毫Υ髸r(shí)，或預(yù)制樁尖被打壞，或樁靴活瓣縫隙大時(shí)，水及泥漿進(jìn)入套筒鋼管內(nèi)，或由于樁尖活瓣受土壓力，拔管至一定高度才張開，使得混凝土下落，造成樁腳不密實(shí)，形成松軟層。 處理方法：為防止活瓣不張開，開始拔管時(shí)，可采用密張慢拔的方