第2章 地基处理与桩基工程.pptx

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课程---《建筑施工与管理》第2章地基处理与桩基工程2.1基坑验槽2.2地基加固处理2.3桩基施工 2.1基坑验槽2.1.1观察验槽2.1.2钎探验槽2.1.3洛阳铲验槽 2.2地基加固处理2.2.1地基加固的原理：“将土质由松变实，将土的含水量由高变低”——Groundimprovement2.2.2地基加固的方法：“挖”、“填”、“换”、“夯”、“压”、“挤”、“拌” 2.2地基加固处理“挖”——挖除不厚软土。“填”——软土层厚大面积回填。“换”——将软土换填成硬土，做垫层。“夯”——夯击能夯实土，粘性土、湿陷黄土。“压”——排水固结土，砂桩。“挤”——挤密桩施工，如水泥粉煤灰碎石桩。“拌”——化学搅拌桩，如旋喷桩、深层搅拌桩等。 2.3深基础工程2.3.1预制桩施工2.3.2灌注桩施工2.3.3其它深基础施工 2.3.1概述一、深基础的类型桩基础墩基础地下连续墙沉井基础沉箱基础 二、桩基础的组成与种类1．组成：若干根桩承台（承台梁）2．种类1）按受力性质分：摩擦桩端承桩抗拔（浮）桩2）按材料分：钢、混凝土、钢筋混凝土、钢管混凝土…3）按形状分：方、圆、多边、管4）按制作方法分：预制桩、灌注桩 预制桩沉桩方法：锤击法：以桩锤的冲击力将桩打入软土。振动法：以振动桩机带桩振动，减少土与桩间摩阻，沉拔快，适砂土。水冲法：高压射水（桩侧或桩内）冲孔下沉，留1～2m打入或振入。适坚硬土、砂石层。钻孔锤击法：钻孔（留1～2m）、注浆护壁、提钻、插桩、锤击。用于坚硬土层。静力压桩法：80～120t压桩机，适软弱土层。 灌注桩按成孔方法：钻孔法——一般土层沉管法——土质差、水位高爆扩法——土质好（粘性）、无地下水人工挖孔法——桩径大、土较好 2.3.2钢筋混凝土打入桩的施工一、预制桩的制作、运输和堆放1．制作――宜由工厂加工，保证质量要点：叠制≯4层，上下隔离，下层混凝土达到30％再上层；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400～500，壁厚80～100，节长8～10m，C60。 2、运输－－防止损坏(1)混凝土强度：起吊移位――≮70％设计强度运输、起吊就位――≮100％设计强度一点吊――距顶0.31L(L=5~10m)，距顶0.29L（L＝11～16m）；两点吊――距顶、距尖0.207L；(3)吊、运平稳，避免损坏。(2)合理吊点：（正负弯矩值相等则均小） 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。 二、打桩设备：1、桩锤——落锤：构简、使便、锤高可调；效率低，桩损大。锤重0.5～1.5t，动力卷扬机、人。柴油锤：(导杆式、筒式)构简、使便、自供能源、适于中型桩；锤重0.12～6.0t；不适过软过硬土、噪音大、污染，40～80次/分。蒸汽锤：单动－升耗能、自重降，力大慢1.5～15t，25～30次/分；双动式－双向耗能，效率高，0.6～6t；100～200次/分；可打可拔。液压锤：无噪、无污、频率高，复杂、价高。油气二压施力长，贯入度大。 2、桩架作用：支撑锤桩吊桩就位打桩导向类型（常用）：多功能桩架：机动适应性好；大而装拆运麻烦履带式桩架：移动方便，适用范围广。步履式桩架：移动方便，稳定性好,适应性强 3、桩锤选择：（宜重锤低击）类型选择：型号选择：1）依单桩设计荷载计算冲击能E；E≥0.025P2）依E及资料初选桩锤重量；3）验算适用系数K：K＝[（锤总重M+桩重C）/E选]；（≤5，3.5，2）4)验算合宜系数：M/C＝1～2 三、打桩施工1、准备工作（1）场地准备：清除地上、地下障碍物，平整、压实场地，设置排水沟；（2）放轴线、定桩位、设置水准点（≮2个）；（3）确定打桩顺序：（4）进行打桩试验：≮2根，检验工艺、设备是否符合要求。 打桩顺序：1)当桩中心距＜4倍桩径时，可：①自中间向四周环绕或放射打；②由中心向两侧对称打；③分段对称打；2)当桩中心距4倍桩径时，可按施工方便顺序打；3)当桩的规格不同时，先大后小，先长后短；4)当桩尖设计标高不同时，先深后浅。避免入土深度不一，导致不均匀沉降；难打易碎；邻桩移位倾斜。 2、打桩工艺：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。 3、质量要求：1）满足承载力要求：端承桩－控制最后贯入度为主(参考标高)摩擦桩－控制沉桩标高为主(参考最后贯入度)2）偏差:桩位偏差：排桩―偏轴≯100，顺轴≯150mm；群桩－≯1/3桩径或边长；垂直偏差≯1%;3）桩不受损：桩顶、桩身不打坏，桩顶下1/3桩长内无水平裂缝。 2.3.3灌注桩施工一、钻孔灌注桩：施工无振动无噪音，但比同径预制桩承载低、沉降大。（一）干作业法（用于无地下水或已降水）1、成孔机械：螺旋钻－长：钻杆长10m以上,φ400～600短：钻杆长3～5m，φ300～400钻扩机：钻孔径800～1200，扩孔径可达3.5m 2、施工(1)工艺顺序平整场地，挖排水沟→定桩位→钻机对位、校垂直→开钻出土→清孔→检查垂直度及虚土情况→放钢筋骨架→浇混凝土。 （2）施工要点①土质差、有振动、间距小时，间隔钻孔制作；②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；③及时灌注混凝土，防止孔壁坍塌；④浇混凝土时放护筒，混凝土坍落度5～9cm，每层浇筑高度≯1.5m。（3）质量要求①偏差要求：位置偏差≯70～150mm；垂直度偏差≯1％②孔底虚土厚度：端承桩≯50mm；摩擦桩≯150mm。③避免出现缩径和断桩 （二）泥浆护壁成孔（用于有地下水）1、成孔机械冲抓钻冲击钻潜水电钻回转钻反循环正循环用于碎石土、砂土、粘性土、风化岩用于粘性土、淤泥、砂土 2、施工（1）工艺顺序：平整场地、挖排水沟→定桩位→埋护筒→配泥浆→钻孔、灌泥浆→清孔→放钢筋骨架→水下灌注混凝土。（2）要点：1）护筒直径比钻头大100，开设1～2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； 3）水下灌注要求：①混凝土≮C20，坍落度16～22cm，骨料粒径≯30mm；②导管最大外径比钢筋笼内径小100以上；③钢筋的混凝土保护层厚度≮50mm（混凝土垫块）；④能埋管500～600mm后剪断导柱塞铅丝；⑤提管时保证混凝土埋入≮1m。 二、沉管灌注桩1.特点：能在土质很差，地下水位很高时施工2.施工方法：锤击沉入钢管法振动沉入钢管法3.工艺顺序：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。4.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。 5.提高桩承载力的方法锤击沉管灌注桩：单打法——复打法——单打时不放钢筋笼，混凝土初凝前原位打入、插筋灌注。振动沉管灌注桩：单振法——灌满混凝土后，每原位振动5～10s，再上拔0.5～1m。复振法——同复打法；反插法——单振法拔管时，每上拔0.5～1m，向下反插0.3～0.5m。 三、爆扩灌注桩步骤：成孔→放炸药→灌砂及压爆混凝土→引爆成扩大头→检查→置筋→灌筑混凝土。炸药用量：依扩大头径及土质而定，可用计算、试验、查表三法。内容：爆桩孔爆扩大头 四、人工挖孔灌注桩安全要求：护壁、通风、联络、照明、人员上下 2.4其它深基础施工一、地下连续墙1.用途：深基坑的支护结构＋建筑物的深基础2.特点：刚度大，挡土又挡水，可用于任何土质，施工无振动、噪音低；成本高，施工技术复杂，专用设备。3.施工工艺：导墙施工→槽段开挖→清孔→插入接头管和钢筋笼→水下浇筑混凝土→（初凝后）拔出接头管。4.支承及与基础底板、结构墙体的连接： 二、墩基础（即大直径扩底灌注桩）直径>0.8m。（桩径2.5m、底径5m、承千吨）方法：1)人挖人扩桩；2)机钻人扩桩,干法；3)机钻机扩桩,湿法。要求：防塌壁；须降水、通风、通讯、照明。设备：1)风镐、八字护壁；2)钻扩机。施工工艺：护壁挖孔→扩底→放入钢筋笼→浇筑混凝土 三、沉井基础1、用途：重型设备基础；桥墩；取水结构；超高层建筑物基础；2、施工工艺：制作安放刃脚→分节浇筑沉井和开挖下沉→（井内混凝土施工）1)现浇带刃脚的钢筋混凝土圆或方形井筒，可设内隔墙，可竖向分段；2)井筒内挖土或水力吸泥后，井筒靠自重逐步下沉，边挖边沉；3)沉至设计标高后用素混凝土封底防水渗，浇钢筋混凝土底板，或内填；4)若沉井为内空的地下结构物，则浇筑钢筋混凝土顶板。