桩.docx
- 文档编号:3211025
- 上传时间:2023-05-05
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:123.97KB
桩.docx
《桩.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《桩.docx(20页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
桩
一般多层建筑物当地基较好时多采用天然浅基础,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。
桩的类型
桩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。
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。
按桩的施工方法,桩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
预制桩的制作、起吊、运输、堆放
钢筋混凝土桩的制作程序如下:
场地压实、平整→场地地平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→养护至百分之30强度拆模→支间隔端头模板、刷隔离剂、绑钢筋→浇筑间隔桩混凝土→同法间隔制作第二层桩→养护至百分70强度起吊→达百分之白强度后运输。
桩在起吊和搬运时,必须平稳,并且不得损坏。
吊点应符合设计要求,一般节点的设置下图所示。
打桩前,桩从制作处运到现场前以备打桩,并应根据打桩顺序随打随运以避免二次搬运。
桩的运输方式,在运距不大时,可用起重机吊运;当运距较大时,可采用轻便轨道小平台车运输。
堆放桩的地面必须平整、坚实,垫木间距应与吊点位置相同,各层垫木应位于同一垂直线上,堆放层数不宜超过4层。
不同规格的桩,应分别堆放。
打桩前的准备工作
1.清除妨碍施工的地上和地下的障碍物;
2.平整施工场地;定位放线;设置供电、供水系统;安装打桩机等。
桩基轴线的定位点及水准点,应设置在不受打桩影响的地点,水准点设置不少于2个。
在施工过程中可据此检查桩位的偏差以及桩的入土深度。
打桩的顺序
打桩顺序合理与否,影响打桩速度、打桩质量,及周围环境。
当桩的中心距小于4倍桩径时,打桩顺序尤为重要。
打桩顺序影响挤土方向。
打桩向哪个方向推进,则向哪个方向挤土。
根据桩群的密集程度,可选用下述打桩顺序:
由一侧向单一方向进行(图a);自中间向两个方向对称进行(图b);自中间向四周进行(图c)。
第一种打桩顺序,打桩推进方向宜逐排改变,以免土朝一个方向挤压,而导致土壤挤压不均匀,对于同一排桩,必要时还可采用间隔跳打的方式。
对于大面积的桩群,宜采用后两种打桩顺序,以免土壤受到严重挤压,使桩难以打入,或使先打入的桩受挤压而倾斜。
大面积的桩群,宜分成几个区域,由多台打桩机采用合理的顺序同时进行打设。
a)由一侧向单一方向进行;b)由中间向两个方向进行;c)由中间向四周进行
锤击沉桩
1.设备
(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、柴油锤和液压锤,目前应用最多的是柴油锤。
①落锤 落锤构造简单,使用方便,能随意调整落锤高度。
轻型落锤一般均用卷扬机拉升施打。
落锤生产效率低、桩身易损失。
落锤重量一般为0.5~1.5t,重型锤可达数吨。
②柴油锤 柴油锤利用燃油爆炸的能量,推动活塞往复运动产生冲击进行锤击打桩。
柴油锤结构简单、使用方便,不需从外部供应能源。
但在过软的土中由于贯入度过大,燃油不易爆发,往往桩锤反跳不起来,会使工作循环中断。
另一个缺点是会造成噪音和空气污染等公害,故在城市中施工受到一定限制。
柴油锤冲击部分的重量有2.0t,2.5t,3.5t,4.5t,6.0t,7.2t等数种。
每分钟锤击次数约40~80次。
可以用于大型混凝土桩和钢管桩等。
③蒸汽锤 蒸汽锤利用蒸汽的动力进行锤击。
根据其工作情况又可分为单动式汽锤与双动式汽锤。
单动式汽锤的冲击体只在上升时耗用动力,下降靠自重;双动式汽锤的冲击体升降均由蒸汽推动。
蒸汽锤需要配备一套锅炉设备。
单动式汽锤的冲击力较大,可以打各种桩,常用锤重为3~10t。
每分钟锤击数为25~30次。
双动式汽锤的外壳(即汽缸)是固定在桩头上的,而锤是在外壳内上下运动。
因冲击频率高(100~200次/min),所以工作效率高。
它适宜打各种桩,也可在水下打桩并用于拔桩。
锤重一般为0.6~6t。
④液压锤 液压锤是一种新型打桩设备,它的冲击缸体通过液压油提升与降落。
冲击缸体下部充满氮气,当冲击缸下落时,首先是冲击头对桩施加压力,接着是通过可压缩的氮气对桩施加压力,使冲击缸体对桩施加压力的过程延长,因此每一击能获得更大的贯入度。
液压锤不排出任何废气,无噪音,冲击频率高,并适合水下打桩,是理想的冲击式打桩设备,但构造复杂,造价高。
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、桩的规格等参考下表进行选择,如能进行锤击应力计算则更为科学。
锤重选择表
锤 型
柴油锤
20
25
35
45
60
72
锤的动力性能
冲击部分重
t
2.0
2.5
3.5
4.5
6.0
7.2
总重
t
4.5
6.5
7.2
9.6
15.0
18.0
冲击力
kN
2000
2000~
2500
2500~
4000
4000~
5000
5000~
7000
7000~
10000
常用冲程
m
1.8~2.3
桩的截面
混凝土预制桩的边长或直径
cm
25~35
35~40
40~45
45~50
50~55
55~60
钢管桩的直径
cm
40
60
90
90~100
持力层
粘性土粉 土
一般进入深度
m
1.0~2.0
1.5~2.5
2.0~3.0
2.5~3.5
3.0~4.0
3.0~5.0
静力触探比贯入度平均值
MPa
3
4
5
>5
砂 土
一般进入深度
m
0.5~1.0
0.5~1.5
1.0~2.0
1.5~2.5
2.0~3.0
2.5~3.5
标准贯入击数N
(未修正)
15~25
20~30
30~40
40~45
45~50
50
常用的控制贯入度
cm/10击
2~3
3~5
4~8
设计单桩极限承载力
kN
400~
1200
800~
1600
2500~
4000
3000~
5000
5000~
7000
7000~
10000
(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。
桩架的形式多种多样,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。
①多能桩架(下图)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。
②履带式桩架(下图)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。
2.打桩的方法
打桩机就位后,将桩锤和桩帽吊起,然后吊桩并送至导杆内,垂直对准桩位缓缓送下插入土中,垂直度偏差不得超过0.5%,然后固定桩帽和桩锤,使桩、桩帽、桩锤在同一铅垂线上,确保桩能垂直下沉。
在桩锤和桩帽之间应加弹性衬垫,桩帽和桩顶周围四周应有5~10mm的间隙,以防损伤桩顶。
打桩开始时,锤的落距应较小,待桩入土至一定深度且稳定后,再按要求的落距锤击。
用落锤或单动汽锤打桩时,最大落距不宜大于1m,用柴油锤时,应使锤跳动正常。
在打桩过程中,遇有贯入度剧变、桩身突然发生倾斜、移位或有严重回弹、桩顶或桩身出现严重裂缝或破碎等异常情况时,应暂停打桩,及时研究处理。
如桩顶标高低于自然土面,则需用送桩管将桩送入土中时,桩与送桩管的纵轴线应在同一直线上,拔出送桩管后,桩孔应及时回填或加盖。
多节桩的接桩,可用焊接或法兰锚接。
目前焊接接桩应用最多。
接桩的预埋铁件表面应清洁,上、下节桩之间如有间隙应用铁片填实焊牢,焊接时焊缝应连续饱满,并采取措施减少焊接变形。
接桩时,上、下节桩的中心线偏差不得大于10mm,节点弯曲矢高不得大于1‰桩长。
打桩过程中,应做好沉桩记录,以便工程验收。
静压力桩
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,如下图示。
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
压桩一般是分节压入,逐段接长。
为此,桩需分节预制。
当第一节桩压入土中,其上端距地面2m左右时将第二节桩接上,继续压入。
对每一根桩的压入,各工序应连续。
如初压时桩身发生较大移位、倾斜;压入过程中桩身突然下沉或倾斜;桩顶混凝土破坏或压桩阻力剧变时,应暂停压桩,及时研究处理。
泥浆护壁成孔法
1.埋设护筒
护筒是埋设在钻孔口的钢板制作的圆筒,其作用是保证钻机沿桩位垂直方向顺利钻孔,保护孔口防止孔口塌方和提高桩孔内泥浆水头。
2.泥浆制备
浆具保护孔壁、防止坍孔的作用,同时在泥浆循环过程中还可携砂,并对钻头具有冷却润滑作用。
泥浆护壁成孔可用多种形式的钻机钻进成孔。
在钻孔过程中,为防止孔壁坍塌,在孔内注入高塑性粘土或膨润土和水拌合的泥浆,也可利用钻削下来的粘性土与水混合自造泥浆保护孔壁。
同时这种护壁泥浆与钻孔的土屑混合,边钻边排出泥浆,同时进行孔内补浆。
当钻孔达到规定深度后,进行孔底清渣,然后安放钢筋笼,在泥浆下灌注混凝土而成桩。
护壁泥浆是由高塑性粘土或膨润土和水拌合的混合物,还可在其中掺入其他掺合剂,如加重剂、分散剂、增粘剂及堵漏剂等
护壁泥浆一般可在现场制备,有些粘性土在钻进过程中可形成适合护壁的浆液,则可利用其作为护壁泥浆,这种方法也称自造泥浆。
护壁泥浆应达到一定的性能指标,膨润土泥浆的性能指标如下表。
膨润土泥浆的性能指标
项 次
项 目
性能指标
检验方法
1
相对密度
1.05~1.25
泥浆密度计
2
粘度
18~25s
500/700mL漏斗法
3
含砂率
<4%
含砂量计
4
胶体率
>98%
量杯法
5
失水量
<30mL/30min
失水量仪
6
泥皮厚度
1~3mm/30min
失水量仪
7
静切力
1min 2~3Pa
10min 5~10Pa
静切力计
8
稳定性
<0.03g/cm2
9
pH值
7~9
pH试纸
3.成孔的方法
1.回转钻成孔
回转钻机是由动力装置带动钻机的回转装置转动,并带动带有钻头的钻杆转动,由钻头切削土壤。
切削形成的土渣,通过泥浆循环排出桩孔。
根据泥浆循环方式的不同,分为正循环和反循环。
根据桩型、钻孔深度、土层情况、泥浆排放条件、允许沉渣厚度等进行选择,但对孔深大于30m的端承型桩,宜采用反循环。
在陆地上杂填土或松软土层中钻孔时,应在桩位孔口处设护筒,以起定位、保护孔口、维持水头等作用。
护筒用钢板制作,内径应比钻头直径大10cm,埋入土中深度通常不宜小于1.0~1.5m,特殊情况下埋深需要更大。
在护筒顶部应开设1~2个溢浆口。
在钻孔过程中,应保持护筒内泥浆液面高于地下水位。
于水中施工,在水深小于3m的浅水处,亦可适当提高护筒顶面标高,以减少筑岛填土量(左图)。
如岛底河床为淤泥或软土,宜挖除换以砂土;若排淤换土工作量大,则可用长护筒,使其沉入河底土层中。
在水深超过3m的深水区,宜搭设工作平台(可为支架平台、浮船、钢板桩围堰、木排、浮运薄壳沉井等),下沉护筒的定位导向架与下沉护筒见右图
1—夯填粘土;2—护筒
1—护筒;2—工作平台;3—施工水位;4—导向架;5—支架
在粘土中钻孔,可采用自造泥浆护壁;在砂土中钻孔,则应注入制备泥浆。
注入的泥浆比重控制在1.1左右,排出泥浆的比重宜为1.2~1.4。
钻孔达到要求的深度后,测量沉渣厚度,进行清孔。
以原土造浆的钻孔,清孔可用射水法,此时钻具只转不进,待泥浆比重降到1.1左右即认为清孔合格;注入制备泥浆的钻孔,可采用换浆法清孔,至换出泥浆的比重小于1.15时方为合格,在特殊情况下泥浆比重可以适当放宽。
钻孔灌注桩的桩孔钻成并清孔后,应尽快吊放钢筋骨架并灌注混凝土。
在无水或少水的浅桩孔中灌注混凝土时,应分层浇筑振实,每层高度一般为0.5~0.6m,不得大于1.5m。
混凝土坍落度在一般粘性土中宜用50~70mm;砂类土中用70~90mm;黄土中用60~90mm。
水下灌注混凝土时,常用垂直导管灌注法进行水下施工,施工方法见第三章有关内容。
水下灌注混凝土至桩顶时,应适当超过桩顶设计标高,以保证在凿除含有泥浆的桩段后,桩顶标高和质量能符合设计要求。
施工后的灌注桩的平面位置及垂直度都需满足规范的规定。
灌注桩在施工前,宜进行试成孔。
2.潜水钻机成孔
潜水钻机是一种旋转式钻孔机械,其动力、变速机构和钻头连在一起,加以密封,因而可以下放至孔中地下水位以下进行切削土壤成孔(下图)。
用正循环工艺输入泥浆,进行护壁和将钻下的土渣排出孔外。
潜水钻机
1—钻头;2—潜水钻机;3—电缆;4—护筒;5—水管;
6—滚轮支点;7—钻杆;8—电缆盘;9—卷扬机;10—控制箱
潜水钻机成孔,亦需先埋设护筒,其他施工过程皆与回转钻机成孔相似。
3.冲击钻成孔
冲击钻主要用于在岩土层中成孔,成孔时将冲锥式钻头提升一定高度后以自由下落的冲击力来破碎岩层,然后用掏渣筒来掏取孔内的渣浆(下图)。
冲击钻机
1—滑轮;2—主杆;3—拉索;4—斜撑;5—卷扬机;6—垫木;7—钻头
4.冲抓锥
如下图,锥头内有重铁块和活动抓片,下落时松开卷扬机刹车,抓片张开,锥头自由下落冲入土中,然后开动卷扬机拉升锥头,此时抓片闭合抓土,将冲抓锥整体提升至地面卸土,依次循环成孔。
冲抓锥
干作业成孔灌注桩
螺旋钻机成孔灌注桩是利用动力旋转钻杆,使钻头的螺旋叶片旋转削土,土块沿螺旋叶片上升排出孔外(下图)。
在软塑土层,含水量大时,可用疏纹叶片钻杆,以便较快地钻进。
在可塑或硬塑粘土中,或含水量较小的砂土中应用密纹叶片钻杆,缓慢地均匀地钻进。
操作时要求钻杆垂直,钻孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻进时,可能是遇到石块等异物,应立即停机检查。
全叶片螺旋钻机成孔直径一般为300~600mm,钻孔深度为8~20m。
钻进速度应根据电流值变化及时调整。
在钻进过程中,应随时清理孔口积土,遇到塌孔、缩孔等异常情况,应及时研究解决。
步履式螺旋钻机
1—上底盘;2—下底盘;3—回转滚轮;4—行车滚轮;5—钢丝滑轮;6—回转轴;7—行车油缸;8—支盘
套管成孔灌注桩
1.工艺流程
套管成孔灌注桩是利用锤击打桩法或振动沉桩法,将带有钢筋混凝土桩靴(又叫桩尖)或带有活瓣式桩靴(下图1)的钢套管沉入土中,然后边拔管边灌注混凝土而成。
若配有钢筋时,则在浇筑混凝土前先吊放钢筋骨架。
利用锤击沉桩设备沉管、拔管时,称为锤击沉管灌注桩;利用激振器的振动沉管、拔管时,称为振动沉管灌注桩。
图2为沉管灌注桩施工过程示意图。
图一活瓣桩尖
1—桩管;2—锁轴;3—活瓣
图二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
2.沉管的方法
1.锤击沉管
锤击灌注桩施工时,用桩架吊起钢套管,关闭活瓣或对准预先设在桩位处的预制混凝土桩靴,套入桩靴。
套管与桩靴连接处要垫以麻、草绳,以防止地下水渗入管内。
然后缓缓放下套管,压进土中。
套管上端扣上桩帽,检查套管与桩锤是否在一垂直线上,套管偏斜不大于0.5%时,即可起锤沉套管。
先用低锤轻击,观察后如无偏移,才正常施打,直至符合设计要求的贯入度或沉入标高,并检查管内有无泥浆或水进入,即可灌注混凝土。
套管内混凝土应尽量灌满,然后开始拔管。
拔管要均匀,不宜拔管过高。
拔管时应保持连续密锤低击不停。
控制拔出速度,对一般土层,以不大于1m/min为宜;在软弱土层及软硬土层交界处,应控制在0.8m/min以内。
桩锤冲击频率,视锤的类型而定:
单动汽锤采用倒打拔管,频率不低于70次/min;自由落锤轻击不得少于50次/min。
在管底未拔到桩顶设计标高之前,倒打或轻击不得中断。
拔管时还要经常探测混凝土落下的扩散情况,注意使管内的混凝土保持略高于地面,这样一直到全管拔出为止。
桩的中心距小于5倍桩管外径或小于2m时,均应跳打。
中间空出的桩须待邻桩混凝土达到设计强度的50%以后方可施打。
以防止因挤土而使前面的桩发生桩身断裂。
为了提高桩的质量和承载能力,常采用复打扩大灌注桩。
其施工顺序如下:
在第一次灌注桩施工完毕,拔出套管后,清除管外壁上的污泥和桩孔周围地面的浮土,立即在原桩位再埋预制桩靴或合好活瓣第二次复打沉套管,使未凝固的混凝土向四周挤压扩大桩径,然后第二次灌注混凝土。
拔管方法与初打时相同。
施工时要注意:
前后两次沉管的轴线应复合;复打施工必须在第一次灌注的混凝土初凝之前进行,也有采用内夯管进行夯扩的施工方法。
复打施工时要注意:
前后两次沉管的轴线应重合;复打施工必须在第一次灌注的混凝土初凝之前进行。
复打法第一次灌注混凝土前不能放置钢筋笼,如配有钢筋,应在第二次灌注混凝土前放置。
锤击灌注桩宜用于一般粘性土、淤泥质土、砂土和人工填土地基。
2.振动沉管
振动灌注桩采用振动锤或振动冲击锤沉管,其设备见下图。
施工前,先安装好桩机,将桩管下端活瓣合起来或套入桩靴,对准桩位,徐徐放下套管,压入土中,勿使偏斜,即可开动激振器沉管。
桩管受振后与土体之间摩阻力减小,同时利用振动锤自重在套管上加压,套管即能沉入土中。
沉管灌注桩设备
1—滑轮组;2—振动器;3—漏斗;4—桩管;5—吊斗;6—枕木;7—机架;8—拉索;9—架底;10—卷扬机
沉管时,必须严格控制最后的贯入速度,其值按设计要求,或根据试桩和当地的施工经验确定。
振动灌注桩可采用单打法、反插法或复打法施工。
单打施工时,在沉入土中的套管内灌满混凝土,开动激振器,振动5~10s,开始拔管,边振边拔。
每拔0.5~1m,停拔振动5~10s,如此反复,直到套管全部拔出。
在一般土层内拔管速度宜为1.2~1.5m/min,在较软弱土层中,不得大于0.8m/min。
反插法施工时,在套管内灌满混凝土后,先振动再开始拔管,每次拔管高度0.5~1.0m,向下反插深度0.3~0.5m。
如此反复进行并始终保持振动,直至套管全部拔出地面。
反插法能使桩的截面增大,从而提高桩的承载能力,宜在较差的软土地基上应用。
复打法要求与锤击灌注桩相同。
振动灌注桩的适用范围除与锤击灌注桩相同外,并适用于稍密及中密的碎石土地基。
沉管灌注桩桩靴
人工挖孔灌注桩
1.施工机具
垂直运输工具:
单轨电动葫芦配提升金属架与轨道,活底提土吊桶。
排水机具:
潜水泵。
通风设备:
鼓风机和送风管。
挖掘工具:
镐、锹、土筐等。
此外,还有井内外照明,电您等设备
2.施工工艺
1.按设计图纸放线、定桩位。
2.开挖场。
3.支护模板
4.在模板顶放置操作平台。
5.浇筑护壁混凝土。
6.拆除模板继续下一段的施工。
7.安放钢筋。
8.排除孔底积水。
桩基验收
1.验收内容
验收桩基工程,应该验收是否符合设计要求和施工质量验收规范的规定,在验收前,不得切去混凝土预制桩和灌注桩。
工程桩应该进行承载力检验。
桩身质量应该进行检验。
2.验收时,应该提交下列资料
1.工程勘察报告、桩基施工图、图纸会审纪要、设计变更及材料代用通知单等
2.桩位测量放线图,包括工程桩位线复核验证单;
3.制作桩的材料试验记录、成桩质量检查报告;
4.单桩承载力检查报告;
5.基坑挖至设计标高的基础竣工平面图及桩顶标高图
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- docx
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)