1、2019/4/29,1,一、深基础：桩基础、墩基础、沉井基础、沉箱基础、地下连续墙 二、桩基础：若干根单桩 + 承台或承台梁,2 基础工程,2019/4/29,2,1.桩基础分类： 按受力情况分类：摩擦型桩：桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受；端承型桩：桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受； 按施工方法分类：预制桩和灌注桩 按排土分类：挤土桩：打入、静压、振动、预钻孔、沉管、拧入等非挤土桩：钻孔、挖孔 按材料分类：木、钢筋混凝土、预应力混凝土、钢管桩,2019/4/29,3,2.桩的发展：提高承载力向攻克桩成孔难点方向发展；向低公害方向发展。,2019/4/29,4,2.1 钢筋混凝土预制桩 优点：（常
2、规挤土）承载力大，施工速度快，质量好，工艺简单，不受地下水影响。 缺点：耗钢量大，端承型桩有接桩和截桩，硬土沉桩困难。 截面形式：实心桩：方形，边长一般 200550mm空心桩：常圆形，离心法生产，有 RC、PC、PHC，外径300 1000mm 单根桩长：由桩架的高度、运输决定 施工包括: 制作 （运输 堆放 ）起吊 沉桩,2019/4/29,5,一、制作:混凝土强度等级不宜低于 C30,一般为C40C50 制作：(1)叠浇法：一般4层，下层桩或邻桩混凝土达到30%fcuk，才能浇上层桩或邻桩(2)钢筋要求：允许偏差（接头、位置、间距等）(3)混凝土：由桩顶向桩尖连续进行，严禁中断(4)制作
3、偏差，质量外观长桩一般分节制作，工厂预制每节 12m，现场预制每节30m，注意节点位置。,2019/4/29,6,二、起吊和运输:钢筋混凝土预制桩应在 混凝土达到设计强度标准值 的75%方可起吊 ,达到100%方 能运输和打桩 .,三、沉桩方式:1.锤击沉桩 2.静力压桩3.振动沉桩 4.水冲沉桩,0.707l,0.293l,0.207l,0.207l,0.586l,0.145l,0.145l,0.355l,0.355l,l,桩的合理吊点位置 (a)-点起吊;(b)两点起吊;(c)三点起吊,(a),(b),(c),2019/4/29,7,四、锤击沉桩(打入桩)(一)打桩机具:,1.桩锤:,落锤
4、,汽锤,液压锤,柴油锤,单动汽锤,双动汽锤,落 锤 (a)普通落锤;(b)自动挂钩落锤,打入桩施工,2019/4/29,8,2019/4/29,9,2019/4/29,10,2019/4/29,11,2.桩架:桩架高度 H H h1 + h2 + h3 + h4 + h5 =桩长+桩帽高度+桩锤高度+滑轮组高度 +起锤工作余位高度(12m),2019/4/29,12,(二)桩锤的选择:桩锤宜重锤低击 ,锤重的选择应根据工程地质条件 、 桩的类型 ,结构,密集程度及施工条件 ,参照下表选用 .,选择锤重参考表,2019/4/29,13,设:Q2=2Q1 H1=2H2有:Q1H1=Q2H2但,动量
5、:T=Q 得:T2= T1,2gH,2,H1,H2,Q1,Q2,两种打桩方法 (a)“轻锤高击”;(b)“重锤低击”,(a),(b),2019/4/29,14,(三)打桩顺序:1.根据桩的密集程度:(a)自中间向两侧对称进行 (桩距 4d)(b)自中间向四周进行 (桩距 4d)(c)由一侧向单一方向进行 (桩距 4d),2019/4/29,15,2. 根据基础的设计标高：先深后浅 3. 根据桩的规格：先大后小，先长后短 4. 行走路线：顶打（摩擦型桩，端承型桩送桩）退打（端承型桩）,(四)打桩施工:1.工艺:清理场地 安装桩架 吊桩就位 打桩贯入度:每锤击一次桩的入土深度 .最后贯入度:最后1
6、0击桩的平均入土深度 .,2019/4/29,16,2.质量控制:A. 当桩尖位于硬土层(如坚硬、硬塑的粘土、碎石土、中 密以上的砂土或风化岩等)时(端承型桩），以贯入度控制为主，桩尖进入持力层深度或桩尖标高为参考；当贯入度已达到而桩尖标高未达到时，应继续锤击3阵，每阵10击的平均贯入度不应大于规定的数值。B. 当桩尖位于软土层时（摩擦型桩），以桩尖设计标高控制为主，贯入度为参考；C. 当控制指标已符合要求，而其它指标与要求相差较大时，应与有关单位研究处理。,2019/4/29,17,3.打桩施工记录 :,钢筋混凝土预制桩施工记录 : 施工单位 工程名称 施工班组 桩的规格 桩锤类型及冲击部分
7、重量 自然地面标高 桩帽重量 桩顶设计标高,工程负责人: 记录:,2019/4/29,18,五、静力压桩：特点:无噪声、无振动、节约钢筋、可预估和验证桩承载力。,2019/4/29,19,如:YZY650型最大压入力为 6500KNZYJ680型额定压桩力为 6800KN,2019/4/29,20,2.桩的接头型式,3,2,1,3,1,4,5,6,5,7,15d,16d,(a),(b),桩的接头型式 (a)、(b)焊接接合;(c)管式接合;(d)管桩螺栓接合;(e)硫磺砂浆锚筋接合1-角钢与主筋焊接;2-钢板;3-焊缝;4-预埋钢管;5-浆锚孔6-预埋法兰;7-预埋锚筋;d-锚栓直径,(c),
8、(d),(e),2019/4/29,21,六、先张预应力管桩：,D,1,预应力管桩示意 1-桩身;2-钢套箍;3-端头板;D-外径;t-壁厚,3,2,3,2,t,1.组成:桩身、端头板、钢套箍,2.分类,预应力管桩(代号PC桩):混凝土强度 C60,高强预应力管桩(代号PHC桩):混凝土强度 C80,3.规格,外径3001000mm,壁厚60130mm,每节桩长 15m,2019/4/29,22,4.沉桩方式,锤击沉桩,静力压桩,2,4,1,1,3,（a）,（b）,（c）,（d）,（e）,预应力管桩施工工艺流程(a)测量放样、桩机和桩就位对中调直;(b)锤击下沉; (c)电焊接桩;(d)再锤击
9、、再接桩、再锤击;(e)收锤,测贯入度1-打桩机;2-打桩锤;3-桩;4-接桩,2019/4/29,23,2.2 混凝土及钢筋混凝土灌注桩优点：节约钢筋、模板，无需接桩、截桩缺点：技术间歇时间长，需严格控制施工质量,灌注桩适用范围,2019/4/29,24,一、干作业成孔灌注桩 : (一)适用范围：地下水位以 上的粘性土、砂土及人工填土。不宜用于地下水以下的 各类土及碎石土、 淤泥和淤泥质土。,2019/4/29,25,液压步履式长螺旋钻机 1-减速箱总成;2-臂架;3-钻杆;4-中间导向套 ;5-出土装置; 6-前支腿;7-操 纵室;8-斜撑;9-中盘;10-下盘;11-上盘;12-卷扬机;
10、13-后支腿;14-液压系统,2019/4/29,26,（a）,（b）,（c）,（d）,钻扩机钻孔示意图(a)钻头;(b)钻孔;(c)扩孔;(d)机扩钻孔桩;,2019/4/29,27,(三)要求：1.钻孔灌注桩混凝土强度等级 C15,水下灌注时C20;2.灌注桩混凝土应分层浇筑和振捣 ,每层高度不得大于1.5m;3.钻孔桩一定要处理孔底虚土 .,2019/4/29,28,二、湿作业成孔灌注桩 又称泥浆护壁成孔灌注桩 ,适用于地下水位以下的各种土层 . (一)施工工艺:设泥浆池 制备泥浆 泥浆循环清渣 测定桩位埋设护筒桩机就位成孔清孔安放钢筋笼浇筑水下混凝土,2019/4/29,29,(二)埋
11、设护筒：作用定位导向，保护孔口，维持水头要求直径钻头D+100mm（回转钻） +200mm（冲击钻）埋设深度粘土1m，砂土 1.5m，保证泥浆面高于地下水位1m以上;高于地面 30 60cm地表土层较好，开钻后不坍孔，可不埋设护筒,GL,2m以上,护简入土深度,护简,地下水位,GL,2m以上,护简入土深度,泥 浆,地下水位,泥 浆,(a),(b),地下水位与孔内水位的关系 (a)地下水位较浅时;(b)地下水位较深时,2019/4/29,30,(三)成孔：机械：1.冲击钻碎石土、砂土、粘性土、淤泥、岩层等，直径800 、1000、1200等2.冲抓锥较松散粘土、粉质粘土、砂卵石层及其它软质土层，
12、直径 450600mm3.潜水钻粘性土、淤泥、淤泥质土、砂土、风化岩石等，直径 500 1500mm，深达50m,2019/4/29,31,2019/4/29,32,2019/4/29,33,(四)泥浆护壁：1.作用护壁 、排渣 、冷却、润滑2.制备原土造浆：当土质为粘土和粉质粘土时， 加清水； 排渣时泥浆比重为 1.11.2。制备泥浆：IP17粘性土(除去杂质)+水( + 稳定浆 )；干净泥浆比重1.1左右，排出泥浆1.2 1.4，当穿过砂夹卵石层或易坍孔的土层 1.3 1.5,2019/4/29,34,(五)清孔孔壁土质较好，不易塌孔时，可用空气吸泥机清孔孔壁土质较差，宜用泥浆循环清孔原土
13、造浆：清孔后比重1.1左右制备泥浆：清孔后比重1.151.25清孔过程中，必须及时补给足够的泥浆，并保持液面稳定沉渣厚度：端承桩 50mm，摩擦桩 150mm.,2019/4/29,35,(六)水下灌注混凝土 导管法,1.设备：导管、承料漏斗、提升机、球塞 2.施工要求： 混凝土坍落度 160 220mm钢筋骨架放入泥浆后 4h内必须灌注混凝土 .混凝土的实际灌注量不应小于计算体积 .,(a),300500,4,1.5m,3,2,1,(b),(c),(d),(e),(f),滑阀式(隔水塞)导管法施工 (a)安设导管 (导管底部与孔底之间预留出 300500m空隙);(b)悬挂隔水塞 (或滑阀)
14、,使其与导水管面紧贴;(c)灌入混凝土 ;(d)剪断铁丝,隔水塞(或滑阀)下落孔底;(e)连续灌注混土 ,上提导管 ;(f)混凝土灌注完毕 ,拔出护管1-漏斗 ;2-灌注混凝土过程中排水 ;3-测绳;4-隔水塞 (或滑阀),2019/4/29,36,(七)常见工程质量事故:孔壁坍塌原因：A. 碰撞孔壁； B.护筒周围未封紧密或埋设太浅C. 泥浆面低于孔外水位或比重过低D.遇流砂、淤泥、破碎地层；在松软砂层进尺太快预防：A. 避免碰撞； B. 注意保持水头处理：A. 轻度加大比重；B. 严重坍孔用粘土、泥膏回填,2019/4/29,37,偏孔原因：A.机械； B.土层软硬不匀； C.遇障碍物预防
15、：A.软硬土层低速钻进； B.倾斜面填以碎石、卵石处理：A.检修机械； B.障碍物：钻机钻透，或低锤密击打碎； C.偏斜过大：填以石子粘土，重钻，控制钻速，在偏斜处上下反复扫平。,2019/4/29,38,三、钻孔压浆灌注桩:钻孔压浆灌注桩系用长臂螺旋钻机钻孔 ,在钻杆纵向设 有一个从上到下的高压灌筑水泥浆系统 (压力1030MPa),钻孔深度达到设计深度后 ,开动压浆泵,使水泥浆从钻头底部喷出 ,借助水泥浆的压力,将钻杆慢慢提起 ,直至出地面后 ,移开钻 杆,在 孔内放置钢筋笼 ,再另外放入一根直通孔底的压力注浆塑料管或钢管,与高压浆管接通 ,同时向桩孔内投放粒径 2040mm碎石或卵石直至
16、桩顶 ,再向孔内胶管进行二次补浆 ,把带浆的泥浆挤压干净 ,至浆液溢出孔口 ,不再下降 ,桩即告全部完成 .,2019/4/29,39,(a),1,(b),(c),(d),(e),(f),(g),2,7,7,4,6,5,3,钻孔压浆灌筑桩工艺流程 (a)钻机就位 ;(b)钻进;(c)一次压浆 (d)提出钻杆 ;(e)下钢筋笼 ;(f)下碎石 ;(g)二次补浆 1-长螺旋钻机 ;2-导流器 ;3-高压泵车 ;4-高压输浆管;5-灰浆过滤池 ;6-接水泥浆搅拌桶 ;7-注浆管,2019/4/29,40,(二)施工工艺:钻机就位第一次注浆 ,提钻放钢筋笼和注浆管填放碎(卵)石第二次注浆(补浆),组成
17、,2019/4/29,41,(三)优点：振动小，噪音低；能在流砂、易塌孔和地下水的地质条件下成桩；对周围土体有渗透加固作用，解决断桩、缩颈、桩底虚土等，提高承载力；有局部膨胀扩径现象无泥浆;施工速度快，工期短;单桩承载力高。,2019/4/29,42,(四)缺点：无砂混凝土，水泥用量大；桩身上部的混凝土密实度比下部差，静压试验有发生桩顶压裂现象；地面上水泥浆流失较多遇到厚流砂层，不采取特殊措施，成桩较难；脆性比普通RC桩较大。,(五)适用范围：各种土层，特别是在流砂 、淤泥、砂卵石、塌孔 和地下水等各种复杂地质条件下顺利成桩 .,2019/4/29,43,四 、桩端、桩侧压力注浆桩 (一)作用
18、:1. 提高桩端的端承力2. 提高桩侧摩擦力3. 使桩上抬，提高桩侧摩擦力，形成 “预应力”。4. 减少日后竖向压缩变形。,(二) 压浆参数桩端压浆：闭式注浆(腔体)：注浆压力(控制)、注浆 量、桩顶上抬量开式注浆(回浆管)：注浆量、注浆压力、注浆速度,2019/4/29,44,(三) 注浆方式：连续注浆、二(多次)注浆、间歇性循环注浆(四) 施工程序：成孔 放钢筋笼及桩侧注浆管、桩端压力装置 浇筑混凝土 压力注浆 卸下注浆接头 、成桩压力注浆:桩端桩身混凝土达75%fcuk，1次、2次或多次注浆；桩侧时间：混凝土初凝后，或成桩 12天、或7天后，分多个注浆段时：自上而下或自下而上,2019/
19、4/29,45,五、套管成孔灌注桩,2019/4/29,46,1,2,3,4,5,6,8,(a),(b),(c),(d),(e),振动沉管灌筑桩成桩工艺 (e)桩机就位 ;(b)沉管;(c)上料;(d)拔出桩管;(e)在桩顶,部内混凝土内插入短钢筋并灌满混凝土 1-振动锤 ;2-加压减振弹簧 ;3-加料 ;4-桩管;5-活瓣桩尖 ;6-上料斗 ;7-混凝土桩 ;8-短钢筋骨架,(a),(b),(c),(d),(e),(f),锤击沉管灌筑桩成桩工艺 (e)就位 ;(b)沉入套管;(c)开始浇灌混凝土;(d)边锤击边拔管 ;(e)下钢筋笼 ,并继续浇灌 混凝土 ;(f)成型,2019/4/29,4
20、7,(二)施工工艺:桩机就位安装桩尖 吊放桩管、扣上桩帽 振动或锤击沉管 放入钢筋笼 浇筑混凝土拔管成桩,2019/4/29,48,(四)复打法扩大灌注桩 :,全部复打,1.复打方式,部分复打,局部反插,1,2,3,4,(a),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 ;5-预加 1m,2019/4/29,49,设计要求 :提高桩的承载能力,2.复打条件,施工要求 :处理工程事故,桩管每次打入时 ,中心线应重合,3.注意事项,必须在第一次灌注的混凝土初凝前完成复打工作,2019/4/29,50,(五)充盈系数 f:充盈
21、系数 是指实际灌注混凝土体积与按设计桩身直径计算体积之比 .,令:,f = =,h,H,D,d,式中:H每次拔管高度 ; h管内混凝土下落高度 ; D套管外径 ; d套管内径 .,H,h,D,d,2019/4/29,51,(六)常见的工程质量事故 : (1)断桩：指桩身出现水平或略有倾斜且贯通全截面的裂缝原因：桩距过小；桩混凝土终凝不久受振动或外力 措施：桩中心距3.5d；新打桩应避免或减少干扰 跳打法处理：拔除补作桩身 (2)缩颈：亦称瓶颈，指桩身局部直径小于设计直径原因：含水量大的粘性土，孔隙水压力大桩间距过小 拔管过快，管内混凝土少和易性差。措施：控制拔管速度；管内混凝土尽量高； 可能部
22、位反插法。处理：复打法,2019/4/29,52,(3)吊脚桩：指桩底部的混凝土隔空或混入泥沙，在桩底部形成松软层。原因：预制桩尖质量差；活瓣桩尖未及时张开。措施：严格控制桩尖质量；密振慢抽，桩尖处多次反插； 停抽多振或密击。处理：拔管填砂重沉,（4）桩尖进水进泥 :原因：地下水位高，含水量大的淤泥和粉砂土层桩尖与桩管处接缝不严 ,或桩尖损坏措施：保证桩尖质量；0.5m水泥砂浆+1m混凝土封底处理：用砂回填重沉,2019/4/29,53,六、人工挖孔灌注桩 :,人工挖孔和挖孔扩底灌筑桩 (a)圆柱桩;(b)扩底桩;(c)、（d）扩底桩群布置,(b),(c),(d),(a),3d,h,h1,d1
23、,d1,1000,500,h,h1,200,d,d,2019/4/29,54,（二）特点 :单桩承载力高 ,结构传力明确 ,沉降量小 ,可一柱一桩,不需要承台 ,不需要凿桩头 .可直接检查直径、垂直度和持力土层情况 .可多桩同时施工 ,速度快 .但桩成孔工艺存在劳动强度较大 ,单桩施工速度较慢 ,安全性较差等问题 .,（三）适用范围 :适用于桩直径 0.8m以上,无地下水或地下水较少的粘土、粉质粘土 、含少量的砂 、砂卵石、姜结石的粘土层采用 ,特别适于黄土层使用 .,2019/4/29,55,（四）构造要求 :1.桩径d:一般为 0.82.0 m,最大可达 3.5m2.桩长H:一般在 20m
24、左右,最深可达 40m3.扩底d1:扩底直径 d1 = 1.33.0d,最大可达4.5d构造要求 : :h = 1:4 h1 ,d1 - d,2,d1 - d,4,桩底宜挖成锅底形 ,锅底中心比四周低 0.2m,根据试验 , 它比平底桩可提高承载力 20%以上.,2019/4/29,56,(五) 施工：放线 ,定桩位 挖第一节桩孔土方 支模浇筑第一节混凝土护壁 循环作业直至设计深度 检查持力层后进行扩底清理虚土、排除积水 、检查尺寸和持力层 吊放钢筋笼就位浇筑桩身混凝土1.施工机具 :(1)挖土工具 (2)出土工具(3)降水工具 (4)通风工具(5)照明、通讯工具,2019/4/29,57,2
25、.护壁：现浇混凝土护壁、工具护壁、简易护壁土质好，且无地下水可不设护壁 混凝土护壁：分段高度一般为 0.91.0 m。混凝土强度 C30 或 C25,厚度经计算确定，一般取100 150 mm,加配适量直径6 8 mm的钢筋，相邻两节护壁之间用钢筋拉接。,2019/4/29,58,3.注意事项 :(1)保证桩孔的质量 (2)防止工程质量事故(3)人身安生 : 塌孔窒息触电,2019/4/29,59,2.3 地下连续墙 地下连续墙 (diaphragm)用机械施工方法成槽浇灌钢筋混凝土形成的地下墙体 .一、 工艺原理 :,2019/4/29,60,二、 工程特点 : 1.适用于各种土质 2.施工
26、时振动小 ,噪音低3.可在各种复杂条件下进行施工4.防渗性能好5.可用于 “逆筑法 ”施工6.可作为防渗墙 ,挡土墙 ,地下结构的边墙和建筑物的基础三、适用范围 :适用于各种地质条件 ,特别适用于密集建筑中建造深基础,2019/4/29,61,四、施工工艺：设泥浆池， 制备泥浆泥浆循环，排渣确定墙位筑导墙分段挖槽清底吊放接头管吊放钢筋笼水下浇筑混凝土,2019/4/29,62,L,B,1,2,3,4,5,6,(b),(c),(d),(a),(e),(f),地下连续墙施工工艺 1-导墙 ;2-泥浆液面 ;3-挖槽机具 ;4-接头管 ;5-钢筋骨架 ;6-导管;7-混凝土 ;B-墙厚 ;L-单元槽
27、段长度,2019/4/29,63,(一) 筑导墙：1.构造:2.作用:(1)挡土墙 (2)基准墙(3)承重墙 (4)存液墙,2019/4/29,64,(二) 泥浆护壁：1.作用:护壁、排碴、冷却、润滑 . 2.泥浆的制备 :,(1)制备泥浆,(2)自成泥浆,(3)半自成泥浆,护壁泥浆的种类及其主要成分,3.泥浆的成分,2019/4/29,65,Q =,(1)按泥浆重复使用次数进行估算 :,4.泥浆的需要量:,V,N,式中:Q泥浆总需要量 (m)V设计总挖土量 (m)N泥浆重复使用次数 ,国外统计为1.22.0,(2)按泥浆损失量进行计算 :,式中:n单元槽段数量 B1浇筑混凝土时的泥浆回收率
28、,一般为 6080%B2泥浆消耗率 ,一般为 1020%,2019/4/29,66,(三) 单元槽段的划分：影响因素:1.地质条件 2.地面荷载 3.起重机的起重能力4.混凝土的浇筑强度 :,L ,式中:Q混凝土的浇筑强度 ;B墙宽; H墙高,BH,4Q,5.泥浆储备池的容量 :容量 V2( L* B * H )综合以上因素 :L=48m,一般取6m,2019/4/29,67,(四)挖槽机械：,2019/4/29,68,本章内容回顾 一、钢筋混凝土预制桩预制桩施工应控制两个方面：即制桩、沉桩。 1预制桩沉桩时要承受较大的冲击力，因此对混凝土的强度、保护层的厚度和钢筋的构造提出特殊要求；吊点位置
29、应合理且应经过验算，以保证桩在起吊、运输和堆放过程中的安全。2不同的桩锤，其性能和适用范围也不相同，应根据实际情况选择，沉桩顺序，沉桩方法不同会对沉桩质量及周围建筑物有不同的影响。因此，打桩过程中应注意观测， 出现问题立刻解决。,2019/4/29,69,二、钢筋混凝土灌注桩近年来，在城市中施工灌注桩应用越来越广泛，用途 与工艺方法越来越多。各种灌注桩都有其不同的适用条件， 钻孔桩的噪音、污染、振动较小，故应用广泛；套管桩的直 径小、承载高，具有较大发展前途；学习掌握这些成孔方法 的施工工艺，以利于今后的工作。 挖孔桩是近年来发展起来的施工方法，其应用范围日益扩大， 在高层、超高层及大型设备基础上广泛采用。,2019/4/29,70,三、地下连续墙 地下连续墙技术于 1950年首先在意大利米兰采用后 .我国于1958年首先在水库工程中应用了地下连续墙技术修建了水坝防渗墙,随后逐渐推广至煤矿 、电力、交通和城建 等部门,广泛应用于地下工程和基础工程 .地下连续墙作为一项新技术 ,可作为防渗墙 、挡土墙、地下结构的边墙和建筑物的基础 .适用于各种地质条件 ,特别适用于密集建筑中建造深基础 .,
