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桩基 工程
第二章第二章 桩基工程桩基工程 1 第二章第二章 桩基工程桩基工程 第一节第一节 预制桩施工预制桩施工 第二节第二节 灌注桩施工灌注桩施工 2 第一节、预制桩施工第一节、预制桩施工 一一、预制桩施工的服务类工程预制桩施工的服务类工程 二、二、预制桩的施工方法预制桩的施工方法 3 一、预制桩施工的服务类工程一、预制桩施工的服务类工程 1.制作制作 桩长桩长30MPa、钢筋对焊接长、钢筋对焊接长、桩尖和桩顶钢筋加密(桩尖和桩顶钢筋加密(图图)2.起吊、运输、堆放起吊、运输、堆放 强度:强度:70%允许起吊、允许起吊、100%时允许运输和打桩时允许运输和打桩 吊(支)点位置:要使附加弯矩最小吊(支)点位置:要使附加弯矩最小(图图)4 钢筋混凝土预制桩图钢筋混凝土预制桩图 5 桩的吊点位置图桩的吊点位置图(a)1个吊点;个吊点;(b)2个吊点;个吊点;(c)3个吊点;个吊点;(d)4个吊点个吊点 6 二、预制桩的施工方法二、预制桩的施工方法 1 1、打桩机械打桩机械 2 2、施工过程施工过程 7 1、打桩机械、打桩机械 (1)桩锤)桩锤 落锤、单动气锤、双动气锤、落锤、单动气锤、双动气锤、柴油锤柴油锤 (2)桩架)桩架 与桩锤配套,常见桩架见与桩锤配套,常见桩架见图图 (3)动力设备)动力设备 与桩锤配套与桩锤配套 8 柴油锤柴油锤 原理:原理:图图 优点:优点:轻便,故应用最多(但在城市轻便,故应用最多(但在城市已很少应用)已很少应用)缺点:噪声、污染缺点:噪声、污染 应用条件:不适合极软或极硬的土应用条件:不适合极软或极硬的土 9 柴油打桩锤的工作原理图 1-汽缸;2-喷嘴 10 打桩机外形图打桩机外形图 (a)起重机式打桩机;起重机式打桩机;(b)柴油打桩机柴油打桩机 1-立桩;立桩;2-桩;桩;3-桩帽;桩帽;4-桩锤;桩锤;5-机体;机体;6-支支撑;撑;7-斜撑;斜撑;8-起重起重杆杆 11 2、施工过程、施工过程(1)锤击方式锤击方式(2)打桩顺序打桩顺序(3)质量标准和打桩控制质量标准和打桩控制 12(1)锤击方式)锤击方式 轻锤高击()轻锤高击()重锤低击(重锤低击()原因原因:L3Q/q 而而L越小,桩身越容易出现拉应力。重锤越小,桩身越容易出现拉应力。重锤低击能使低击能使L增大,从而减少拉应力的产生。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。锤头落距高,桩顶应力大,易打坏桩头。13(2)打桩顺序)打桩顺序 通常的顺序通常的顺序:逐排打、自中央向两边、自两逐排打、自中央向两边、自两边向中央、分段打边向中央、分段打 如何确定打桩顺序:如何确定打桩顺序:1.在桩距在桩距4倍桩径时倍桩径时 打桩顺序对质量影响不大,只从提高效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率出发确定打桩顺序,选择倒行和拐弯次数最少的顺序最少的顺序 2.在桩距在桩距4倍桩径时倍桩径时 打桩顺序会影响地下土层的挤压状态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对质量有影响,应根据工程的特点选择自中央向两边或分段打央向两边或分段打 14 在桩距在桩距4倍桩径时倍桩径时,打桩顺序打桩顺序对地下土层挤压状态的影响对地下土层挤压状态的影响(a)逐排打逐排打(b)自两边向中央自两边向中央(c)自中央向两边自中央向两边(d)分段打分段打 打桩顺序和土壤挤密状况图打桩顺序和土壤挤密状况图 15(3)质量标准(打桩控制)指标:平面位置及垂直度偏差、贯入度、指标:平面位置及垂直度偏差、贯入度、沉桩标高。沉桩标高。在平面位置及垂直度偏差满足要求的前提在平面位置及垂直度偏差满足要求的前提下,打桩控制下,打桩控制:摩擦桩以沉桩标高为主、以贯入度为辅;摩擦桩以沉桩标高为主、以贯入度为辅;端承桩以贯入度为主、以沉桩标高为辅。端承桩以贯入度为主、以沉桩标高为辅。16 第二节第二节 灌注桩施工灌注桩施工 一、一、钻孔灌注桩施工钻孔灌注桩施工 二、二、挖孔灌注桩施工挖孔灌注桩施工 三、三、套管成孔灌注桩施工套管成孔灌注桩施工 四、四、爆扩桩爆扩桩 五、五、水域灌注桩施工水域灌注桩施工 17 一、钻孔灌注桩施工一、钻孔灌注桩施工 1.1.钻孔设备钻孔设备 钻机种类钻机种类 1.(1)回转类钻机)回转类钻机:1)螺旋钻机螺旋钻机;2)2)有循环水式回转钻机有循环水式回转钻机;3)潜水钻机潜水钻机;2.(2)冲击钻机冲击钻机 2.施工过程施工过程 18 1)螺旋钻机螺旋钻机 全叶螺旋钻机全叶螺旋钻机图图 步履式螺旋钻机步履式螺旋钻机图图 特点特点 钻头切削钻头切削 叶片排土叶片排土 干作业干作业 应用条件应用条件 地下水以上的粘性土地下水以上的粘性土 300500mm 深度深度812m 19 全叶螺旋钻机图全叶螺旋钻机图 1-导向滑轮;导向滑轮;2-钢丝绳;钢丝绳;3-龙门导架;龙门导架;4-动力箱;动力箱;5-千斤顶支腿;千斤顶支腿;6-螺旋螺旋钻杆钻杆 20 步履式螺旋钻机图步履式螺旋钻机图 1-上盘;上盘;2-下盘;下盘;3-回转滚轮;回转滚轮;4-行走滚行走滚轮;轮;5-钢丝滑轮;钢丝滑轮;6-回转中心轴;回转中心轴;7-行行车油缸;车油缸;8-中盘;中盘;9支撑轴支撑轴 21 2)有循环水式回转钻机有循环水式回转钻机 特点:特点:钻头回转切削钻头回转切削 泥浆循环排土泥浆循环排土 泥浆保护孔壁泥浆保护孔壁 湿作业、地面泥泞湿作业、地面泥泞 施工过程:施工过程:应用条件:应用条件:地下水位较高的硬粘土或软石地下水位较高的硬粘土或软石 1m,深度深度2030m 多用于高层建筑多用于高层建筑 泥浆循环方式泥浆循环方式:正循环:适合小直径孔正循环:适合小直径孔 (0.8m)泥浆的作用:泥浆的作用:排渣排渣 护壁护壁 正循环的优缺点:正循环的优缺点:优点:设备简单、操优点:设备简单、操作方便、小孔径效率作方便、小孔径效率较高较高 缺点:泥浆反流速度缺点:泥浆反流速度低、排渣能力弱低、排渣能力弱 反循环的优缺点:反循环的优缺点:与正循环相反与正循环相反 22 正循环工艺原理图正循环工艺原理图 1-钻头;钻头;2-泥浆循环方向;泥浆循环方向;3-沉淀沉淀池;池;4-泥浆池;泥浆池;5-泥浆泵;泥浆泵;6-水龙水龙头;头;7钻杆;钻杆;8-回转装置回转装置 反循环工艺原理图反循环工艺原理图 1-钻头;钻头;2-新泥浆流向;新泥浆流向;3-沉淀池;沉淀池;4-沙石泵;沙石泵;5-水龙头;水龙头;7钻杆;钻杆;7-回回转装置;转装置;8-混合液流向混合液流向 图 2.8 正循环工艺原理 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 图 2.9 反循环工艺原理 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 23 3)潜水钻机潜水钻机 特点特点:机理与回转钻机相同,但动力、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变速机构、钻头联在一起位于水下,故轻便下,故轻便 泥浆正循环泥浆正循环 条件:条件:深度可达深度可达50m、直径可达、直径可达0.8m 地下水位较高的一般粘性土、淤地下水位较高的一般粘性土、淤泥质土及沙土泥质土及沙土 24 潜水钻机图潜水钻机图 1-钻头;钻头;2-潜水钻机;潜水钻机;3-电缆;电缆;4-护筒;护筒;5-水管;水管;6-滚轮;滚轮;7-钻杆;钻杆;8-电缆电缆盘;盘;9、10-卷扬机;卷扬机;11-电压表;电压表;12-开关开关 25 4)冲击钻机冲击钻机 特点:特点:冲锥式钻头下落冲击破碎岩土冲锥式钻头下落冲击破碎岩土 掏渣筒掏渣掏渣筒掏渣 条件条件:岩石类土岩石类土 26 冲击钻孔图冲击钻孔图 1-副滑轮;副滑轮;2-主滑主滑轮;轮;3-主杆;主杆;4-前前拉索;拉索;5-后拉索;后拉索;6-斜撑;斜撑;7-卷扬机;卷扬机;8-导向轮;导向轮;9-垫木;垫木;10-钢管;钢管;11-供浆供浆管;管;12-溢流口;溢流口;13-泥浆流槽;泥浆流槽;14-护筒回填土;护筒回填土;15-钻头钻头 27 2.施工过程施工过程 泥浆护壁成孔灌注桩施工程序图泥浆护壁成孔灌注桩施工程序图 质量检查质量检查 吊放钢筋笼吊放钢筋笼 吊放导管吊放导管 第二次清孔第二次清孔 灌注桩施工灌注桩施工泥浆沉淀池泥浆沉淀池 泥浆处理排放泥浆处理排放 制备护壁泥浆制备护壁泥浆 钢筋笼制作钢筋笼制作 桩机就位桩机就位 测定桩位测定桩位 埋设护筒埋设护筒 钻钻 孔孔 第一次清孔第一次清孔 图图 2.12 泥浆护壁成孔灌注桩施泥浆护壁成孔灌注桩施28 二、挖孔灌注桩施工二、挖孔灌注桩施工 应用:大直径桩(应用:大直径桩(15m)主要施工过程主要施工过程 挖孔(挖土、运土)挖孔(挖土、运土)辅助工程(支护、降水、通风)辅助工程(支护、降水、通风)钢筋混凝土工程钢筋混凝土工程 挖孔方法挖孔方法 机械挖土():国外机械挖土():国外 人工挖土(人工挖土():国内):国内 支护方法支护方法 钢筋混凝土护圈:适用于无涌水或有涌水但可钢筋混凝土护圈: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:适合强透水层沉井护圈:适合强透水层 钢套管护圈:适合强透水层钢套管护圈:适合强透水层 29 混凝土墩身施工图混凝土墩身施工图 在护圈保护下开挖土方;在护圈保护下开挖土方;支模板和浇筑混凝土护圈;支模板和浇筑混凝土护圈;浇筑墩身混凝土浇筑墩身混凝土 30 三、套管成孔灌注桩施工三、套管成孔灌注桩施工 应用:应用:可塑、软塑、流塑的粘性土,稍密及松散的沙土可塑、软塑、流塑的粘性土,稍密及松散的沙土 施工过程施工过程:打入钢管、下钢筋笼、边浇混凝土边拔出钢管打入钢管、下钢筋笼、边浇混凝土边拔出钢管 主要施工设备主要施工设备 振动桩锤振动桩锤 落锤或蒸汽锤落锤或蒸汽锤 桩靴桩靴:钢筋混凝土桩靴、钢活瓣桩靴:钢筋混凝土桩靴、钢活瓣桩靴 主要工艺方式、作业参数、施工顺序主要工艺方式、作业参数、施工顺序 常见质量问题常见质量问题 工艺方式工艺方式 作业参数作业参数 施工顺序施工顺序 31 施工过程施工过程 32 振动套管成孔灌注桩设备图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 33 振动套管成孔灌注桩施工过程图振动套管成孔灌注桩施工过程图(a)沉管后浇筑混凝土;沉管后浇筑混凝土;(b)拔管;拔管;(c)插入钢筋插入钢筋 34 锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩设备图设备图 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 35 锤击套管成孔灌注桩施工过程图锤击套管成孔灌注桩施工过程图(a)打入钢管;打入钢管;(b)放入钢筋笼;放入钢筋笼;(c)边浇混凝土边拔出钢管边浇混凝土边拔出钢管 36 桩靴示意图桩靴示意图(a)钢筋混凝土桩靴;钢筋混凝土桩靴;(b)钢活瓣桩靴钢活瓣桩靴 1-桩管;桩管;2-活瓣活瓣 37 常见质量问题及原因:常见质量问题及原因:断桩:断桩:桩身混凝土强度不足,桩身混凝土强度不足,桩距过小,受临桩打管时桩距过小,受临桩打管时挤压所致挤压所致 缩颈缩颈:在饱和淤泥质土中:在饱和淤泥质土中 拔管速度快或混凝土流动性差,拔管速度快或混凝土流动性差,或混凝土装入量少或混凝土装入量少,使混凝土出管扩散性差,使混凝土出管扩散性差,空隙水压空隙水压大,挤向新浇混凝土,导致桩径截面缩小大,挤向新浇混凝土,导致桩径截面缩小 吊脚桩:吊脚桩:桩靴强度不够,打管时被打坏,水或泥沙进入桩靴强度不够,打管时被打坏,水或泥沙进入套管;或活瓣未及时张开,导致桩底部隔空套管;或活瓣未及时张开,导致桩底

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