桩基础施工工艺.docx

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桩基础施工工艺

桩基础工程

单元一　预制桩施工

教学目的与要求：

1、了解桩基础的组成、作用和分类；

2、掌握预制桩施工工艺和施工要点。

教学重点、难点：

预制桩施工工艺和施工要点

复习、提问：

课堂小结：

通过本节课的学习，使学生了解桩基础的组成、作用和分类，掌握预制桩施工工艺和施工要点。

预制桩施工

导入：

用天然浅基础或仅做简单的人工地基加固仍不能满足要求时，常用的一种解决方法就是做桩基础。

桩基础的组成和作用：

由桩身和承台两部分组成，桩身或部分埋入土中，将上部结构的荷载通过桩穿过软弱土层传递到较深的地基，以解决浅基础承载力不足和变形较大的地基问题。

桩基础的分类：

1、按传力性质分：

端承桩、摩擦桩；

2、按制作方式分：

预制桩、灌注桩；

3、按预制桩沉入方法分：

锤击法、水冲法、振动法、静力压桩法；

4、按灌注桩成孔方法分：

钻孔、冲孔、挖孔灌注法、钻扩孔、沉管和爆扩灌注法等；

5、按成桩方法分：

非挤土成孔桩、部分挤土桩和挤土桩；

6、按断面形式分：

圆桩、方桩、多边行桩和管桩等；

7、按制作材料分：

混凝土桩，钢筋混凝土桩、钢桩等。

一、预制桩施工

钢筋混凝土预制桩的施工，主要包括预制、起吊、运输、堆放、沉桩等过程。

（一）桩的制作、起吊、运输和堆放

1、桩（实心桩和管桩）的制作：

a、实心桩正方形，边长200～450mm；（管桩的外径通常为400mm、500mm，壁厚80-110mm）；

b、30m以上的桩可分段预制，工厂制作每段不宜超过12M；

c、砼强度等级不宜低于C30（预应力砼桩的强度等级不宜低于C40）；

d、长桩现场制作，短桩工厂预制；

e、用叠浇法预制桩施工，不宜超过4层，下层或邻桩的砼达到30％设计强度以后方可进行（管桩每节长度8～10M，采用离心法生产制作）。

f、制作程序为：

现场布置→场地处理→浇地坪筑砼→支模→扎筋、安设吊环→浇筑混凝土→养护→（到30％强度后）拆模→支间隔端头模板、刷隔离剂、扎筋→浇筑间隔桩混凝土→同法间隔重叠制作第二层桩→…→养护到70％强度起吊→达100％强度后运输。

（图示）

g、钢筋骨架主筋12-25mm（不宜小于Φ14mm），箍筋为6-8mm，间距不大于200mm，

主筋对焊（接头数量不得超过50％。

距离应大于30d且不小于500mm）。

h、覆盖洒水养护不少于7d。

i、桩的制作质量除应符合有关规范的允许偏差规定外，还应符合下列要求：

1）表面平整、密实，掉角的深度不应超过10MM，且局部蜂窝和掉角的缺损总面积不得超过该桩表面全部面积的0.5%，并不得过分集中。

2）收缩裂缝深度不得大于20mm，宽度不得大于0.25MM；横向裂缝长度不得超过0.5倍的边长。

3）桩顶和桩尖处不得有蜂窝、麻面、裂缝和掉角。

2、桩的起吊：

桩的强度达到设计强度标准值的70%后方可起吊，在吊索与桩间应加衬垫，起吊应平稳提升，起吊时，必须合理选择吊点，防止在起吊过程中过弯而损坏。

a、d一点起吊b两点起吊c三点起吊；    e、f管桩一点及两点起吊

3、桩的运输：

混凝土预制桩达到设计强度的100%方可运输。

可采用平板拖车（场外运输）或轻轨平板车运输（场内运输）。

4、桩的堆放：

垫平、放稳，堆放层数不宜超过4层，不同规格的桩应分别堆放。

（二）沉桩机械设备

打桩设备主要包括桩锤、桩架和动力装置三部分。

1、桩锤

是对桩施加冲击力，将桩打入土中。

桩锤主要有落锤、汽锤、柴油锤、振动锤等，目前应用较广的是柴油锤。

（1）落锤：

落锤重量为5~20KN，用于普通粘性土和含砾石较多的土层中打桩。

（2）汽锤：

a、单动汽锤的锤重30~150KN，适用于打各种桩。

b、双动汽锤的锤重0.6~6t（6~160KN），适用于打各种桩，并可以用于拔桩和水下打桩。

（3）柴油锤：

 打桩工效高，构造简单，移动灵活，使用方便，不适用于在过硬或过软的土层中打桩，多用于打木桩、钢板桩及长度在12m以内的钢筋混凝土桩。

（4）液压锤：

新型、低噪音、无油烟、能耗省的打桩锤。

它是由液压推动密闭在锤壳体内的芯锤活塞柱，令其往返实现夯击作用，将桩沉入土中。

（5）振动锤：

利用偏心轮引起激振

2、桩架（有稳桩、吊锤、导向的作用）

是支持桩身和桩锤，将桩吊到打桩位置，并在打入过程中引导桩的方向，保证桩锤沿着所要求的方向冲击。

桩架的选择时，应考虑桩锤的类型、桩的长度和施工条件等因素。

常用的桩架形式有：

滚筒式桩架、多功能桩架、履带式桩架。

（1） 滚筒式桩架：

（靠钢滚筒行走、灵活性差）

    行走靠两根钢滚筒在垫木上滚动，优点是结构比较简单，制作容易，但在平面转弯、调头方面不够灵活，操作人员较多。

。

（2） 轨道式桩架：

（可旋转、倾斜、沿轨道行走）

    轨道式桩架的机动性和适应性很大，在水平方向可做360度旋转，导架可以伸缩和前后倾斜，底座下装有铁轮，底盘在轨道上行走。

这种桩架可适用于各种预制桩和灌筑桩施工。

    图2—9  滚筒式桩架 图2—10多功能桩架    图2—11履带式桩架

  （3）履带式桩架：

（比轨道式更灵活）

    以履带起重机为底盘，增加导杆和斜撑组成，用以打桩。

移动方便，比多功能桩架更灵活，可用于各种预制桩和灌筑桩施工。

    3、动力装置

    动力设备包括驱动桩锤用的动力设施，如卷扬机、锅炉、空气压缩机和管道、绳索和滑轮等。

打桩机的动力装置，主要根据所选的桩锤性质而定。

选用蒸汽锤则需配备蒸汽锅炉；用压缩空气来驱动，则需考虑电动机的或内燃机的空气压缩机；用电源作动力，则应考虑变压器容量和位置、电缆规格及长度、现场供电情况等。

（三）沉桩工艺

沉桩方法有捶击法、水冲法、振动法、钻孔捶击法、静力压桩法

1、捶击法沉桩：

利用桩捶的冲击力克服土体对桩体的阻力，使桩沉到预定尝试或达到持力层。

（1）打桩准备

1）定桩位和确定打桩顺序

打桩顺序直接影响打桩速度和打桩质量。

所以，群桩施打前，应根据桩群的密集程度、桩的规格、长短、和桩架移动方便来正确选择打桩顺序。

a、从两侧向中间打b、逐排打设 c、自中央向四周打d、自中央向两侧打

稀疏时（桩中心距>4倍桩径时），根据施工方便选择打桩顺序。

密集时（桩中心距<=4倍桩径时），按选定的打桩顺序实施。

当桩规格、埋深、长度不同时，宜“先大后小、先深后浅、先长后短”施打，当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施打。

2）设置水准点：

打桩现场附近需设置不少于2个水准点检查桩位偏差和入土深度

3）垫木、桩帽和送桩：

桩捶与桩帽间应设置垫木用以减轻对桩帽的直接冲击

4）设置标尺：

以控制桩的入土深度

5）其它

（2）沉桩工艺

桩机就位→桩起吊→对位插桩→打桩→接桩→打桩→送桩→检查验收→桩机移位

1）桩机就位：

应对准桩位，保证垂直、稳定，确保在施工中不发生倾斜、移动。

2）桩起吊：

钢筋混凝土预制应在混凝土达到设计强度的70%方可起吊，达到设计强度的100%才能运输。

3）对位插桩：

桩尖插入桩位后，先用落距较小的轻捶1-2次，桩入土一定深度，再调整桩捶、桩帽、桩垫及打桩机导杆，使之与打入方向成一直线，并使桩稳定。

4）打桩：

打桩顺序根据基础的设计标高，先深后浅；依桩的规格先大后小，先长后短

5）接桩：

混凝土预制长桩，一般要分节制作，在现场接桩，分节沉入。

常用接头方式有焊接接桩、法兰接桩及硫硝胶泥锚接接桩三种。

6）送桩：

 在打桩时，若要使桩顶打入土中一定深度，则需设置送桩，送桩的中心线应与桩身吻合一致方能进行送桩

7）检查验收：

一是能否满足贯入度或标高的设计要求，二是打入后的偏差是否在施工及验收规范允许的范围以内

2、静力压桩法：

利用无振动、无噪声的静压力将桩压入土中。

适用于在软土、淤泥质土中沉桩，以及有防振要求的建筑物附近施工。

1）机械设备：

（压桩机）

a、机械式静力压桩机是利用桩架的自重和压重，通过卷扬机牵引滑轮组，将整个压桩机的重力经压梁传至桩顶，以克服桩身下沉时与土的摩阻力，将桩压入土中。

b、液压式静力压桩机由压桩机构、行走机构和起吊机构组成。

2）施工程序：

测量定位→桩机就位→吊桩插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再沉桩→终止压桩→切割桩头

3、其他沉桩方法：

振动法、水冲沉桩法、钻孔锤击法等

（1）振动法：

借助固定于桩顶的振动器产生的振动力，减小桩与土之间的摩擦阻力，使桩在自重和振动力的作用下沉入土中。

适于振动法在砂土中运用效果较好，对黏土地区效率较差

（2）水冲沉桩法：

利用高压水流经过桩侧面或空心桩内部的射水管冲击桩靴附近土层，减小桩与土之间的摩擦力及桩靴下土的阻力，使桩在自重和锤击作用下迅速沉入土中。

适于砂土和碎石土，有时对于特别长的预制桩，单靠锤击有一定困难时，也可用水冲法辅助施工。

（3）钻孔锤击法：

当遇到土层坚硬，采用锤击法遇到困难时可以先在桩位上钻孔后再在孔内插桩，然后锤击沉桩。

漳州职业技术学院

2008/2009学年第一学期

所属系　建筑工程系　课程名称　建筑施工技术　授课教师

教案序号

授课班级

课时安排

9

5

课题：

项目二桩基础工程　　单元二　混凝土灌注桩施工

课型：

讲授

教学目的与要求：

1、了解钻孔灌注桩施工工艺、施工要点；

2、熟悉泥浆护壁成孔灌注桩护筒的作用及要求，水下浇筑混凝土方法 ；

3、掌握沉管灌注桩施工工艺、要点。

教学重点、难点：

沉管灌注桩施工工艺。

泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺。

复习、提问：

灌注桩施工工艺和施工要点

课堂小结：

通过本节课的学习，使学生了解钻孔灌注桩施工工艺、施工要点，熟悉泥浆护壁成孔灌注桩护筒的作用及要求，水下浇筑混凝土方法，掌握沉管灌注桩施工工艺、要点。

混凝土灌注桩施工

原理：

直接在施工现场的桩位上使用人工或机械等方法成孔，然后在孔内浇筑混凝土或钢筋混凝土成桩。

分类：

根据成孔方法不同分为钻孔、套管成孔、爆扩成孔及人工挖孔灌注桩等。

（一）灌注桩的施工准备

1、定桩位和确定成孔顺序（四点、两线、一点，攀线法）

（1）钻孔、挖孔无挤土，可按施工方便确定成孔顺序。

（2）冲孔、振动、爆扩有挤土，可按规定确定成孔顺序

1）间隔1-2个桩位成孔

2）在邻桩混凝土初凝前或终凝后再成孔

3）群桩基础（≥5根单桩），从中间向周围成孔。

4）爆扩桩，同一承台下一定桩距的可单爆或联爆法成孔

2、制作钢筋笼

（1）主筋：

环向均匀布，保护层厚度符合要求，焊接连接。

（2）箍筋：

直径、间距。

（3）加劲箍：

直径、间距、焊接。

（4）定位筋：

控制保护层厚度，间距符合设计规定。

注意：

钢筋笼外径：

比套管内径小60-80mm，比导管外径大100mm以上。

3、混凝土配制

（1）石子：

：

合适粒径，卵石≤50mm、碎石≤40mm，配筋桩≤30mm

（2）砂：

中粗砂

（3）坍落度：

水下16-22mm，干作业8-10mm，套管6-8mm

（二）灌注桩的施工工艺

1、钻孔灌注桩：

利用钻孔机械钻出桩孔，并在桩孔中浇灌混凝土而成的桩。

（1）干作业成孔灌注桩：

钻头在不含水土层中施工

适用：

地下水位以上的各种软硬土层，不需设置护壁。

1）螺旋钻成孔灌注桩施工工艺

钻机就位→钻孔→检查成孔质量→孔底清理→盖好孔口盖板→移桩机至下→桩位→移走盖口板→复测桩孔深度及垂直度→安放钢筋笼→放混凝土串筒→浇灌混凝土→插桩顶钢筋

2）螺旋钻孔压浆成桩法施工工艺

钻机就位→钻孔、清底→一次压浆→提钻→下钢筋笼→下碎石→二次补浆

（2）泥浆护壁成孔灌注桩：

钻头在含水土层中施工

适用：

地下水位以下的各种软土层，需设置护壁。

泥浆作用：

护壁、携渣、冷却和润滑。

施工工艺流程：

测定桩位→埋设护筒（1.5，100—200