施工基础知识.pptx

第一节土方及基础工程第一节土方及基础工程n一一 土方工程土方工程n（一（一)土的工程分类 n土的工程分类方法很多，按按土土的的坚坚硬硬程程度度和和使使用用工工具具，将将土土分分为为8类类 16级级，如表所示。我们强调土分为八类是由于土分类表中土的级别相当于预算基价中的分类，表中的前前4类类是是 土土，后后4类类是是石石。在预算基价中，将类类土土划划分分为为一一般般土土，砂砂砾砾坚坚土土即即类类土土。本书的分类是按照全国建筑安装工程统一劳动定额而采用的分类方法。总总的的分分类类原原则则为为按按土土的的开开挖挖难难易易程度而分类的。程度而分类的。（一）（一）土的基本性质土的基本性质n土的可松性土的可松性n天天然然状状态态下下的的土土，经经开开挖挖以以后后，因因土土的的组组织织破破坏坏而而体体积积增增加加，以以后后虽虽经经回回填填压压实实仍仍不不能能恢恢复复到到原原来来体体积积的的这这种种性性质质，称为土的可松性称为土的可松性。n土的可松性用土的可松性系数表示。（一）（一）土的基本性质土的基本性质n土的可松性用土的可松性系数表示：即 n n n V1：土在自然状态下的密实体积土在自然状态下的密实体积；n V2：土在开挖后的松散体积土在开挖后的松散体积。n nn V3：土经回填压实后的体积土经回填压实后的体积。土的可松性土的可松性n预算基价中的挖挖、运运土土是是按按天天然然密密实实体体积积以以m3计计算算的的，填填土土夯夯实实后后的的体体积积以以m3计计算算的的。预预算算基基价价中中的的虚虚，实实体体积积折折算算的的依依据据就就是是应应用用土土的的可可松松性性计计算算产产生生的结果的结果。n土的可松性是土的各性质中唯有施工中所特有的性质，注意要要分分清清三三种种状状态态下下的的土土体体积积的的区区别别。（即 V1、V2、V3的区别）土的含水率土的含水率n土的含水率是土中所含的水与固体颗土的含水率是土中所含的水与固体颗粒间的质量比，以百分率表示。粒间的质量比，以百分率表示。土的含水率土的含水率n土的含水率对于判断土的干湿程度有重土的含水率对于判断土的干湿程度有重要作用。要作用。n n含水率为干土，含水率为干土，n含水率为潮湿土，含水率为潮湿土，n含水率的为湿土。含水率的为湿土。（.三）土方边坡与土壁支撑三）土方边坡与土壁支撑n土方边坡土方边坡n土方边坡是以其挖土深度和放坡宽度的比值表示，即nn 土方边坡土方边坡n土方边坡大小与与以下因素有关，n如土土.质质、开开挖挖深深度度、开开挖挖方方法法、边边坡坡留留置置时时间间长长短短、坡坡顶顶有有无无荷荷载载以以及及排排水水情况情况等。n预算基价中，把把原原定定额额规规定定挖挖土土方方工工程程量量先先按按不不放放坡坡的的方方法法计计算算后后，再再乘乘以以相相应应系系数数的的方方法法，改改为为按按放放坡坡系系数数值值计计算算相相应应的的土土方方工工程程量量，可避免出现重复工程量计算的问题。2 2土壁支撑土壁支撑n当出现不不愿愿放放坡坡的时侯或不不便便放放坡坡的时候，应采用设置土壁支撑的方法施工。预算基价的子目综合考虑了连续支撑和断续支撑两种工艺，综合成一个子目。放坡开挖是在基坑工程中最简单、成本最低的降水方法，但当基基坑坑较较深深、施施工工条条件件较较复复杂杂时时，宜宜采采用用基基坑坑支支护护即即土土壁壁支撑支撑。n对于深基坑应考虑基坑支护方案。深基坑应考虑基坑支护方案。深基坑支护方案深基坑支护方案n深基坑支护方案深基坑支护方案可有：n 悬臂式支护结构悬臂式支护结构 n 内撑式支护结构内撑式支护结构n 锚拉式支护结构锚拉式支护结构n 逆作法施工逆作法施工 深基坑支护方案深基坑支护方案n下面分别介绍工程实例以作说明：n 悬臂式支护结构悬臂式支护结构：n 密排悬臂钻孔灌注桩密排悬臂钻孔灌注桩 n 如国际新闻中心基坑n 深层搅拌水泥土钻孔灌注桩复合式深层搅拌水泥土钻孔灌注桩复合式n 如河川大厦n 格构式悬臂支护结构格构式悬臂支护结构 n 如天津站人防工程深基坑支护方案深基坑支护方案n内撑式支护结构：n 工字钢加拉锚支护工字钢加拉锚支护 n 如万科大厦n 钢板桩加拉锚支护钢板桩加拉锚支护 n 如万科大厦n 地下连续墙加土层锚杆地下连续墙加土层锚杆n 如华信大厦、吉利大厦n 辐射式支撑管内支撑辐射式支撑管内支撑 n 如今晚报大厦深基坑支护方案深基坑支护方案n锚拉式支护结构：锚拉式支护结构：n 环梁护壁支护环梁护壁支护 n 如国际大厦n （89.基坑11.25米深）n 复合式帽梁支护（冠梁）复合式帽梁支护（冠梁）n 如澳东大厦深基坑支护方案深基坑支护方案n逆作法施工逆作法施工 n 全逆作法施工全逆作法施工 n 如88年华联商厦一期n 半逆作法施工半逆作法施工 n 如鸿吉大厦n 部分逆作法施工部分逆作法施工n（即利用基坑内沿四周暂时保留的局部土方利用基坑内沿四周暂时保留的局部土方n 对对围围护护结结构构支支撑撑即即基基坑坑中中部部采采用用正正作作法法施施工工，边部采用逆作法施工边部采用逆作法施工。）n 如紫金花园28层两栋商住楼（三）基坑、地槽土方量计算（三）基坑、地槽土方量计算n挖方土方量计算可近似按拟柱体体积公式计算，前提是按平均断面法计算相应截面积。n nF1F2F0HF1F0F2LF2F1F0等效四边形的计算方法等效四边形的计算方法n场地平整就是使用各种机械或人力将现场平整成施工所需要的设计平面。n 其计算步骤为n 初步计算场地设计标高；初步计算场地设计标高；n 按各种要求进行场地设计标高的调整；按各种要求进行场地设计标高的调整；n计计算算各各方方格格角角点点的的施施工工高高度度并并确确定定“零零线线”；n 按相应公式计算挖填工程量。按相应公式计算挖填工程量。n在预算基价中，30cm的的就就地地挖挖填填属属平平整整场场地地子子目目，30cm的的挖挖填填土土项项目目按按挖挖土土或或填填土土子目计算。子目计算。槽底钎探n（五）（五）槽底钎探槽底钎探n槽槽底底钎钎探探是是指指基基坑坑挖挖好好后后，用用大大锤锤将将钢钢钎钎打打入入槽槽底底的的基基土土内内，根根据据每每打打入入一一定定深深度度的锤击次数，来判断地基的土质情况。的锤击次数，来判断地基的土质情况。槽底钎探n槽底钎探应考虑的几个因素：槽底钎探应考虑的几个因素：n 锤的重量；锤的重量；n 钢钎的要求；钢钎的要求；n 锤举的高度；锤举的高度；n 打入的深度与次数；打入的深度与次数；n 钎孔的位置布置。钎孔的位置布置。n降水方法可分为降水方法可分为n明排水法（集水井法）和井点降水法明排水法（集水井法）和井点降水法n（预算基价中的大口井）（预算基价中的大口井）n按水井理论可有按水井理论可有n无压完整井、无压完整井、n无压非完整井、无压非完整井、n承压完整井、承压完整井、n承压非完整井承压非完整井n几种。几种。（六）（六）基坑的排水与降水基坑的排水与降水无无压压完完整整井井是是指指井井点点管管下下的的滤滤管管处处在在无无压压水水层层（即即上上层层滞滞水水和和潜潜水水层层）中中，滤滤管管底底面面与与不不透水层顶面在同一水平上。透水层顶面在同一水平上。n无无压压非非完完整整井井是是指指井井点点管管下下的的滤滤管管处处在在无无压压水层中，滤管底面不在不透水层顶面。水层中，滤管底面不在不透水层顶面。n 承承压压完完整整井井和和承承压压非非完完整整井井的的滤滤管管均均处处在在承承压压水水层层中中，其其区区别别在在于于滤滤管管底底面面是是否否在在不不透透水层顶面。水层顶面。（六）（六）基坑的排水与降水基坑的排水与降水 （六）（六）基坑的排水与降水基坑的排水与降水n 1 1明排水法（集水井法）明排水法（集水井法）n是在在基基坑坑开开挖挖时时，沿沿基基坑坑四四周周或或在在坑坑底底中中央央挖挖排排水水沟沟，并并在在基基坑坑四四角角设设集集水水井井，用水泵将积水抽出基坑的方法用水泵将积水抽出基坑的方法。n明排水法构造简单（其由由集集水水井井、排排水水沟沟和和水水泵泵组组成成），施工成本低，应尽可能采用。n但当当基基坑坑涌涌水水量量过过大大或或易易出出流流砂砂的的情情况况下下，就就不不宜宜采采用用明明排排水水法法而应用井点降水法。n 2 2 井点降水法井点降水法 n也称人工降低地下水位也称人工降低地下水位n该法包括轻轻型型井井点点、喷喷射射井井点点、电电渗渗井井点点、管管井井井井点点、深深井井井井点点等。预算基价中涉及到的大大口口井井，即即为为管管井井井井点点和和深深井井点。井井点。n管管井井井井点点降降水水 是指指在在基基坑坑外外围围每每隔隔一一段段距距离离设设置置一一个个管管井井，每每个个管管井井单单独独用用一一台台水水泵泵。其其主主要要设设备备包包括括滤滤水水井井管管、吸吸水水管管、水水泵泵组组成成。其其适适用用于于渗渗透透系系数数大大、地下水丰富的粉、砂土层。地下水丰富的粉、砂土层。（六）（六）基坑的排水与降水基坑的排水与降水（六）（六）基坑的排水与降水基坑的排水与降水n深井井点深井井点 n一般沿沿基基坑坑四四周周每每隔隔1015米米设设置置一一个个井井点点，将将深深井井泵泵放放在在井井管管中中抽抽水水，靠靠深深井井泵泵的的上上扬扬压压力力将将井井底底深深处处的的地地下下水水抽抽到到地地面面上上来来。深深井井井井点点一一井井一一泵泵，独独立立工工作作。其适用于涌水量大、深度大的砂土类降水。深深井井井井点点系系统统总总涌涌水水量量可可按按无压完整井环形井点系统公式计算无压完整井环形井点系统公式计算。（六）（六）基坑的排水与降水基坑的排水与降水n深井井点的施工顺序为深井井点的施工顺序为：n井井位位放放样样做做井井口口、安安护护筒筒钻钻机机就就位位、钻钻孔孔回回填填井井底底砂砂垫垫层层吊吊放放井井管管回回填填砂砂过过滤滤层层安安放放水水泵泵及电路及电路试抽试抽-正常抽水。正常抽水。（七）（七）主要挖土机械主要挖土机械n预算基价中涉及到的土方开挖机械主要是n推土机、铲运机和单斗挖土机推土机、铲运机和单斗挖土机等。n 1 推土机推土机 n推土机实际上是一装有铲刀的拖拉机，其行走方式有轮轮胎胎式式和履履带带式式两种，铲刀的操纵方式有索索式式和液液压压式式。其适用于挖土深度不大的场地平整、铲除腐植质土将其推送到弃土区。（七）（七）主要挖土机械主要挖土机械n 推推土土机机适用于挖土深度不大的场地平整，铲除腐质土，并送到附近的弃土区，开挖深度不大于1.5的基坑，回填基坑和沟槽，推筑松散的硬土、岩土和冻土，可推送类土。n 推土机推送的适适宜宜运运距距在在100以以内内，以以40 60 m效率最高。效率最高。（七）（七）主要挖土机械主要挖土机械n2.2.铲运机铲运机 n 铲铲运运机机由牵牵引引机机械械和和土土斗斗组成，能能综综合合完完成成挖挖土土、运运土土、平平土土或或填填土土等等全全部部土方施工内容土方施工内容。n 铲运机有拖式和自行式两种。n 铲运机按操纵机械可分为液压式和索式。索式铲运机靠自重切土，而液压式铲运机强制切土，铲运能力较强。n 铲运机在土方工程中常用于大面积的场地平整、开挖大型基坑、地槽及填筑路基等工程的施工。（七）（七）主要挖土机械主要挖土机械n铲运机最宜于铲运含含水水率率不不大大于于27%的的松松软软土土和和普普通通土土，不宜于在在砾砾石石层层和和冻冻土土带带及及沼沼泽泽地工作地工作。n 铲运机在坡地行走和作业时，上上下下纵纵坡坡不不宜宜超超过过25横横坡坡不不宜宜超超过过6，不不宜宜在在陡陡坡坡上上急急转转弯弯，工工作作时时应应避避免免转转弯弯切切土土，以免铲刀受力不均匀而引起翻车事故。n 在工民建施工中，常用的铲运机斗容量为1.5 6.0。n 自行式铲运机的经经济济运运距距以以800 1500 为宜，拖式铲运机的运运距距以以600为宜，其最最佳运距为佳运距为200 300。（七）（七）主要挖土机械主要挖土机械n3.3.单斗挖土机单斗挖土机n 单斗挖土机是大型基坑开挖中最常用的一种土方机械。n 根据其工作装置的不同，单斗挖土机可分为正铲、反铲、拉铲、抓铲正铲、反铲、拉铲、抓铲四种。n 根据机械的操纵方式，可分为液液压压传传动动和和机机械传动械传动两种。n 单斗挖土机常用的斗容量为0.5 6.0。n 在建筑工程中，单斗挖土机可挖掘基坑、地槽，清理与平整场地；更换工作装置后，还可以装卸、起重、打桩等作业，单斗挖土机是土方施工中不可缺少的机械设备。（七）（七）主要挖土机械主要挖土机械n 正铲挖土机的工作特点正铲挖土机的工作特点是n“前前进进向向上上 强强制制切切土土 挖挖停停机机面面以以上上的的土土”。n其工工作作面面高高度度应应大大于于1.5，才可提高效率，开挖基坑时宜修筑大约 1：8 10的坡道，才可使正铲挖土进入基坑挖土，基坑所需工作面过大，并且要求基坑干燥。n正铲挖土机多多用用于于大大型型的的基基坑坑开开挖挖工工程程，其可挖其可挖类土类土。n反铲挖土机的工作特点反铲挖土机的工作特点是n“后后退退向向下下 强强制制切切土土 挖挖停停机机面面以以下下的的土土”。n因反铲挖土机在基坑顶面挖以下的土，不必考虑地下水的影响，对基坑长边不产生动荷载，能适应城市的施工特点，故多采用反铲挖土机。n在在天天津津市市预预算算基基价价中中所所列列出出的的挖挖土土机机就就是反铲挖土机。是反铲挖土机。（七）（七）主要挖土机械主要挖土机械（七）（七）主要挖土机械主要挖土机械n 拉铲挖土机的工作特点拉铲挖土机的工作特点是n“后后退退向向下下 自自重重切切土土 挖挖停停机机面面以以下下的的土土”。n 抓铲挖土机的工作特点抓铲挖土机的工作特点是n“直直上上直直下下 自自重重切切土土 挖挖停停机机面面以以下下的的土土”。n 以上两种挖土机工效较低，虽可挖较深较大的基坑、地槽及装卸散料，但由由于于自重切土，适用范围较窄，故不多用。自重切土，适用范围较窄，故不多用。（七）（七）主要挖土机械主要挖土机械n城市施工中常常用用反反铲铲挖挖土土机机施工，反铲挖土机按其操纵方式可分为液液压压式式和索索式式两种，液压式斗铲靠液压装置强制切土，能挖 类土，而索式靠自重切土，仅能挖 类土。n反反铲铲挖挖土土机机的的开开挖挖方方式式有沟沟端端开开挖挖法法和沟侧开挖法沟侧开挖法两种。n 沟沟端端开开挖挖法法指反反铲铲挖挖土土机机沿沿沟沟端端逐逐渐渐倒倒退退挖挖土土，汽汽车车停停放放在在沟沟侧侧，起起重重臂臂只只要要回转回转40 45即能卸土。即能卸土。（七）（七）主要挖土机械主要挖土机械n 沟沟侧侧开开挖挖法法指反反铲铲挖挖土土机机沿沿着着基基坑坑长长向向一一侧侧开开行行，挖挖土土时时反反铲铲挖挖土土机机开开行行方方向向与与开开挖挖方方向向垂垂直直，该该法法既既对对基基坑坑长长向向边边坡坡的的稳稳定定产产生生不不利利影影响响，有有可可能能使使其其稳稳定性差，不安全定性差，不安全，故常用沟端开挖法沟端开挖法。（八）强夯地基（八）强夯地基n强强夯夯地地基基是是用用强强夯夯法法使使地地基基受受到到压压实实加加固固。n强强夯夯法法是是用用起起重重机机械械将将重重锤锤（一一般般为为80 300KN）吊吊起起从从高高处处（一一般般为为6 30）自自由由落落下下，给给地地基基以以冲冲击击力力和和振振动动，从从而而提提高高地地基基土土的的强强度度并并降降低低其其压压缩性的一种有效的地基加固方法。缩性的一种有效的地基加固方法。n该法具有效果好、速度快、节省材料、施工简便，但施工时噪音大、振动大等特点。适用于碎石土、砂土、粘性土、湿陷性黄土和填土地基等的加固处理。强夯地基强夯地基n强强夯夯法法的的机机具具设设备备包括起起重重能能力力为为150 KN以以上上的的履履带带式式起起重重机机，也可使用专专用用三三角角起起重重架架或或龙龙门门架架作作起起重重设设备备；包括夯夯锤锤，夯锤可用钢材制作，或可用钢板为外壳、内部焊接钢筋骨架后浇筑C30混凝土制成，夯夯锤锤底底面面有有圆圆形形和和方方形形两两种种；包包括括脱脱钩钩装装置置（常用的脱钩装置为工地自制自动脱钩器由吊环、耳板、销环、吊钩等组成，由钢板焊接制成。）强夯地基强夯地基n重锤夯实法重锤夯实法是n用用起起重重机机械械将将夯夯锤锤提提升升到到一一定定高高度度后后，利利用用自自由由下下来来的的冲冲击击能能来来夯夯实实基基土土表表面面，使使其其形形成成一一层层较较为为均均匀匀的的硬硬壳壳层层，从从而而使地基得到加固。使地基得到加固。n该法具有施工简便，费用较低的特点，但布点较密，夯击遍数多，施工期较长，且夯击能量小，孔隙水难以消散，加固深度有限（1.2 2.0），当土的含水量梢高时，易夯成橡皮土，处理较困难。强夯地基强夯地基n重重锤锤夯夯实实法法可采采用用配配置置有有摩摩擦擦式式卷卷扬扬机机的的履履带带式式起起重重机机、打打桩桩机机、龙龙门门架架起起重重机机或或悬悬臂臂式式桅桅杆杆起起重重机机等。其起重能力采用自自动动脱脱钩钩时时，起起重重机机应应大大于于夯夯锤锤重重量量的的1.5 倍倍，直直接接用用钢钢丝丝绳绳悬悬吊吊夯夯锤锤时时，起起重重机机应应大大于于夯夯锤锤重重量量的的3倍倍。重锤夯实法所用夯锤宜采用截头圆锥体，可用C20钢筋混凝土钢筋混凝土制作。n以上两法是用很大的冲击能，使土中出现冲击波和很大的应力，使土中孔隙压缩，土体局部液化，夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，土体迅速固结。但但强强夯夯所所产产生生的的振振动动，对对现现场场周周围围已已建建成成或或正正在在施施工工的的建建筑筑物物及及其其它它设设施施有有影影响响时时，不不宜宜采采用用，必必要要时时应应采采取取防防震震措施。措施。二二.基础工程基础工程n本书只介绍桩基础，其它类型的基础形式（板板式式基基础础、杯杯形形基基础础、筏筏片片基基础础、箱箱形形基基础础）在以后章节中加以介绍或略去。n 桩基础桩基础是n用用承承台台或或梁梁将将沉沉入入土土中中的的桩桩联联系系起起来来，以以承承受受上上部部结结构构荷荷载载的的一一种种常常用用的的基基础础形式。形式。二二.基础工程基础工程（一）一）桩的作用和类型桩的作用和类型 1.作作用用 1）采采用用桩桩基基础础将将上上部部建建筑筑物物的的荷载传递到土层深度持力较大的土层上；荷载传递到土层深度持力较大的土层上；2）采采用用桩桩基基础础可可使使软软弱弱土土层层挤挤密密，提高土体的密实度，增加地基承载力。提高土体的密实度，增加地基承载力。如：如：天津电视塔天津电视塔 天津金禧大酒店天津金禧大酒店 天津国际大厦天津国际大厦 经联大厦经联大厦二二.基础工程基础工程2.2.分类分类 按受力状况，可分为按受力状况，可分为：端承桩端承桩摩擦桩摩擦桩中间桩（包括端承摩擦桩、摩擦端承桩）中间桩（包括端承摩擦桩、摩擦端承桩）按材料不同，可分为按材料不同，可分为：木桩（天安门、前门、渤海大楼等）木桩（天安门、前门、渤海大楼等）钢桩（包括钢管桩、钢板桩等）钢桩（包括钢管桩、钢板桩等）钢筋混凝土桩钢筋混凝土桩预应力混凝土桩预应力混凝土桩二二.基础工程基础工程按成桩原理，可分为按成桩原理，可分为：挤土桩（如预制桩、挤土灌注桩等）挤土桩（如预制桩、挤土灌注桩等）部分挤土桩（预钻孔打入式预制桩、部分挤土桩（预钻孔打入式预制桩、部分挤土灌注桩）部分挤土灌注桩）非挤土桩（干作业成桩、泥浆护壁成桩、非挤土桩（干作业成桩、泥浆护壁成桩、套筒护壁成桩）套筒护壁成桩）按施工方法，可分为：按施工方法，可分为：预制桩预制桩灌注桩灌注桩二二.基础工程基础工程 预制桩按施工方法，可分为预制桩按施工方法，可分为：锤击沉桩锤击沉桩 静力压桩静力压桩 水冲沉桩水冲沉桩 振动沉桩振动沉桩 灌注桩按成孔方式，可分为：灌注桩按成孔方式，可分为：钻孔灌注桩钻孔灌注桩 挖孔灌注桩挖孔灌注桩 沉管灌注桩沉管灌注桩 钻扩灌注桩钻扩灌注桩 爆扩灌注桩爆扩灌注桩二二.基础工程基础工程所所谓谓预预制制桩桩，是是指指在在工工厂厂或或大大型型施施工工现现场场专专用用工工作作面面上上预预制制成成的的桩桩，利利用用沉沉桩桩设设备备将将桩桩沉沉入入土土中中。预预算算基基价价中中列列出出的的打打预预制制桩桩和和静静力力压压桩桩机机压压桩桩，均均属属于于预预制制桩施工。桩施工。而而灌灌注注桩桩则则是是指指在在施施工工现现场场的的桩桩位位上上，用用各各种种成成孔孔机机械械成成孔孔，再再向向孔孔内内吊吊放放钢钢筋筋笼笼，最最后后浇浇筑筑混混凝凝土土成成桩桩。预预算算基基价价中中的的打打现现场场灌灌注注桩桩、钻钻孔孔灌灌注注钢钢筋筋混混凝凝土桩、水泥搅拌桩均属灌注桩施工。土桩、水泥搅拌桩均属灌注桩施工。二二.基础工程基础工程水泥搅拌桩水泥搅拌桩是是利用水泥、石灰等材料作为固化剂，通过特制的利用水泥、石灰等材料作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和软剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理、化学反应，使软土之间所产生的一系列物理、化学反应，使软土硬结成具有一定强度的优质地基。土硬结成具有一定强度的优质地基。该法具有无振动、无噪音、无污染、无侧向挤压、该法具有无振动、无噪音、无污染、无侧向挤压、对邻近建筑物影响很小、且施工期较短、造价对邻近建筑物影响很小、且施工期较短、造价低廉、效益明显等特点。水泥搅拌桩适用于作低廉、效益明显等特点。水泥搅拌桩适用于作围护结构的挡土桩墙，用以防止坑壁及边坡坍围护结构的挡土桩墙，用以防止坑壁及边坡坍塌、基坑底面隆起等塌、基坑底面隆起等 二二.基础工程基础工程(二二)打预制桩（锤击沉桩）打预制桩（锤击沉桩）打预制桩打预制桩利利用用桩桩锤锤的的冲冲击击能能使使预预制制桩桩沉沉入入土土中中。目目前前预预制制桩桩施施工多用这种方法。工多用这种方法。该该法法适适用用于于各各种种不不同同土土层层，机机械械化化程程度度高高，施施工工速速度度快，用途广泛。快，用途广泛。1.打桩设备打桩设备桩锤桩锤桩架桩架动力设备动力设备二二.基础工程基础工程1）桩锤桩锤 常用的桩锤常用的桩锤有有落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油锤和液压锤等。落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油锤和液压锤等。落落锤锤为为一一铸铸铁铁块块，锤锤重重0.5 2.0 t，配配以以卷卷扬扬机机、桩架即可打桩。桩架即可打桩。适适用用于于在在粘粘土土和和砾砾石石土土中中施施工工，但但其其锤锤击击速速度度慢慢，每分钟为每分钟为6 6 20 20 次，因而使用受到限制。次，因而使用受到限制。二二.基础工程基础工程1）桩锤桩锤 单单动动汽汽锤锤是是以以蒸蒸汽汽或或压压缩缩空空气气为为动动力力，它它上上升升靠靠动动力力，下下降降靠靠自自重重，而而击击桩桩入入土土，其其桩桩锤锤3 15 t，每每分分钟钟锤锤击击60 80次次，冲冲击击力力大大，优优于于落落锤锤。双双动动汽汽锤锤则则是是上上升升和和下下降降均均靠靠动动力力，锤锤重重为为0.6 6.0 t，每每分分钟钟锤锤击击100 300次。次。两种锤可打各种桩，但双动汽锤可用于打斜桩、水下打桩和拔桩，也可不用桩架打桩。但单、双动汽锤需庞大的动力设备，移动不便，故少用。二二.基础工程基础工程 柴油锤柴油锤是以燃油的起爆推动桩锤向上运动是以燃油的起爆推动桩锤向上运动而进行锤击打桩，其桩架、动力设备与而进行锤击打桩，其桩架、动力设备与桩锤共同组成打桩机进行打桩，桩锤为桩锤共同组成打桩机进行打桩，桩锤为0.6 7.2 t，机架轻便，打桩迅速，故，机架轻便，打桩迅速，故天津市的预算基价中采用的既是此种桩天津市的预算基价中采用的既是此种桩锤。柴油锤按其构造不同，锤。柴油锤按其构造不同，可分为筒式、筒式、活塞式和导杆式活塞式和导杆式三种。柴油锤常用于打设木桩、钢板桩和长度不大于12的钢筋混凝土桩。由于柴油锤所产生的噪音和污染等缺点，使其使用受到一定限制。二二.基础工程基础工程最近数年来开始使用液压锤。其可以避免柴油锤易产生的污染、噪音，因而使用前景广阔。液压锤是由一外壳封闭起来的冲击体所组成，利是由一外壳封闭起来的冲击体所组成，利用液压油来提升和降落冲击缸体；冲击缸体下用液压油来提升和降落冲击缸体；冲击缸体下部充满氮气，当冲击缸体下落时，首先是冲击部充满氮气，当冲击缸体下落时，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。延长，因此每一击能获得更大的贯入度。液压锤不排除任何废气，无噪音，冲击频率高，同时适合水下打桩，是理想的冲击式打桩设备。但其构造复杂，造价高。二二.基础工程基础工程2）桩架桩架桩架的作用桩架的作用：吊装就位、悬挂桩锤吊装就位、悬挂桩锤 引导桩锤沿其方向击桩而使桩不发生偏移引导桩锤沿其方向击桩而使桩不发生偏移，附加导杆和斜撑组成的桩架，附加导杆和斜撑组成的桩架 二二.基础工程基础工程桩架的种类：桩架的种类：滚筒式桩架滚筒式桩架（其行走靠滚筒在垫木上滚动）（其行走靠滚筒在垫木上滚动）多功能桩架多功能桩架（其底座装有铁轮、底盘在轨道中（其底座装有铁轮、底盘在轨道中行走、导架可自由伸缩和前后倾行走、导架可自由伸缩和前后倾斜的桩架）斜的桩架）旱旱船船步步履履式式桩桩架架（有有行行走走的的收收支支腿腿、通过行走油通过行走油缸缸移移动动行行走走滚滚轮轮缸缸使使行行走走滚滚轮轮移移动动于下盘上的桩架）于下盘上的桩架）履带式桩架履带式桩架（以履带式起重机为底盘，附加导（以履带式起重机为底盘，附加导杆和斜撑组成的桩架）杆和斜撑组成的桩架）二二.基础工程基础工程 天津天津天津市预算基价中采用的桩架即履带式桩架天津市预算基价中采用的桩架即履带式桩架。履履带带式式桩桩架架是是以以履履带带式式起起重重机机为为动动力力装装置置，有有一一机机多多能能的的特特点点，结结构构较较简简、只只增增加加用用钢钢管管或或型型钢钢制制作作的的导导架架，导导架架与与起起重重机机身身和和吊吊臂臂相相联联系系，其其行行走走旋旋转转的的功功能能和和所所有有卷卷扬扬机机的的控控制制均均利利用用起起重重机机的的装装置置，因而性能较好，操作灵活，与多功能桩架相似，适用范围较广，可用于一般锤击沉桩施工，也可以用于钻孔、冲孔等灌注桩施工。3）打桩的动力设备 主要为蒸汽锅炉、空气压缩机及卷扬机等。二二.基础工程基础工程1.1.打桩工艺打桩工艺打打桩桩的的施施工工过过程程包包括括：桩桩架架的的移移动动和和就就位位 吊桩与定桩吊桩与定桩 打桩打桩 截桩与接桩截桩与接桩1）桩桩架架的的移移动动与与就就位位 桩桩架架的的移移动动可可有有“顶顶打打”和和“退退打打”两两种种不不同同的的移移动动方方向。向。二二.基础工程基础工程1.1.打桩工艺打桩工艺顶顶打打是是指指桩桩顶顶标标高高高高于于地地面面，桩桩架架向向前前移移动动打打桩桩，可可不不断断的的把把预预先先布布置置好好的的预预制制桩桩施施打打完完后后，在在清清理理好好的的场场地地继继续续移移动动桩架，有利于现场布置和施工组织。桩架，有利于现场布置和施工组织。退退打打是是指指桩桩顶顶标标高高高高于于地地面面，桩桩架架向向后后移移动动，再再逐逐根根打打桩桩。该该法法无无法法进进行行现现场场桩桩的的布布置置，需需要要随随打打随随运运，不不利利于于施施工工组组织。织。二二.基础工程基础工程采采用用顶顶打打的的方方法法往往往往采采用用送送桩桩的的形形式式将将桩桩打入土中，使桩顶低于地面打入土中，使桩顶低于地面。所所谓谓送送桩桩是是指指用用较较预预制制桩桩高高一一个个强强度度等等级级的的钢钢筋筋混混凝凝土土材材料料制制作作的的桩桩或或用用钢钢材材制制作作的的桩桩作作为为替替打打桩桩，将将要要打打入入的的预预制制桩桩打打入入土土中中进进而而达达到到设设计计标标高高，从从而而使使预预制制桩桩的的桩桩头头在在破破碎碎后后能能与与承承台台筋筋焊焊接接或或绑绑扎扎成成一一体体，以以近近一一步步浇浇筑筑混混凝凝土土与与承承台形成刚性连接。台形成刚性连接。二二.基础工程基础工程2）2）吊桩与插桩吊桩与插桩 所所谓吊桩所所谓吊桩是是指指将将桩桩从从平平卧卧状状态态吊吊起起成成直直立立状状态态，并并使使桩桩尖尖对对准桩位，以便进一步施打。准桩位，以便进一步施打。所所谓插桩所所谓插桩是是指指在在桩桩对对准准桩桩位位后后，用用锤锤的的半半落落距距将将锤锤打打入入土土中中，并并保保证证桩桩的的平平面面位位置置和和垂垂直直度度均均能能满满足足施施工工质质量量要求，再进一步打入桩。要求，再进一步打入桩。二二.基础工程基础工程3）3）打桩打桩 打桩的方法打桩的方法可可有有“轻轻锤锤高高击击”和和“重重锤锤低低击击”两两种种方方法。法。轻锤高击因其动量小、回弹大、易损坏桩头而不宜采用。重锤低击则动量大、回弹小、不易损坏桩头而多采用。桩桩的的破破坏坏是是根根据据桩桩头头是是否否打打坏坏或或桩桩身身是是否否破破坏坏来来确确定定。因因此此重重锤锤低低击击可可使使桩桩头少破坏而多采用。头少破坏而多采用。二二.基础工程基础工程 4）4）截桩与接桩截桩与接桩 所所所所谓谓截截桩桩包包括括截截断断断断桩桩和和破破桩桩头头，目前多用大锤破碎混凝土和氧乙炔气割切割钢筋的原始方法。该法劳动强度大，效率低，但目前仍不能找到更好更简捷的方法截桩。所所谓谓接接桩桩是是因因为为每每根根桩桩的的长长度度要要受受到到一一定定的的限限制制（由由于于运运输输的的原原因因或或施施工工的的原原因因），而而设设计计和和施施工工又又需需要要一一定定的的长长度度，因此在施工中需要接桩。接接接接桩桩的的方方法法有有焊焊接接法法、硫硫磺磺胶胶泥泥接接桩桩法法和和法法兰兰盘盘螺螺栓栓连连接接法法。目目前前多多使使用用焊焊接接法法，即即用用电电弧焊焊接的方法。弧焊焊接的方法。二二.基础工程基础工程（(二二)静力压桩静力压桩 1.静静力力压压桩桩是是在在软软土土地地基基上上，利利用用静静力力压压桩桩机机或或液液压压静静力力压压桩桩机机用用无无振振动动的的静静压压力力（液液压压夹持力）将预制桩压入土中的一种沉桩新工艺。夹持力）将预制桩压入土中的一种沉桩新工艺。与锤击沉桩相比，它具有施 工无噪音、无振动、节约材料、降低成本、确保施工质量、沉桩速度快等特点。目前常用的液压静力压桩机由液压吊装机构、液压夹持压桩机构（千斤顶）行走及回转机构、液压及配电系统、配铁重等部分组成。二二.基础工程基础工程 2.静力压桩施工工艺为静力压桩施工工艺为：测测量量定定位位 桩桩机机就就位位 吊吊桩桩与与插插桩桩 桩桩身身对对中中调调直直 静静压压沉沉桩桩接接桩桩 再再静静压压沉沉桩桩 终终止压桩止压桩 切割桩头切割桩头 3.压桩方法压桩方法 用用起起重重机机将将预预制制桩桩调调运运或或用用汽汽车车运运至至桩桩机机附附近近，再再利利用用桩桩机机自自身身设设置置的的起起重重机机将将其其吊吊入入夹夹持持器器中中，夹夹持持油油缸缸将将桩桩从从侧侧面面夹夹紧紧，液液压压油油缸缸将将桩桩压压入入土土层层中中，伸伸程程完完成成后后，夹夹持持油油缸缸回回程程松松夹夹，压压桩桩油油缸缸回回程程。重重复复上上述述动动作作，可可实实现现连连续续压压桩桩动动作作，直直至至把把桩桩压压入预定深度土层中。入预定深度土层中。二二.基础工程基础工程压桩的终桩控制压桩的终桩控制 纯摩擦桩以设计桩长为控制条件；纯摩擦桩以设计桩长为控制条件；对对长长度度大大于于21m的的端端承承摩摩擦擦型型静静压压桩桩，应应以设计桩长控制为主，终压力值为对照；以设计桩长控制为主，终压力值为对照；对对长长1421m静静压压桩桩，应应以以终终压压力力达达满满载值为终压控制条件。载值为终压控制条件。二二.基础工程基础工程（四）（四）打现场灌注桩（也称沉管灌注桩）打现场灌注桩（也称沉管灌注桩）打打现现场场灌灌注注桩桩包包括括锤锤击击沉沉管管和和振振动动沉沉管管两两种种方方法。天津施工多采用振动沉管的方法。法。天津施工多采用振动沉管的方法。振振动动沉沉管管灌灌注注桩桩的的施施工工方方法法是是指指将将带带有有活活瓣瓣式式桩桩靴靴或或预预制制钢钢筋筋混混凝凝土土桩桩尖尖的的钢钢管管沉沉入入土土中中，在在钢钢管管中中放放入入钢钢筋筋笼笼后后，边边浇浇筑筑混混凝凝土土边边拔拔管管而成的桩。而成的桩。打现场灌注桩的桩机可有柴油打桩机和电动步履式打桩机。二二.基础工程基础工程 打现场灌注桩的施工打现场灌注桩的施工是是先先安安装装好好桩桩机机，将将桩桩管管下下端端的的活活瓣瓣桩桩靴靴合合起起，对对准准桩桩位位，徐徐徐徐放放下下桩桩管管，压压入入土土中中，勿勿使使偏偏斜斜，即即可可开开动动激激振振器器沉沉管管，当当沉沉管管下下沉沉到到设设计计要要求求的的深深度度后后，边边停停止止振振动动，即即可可用用料料斗斗向向管管内内浇浇筑筑混混凝凝土土，如如此此反反复复进进行行，直直至至桩桩管管全全部部拔拔出地面后即形成混凝土桩身。出地面后即形成混凝土桩身。二二.基础工程基础工程打现场灌注桩的拔管方法打现场灌注桩的拔管方法有：单打法、复打法和翻插法。有：单打法、复打法和翻插法。单单打打法法是是指指拔拔管管时时每每提提升升0.51.0m，振动振动510秒，如此反复直至拔出。秒，如此反复直至拔出。复打法复打法是二次单打法。是二次单打法。翻翻插插法法是是指指每每拔拔管管 0.51.0，再再回插回插0.30.5，如此反复直至拔出。，如此反复直至拔出。天津地区常用的是单打法，当可能出现断桩或缩径时，可采用复打法或翻插法。一般江浙地区常用复打法和翻插法。二二.基础工程基础工程（(五五)钻孔灌注桩钻孔灌注桩 天津地区常用的是泥浆护壁的钻孔灌注桩。它是利利用用各各种种桩桩孔孔成成孔孔机机械械钻钻孔孔，在在孔孔中中注注入入密密度度为为 1.11.3的的护护壁壁泥泥浆浆，以以保保护护孔孔壁壁，然然后安放钢筋笼，再向孔内浇筑混凝土而成的桩。后安放钢筋笼，再向孔内浇筑混凝土而成的桩。泥浆的作用为护护壁壁防防孔孔壁壁坍坍塌塌，也也可可携携带带钻钻下下的的土土渣渣将将其其排排出出钻钻孔孔，还还可可冷冷却却钻钻头头。泥浆有膨膨润润土土泥泥浆浆、聚聚合合物物泥泥浆浆以以及及其其它它化化合合物物泥泥浆浆。目前常用的为膨润土泥浆膨润土泥浆。二二.基础工程基础工程 因天津地区地下水位较高，钻孔灌注桩多为湿式成孔。湿式成孔的机械可用冲冲抓抓锥锥成成孔孔机机、斗斗式式钻钻头头成成孔孔机机、冲冲击击式式成成孔孔机机、潜潜水水电电钻钻成成孔孔机机、大大直直径径旋旋入入全全套套管管护护壁壁成成孔孔钻钻机机（贝贝诺诺特特钻钻机机）和和工工程程水水文文地地质质回回转转钻钻机机等等。天津预算基价采用的为潜水电钻。潜水电钻。潜水电钻是近年来应用较广的一种成孔机械。它它是是将将电电机机、变变速速机机构构加加以以密密封封，与与底底部部的的钻钻头头连连接接在在一一起起组组成成钻钻具具。可可潜潜入入水水中中作作业业，以以正正反反循循环环的的方方式式将将泥泥浆浆送送入入孔孔中中，再再将将钻钻削削下下来的土屑由泥浆带出孔外。来的土屑由泥浆带出孔外。二二.基础工程基础工程潜水电钻的成孔排渣方式有两种，即正正循循环排渣法和反循环排渣法。环排渣法和反循环排渣法。正循环排渣法是是用用泥泥浆浆泵泵将将泥泥浆浆通通过过钻钻机机的的中中空空钻钻杆杆或或侧侧壁壁的的分分叉叉管管射射向向钻钻头头，当当钻钻头头钻钻至至设设计计标标高高时时，将将泥泥浆浆从从钻钻头头排排出出，并并由由泥泥浆浆携携带带土土屑屑从从孔孔口口排排出出，进入泥浆池。进入泥浆池。二二.基础工程基础工程反循环排渣法是将将泥泥浆浆自自孔孔口口注注入入孔孔内内，而而携携带带土土屑屑通通过过钻钻机机的的中中空空钻钻杆杆排排出出桩桩孔孔。反反循循环环钻钻进进成成孔孔工工艺艺按按钻钻杆杆内内泥泥浆浆上上升升流流动动的的动动力力来来源源、工工作作方方式式和和工工作作原原理理的的不不同同，分分为为泵泵举举反反循循环环、气举反循环和泵吸反循环。气举反循环和泵吸反循环。在进行钻孔灌注桩施工中，在孔口处埋设钢护筒是必要的。钢护筒的作用为保保护护孔孔口口、防防止止地地面面水水流流入入