第二章、地基处理与基础工程.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,地基处理的目的是：利用置换、夯实、挤密、排水、胶结、,加筋和热化学等方法对地基土进行加固，以改善地基土的,强度、压缩性、渗透性、动力特性、湿陷性和胀缩性等。,地基处理方法的分类：按加固机理分为碾压夯实、换土地基、,重锤夯实、强夯、振冲、砂桩挤密、深层搅拌、堆载预压、,化学加固等。,第一节 地基处理及加固,1,、换土地基,将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后置,换为强度较好的材料，并夯压（振实）至要求的密实度为止。,垫层的设计,(1),垫层厚度的确定,(2),垫层宽度的确定,图,10-2,砂垫层内压力的分布,1,砂垫层,2,回填土,3,基础,一、换土地基,1.,换土地基的适用范围,当建筑物地基土为软弱土、不均匀土、湿陷性土、膨胀土、冻胀土等，不能满足上部结构对地基强度和变形的要求，,而软弱土层的厚度又不是很大时，,常采用换土法（也称为换土垫层法）处理。即将基础下一定范围内土层挖去，然后换填密度大、强度高的砂、碎石、灰土、素土，及粉煤灰、矿渣等性能稳定、无侵蚀性的材料，并分层夯（振、压）实至设计要求的密实度。换土法的处理深度通常控制在,3m,以内时较为经济合理。,换填法适用于处理淤泥、淤泥质土、湿陷性土、膨胀土、冻胀土、素填土、杂填土以及暗沟、暗塘、古井、古墓或拆除旧基础后的坑穴等浅层地基处理。,对于承受振动荷载的地基，不应选择换填垫层法进行处理。,根据换填材料的不同，可将换土分为砂石（砂砾、碎卵石）垫层、土垫层（素土、灰土）、粉煤灰垫层、矿渣垫层等，其适用范围见表,2-1,。,表,2-1,换土的适用范围,换土种类,适 用 范 围,砂石（砂砾、碎卵石）,垫层,适用于一般饱和、非饱和的软弱土和水下黄土地基处理；不宜用于湿陷性黄土地基，也不适宜用于大面积堆载、密集基础和动力基础的软土地基处理；可有条件地用于膨胀土地基；砂垫层不宜用于有地下水且流速快、流量大的地基处理；不宜采用粉细砂作垫层,土垫层,素土垫层,适用于中小型工程及大面积回填、湿陷性黄土地基的处理,灰土垫层,适用于中小型工程，尤其适用于湿陷性黄土地基的处理，也可用于膨胀土地基处理,粉煤灰垫层,用于厂房、机场、港区陆域和堆场等大、中、小型工程的大面积填筑，粉煤灰垫层在地下水位以下时，其强度降低幅度在,30,左右,矿渣垫层,用于中小型建筑工程，尤其适用于地坪、堆场等工程大面积的地基处理和场地平整，铁路、道路地基等；但不得用于受酸性或碱性废水影响的地基处理,挖：,挖去表面的软土层，将基础埋置在承载力较大的基岩或坚硬的土层上。,填：,软土层很厚，而又需要大面积进行加固处理，则可在原有的软土层上直接回填一定厚度的好土或砂石、矿石等。,换：,就是将挖与填相结合，即换土垫层法，施工时先将基础下一定范围内的软土挖去，而用人工填筑的垫层作为持力层，按其回填的材料不同可分为砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层等。,一、换土地基,（一）砂地基和砂石地基（垫层）,禁忌,1:,用,干细砂或含泥量大的砂,铺设砂地基；,现象、危害性,:,干细砂,含水量低，孔隙率大，难以振捣，压,夯实；,含泥量大的砂,铺设砂地基，阻塞排水通道，不利于下层地基,孔隙水排出，两者都造成地基承载力降低，变形大。,防治措施,:,砂地基宜用颗粒级配良好，质地坚硬的中砂或,粗砂。当用细砂应掺加,25%30%,的粒径,20-50mm,的卵石（或碎,石），但要分布均匀；或掺加一定比例的中、粗砂拌均，在最优含,水量下分层铺设，振捣或压、夯实；砂含泥量应小于,5%,，兼作排水,地基时，含泥量不得超过,3%,。,禁忌,2,：,湿陷性黄土、膨胀土地基上用水撼法铺设砂和砂石地基,现象、危害性：,湿陷性黄土,受水浸湿后土的结构迅速破坏而发,生显著附加下沉；,膨胀土,具有受水浸湿后膨胀，失水后收缩的特,性。在这类地基上采用,水撼法,铺设砂和砂石地基，使地基大量泡,水，对前者将产生大量不均匀沉陷，使地基遭受破坏；对后者将反,复产生不均匀的升降，同样使地基遭受破坏产生严重的后果,防治措施：,应防止在湿陷性黄土地基和膨胀土地基上用水撼法,施工砂和砂石地基。,禁忌,3,：,人工级配砂石地基不拌合均匀铺设,现象、危害性：,人工级配砂石地基配合比例是通过试验确,定，如不拌合均匀铺设，将使地基中存在不同比例的砂石料，,甚至出现,砂窝或石子窝,，使密实度达不到要求，降低地基承载力，,在荷载作用下产生不均匀沉陷。,防治措施：,人工级配砂石料必须按体积比或重量比准确计量，,用人工或机械拌合均匀，分层铺填夯、压实；不合要求的部位应挖,出，重新拌合均匀，再按要求铺填夯、压密实。,禁忌,4,：,地基底面标高不一时，不挖成阶梯或斜坡搭接，不采取先深后浅的顺序铺设。,现象、危害性：,地基底面标高不同时，采取按原自然边坡不挖成阶梯或斜坡搭接，不按先深后浅的顺序，不分层直接下料铺设，在斜坡面处很难以夯压密实，使斜坡处承载力不足，且易产生滑动，使地基产生不均匀下沉。,防治措施：,地基底面标高不同时，边坡应挖成阶梯形（或平缓斜坡搭接，按先深后浅的顺序分层铺设，搭接处充分夯、压密实。,禁忌：,局部软弱土层不处理就施工,现象、危害性：,在地基中存在局部软弱土层，不经处理就直接,在其上施工砂或砂石地基，将在该部位形成软弱土夹层，降低地基,强度，产生不均匀沉降。,防治措施：,将局部软弱土层挖出，基底夯实后分层回填灰土或,砂、砂石料，仔细夯压实；如软弱土层为厚度较小的淤泥或淤泥质,土，可采取挤淤处理。在软弱土面上填块石、片石等，将其压入以,置换和挤出软弱土，再在其上施工砂或砂石地基。,禁忌：,铺设的地基密实度差,现象、危害性：,地基铺设后，铺填的砂、砂石的干质量密度,或贯入度达不到设计要求和施工质量验收规范的规定。造成原因,有：砂、石质量不符合要求，砂石级配不良，铺填不分层或分层过,厚，导致无法夯、压实，甚至不夯压，铺填时对砂、砂石的含水率,控制不当等。从而使地基强度（承载力）降低、地基变形加大，甚,至上部建筑物开裂。,防治措施：,级配良好，施工时分段、分层进行，在下层密实,度检验合格后，可进行上层施工。每层铺筑厚度和砂、砂石含,水率控制不宜超过表中数值。分层厚度可用样桩控制，其中夯实法,适用于砂石地基。,表,2-2,砂和砂石垫层每层铺筑厚度及最优含水量,振捣方式,每层铺筑厚度（）,施工时最优含水量（）,施工说明,备注,平振法,200250,1520,用平板式振捣器往复振捣,不宜用于细纱或含泥量较大的砂所铺筑的砂垫层,插振法,振捣器插入深度,饱和,（,1,）插入式振捣器,（,2,）插入间距可根据机械振幅大小决定,（,3,）不应插入下卧粘性土层,（,4,）插入式振捣器插入完毕后所留的孔洞，应用砂填实,水撼法,250,饱和,（,1,）注水高度应超过每次铺筑面,（,2,）钢叉摇撼捣实，插入点间距为,100,，钢叉分四齿，齿的间距,800,，长,300,，木柄长,90,，重,40N,湿陷性黄土、膨胀土地区不得使用,夯实法,150200,812,用木夯或机械夯,木夯重,400N,，落距,400500,一夯压半夯，全面夯实,适用于砂石地基,碾压法,250350,812,60100KN,压路机往复碾压,（,1,）适用于大面积砂垫层,（,2,）不宜用于,3,水位以下的砂垫层,（二）灰土地基,禁忌,1,灰土早期泡水,现象、危害性,灰土铺后或夯打完后不久，遭受雨淋或被水浸泡。主要雨天未及时进行基础施工与基坑回填，或在灰土表面作临时性覆盖；在地下水位以下做灰土时，排水或降低地下水位的措施不当，造成灰土地基浸泡和疏松，强度、抗渗性下降,。,防治措施,灰土地基打完后，应及时进行基础施工和基坑（槽）回填，或在表面作临时性覆盖，防止日晒雨淋；在地下水位以下的基坑（槽）内施工时，应采取排水措施。夯实后的灰土,d,内不得受水浸泡；尚未夯实或刚夯打完的灰土，如遭受雨淋浸泡，则应将积水和松软灰土除去，并补填夯实。稍受浸湿的灰土，可在晾干后再夯打密实。,禁忌,2,灰土受冻胀、疏松、开裂,现象、危害性,灰土早期受冻胀，成片疏松、开裂、脱落。主,要原因是冬季在受冻的基层上铺灰土或土料中夹有冻块，或夯完后,未进行覆盖保温，使灰土受冻胀、鼓裂、疏松，灰土间粘结力降,低。造成灰土强度、整体性、抗渗性降低。,防治措施,灰土冬季低温下施工应在基层不冻的状态下进,行，土料应覆盖保温，冻土及夹有冻块的土料不得使用；已熟化的,石灰应在次日用完，以充分利用石灰熟化时的热量；当日拌合的灰,土应当日铺填夯完，表面应用塑料薄膜和草垫覆盖严密保温，以防,灰土地基早期受冻降低强度。已受冻胀、松软的灰土应除去或补填,夯打密实。,2,、强夯法,强夯在地基土中所出现的冲击波和动应力，可以提高,地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件。,适用范围,强夯法适用于碎石土、砂土、杂填土、,低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土和,人工填土等地基的加固处理。对饱和度,较高的淤泥和淤泥质土，使用时应慎重。,1,强夯法的有效加固深度,强夯法设计,2,夯击次数：每夯点的夯击次数应按现场试夯,得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定。,3,夯击遍数及两遍夯击之间的间隔时间,4,强夯处理范围：设计处理深度的,1,2,l,3,，并不宜小于,3m,。,强夯法,重锤,打桩机,2.1.2,强夯施工,强夯法具有施工速度快、造价低、设备简单、能处理的土壤类别多等特点。,施工时用起重机将很重的锤（一般为,8t-40t),起吊至高处（一般为,6m-30m),使其自由落下，产生的巨大冲击能量和振动能量给地基以冲击和振动，从而在一定范围内提高地基土的强度，降低其压缩性，达到地基受力性能改善的目的。,强夯法适用于碎石土、砂性土、粘性土、湿陷性黄土和回填土。,施工要点,施工前应进行试夯，试夯面积不小于,10m,10m,，对试夯前后的,变化情况进行对比，以确定正式夯击施工时的技术参数。,场地应做好排水工作，地下水位高时应采取降低水位措施，冬季,施工要采取防冻措施。,夯点的布置应根据基础底面形状确定，施工时按由内向外、隔行,跳打原则进行，夯实范围应大于基础边缘,3m,。,强 夯 压 实,3,、碾压夯实法,A,土的压实原理,实践证明，在一定的压实能量下，只有在某个特,定的含水率范围内，土才能被压实到最大干密度，,这个特定的含水率称为最优含水率,B,重锤夯实法,锤自由下落，反复夯打地基表面，从而达到加,固地基的目的。经过重锤夯击的地基，在地基,表面形成一层密实“硬壳”层，提高了地基表层,土的强度。,C,机械碾压法,机械碾压法是一种采用机械压实松软土的方法,，常用的机械有平碾、羊足碾等。这种方法常,用于大面积填土和杂填土地基的压实，分层压,实厚度为,20,30cm,。,4,、预压排水固结法,排水固结法是对天然地基加载预压，或先在天然地基中设置砂井（袋装砂井、,或塑料排水板）等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加荷，,或在建筑物建造前在场地先行加载预压，使土体中的孔隙水排出，土体逐渐固结，,地基发生沉降，同时强度逐步提高的一种方法。,排水固结法,排水法的原理,土层中的孔隙水小部分从竖向排出，而大部分从水平向通过砂井排出,A,、堆载预压法,B,、真空预压法,挤密法是指,在软弱土层中挤土成孔，从侧向将土挤密，然后,再将碎石、砂、灰土、石灰或矿渣等填料充填密,实成柔性的桩体，并与原地基形成一种复合型地,基，从而改善地基的工程性能。根据施工方法和,灌入材料不同，可分为沉管挤密砂（或碎石）桩、,石灰桩、灰土桩、渣土桩、爆扩桩等。,5,、挤密法,6,、振冲法,振冲法利用振冲器在高压水流帮助下的振冲作用，,使地基孔中的填料形成桩体，置换软弱土体，并,与桩间土形成复合地基。对粘性土地基，振冲法,主要起置换作用，对中细砂和粉土除置换作用外,还有振实挤密作用。所以振冲法用于粘性土地基,被称为振冲置换法，而应用于砂土地基时又被称,为振冲挤密法。,A,、土桩挤密法,土桩挤密法是由机械成孔，将素土分层填入孔中，,用机械压实并挤密桩孔周围的土。,适用范围,地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,土桩挤密法设计,桩孔直径宜为,300mm,600mm,桩孔间距,桩孔内填料当用素土回填夯实时压实系数,0.95,；用灰土回填夯实时,0.97,。,在处理粘性土地基时，一般将含泥量不大的碎,石、卵石、角砾、圆砾等硬质材料充填在振冲,施工形成的孔道中，经振实形成多根石料桩体,，这些桩体与原地基土共同构成所谓复合地基,，使地基承载力提高，沉降减少。由于碎石桩,在粘性土中主要起置换作用，故称为振冲置换,法。该法适用于处理不排水抗剪强度不小于,20kPa,的粘性土、粉土、饱和黄土及填土等地基。,b,、振冲碎石桩法,施工方法,7,化,学,加,固,法,水,泥,土,搅,拌,法,灌,浆,法,高,压,喷,射,注,浆,法,深层搅拌法是用回转的搅拌叶将压入,软土内的水泥浆与周围软土强,制拌和形成水泥加固体。,灌浆法（,Grouting,）是指利用液压、气压,或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀地,注入地层中，浆液通过填充、渗透和挤密,等方式，赶走土体颗粒间或岩石裂隙中的,水气后占据其位置，硬化后形成一个结构,新、强度大、防水性能高和化学稳定性良,好的结石体。,利用钻机钻至设计处理深度形成导孔，,再将带有特殊喷嘴的喷射管插入至设计的土层深度，,以高压设备使浆液或水和气成为,20MPa,左右甚至更高,的高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，同时钻杆以,一定速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，,经过凝结固化，便在土中形成固结体。,地基局部处理,地基局部处理,：,指在浅基础开挖基槽,(,坑,),的施工中或验槽,(,坑,),时，发现基槽,(,坑,),范围内有洞,穴、软弱土层或岩基、墙基等局部异常地基的处理。,处理的方法和原则,：,将局部软弱层或硬物尽可能挖除，回填与天然土压缩性相近的材料，分层夯实；处理后的地基应保证建筑物各部位,沉降量趋于一致，以减少地基的不均匀下沉。,1.,软松土坑,(,填土、墓穴、淤泥,),的处理,将坑中的软松土、虚土全部挖除，使坑底及四周均见天然土，然后用与坑边天然土层相近的,材料分层夯实回填至坑底标高处。,常用回填材料有砂、砂砾石、天然土、,37,或,28,的灰土,。采用天然土分层夯实回填时，每层厚度,200mm,，如,图,1(a),所示。,软松土坑范围较大，超过地槽的宽度时，应将该范围内的基槽适当加宽，挖至天然层，将部,分基础加深，做成,12,踏步与两端相接，如,图,1(c),所示。,图,1,松土坑的处理,对于范围和深度较大的软土坑，由于回填材料与天然地基密实度相差较大，会造成基础不均匀下沉，所以还要考虑加强上部结构的强度，以抵抗地基不均匀沉降而引起的内力。在防潮层下设钢筋混凝土或钢筋,砖圈梁,(,图,2,),图,2,基础内配筋构造示意图,2.,砖井、枯井、土井的处理方法,当井在基槽范围内时，应将井的井圈拆至地槽下,1m,以上，井内用中砂、砂卵石材料分层夯填处理，在拆除范围内用,28,或,37,灰土分层回填夯实至槽底,(,图,3,),。,图,3,基槽下砖井处理方法,3.,局部范围内,(,硬物,),的处理,当桩基或部分基槽下有基岩、旧墙基、老灰土、压实路面等硬土或坚硬物时，首先在地坑、地槽范围内尽可能地挖除，以免基础局部落在硬物上造成不均匀沉降使上部建筑物开裂。硬土、硬物挖除后，若深度小于,15m,时，可用砂、砂卵石或灰土回填；若长度大于,5m,时，则将槽底做,1,2,踏步灰土垫层与两端紧密连接，然后做落深基础。,4.,橡皮土的处理,当地基为粘性土，含水量大且趋于饱和时，如果直接夯打或反复碾压，就容易形成有颤动弹性感的,“,橡皮土,”,。对于含水量高的粘性土，施工中避免直接夯拍，拟采用晾槽或掺石灰粉的办法降低含水量后压实。若施工中已出现橡皮土，则应将橡皮土层挖除，然后在槽底适当加深的情况下铺垫一层承载力高、适应设计要求的垫层地基，如砂土或级配砂石垫层等。,挤密桩法,深层搅拌法,深层搅拌法的工艺流程：,深层搅拌机定位,预搅下沉喷浆搅拌提升重复搅拌下沉重复搅拌提升直至孔口关闭搅拌机、清洗移至下一根桩位，,重复以上工序。,预压法,盾构始发端土体加固施工现场,采用双高压（浆压、水压）三重管（气、水、浆管）旋喷加固方法,20060104,地铁,10,号线农展馆站由北向南注水泥浆加固地基时，水泥浆从农展馆南门的,CD,爵士酒吧院内喷涌而出,振冲法,振冲挤密机理与施工工艺,振冲置换,施工步骤图，三步曲,深层搅拌法,深层搅拌法是利用水泥、石灰等材料作为固化剂，通过特定的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土与固化剂强制搅拌，利用软土与固化剂之间产生的一系列物理,-,化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。,2,桩基础工程,学习重点：,钢筋混凝土预制桩和混凝土灌注桩施工及质量检验标准，对泥浆护壁成孔灌注桩施工过程及方法。,学习要求：,了解桩基础组成及分类；,掌握预制桩施工顺序确定、注意事项、质量事故产生的原因和预防措施；了解静力压桩特点和施工方法；,了解泥浆护壁成孔施工过程及工艺原理；,掌握沉管灌注桩、大直径人工挖孔灌注桩的施工方法，常见质量事故的预防和处理，安全施工措施；,了解预制桩、灌注桩质量检验标准。,桩基础,是深基础应用最多的一种基础形式，它由若干个沉入土中的桩和连接桩顶的承台或承台梁组成。,桩的作用,是将上部建筑物的荷载传递到深处承载力较强的土层上，或将软弱土层挤密实以提高地基土的承载能力和密实度。,桩按,受力情况,分为,端承桩,和,摩擦桩,两种,(,图,2.1),端承桩,是穿过软弱土层而达到坚硬土层或岩层上的桩，上部结构荷载主要由岩层阻力承受；施工时以控制贯入度为主，桩尖进入持力层深度或桩尖标高可作参考。,摩擦桩,完全设置在软弱土层中，将软弱土层挤密实，以提高土的密实度和承载能力，上部结构的荷载由桩尖阻力和桩身侧面与地基土之间的摩擦阻力共同,承受，施工时以控制桩尖设计标高为主，贯入度可作参考。,桩按施工方法分为,预制桩,和,灌注桩,预制桩,根据沉入土中的方法，可分,打入桩,、,水冲沉桩,、,振动沉桩,和,静力压桩,等；,灌注桩,是在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成的桩。灌注桩按成孔方法不同，有,钻孔灌注桩,、,挖孔灌注桩,、,冲孔灌注桩,、,套管成孔灌注桩,及,爆扩成孔灌注桩,等。,2.1,钢筋混凝土预制桩施工,本章小结,本 章 内 容,End,本章作业,2.2,混凝土灌注桩施工,2.1 钢筋混疑土预制桩施工,钢筋混凝土预制桩,：,在预制构件厂或施工现场预制，用沉桩设备在设计位置上将其沉入土中，其特点：坚固耐久，不受地下水或潮湿环境影响，能承受较大荷载，施工机械化程度高，,进度快，能适应不同土层施工。,钢筋混凝土预制桩是我国目前广泛采用的一种桩型。,钢筋混凝土预制桩有,方形实心断面桩,和,圆柱体空心断面桩,。,钢筋混凝土预制桩施工前，应根据施工图设计要求、桩的类型、成孔过程对土的挤压情况、地质探测和试桩等资料，制定施工方案。其,主要内容包括,：确定施工方法，选择打桩机械，确定打桩顺序，桩的预制、运输，以及沉桩过程中的技术和安全措施。,2,.1.1,施工准备,场地平整及周边障碍物处理,定桩位及埋设水准点,依据施工图设计要求，把桩基定位轴线桩的位置在施工现场准确地测定出来，并作出明显的标志。在打桩现场附近设置,2,4,个水准点，用以抄平场地和作为检查桩入土深度的依据。桩基轴线的定位点及水准点，应设置在不受打桩影响的地方。,桩帽、垫衬和送桩设备机具准备,管桩及长度在,10,m,以内的方桩在预制厂制作，较长的方桩在打桩现场制作。,模板,可以保证桩的几何尺寸准确，使桩面平整挺直；桩顶面模板应与桩的轴线垂直；桩尖四棱锥面呈正四棱锥体，且桩尖位于桩的轴线上；底模板、侧模板及重叠法生产时，桩面间均应涂刷好隔离层，不得粘结。,2.1.2,桩的制作、运输、堆放,钢筋骨架,的主筋连接宜采用对焊；主筋接头配置在同一截面内数量不超过50%；同一根钢筋两个接头的距离应大于30,d,0,并不小于500,mm。,桩顶和桩尖直接受到冲击力易产生很高的局部应力，桩顶和桩尖钢筋配置(如,图2.2,所示)应作特殊处理。钢筋骨架制作允许偏差应符合,表,2,.,1,的规定。,表,2.1,预制桩钢筋骨架质量检验标准,项,序,检查项目,允许偏差或允许值,(mm),检查方法,主,控,项,目,1,主筋距桩顶距离,5,用钢尺量,2,多节桩锚固钢筋位置,5,用钢尺量,3,多节桩预埋铁件,3,用钢尺量,4,主筋保护层厚度,5,用钢尺量,一,般,项,目,1,主筋间距,5,用钢尺量,2,桩尖中心线,10,用钢尺量,3,箍筋间距,20,用钢尺量,4,桩顶钢筋网片,10,用钢尺量,5,多节桩锚固钢筋长度,10,用钢尺量,混凝土制作宜用机械搅拌、机械振捣；浇筑混凝土过程中应严格保证钢筋位置正确，桩尖应对准纵轴线，纵向钢筋顶部保护层不宜过厚，钢筋网片的距离应正确，以防锤击时桩顶破坏及桩身混凝土剥落破坏。采用叠层法生产时，上层桩和邻桩浇筑，必须在下层和邻桩的混凝土强度达到设计强度的30%以后才能进行。浇筑完毕后，立即加强养护，防止由于混凝土收缩产生裂缝，养护时间不少于,7,d,。,钢筋混凝土预制桩的质量检验标准应符合,表,2,.,2,的规定。,项,序,检查项目,允许偏差或允许值,(mm),检查方法,单位,数值,主,控,项,目,1,桩体质量检验,按基桩检测技术规范,按基桩检测技术规范,2,桩位偏差,见本表,用钢尺量,3,承载力,按基桩检测技术规范,按基桩检测技术规范,一,般,项,目,1,砂、石、水泥、钢材等原材料(现场预制时),符合设计要求,查出厂质保,文件或抽样送检,2,混凝土配合比及强度(现场预制时),符合设计要求,检查称量及查试块记,录,3,成品桩外形,表面平整、颜色均匀、掉角深度10,mm，,蜂窝面积小于总面积0.,5%,直观,表2.2 钢筋混凝土预制桩的质量检验标准,项,序,检查项目,允许偏差或允许值,(mm),检查方法,单位,数值,一,般,项,目,4,成品桩裂缝,(,收缩裂缝或起吊、装、堆放引起的裂缝,),深度20,mm，,宽度0.,25,mm,，,横向裂缝不超过边长的一半,裂缝测定仪，该基在地下水有侵蚀地区及锤击数超过,500,击的长桩不适用,5,成品桩尺寸：横截面边长,桩顶对角线差,桩尖中心线,桩身弯曲矢高,桩顶平整度,mm,mm,mm,mm,5,10,10,L/1000,1.0,10,L/1000,秒表测,定,用钢尺量,用钢尺量,7,硫磺胶泥接桩：胶泥浇筑时间 浇筑后停歇时间,min,min,7,秒表测,定,秒表测,定,8,桩顶标高,mm,50,水准仪,9,停锤标准,设计要求,现场实测或查沉桩记录,钢筋混凝土预制桩应达到设计强度的70%才可起吊；达到100%设计强度才能运输和打桩。,若,提前吊运，必须采取措施并经过验算合格方可进行。,桩在起吊搬运时，必须做到平稳，避免冲击和振动，吊点应同时受力，且吊点位置应符合设计规定。如无吊环，设计又未作规定时，绑扎点的数量及位置按桩长而定，应符合起吊弯矩最小的原则，可按,图,2,.,3,所示的位置捆绑。,2.1.3,打入法施工,打入法,也称锤击法，是利用桩锤落到桩顶上的冲击力来克服土对桩的阻力，使桩沉到预定的,深度或达到持力层的一种打桩施工方法。,锤击沉桩,是混凝土预制桩常用的沉桩方法，它施工速度快，机械化程度高，适用范围广，但施工时有冲撞噪声和对地表层有振动，在城区和夜,间施工有所限制。,2.1.3.1,打桩设备及选择,打桩设备包括,桩锤,、,桩架,和,动力装置,。,(1),桩锤,桩锤可选用,落锤,、,汽锤,、,柴油打桩锤,和,振动锤,。,落锤,一般由铸铁制成。有,穿心锤,和,龙门锤,两种，重0.22,t。,它利用绳索或钢丝绳通过吊钩,由卷扬机沿桩架导杆提升到一定高度，然后自由落下击打桩顶(,如图2.4,)。,汽锤,是以高压蒸汽或压缩空气为动力的打桩机械，有,单动汽锤,和,双动汽锤,两种(,如图2.5,)。,柴油打桩锤,利用燃油爆炸来推动活塞往返运动进行锤击打桩，,柴油,桩锤与桩架、动力设备配套组成柴油打桩机。,振动锤,是利用机械强迫振动，通过桩帽传到桩上使桩下沉,。,锤重选择,应根据地质条件、工程结构、桩的类型、密集程度及施工条件等参考,表2.3,选用。,表2.3 锤重选择表,锤 型,柴 油 锤,(,t),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),2000,2000,2500,25004000,40005000,50007000,7000,10000,常用冲程,(,m),1.82.3,桩,的,边长或直径,预制方桩、预应力管桩的边长或直径,(,cm),2535,3540,4045,4550,5055,5560,钢管桩直径,(,cm),40,60,90,90100,持,力,层,粘性土,粉土,一般进入深度,(,m),12,1.52.5,23,2.53.5,34,35,静力触探比贯入阻力,P,s,平均值,(,MPa),3,4,5,5,5,5,砂土,一般进入深度,(,m),0.51,0.51.5,12,1.52.5,23,2.53.5,标准贯入击数,N(,未修正,),1525,2030,3040,4045,4550,50,锤的常用控制贯入度,(,cm/10,击,),23,35,48,设计单桩极限承载力,(,kN),400,120,800,1600,25004000,3000,5000,50007000,7000,10000,(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及维持桩的稳定，并保证桩锤沿着所要,求方向冲击的设备。,桩架一般由,底盘,、,导向杆,、,起吊设备,、,撑杆,等组成。,根据桩的长度、桩锤的高度及施工条件等选择桩架和确定桩架高度。,桩架高度,=桩长+桩锤高度+滑轮组高,桩架用钢材制作，按移动方式有,轮胎式,、,履带式,、,轨道式,等。,履带式桩架,(,图2.6,)以履带式起重机为主机，配备桩架工作装置而组成。操作灵活，移动方便，适用于各种预制桩和灌注,桩的施工。,(3)动力装置,打桩机械的动力装置是根据所选桩锤而定的。当采用空气锤时，应配备空气压缩机；当选用,蒸汽锤时，则要配备蒸汽锅炉和绞盘。,2.1.3.2,打桩顺序的确定,打桩顺序直接影响到桩基础的质量和施工速度，应根据桩的密集程度(桩距大小)、桩的规格、长短、桩的设计标高、工作面布,置、工期要求等综合考虑，合理确定打桩顺序。,根据桩的密集程度，打桩顺序一般分为,逐段打设,、,自中部向四周打设,和,由中间向两侧打设,三种，如,图,2,.,7,所示。,当桩的中心距不大于4倍桩的直径或边长时，应由中间向两侧对称施打(,图2.7(,c),)，,或,由中间向四周施打(,图2.7(,b),)。,当桩的中心距大于4倍桩的边长或直径时，可采用上述两种打法，或逐排单向打设(,图2.7(,a),)。,根据基础的设计标高和桩的规格，宜按,先深后浅、先大后小、先长后短,的顺序进行打,桩。,2.1.3.3,打桩,打桩机就位时，桩架应垂直平稳，导杆中心线与打桩方向一致。,桩开始打入时，应控制锤的落距，采用短距轻击；待桩入土一定深度(12,m),稳定以后，再,以规定落距施打。,桩的施打原则,是重锤低击，这样桩锤对桩头的冲击小，回弹也小，桩头不易损坏，大部分能量都用于克服桩身与土的摩阻,力和桩尖阻力上，桩能较快地沉入土中。,桩入土深度,是否已达到设计位置，是否停止锤击，其判断方法和控制原则与桩的类型有关。,2.1.3.4,打桩质量要求和测量记录,(1)打桩质量要求,端承桩最后贯入度不大于设计规定贯入度数值时，桩端设计标高可作参考；摩擦桩端标,高达到设计规定的标高范围时，贯入度可作参考。,打(压)入桩(预制混凝土方桩、先张法预应力管桩、钢桩)的桩位偏差，必须符合,表2.4,的规定。,桩的承载力检验,表,2,.,4,预制桩,(,钢桩,),桩位的允许偏差,项,项 目,允 许 偏 差(,mm),1,盖有基础梁的桩：,(1),垂直基础梁的中心线,(2),沿基础梁的中心线,100+0,.,01,H,150+0,.,01,H,2,桩数为,1,3,根桩基中的桩,100,3,桩数为,4,16,根桩基中的桩,1/2,桩径或边长,4,桩数大于,16,根桩基中的桩：,(1)最外边的桩,(2),中间桩,1/3,桩径或边长,1/2,桩径或边长,(2)混凝土预制桩施工记录,打桩工程是隐蔽工程，施工中应做好每根桩的观测和记录，这是工程验收时检验质量的依据,。,各项观测数据应记入混凝土预制桩施工记录，,见,表2.5,所示。,表,2,.,5,混凝土预制桩施工记录,2.1.3.5,打桩施工常见问题的分析,在打桩施工过程中会遇见各种各样的问题，例如,桩顶破碎,，,桩身断裂，桩身位移,、,扭转,、,倾,斜,，,桩锤跳跃,，,桩身严重回弹,等。,发生这些问题的原因,有钢筋混凝土预制桩制作质量、沉桩,操作工艺和复杂土层等三个方面的原因。,工程及施工验收规范规定，打桩过程中如遇到上述问题，都应立即暂停打桩，施工单位应与勘察、设计单位共同研究，查明原因，提出明确的,处理意见，采取相应的技术措施后，方可继续施工。,(1)桩顶破碎,打桩时，桩顶直接受到桩锤的冲击而产生很高的局部应力，如果桩顶钢筋网片配置不当、混凝土保护层过厚、桩顶平面与桩的中心轴线不垂直及桩顶不平整等制作质量问题都会引起桩顶破碎。在沉桩工艺方面，若桩垫材料选择不当、厚度不足，桩锤施打偏心或施打落距过大等也会引起桩顶破碎。,(2)桩身被打断,制作时，桩身有较大的弯曲凸肚，局部混凝土强度不足，在沉桩时桩尖遇到硬土层或孤石等障碍物，增大落距，反复过度冲击等都可能引起桩身断裂。,(3)桩身位移、扭转或倾斜,桩尖四棱锥制作偏差大，桩尖与桩中心线不重合的制作原因，桩架倾斜，桩身与桩帽、桩锤不在同一垂线上的施工操作原因以及桩尖遇孤石等都会引起桩身位移、扭转或倾斜。,(4)桩锤回跃，桩身回弹严重,选择桩锤较轻，能引起较大的桩锤回跃；桩尖遇到坚硬的障碍物时，桩身则严重回弹。,2.1.3.6,打桩过程中的注意事项,桩机就位后，桩架应垂直平稳，桩帽与桩顶应锁紧牢靠，连接成整体。,打桩时，应密切观察桩身下沉贯入度的变化情况。,在正常情况下，沉桩应连续施工，打入土的速度应均匀，应避免因间歇时间过长，土的,固结作用而使桩难以下沉。,打桩时振动大，对土体有挤压作用，可能影响周围建筑物、道路及地下管线的安全和正,常使用，施工过程中要有专人巡视检查，及时发现和处理有关问题。,严禁非施工人员进入打桩现场；对桩机的正常运行、桩架的稳定经常进行检查，严格按,操作规程进行施工，确保安全。,2.1.3.7,桩头的处理,在打完各种预制桩开挖基坑时，按设计要求的桩顶标高将桩头多余的部分截去。截桩头时不能破坏桩身，要保证桩身的主筋伸入承台，长度应符合设计要求。当桩顶标高在设计标高以下时，在桩位上挖成喇叭口，凿掉桩头混凝土，剥出主筋并焊接接长至设计要求长度，与承台钢筋绑扎在一起，用桩身同强度等级的混凝土与承台一起浇筑接长桩身。,2.1.4,静力压桩,静力压桩,是,利用无噪声、无振动的静压力将桩压入土中，常用于土质均匀的软土地基的沉桩,施工。,静力压桩,(,图2.8,)利用压桩架的自重和配重，通过卷扬机牵引，由钢丝绳、滑轮和压梁，将整个桩机的重力(8001500,kN),反压在桩顶上，以克服桩身下沉时与土的摩擦力，迫使预制,桩下沉。,压桩施工,一般采取分节压入、逐段接长的施工方法。,接桩的方法,目前有三种：,焊,接法,(,图,2,.,9,),、,法兰螺栓连接法,、,硫磺浆锚法,(,图,2,.,10,),。,2.2 混疑土灌注桩施工,灌注桩：,直接在桩位上用机械成孔或人工挖孔，在孔内安放钢筋、灌注混凝土而成型的桩。,与预制桩相比,，灌注桩具有不受地层变化限制，不需要接桩和截桩，节约钢材、振动小、噪,声小等,特点,。,灌注桩按成孔方法分为,泥浆护壁成孔灌注桩,、,沉管灌注桩,、,干作业钻孔灌注桩,、,人工挖孔灌,注桩,等。,2.2.1,干作业钻孔灌注桩,干作业钻孔灌注桩,施工过程,如,图2.11,所示。,干作业成孔一般采用,螺旋钻机钻孔,。螺旋钻头外径分别为,400mm、500mm、,600mm，,钻孔深度相应为12,m、10m、8m。,适用于成孔深度内没有地下水的一般粘土层、砂,土及人工填土地基，不适于有地下水的土层和淤泥质土。,钻机就位后，钻杆垂直对准桩位中心，开钻时先慢后快，减少钻杆的摇晃，及时纠正钻孔的,偏斜或位移。,钻孔至规定要求深度后，进行孔底清土。清孔的目的是将孔内的浮土、虚土取出，减少桩的,沉降。方法是钻机在原深处空转清土，然后停止旋转，提钻卸土。,钢筋骨架的主筋、箍筋、直径、根数、间距及主筋保护层均应符合设计规定，绑扎牢固，防止变形。用导向钢筋送入孔内，同时防止泥土杂物掉进孔内。钢筋骨架就位后，应立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注时，应分层浇筑、分层捣实，每层厚度5060,cm。,2.2.2,泥浆护壁成孔灌注桩,泥浆护壁成孔,是利用泥浆保护稳定孔壁的机械钻孔方法。它通过循环泥浆将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外，适用于有地下水和无地下水的土层。,成孔机械,有潜水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。,泥浆护壁成孔灌注桩的,施工工艺流程,：,测定桩位、埋设护筒、桩机就位、制备泥浆、机械(潜水钻机、冲击钻机等)成孔、泥浆循环出渣、清孔、安放钢筋骨架、浇筑水下混,凝土。,2.2.2.1,埋设护筒和制备泥浆,钻孔前，在现场放线定位，按桩位挖去桩孔表层土，并埋设护筒。护筒高2,m,左右，上部设12个溢浆孔，是用厚48,mm,钢板制成的圆筒，其内径应大于钻头直径200,mm。,护筒的作用,是固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入，增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头,的方向。,在钻孔过程中，向孔中注入相对密度为1.11.5的泥浆，使桩孔内孔壁土层中的孔隙渗填密实，避免孔内漏水，保持护筒内水压稳定；泥浆相对密度大，加大了孔内的水压力，可以稳固孔壁，防止塌孔；通过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出，起到携砂、排土的作用,。,2.2.2.2,成孔,(1),潜水钻机成孔,潜水钻机成孔示意图如,图,2,.,12,所示。,潜水钻机是一种旋转式钻孔机，其防水电机变速机构和钻头密封在一起，由桩架及钻杆定位后可潜入水、泥浆中钻孔。注入泥浆后通过正循环或反循环排渣法将孔内切削土粒、石渣排,至孔外。,潜水钻机成孔排渣有,正循环排渣,和,泵举反循环排渣,两种方式，如,图,2,.,13,所示。,正循环排渣法:,在钻孔过程中，旋转的钻头将碎泥渣切削成浆状后，利用泥浆泵压送高压泥浆，经钻机中心管、分叉管送入到钻头底部强力喷出，与切削成浆状的碎泥渣混合，携带泥土沿孔壁向上运,动，从护筒的溢流孔排出。,泵举反循环排渣法:,砂石泵随主机一起潜入孔内，直接将切削碎泥渣随泥浆抽排出孔外。,(2),冲击钻成孔,冲击钻机,通过机架、卷扬机把带刃的重钻头(冲击锤)提高到一定高度，靠自由下落的冲击力,切削破碎岩层或冲击土层成孔(,图2.14,)。,冲击钻头,形式有,十字形,、,工,字形,、,人字形,等，一般常用十字形冲击钻头(,图2.15,)。,冲孔前应埋设钢护筒，并准备好护壁材料。,冲击钻机就位后，校正冲锤中心对准护筒中心，在冲程0.40.8,m,范围内应低提密冲，并及时加入石块与泥浆护壁，直至护筒下沉34,m,以后，冲程可以提高到1.52,.0,m，,转入正常冲击，随时测定并控制泥浆相对密度。,施工中，应经常检查钢丝绳损坏情况，卡机松紧,程度和转向装置是否灵活，以免掉钻。,(3),冲抓锥成孔,冲抓锥(,图2.16,)锥头上有一重铁块和活动抓片，通过机架和卷扬机将冲抓锥提升到一定高度，下落时松开卷筒刹车，抓片张开，锥头便自由下落冲入土中，然后开动卷扬机提升锥头，这时抓片闭合抓土。冲抓锥整体提升至地面上卸去土