土木工程施工》課件第2章樁基礎工程.ppt

基礎工程 2.1 地基加固處理 當軟土地基不能滿足承載力或穩(wěn)定要求時，對地基加固是有效的措施。加固的方法很多，大體上可分為兩類。第一類方法的原理是減少或減小土體中的孔隙，使土顆粒盡量靠攏，從而減少壓縮性，提高強度，如換填法、預壓法、夯實法、振動水沖法、擠密樁法、砂石樁法等。第二類方法的原理是用各種膠結劑把土顆粒膠結起來，如深層水泥攪拌法、旋噴法、灌漿法等。軟土的加固方法很多，而且尚在發(fā)展，各種方法都有它的適用范圍和局限性，選用何種方法，必須進行技術經濟綜合考慮。,1 、換填法 換填法是將基礎下面一定厚度的軟弱土層挖除，分層換以中砂、粗砂、角（圓）礫、碎（卵）石、灰土、并分層夯實或振實至要求的密實度。換填法適用于淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土、素填土等的淺層處理。處理深度一般控制在3m以內。,2、 預壓法 預壓法是在建筑物建造前，對建筑場地進行預壓，使土體中的水排出，逐漸固結，地基發(fā)生沉降，同時強度逐步提高的方法。 預壓法適用于處理淤泥質土、淤泥和沖填土等飽和粘性土地基的沉降和穩(wěn)定問題，提高地基的承載力和穩(wěn)定性。,3、 重錘夯實法 重錘夯實法是用起重機械將夯錘提升到一定高度，然后自由落錘，不斷重復夯擊基土表面，從而使地基得到加固。重錘夯實法是一種常用的簡單、經濟的淺層地基處理方法。,4、 振沖法 就是利用振動器水沖成孔，借振動器的水平及垂直振動，振密填料、形成碎石樁體與原地基構成復合地基，或不加填料使在振動作用下被擠密實，從而提高地基承載力的方法。,5 土或灰土擠密樁法 土或灰土樁擠密法是處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等的一種地基加固方法，利用錘擊（或沖擊、爆破等方法）將鋼管打入土中側向擠密成孔，將管撥出后，在樁孔中分層回填土或灰土夯實而成，填夯的樁與樁間擠密土共同組成復合地基，以承受上部荷載。,6 、砂石樁法 砂石樁法用振動或沖擊方法在軟弱地基中成孔后，將砂石擠壓入土中，形成大直徑的密實的砂石樁。砂石樁法是處理軟弱地基的一種常用的方法。,7 、深層攪拌法 深層攪拌法是利用水泥或水泥砂漿、石灰作為固化劑，通過特制的攪拌機械，在地基深處就地將軟土和固化劑強制攪拌，固化劑和軟土之間會產生一系列物理化學反應，使軟土硬結成具有一定強度的地基，從而提高地基承載力。深層攪拌法是用于加固飽和粘性土地基的一種新方法。,8 、高壓噴射注漿法 高壓噴射注漿法，是利用鉆機把帶有特制噴嘴的注漿管鉆進至土層的預定位置后，用高壓泵將水泥漿液通過鉆桿下端的噴射裝置，以高速噴出，沖擊切削土層，使噴流射程內土體破壞，同時鉆桿一面以一定的速度旋轉，一面以一定速度徐徐提升，使水泥漿與土體充分攪拌混合，膠結硬化后即在地基中形成具有一定強度（0.58.0MPa）的固結體，從而使地基得到加固。,一 樁基概述 （一）樁的作用 1、 將建筑物上部荷載直接 傳到深層的持力層； 2 、 使軟土擠密減少建筑物的沉降； 3 、減少土的開挖量，土壁支撐和 排水設施等。,第二章 樁基礎工程,（二）樁的分類 1、 根據(jù) 受力的不同 1）端承樁： 力主要由樁端承受 2）摩擦樁： 力由樁與其周圍土的 摩擦力來承受。 2、 按制作方式： 1）預制樁 2）灌注樁 3、 按樁的材料： 1）木樁； 2）鋼樁； 3）砼樁； 4）鋼筋砼樁； 5）砂樁； 6）灰土樁 等,（三）樁的選型 樁型與工藝選擇應根據(jù)建筑結構類型、荷載性質、樁的使用功能、穿越土層、樁端持力層土類、地下水位、施工設備、施工環(huán)境、施工經驗、制樁材料供應條件等情況，選擇經濟合理、安全適用的樁型和成樁工藝。選擇時，可參見下表。,二、 鋼筋砼樁預制樁的施工 （一）樁的預制 1、 制作 （1）鋼筋骨架的形成 主筋 箍筋之間應焊接或綁扎好；主筋采用對焊或搭接焊，接頭錯開50%，樁的頂部應加鋼筋網片，樁尖應加一根鋼筋外露50100mm，以起導向作用（如下圖示）,（2）制作 1）方法 重疊法；并列法； 間隔法 2）注意問題 a、混凝土應連續(xù)澆灌、不中斷，并仔細搗實，確保頂部結構的密實性，同時樁頂面和接頭端面應平整，以承受錘擊沉樁時的錘擊應力。 b 、砼澆注完畢，養(yǎng)護不得少于7天，表面應平整不出現(xiàn)蜂窩麻面掉角，尺寸應符和設計要求。 c 、現(xiàn)場采用重疊法澆筑預制樁時上層樁或鄰樁的灌筑，必須在下層樁或鄰樁的混凝土達到設計強度的30%后方可進行。樁的重疊層數(shù)應根據(jù)具體情況確定，一般不超過4層。,2、 樁的起吊及運輸 （1）起吊 強度達到設計70%后才能起吊，達到100%后才能運輸。 （2）起吊點的確定 利用正負彎矩相等的原則確定 一點吊,二點吊 三點吊 L 為樁的長度,3堆放 （1）堆放場地必須平整、堅實 （2）各層支承點墊木應在同一垂直線上。 （3）樁堆放層數(shù)不宜超過4層。,（二）打樁設備 （1） 打樁的方法及設備 1）方法 ： 錘擊沉樁 震動沉樁 靜力壓樁 水沖沉樁,2）錘擊沉樁 a 樁錘： 落錘 柴油錘 震動錘 氣錘 液壓錘,b 樁架 作用是吊樁就位，固定樁位，承受樁錘和樁的重量，在打樁的過程中引導錘和樁的方向，并保證樁錘能沿著所要求的方向沖擊樁體。,（三）樁的打入 1 、打樁的準備工作 1）打樁前應作好場地的清理和平整工作。 2）放線確定樁位。 2、 打樁順序的確定 由于樁入土后對其周圍的土體有擠壓作用，對打樁本身和周圍建筑物有影響，所以應合理確定打樁的順序。 （1）常見的幾種打樁順序及其對土體的影響 1）自一邊向另一邊走排打,2）自中央向周邊打 3）分段打,土體擠壓趨勢,（2）打（沉）樁順序選擇 1）基礎標高不一的樁，宜先深后淺；對不同規(guī)格的樁，宜先大后小，先長后短，可使土層擠密均勻，以防止位移或偏斜。 2）在粉質粘土及粘土地區(qū)，應避免按著一個方向進行，使土向一邊擠壓，造成入土深度不一，土體擠密程度不均，導致不均勻沉降。 3）對于密集群樁，常用自中間向兩個方向或向四周對稱施打（圖b、c）。 4）若樁距大于或等于4倍樁直徑，則與打樁順序無關。,3 、打樁方法,（1）打樁工藝 樁架就位 樁就位（樁尖對位） 套樁帽 落錘 （2）施工要點 1） 吊樁就位 2）打樁 先用小落距（0.50.8m)輕擊，使樁入土約12米后檢查樁尖，若不發(fā)生偏移，增大落距，進入正常的打樁。 打樁中注意以下現(xiàn)象 A 樁錘的回彈情況； B 貫入度的變化； C 樁頂是否有打壞或打斜的現(xiàn)象； D 送樁，接樁，截樁,4、打樁質量控制 1）樁端達到堅硬、硬塑的粘性土、碎石土、中密以上的粉土和砂土或風化巖等上層時（端承樁） ，以貫入度控制為主樁端進入持力層深度或樁尖標高作為參考；貫入度最后10擊的平均入土深度 2）樁端位于其他軟土層時（摩擦樁） ，以樁端設計標高控 制為主，貫入度可作為參考。 3）樁的平面位置及垂直度的偏差應在容許范圍內： 平面偏差不得大于100150mm，垂直度 1%樁長或不超過1/3 1個樁徑或邊長。 4）驗收樁基時應交的資料 樁位測量放線圖；工程地質報告；材料實驗記錄；樁的制作與打入記錄；樁位竣工平面圖；樁的實驗報告。,三、砼灌注樁施工 （一）特點（與預制樁相比較） 1、 樁在一定范圍內可任意取定，可作成直徑大深度深的樁，承載力高。 2 、 施工中對周圍環(huán)境影響小。 3、 施工中，操作要求嚴格，質量控制難度大，施工周期長。 （二）分類（按成孔方法） 1、 鉆孔灌注樁 2 、 人工挖孔灌注樁 3 、 沉管灌注樁 4 、 鉆擴或爆擴灌注樁,（三） 鉆孔灌注樁施工 1、 機械的選擇 螺旋鉆機： 用于地下水位以上，直徑 300500mm最大直徑可達800，深812m。,潛水鉆機： 一般條件下都可使用，直徑一般 1000， 深度可達2030m，最深可達50m。,2、 螺旋鉆機鉆孔灌注樁 （1）施工機具 螺旋鉆機,（2）施工工藝,（3）施工要點 1）鉆孔時，鉆桿應保持垂直穩(wěn)固、位置正確，防止因鉆桿晃動引起擴大孔徑； 2）鉆進速度應根據(jù)電流值變化，及時進行調整； 3）鉆進過程中，應隨時清理孔口積土和地面散落土； 4）成孔達設計深度后，放置鋼筋籠并再次測量孔內虛土厚度。 端承樁沉渣50mm，兩者兼有100mm，摩擦樁300mm。,2、泥漿護壁鉆孔灌注樁 （1）施工工藝,（2）施工要點 1）埋設護筒：用48mm厚的鋼板制作，埋入深度一般11.5m。作用：定位保護孔口，存儲泥漿使其高于地下水位。 2）泥漿護壁鉆孔： 泥漿 相對密度1.11.15,主要作用:護壁防止塌孔,攜渣,潤滑鉆頭降低發(fā)熱。 3）清孔 4）落放鋼筋骨架,5） 澆注混凝土： 一般采用導管法，混凝土應連續(xù)澆注，保證導管始終埋在混凝土中，同時應留試塊，一般樁頂?shù)臐沧烁弑仍O計標高高出0.50.8m，以便鑿除樁頂部的泛漿層后達到設計標高的要求。,3、 施工中常見的問題 1）護筒冒水 2）鉆孔傾斜 3）孔壁塌陷和緊縮 4）夾層或軟弱層,鉆孔灌注樁質量事故案例 武鋼某綜合樓（1994年） 13層框架結構，總投資275萬元，基礎投資60萬元 樁基設計：鉆孔灌注端承樁，樁徑 600、800、1200 樁基異常情況： 1）3根靜載試驗，1根不合格 2）27根動載試驗，8根不合格 結論：承載力達不到要求 施工記錄：樁嵌入基巖47m，混凝土質量好，沉渣小,4、原因分析 樁未入巖，混凝土施工質量差 施工記錄虛假 5、處理： 1）按摩擦樁考慮，根據(jù)試樁承載力，扣除后，用新增樁補足 2）補樁38根：800 32根；1000 6根,（四）套管成孔灌注樁 1、 含義：用錘擊或振動的方法，將帶有預制混凝土樁尖或鋼活瓣樁尖的鋼套管沉入土中，待沉到規(guī)定的深度后，立即在管中澆注混凝土，隨后拔出鋼套管，并利用拔管時的沖擊或振動使混凝土搗實而形成的樁，故又稱沉管或打拔灌注樁 2、特點： 1）施工設備簡單，樁長可隨實際地質條件確定，經濟效果也好，有地下水流砂淤泥土的條件優(yōu)先使用 2）單樁承載能力低，在軟土中易產生頸縮，施工過程中有擠土振動和噪音,3、分類：錘擊沉管灌注樁，振動沉管灌注樁 它們的根本區(qū)別在樁靴不同,預制樁靴,活瓣樁靴,4 、錘擊沉管灌注樁施工 1）工藝過程： 安樁架 樁架就位 沉鋼套管 吊鋼筋籠 澆砼 拔管 2）沉管的幾種方法 單打法 復打法 反插法 3)砼的質量要求 坍落度80100mm，當小于40mm時應分層搗實,4）施工中常見的問題及處理 （1）有隔層： 原因： 由于管徑小 砼骨料大，和易性差 拔管速度過快造成 措施： 控制砼的坍落度57cm，骨料直徑3cm 拔管速度2m/min,（2）斷樁： 原因： 樁中心距過近，打鄰近樁時受擠壓，隆起產生上拔力 軟硬土層中間傳遞水平變形大小不同，產生水平剪力 砼終凝不久受振動。 處理： 應將斷樁拔出，增大面積，重澆砼 施工中采用跳打法或相隔一定的技術間歇后打鄰樁,（3）瓶頸樁： 原因： 拔管速度過快或管內混凝土量過少 在地下水位以下或飽和淤泥或淤泥質土中沉樁管時，土受強制擾動擠壓，土中水和空氣未能很快擴散，局部產生孔隙壓力，把部分樁體擠成縮頸 混凝土和易性差 處理： 向樁管內盡量多裝混凝土借其自重抵消樁身所受的孔隙水壓力，沉樁應采取慢拔密振（擊）； 在淤泥質土中采用復打或反插法施工 樁身混凝土應用和易性好的低流動性混凝土澆筑,（4）吊腳樁： 原因： 樁靴質量較差，強度不夠 套管與樁靴接觸不嚴或樁靴活瓣縫隙大 處理：,施工前應嚴格檢查樁尖的質量 澆砼拔管前用吊錘檢查樁尖是否介入鋼管，出現(xiàn)吊腳樁后立即拔出鋼管填砂后再出現(xiàn)沉管， 一旦發(fā)生應填砂重打,（五）人工挖孔灌注樁 1、 特點 單樁承載力高，受力性能好。設備簡單，現(xiàn)場干凈，可多目標施工，噪音少，質量易保證。,2、 施工機具 電（手）動葫蘆， 提土桶，潛水泵， 鼓風機和輸風管， 照明設施，對講機等 3、 施工工藝 1）放線定樁位；,2） 開挖樁孔：分段開挖，一般取0.51米一段； 3）支設護壁模板； 4）澆注護壁混凝土：第一段高出地面150200mm，起到護壁與防水的雙重作用； 5）拆除模板繼續(xù)下段施工； 6）清孔與驗孔； 7）落放鋼筋； 8）澆注混凝土。,4、 施工中應注意的事項 1）保證成孔的質量：平面位置，垂直度，孔徑，孔底土層情況； 2）防止土壁坍塌及流砂事故； 3）保證鋼筋的保護層及混凝土的澆注質量； 4）必須制訂切實可行的安全措施。,1996年建設部通報批評排第一、第二位的工程 1、武漢漢