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2地基处理与桩基础工程学习重点:常见的地基的加固方法及适用范围,浅基础的类型及使用范围。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;
1一、地基定义:建筑物基础底部下方一定深度与范围内的土层,承受由基础传来的建筑物荷载。二、地基要求:1.均应保证具有足够的强度和稳定性。2.在荷载作用下地基土不发生剪切破坏或丧失稳定;3.不产生过大的沉降或不均匀的沉降变形,以确保建筑物的正常使用。2.1地基处理及加固
2三、地基分类:天然地基:不需人工加固处理,具有足够承载力的土层。人工地基:经过人工处理,达到承载力的土层。地基处理的方法主要有:换土处理:换土垫层法、强夯法、强夯置换法、排水固结法。加固补强:振冲法、砂石桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、夯实水泥土桩法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、石灰桩法。
3(一)换土垫层法1、灰土地基:(1)方法:用石灰与黏性土拌和均匀,分层夯实而形成垫层层。其承载能力可达300kp。(2)适用:一般黏性土地基加固,施工简单,费用较低。(3)材料要求:1)土料:采用就地挖出的黏性土及塑性指数大于4的粉土,土内不得含有松软杂质或使用耕植土;土料须过筛,其颗粒不应大于15mm。(塑性指数>4,颗粒≤15mm)2)石灰。应用Ⅲ级以上新鲜的块灰,含氧化钙、氧化镁愈高愈好,使用前1-2d消解并过筛,其颗粒不得大于5mm,且不应夹有未熟化的生石灰块粒及其他杂质,也不得含有过多的水分。(颗粒<5mm)
4(4)施工要点:1)铺设前应先检查基槽,待合格后方可施工。(地基验槽)2)灰土配合比满足规定,一般体积比为3:7或2:8。(灰土配制)3)施工时,控制其含水量、厚度、夯打遍数。(控制因数)4)应先采取排水措施,在无水情况下施工。(无水施工)5)不得在墙角、柱墩及承重窗间墙下接缝,上下错缝不小于500mm,接缝隙处的灰土应充分夯实。(接缝规范)6)灰土打完后,应及时进行基础施工,并随时准备回填土。(防水)7)冬季施工时,应采取有效的防冻措施,不得采用冻土。(防水)8)用环刀取样测量土的干密度。压实系数一般为0.93-0.95g/。(防冻)9)确定贯入度时,应先进行现场试验。(贯入度)2、砂和砂石地基(参照灰土地基讲解)(用砂或砂石做垫层替换基础下部的软土层)
5(二)重锤夯实法原理:利用起重机械将夯锤提升到一定高度,然后自由落下,重复夯击基土表面,使地基表面形成一层比较实心密实的硬壳,从而使地基得到加固。吊锤(1.5~3t,1.13~1.50m,C20,20mm钢底板)→落锤(2.5~4.5m)→夯击基土(6~10遍)特点:本法使用轻型设备易于解决,施工简便,费用较低,但布点较密、夯击遍数多,施工期相对较长,同时夯击能量小,孔隙水难以消散。适用:地下水位0.8m以上的黏土、砂土等加固,加固深度1.2~2.0m,强度提高可达30%。
6(三)强夯法1、原理:用起重机械吊起夯锤(8-40t),从高处(6-30m)自由落下,迫使土层孔隙压缩,土体局部液化,孔障水和气体逸出,土粒重新排列,经时效压密达到固结。2、适用:同上,加固深度10~40m,强度提高2~5倍。3、施工机具:1)夯锤:整体式(钢壳和混凝土)、装配式(钢板)。2)起重设备:可用15、20、25、30、50t带有离合摩擦器的履带式起重机
74、施工要点1)地质勘察,制定强夯方案;2)现场试夯,确定施工参数(夯锤质量、尺寸、落距、夯击遍数等);3)施工步骤为平整场地、测量放线、起重机就位、吊锤落锤、夯坑填平、标高测量4)夯击时落锤平稳,夯位准确,坑内积水应及时排除。5)分段进行,从边缘向中央6)对于高饱和度的粉土、黏性土和新饱和填土,进行强夯时:a、适当将夯击能量降低;b、将夯常量差适当加大;c、减少土内的水分。
8强夯压实
9(四)振冲法(对地基土振冲、射水、成孔、填砂石成桩)1、原理:是以起重机吊起振冲器,启动潜水电机带动偏心块,使振冲器产生高频振动,同时开动水泵,通过喷嘴喷射高压水流成孔,然后分批填以砂石骨料形成一根根桩体,桩体与原地基构成复合地基。2、施工准备(1)技术准备:1)了解现场有无障碍,工作面是不是够用,辅助措施有没有到位。2)了解现场地质情况,3)设置试验区,确定各项施工参数。(2)材料要求:可用粗砂,中砂,砾砂,碎石,卵石,角砾,圆砾等,粒径为5-50mm。(3)主要机具:振冲器,起重机,水泵,控制电流操作台,150A电流表,500V电压表,供水管道及加料设备等。
103、施工工艺(1)振冲挤密法1)方法:在中、粗砂地基中,不外加料,利用振冲器的振动使松散砂密实。2)施工顺序:对准加固点、启动吊机、振冲下沉、振冲提升、关机关水和移位、整平场地。(2)振冲置换法1)方法:在砂土和粉土中,利用振冲器冲孔,加填料振密成桩。2)施工程序:定位、振冲下沉、成孔、清孔、填料、振密、成桩。
11(五)深层搅拌水泥土地基1、原理:利用特制的深层搅拌机在地基深处,将软土与固化剂强制拌合,使软土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的水泥加固土,又称为水泥土搅拌桩。2、施工工艺:定位——预拌下沉——制备水泥浆——提升、喷浆、搅拌——重复上下搅拌——清洗、移位3、材料要求及截面形状:宜用425号水泥,掺灰量应不小于10%,以12~15%为宜;宜连续,形成封闭的实体或格状结构。4、适用:淤泥、淤泥质土、粉质黏土等地基承载力特征值不大于150kP的土层。
122.1.3其他较常见的地基处理方法挤——挤密地基拌——搅拌法加固地基
131.根据使用材料性能不同可分为无筋扩展基础(刚性基础)和扩展基础(柔性基础)。2.按构造形式不同可分为独立基础、条形基础(包括墙下条形基础与柱下条形基础)、筏板基础、箱形基础等。浅基础的分类2.2浅埋式钢筋混凝土基础施工
14一.无筋扩展基础:无筋扩展基础:又称刚性基础,一般由砖、石、素混凝土、灰土和三合土等材料建造的墙下条型基础,或柱下独立基础。特点:抗压强度高,而抗拉、抗弯、抗剪性能差。适用范围:适用于六层和六层以下的民用建筑和轻型工业厂房。
151.构造要求无筋扩展基础的截面尺寸有矩形、阶梯形和锥形等,如附图1所示。附图1无筋扩展基础截面形式(a)墙下刚性基础;(b)柱下刚性基础
16为保证无筋扩展基础内的拉应力及剪应力不超过基础的允许抗拉、抗剪强度,一般基础的刚性角及台阶宽高比应满足规范要求,同时基础底面宽度b应符合下式要求:b≤b0+2H0tanα
171)基础弹线:基础开挖、垫层施工完毕后,应根据基础平面图尺寸,用钢尺量出各墙的轴线位置及基础的外边沿线,并用墨斗弹出。基础放线尺寸的允许偏差应符合有关规定。2)基础砌筑:砖基础砌筑方法、质量要求详见第3章砌筑工程。2.施工要点(1)砖基础
181)混凝土浇筑前应进行验槽,轴线、基坑(槽)尺寸和土质等均应符合设计要求。2)基坑(槽)内浮土、积水、淤泥、杂物等均应清除干净。基底局部软弱土层应挖去,用灰土或砂砾回填夯实至基底相平。3)质量检查。混凝土的质量检查,主要包括施工过程中的质量检查和养护后的质量检查。(2)混凝土基础
191)混凝土浇筑前应进行验槽,轴线、基坑(槽)尺寸和土质等均应符合设计要求。2)基坑(槽)内浮土、积水、淤泥、杂物等均应清除干净。基底局部软弱土层应挖去,用灰土或砂砾回填夯实至基底相平。3)质量检查。混凝土的质量检查,主要包括施工过程中的质量检查和养护后的质量检查。(2)混凝土基础
20施工过程中的质量检查:即在制备和浇筑过程中对原材料的质量、配合比、坍落度等的检查。养护后的质量检查:即混凝土的强度、外观质量、构件的轴线、标高、断面尺寸等的检查。
21二.扩展基础扩展基础:系指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。柱下独立基础:常为阶梯形或锥形,基础底板常为方形和矩形。建筑结构承重墙下多为钢筋混凝土条形基础,根据受力条件,可分为不带肋和带肋两种。
22(b)柱下钢筋混凝土独立基础(a)阶梯形;(b)锥形
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24(a)(b)墙下钢筋混凝土条形基础(a)板式;(b)梁板结合式
25(1)基本构造要求。(2)当柱下钢筋混凝土独立基础的边长和墙下钢筋混凝土条形基础的宽度大于或等于2.5m时,底板爱力钢筋的长度可取边长或宽度的0.9倍,并宜交错布置,见附图4(a)。(3)钢筋混凝土条形基础底板在T形及十字形交接处,底板横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向通长布置,另一方向的横向受力钢筋可布置到主要受力方向底板宽度1/4处,见附图图4(b)。在拐角处底板横向受力钢筋应沿两个方向布置,见附图4(c)。1.构造要求
26附表1扩展基础构造要求序号项目内容与要求1锥形基础边缘高度边缘高度h不宜小于200mm2阶梯形基础每阶高度宜为300~500mm3垫层厚度不宜小于70mm,一般采用100mm4底板受力钢筋最小直径与间距底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm,间距不宜大于200mm,也不宜小于100mm,墙下钢筋混凝土条基纵向分布钢筋不小于8mm,间距不大于300mm。5钢筋保护层厚度当有垫层时钢筋保护层的厚度不宜小于40mm,无垫层时不宜小于70mm6垫层混凝土强度等级应为C107基础混凝土强度等级不应低于C208基础插筋对于现浇柱的基础,如与柱子不同时浇灌时,其插筋的数目和直径与柱内纵向受力钢筋相同。插筋的锚固长度及与柱的纵向受力钢筋的搭接长度,应符合有关规定。
27附图4扩展基础底板受力钢筋布置示意
28(1)基坑验槽与混凝土垫层基坑验槽清理同刚性基础。垫层混凝土在验槽后应立即灌筑,以保护地基,混凝土宜用表面振动器进行振捣,要求表面平整,内部密实。(2)弹线、支模与铺设钢筋网片混凝土垫层达到一定强度后,在其上弹线、支模、铺放钢筋网片,底部用与混凝土保护层同厚度的水泥砂浆块垫塞,以保证位置正确。2.施工要点
29(3)浇筑混凝土在浇筑混凝土前,模板和钢筋上的灰浆、泥土和钢筋上的锈皮油污等杂物,应清除干净,木模板应浇水加以湿润。基础混凝土宜分层连续浇灌完成。对于锥形基础,应注意控制锥体斜面坡度正确,斜面模板应随混凝土浇筑分层支设,并顶紧。边角处的混凝土必须捣实,严禁斜面部分不支模,只用铁锹拍实。
30(4)施工缝留设钢筋混凝土条形基础可留设垂直和水平施工缝。(5)基础上插筋与养护基础上有插筋时,其插筋的数量、直径及钢筋种类应与柱内纵向受力钢筋相同,插筋的锚固长度,应符合设计要求。施工时,对插筋要加以固定,以保证插筋位置正确,防止浇捣混凝土时发生移位。混凝土浇灌完毕,外露表面应覆盖浇水养护,养护时间不少于7d。
31三.杯形基础杯形基础常用于装配式钢筋混凝土柱的基础,形式有一般杯口基础、双杯口基础、高杯口基础等。杯形基础的构造要求。1.构造要求
32附图5杯形基础形式、构造示意a)一般杯口基础b)双杯口基础C)高杯口基础
33序号项目内容1柱的插入深度柱的插入深度h1,应满足锚固长度的要求和吊装时柱的稳定性(即不小于吊装时柱长的0.05倍)2基础的杯底厚度和杯壁厚度基础的杯底厚度和杯壁厚宽,可按现行《建筑地基基础设计规范》选用3杯壁配筋规定当柱为轴心或小偏心受压且t/h2≥0.65时或大偏心受压且t/h2≥0.75时,杯壁可不配筋;当柱为轴心或小偏心受压,且0.5≤t/h2<0.65时,杯壁可按现行《建筑地基基础设计规范》规定配筋4高杯口基础预制钢筋混凝土柱(包括双支柱)与高杯口基础的连接,应符合上述规范规定附表2杯形基础构造要求
342.施工要点(1)杯口模板杯口模板可用木模板或钢模板,可作成整体式,也可作成两半形式,中间各加楔形板一块,拆模时,先取出楔形板,然后分别将两半杯口模板取出。
35附图5杯口内模板排气孔示意1、空鼓2、杯口模板3、底板留排气孔
36混凝土要先浇筑至杯底标高,方可安装杯口内模板,以保证杯底标高准确,一般在杯底均留有50mm厚的细石混凝土找平层,在浇筑基础混凝土时,要仔细控制标高。浇筑杯口时,一要对称下料,避免杯口位移;二要注意振捣,避免杯口模板上浮。混凝土应按台阶分层浇灌。对高杯口基础的高台阶部分按整段分层浇灌,不留施工缝。基础浇捣完毕,混凝土终凝前将杯口模板取出(用倒链),并将杯口内侧表面混凝土凿毛。(2)混凝土浇筑
37四.柱下条形基础柱下钢筋混凝土条形基础是由单向梁或交叉梁及其横向伸出的翼板组成的,其横断面一般呈倒T型,基础截面下部向两侧伸出部分叫翼板。中间梁腹部分叫肋梁,常用于上部结构荷载较大,地基土承载力较低的基础,如附图6所示。
38图2.12柱下条形基础
391.构造要求(1)柱下条形基础的构造除满足一般扩展基础的构造要求外,还应符合附表3的规定。(2)现浇柱与条形基础梁的交接处,其平面尺寸不应小于附图7的规定。
40序号项目内容与要求1基础梁的高度宜为柱距的1/4~1/82翼板厚度不小于200mm,当翼板厚度大于250mm时,宜采用变厚度翼板,其坡度宜小于或等于1:33端部向外伸出长度宜为第一跨距的0.25倍4混凝土强度等级不低于C205基础插筋对于现浇柱的基础,如与柱不同时浇筑时其插筋的数目和直径与柱内纵向受力钢筋相同,插筋的锚固长度及与柱的纵向受力钢筋的搭接长度应符合有关规定附表3柱下条形基础的构造要求
41附图7现浇柱与基础梁交接处平面尺寸
422.施工要点当基槽验收合格后,应立即浇筑混凝土垫层,以保护地基。垫层混凝土应采用平板式振动器进行振捣,要求垫层混凝土密实,表面平整,待垫层强度达到设计强度的70%,即在其上弹支模、绑扎钢筋网片,并安装水泥砂浆垫块,做好浇筑混凝土的准备。钢筋绑扎必须牢固,位置准确,垫块厚度必须符合保护层的要求。钢筋经验收合格后,应立即浇筑混凝土,混凝土浇筑要求及施工缝留设等同扩展基础。
43五.筏形基础筏形基础是由整板式钢筋混凝土板(平板式)或由钢筋混凝土底板、梁整体(梁板式)两种类型组成,适用于有地下室或地基承载能力较低而上部荷载较大的基础,筏形基础在外形和构造上如倒置的钢筋混凝土楼盖,分为梁板式和平板式两类,如附图8所示。
44附图8筏形基础(a)梁板式;(b)平板式1-底板;2-梁;3-柱;4-支墩
45筏形基础一般构造要求,如附表4所示。2.施工要点(1)根据地质勘探和水文资料,地下水位较高时,应采用降低水位的措施,使地下水位降低至基底以下不少于500mm;保证在无水情况下,进行基坑开挖和钢筋混凝土筏体施工。1.构造要求
46附表4筏形基础构造要求序号项目技术要求1基础厚度一般为等厚,平面应大致对称,尽量减少基础承受偏心力矩2底板厚宽不应小于300mm,且板厚与板格的最小跨度之比不宜小于1/203梁截面梁截面按计算确定,梁高出板的顶面一般不小于300mm,梁宽不小于250mm4配筋及保护层厚度钢筋宜用HPB235,HRB335,钢筋保护层厚度不宜小于40mm5混凝土强度等级垫层混凝土宜为C15,厚度为100mm,每边伸出基础底板不小于100mm,筏形基础混凝土强度等级不应低于C30。
47(2)根据筏体基础结构情况、施工条件等确定施工方案。一般有两种方法:一是先铺设垫层,在垫层上绑扎底板、梁的钢筋和柱子锚固插筋,可先浇筑底板混凝土。待其强度达到设计强度25%时,再在底板支梁模板,继续浇筑梁部分混凝土;二是将底板和梁模板一次支好,将混凝土一次浇筑完成。筏形混凝土基础应一次连续浇筑完成,不宜留设施工缝。必须留设时,应按施工缝的要求留设,并进行处理,同时应有止水技术措施。并做好沉降观测。(3)加强养护。混凝土筏形基础施工完毕后,表面应加以覆盖和洒水养护,以保证混凝土的质量。
48六.箱形基础箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板、侧墙及一定数量的内隔墙构成封闭的箱体。它的整体性和刚度都比较好,有调整不均匀沉降的能力,抗震能力较强,可以消除因地基变形而使建筑物开裂的缺陷。也可以减少基底处原有地基的自重应力。降低总沉降量。箱形基础适用于作为软弱地基上面积较小,平面形状简单,荷载较大或上部结构分布不均的高层建筑物的基础,如附图9所示。
49附图9箱形基础1、底板2、外墙3、内横隔墙4、内纵隔墙5、顶板6-柱
50箱形基础构造要求,如附表5所示。1.构造要求
51附表5箱形基础构造要求序号项目内容1平面布置为避免基础出现过度倾斜,箱形基础在平面布置上尽可能对称,以减少荷载的偏心距。箱形基础的内、外墙应沿上部结构柱网和剪力墙纵橫均匀布置,墙体水平截面面积不宜小于箱形基础外墙外包尺寸的水平投影面积的1/10。对基础平面长宽比大于4的箱形基础,其纵墙水平截面面积不得小于箱基外包尺寸水平投影面积的1/18。计算墙体水平截面积时,不扣除洞口部分2高度及基础埋置深度箱形基础的高度应满足结构承载力和刚度的要求,其值不宜小于箱形基础长度的1/20,并不宜小于3m。箱形基础的长度不包括底板悬挑部分。高层建筑同一结构单元内,箱形基础的埋置深度宜一致,且不得局部采用箱形基础3底、顶板厚度底、顶的厚度应满足柱或墙冲切验算要求,根据实际受力情况通过计算确定。底板厚度一般取隔墙间距的1/10~1/8,约为300~1000mm,顶板厚度约为200~400mm,内墙厚度不宜小于200mm,外墙厚度不应小于250mm4混凝土强度等级箱形基础的混凝土强度等级不应低于C20;桩箱基础的混凝土强度等级不应低于C30。当采用防水混凝土时,防水混凝土的抗渗等级应根据其厚度及地下水的最大水头的比值,按有关规定选用,且其抗渗等级不应小于0.6N/mm25墙体为保证箱形基础的整体刚度,对其墙体的数量应有一定的限制,即平均每平方米基础面积上墙体长度不得小于400mm,或墙体水平截面积不得小于基础面积的1/10,其中纵墙配置量不得小于墙体总配置量的3/5
522.施工要点(1)基坑处理基坑开挖如有地下水,应将地下水位降低至设计底板以下500mm处。当地质为粉质砂土有可能产生流砂现象时,不得采用明沟排水,宜采用井点降水措施。
53(2)支模和浇筑箱形基础的底板、内外墙和顶板的支模和灌筑,可采取内外墙作顶板分次支模灌筑方法施工,其施工缝留设位置如图2.16所示,外墙接缝应设榫接或设止水带。施工缝的处理,应符合有关规定,如附图10所示。
54附图10箱形基础施工缝位置留设1-1、2-2-施工缝位置
55基础的底板、内外墙和顶板宜连续浇灌完毕。当基础长度超过40m时,为防止出现温度收缩裂缝,一般应设置贯通后浇施工缝,缝宽不宜小于800mm,在施工缝处钢筋应贯通后浇施工缝,顶板浇灌后,相隔14~28d,用比设计强度等级提高一级的微膨胀的细石混凝土将施工缝填灌密实,并加强养护。当有可靠的基础防裂措施时,可不设后浇施工缝。
562.3桩基础工程
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61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。
62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。
63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。
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65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。
662.3.1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。
67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。
682.1.1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
69管桩及长度在10m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
70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30d0并不小于500mm。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。
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72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
73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7d。钢筋混凝土预制桩的质量检验标准应符合表2.2的规定。
74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<10mm,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
75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<20mm,宽度<0.25mm,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mmmmmmmm±5<10<10
76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。
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782.1.3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。
79(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0.2~2t。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)。
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82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。
83表2.3锤重选择表锤型柴油锤(t)202535456072锤的动力性能冲击部分重(t)2.02.53.54.56.07.2总重(t)4.56.57.29.615.018.0冲击力(kN)20002000~25002500~40004000~50005000~70007000~10000常用冲程(m)1.8~2.3桩的边长或直径预制方桩、预应力管桩的边长或直径(cm)25~3535~4040~4545~5050~5555~60钢管桩直径(cm)φ40φ60φ90Φ90~100持力层粘性土粉土一般进入深度(m)1~21.5~2.52~32.5~3.53~43~5静力触探比贯入阻力Ps平均值(MPa)345>5>5>5砂土一般进入深度(m)0.5~10.5~1.51~21.5~2.52~32.5~3.5标准贯入击数N(未修正)15~2520~3030~4040~4545~5050锤的常用控制贯入度(cm/10击)2~33~54~8设计单桩极限承载力(kN)400~120800~16002500~40003000~50005000~70007000~10000
84(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。
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86(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。
872.1.3.2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))。
88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。
892.1.3.3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(1~2m)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。
902.1.3.4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
91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+0.01H150+0.01H2桩数为1~3根桩基中的桩1003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
92(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
932.1.3.5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。
94(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。
95(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。
962.1.3.6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。
972.1.3.7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。
982.1.4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(800~1500kN)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)。
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1022.3.2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。
1032.2.1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Φ400mm、Φ500mm、Φ600mm,钻孔深度相应为12m、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。
104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50~60cm。
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1062.2.2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。
107泥浆护壁成孔灌注桩施工现场点击播放
1082.2.2.1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2m左右,上部设1~2个溢浆孔,是用厚4~8mm钢板制成的圆筒,其内径应大于钻头直径200mm。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。
109在钻孔过程中,向孔中注入相对密度为1.1~1.5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。
1102.2.2.2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。
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112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。
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114循环成孔点击播放
115(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。
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118冲击钻机就位后,校正冲锤中心对准护筒中心,在冲程0.4~0.8m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3~4m以后,冲程可以提高到1.5~2.0m,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。
119(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渣,依次循环成孔。冲抓锥成孔施工过程、护筒安装要求、泥浆护壁循环等与冲击成孔施工相同。适用于松软土层(砂土、粘土)中冲孔,但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工。
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1212.2.2.3清孔验孔是用探测器检查桩位、直径、深度和孔道情况;清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土,以减少桩基的沉降量,提高承载能力。泥浆护壁成孔清孔时,对于土质较好不易坍塌的桩孔,可用空气吸泥机清孔,气压为0.5MPa,使管内形成强大高压气流向上涌,同时不断地补足清水,被搅动的泥渣随气流上涌从喷口排出,直至喷出清水为止。对于稳定性较差的孔壁应采用泥浆循环法清孔或抽筒排渣,清孔后的泥浆相对密度应控制在1.15~1.25。
1222.2.2.4浇注水下混疑土泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的,故称为浇筑水下混凝土。水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级,必须具备良好的和易性,配合比应通过试验确定。水下混凝土浇筑常用导管法(图2.17)。浇筑时,先将导管内及漏斗灌满混凝土,其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上,然后剪断悬吊隔水栓的钢丝,混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。
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1242.2.3沉管灌注桩沉管灌注桩是利用锤击打桩设备或振动沉桩设备,将带有钢筋混凝土的桩尖(或钢板靴)或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中(钢管直径应与桩的设计尺寸一致),造成桩孔,然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土,随之拔出套管,利用拔管时的振动将混凝土捣实,便形成所需要的灌注桩。利用锤击沉桩设备沉管、拔管成桩,称为锤击沉管灌注桩(图2.18);利用振动器振动沉管、拔管成桩,称为振动沉管灌注桩(图2.19)。
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127在沉管灌注桩施工过程中,对土体有挤密作用和振动影响,施工中应结合现场施工条件,考虑成孔的顺序。间隔一个或两个桩位成孔;在邻桩混凝土初凝前或终凝后成孔;一个承台下桩数在5根以上者,中间的桩先成孔,外围的桩后成孔。
128为了提高桩的质量和承载能力,沉管灌注桩常采用单打法、复打法、翻插法等施工工艺。单打法(又称一次拔管法):拔管时,每提升0.5~1.0m,振动5~10s,然后再拔管0.5~1.0m,这样反复进行,直至全部拔出。复打法:在同一桩孔内连续进行两次单打,或根据需要进行局部复打。施工时,应保证前后两次沉管轴线重合,并在混凝土初凝之前进行。翻插法:钢管每提升0.5m,再下插0.3m,这样反复进行,直至拔出。
1292.2.3.1锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩适宜于一般粘性土、淤泥质土和人工填土地基,其施工过程见图2.20所示。
130锤击沉管灌注桩点击播放点击播放
131爆扩桩点击播放
132锤击沉管灌注桩施工要点:桩尖与桩管接口处应垫麻(或草绳)垫圈,以防地下水渗入管内和作缓冲层。沉管时先用低锤锤击,观察无偏移后,才正常施打。拔管前,应先锤击或振动套管,在测得混凝土确已流出套管时方可拔管。桩管内混凝土尽量填满,拔管时要均匀,保持连续密锤轻击,并控制拔管速度,一般土层以不大于1m/min为宜,软弱土层与软硬交界处,应控制在0.8m/min以内为宜。
133在管底未拔到桩顶设计标高前,倒打或轻击不得中断,注意使管内的混凝土保持略高于地面,并保持到全管拔出为止。桩的中心距在5倍桩管外径以内或小于2m时,均应跳打施工;中间空出的桩须待邻桩混凝土达到设计强度的50%以后,方可施打。
1342.2.3.2振动沉管灌注桩振动沉管灌注桩采用激振器或振动冲击沉管。其施工过程为:桩机就位沉管上料拔管
1352.2.3.3沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法(1)颈缩颈缩:指桩身的局部直径小于设计要求的现象。当在淤泥和软土层沉管时,由于受挤压的土壁产生空隙水压,拔管后便挤向新灌注的混凝土,桩局部范围受挤压形成颈缩。当拔管过快或混凝土量少,或混凝土拌和物和易性差时,周围淤泥质土趁机填充过来,也会形成颈缩。处理方法:拔管时应保持管内混凝土面高于地面,使之具有足够的扩散压力,混凝土坍落度应控制在50~70mm。拔管时应采用复打法,并严格控制拔管的速度。
136(2)断桩断桩:指桩身局部分离或断裂,更为严重的是一段桩没有混凝土。原因:桩距离太近,相邻桩施工时混凝土还未具备足够的强度,已形成的桩受挤压而断裂。处理方法:施工时,控制中心距离不小于4倍桩径;确定打桩顺序和行车路线,减少对新灌注混凝土桩的影响。采用跳打法或等已成型的桩混凝土达到60%设计强度后,再进行下根桩的施工。
137(3)吊脚桩吊脚桩是指桩底部混凝土隔空或松软,没有落实到孔底地基土层上的现象。原因:当地下水压力大时,或预制桩尖被打坏,或桩靴活瓣缝隙大时,水及泥浆进入套筒钢管内,或由于桩尖活瓣受土压力,拔管至一定高度才张开,使得混凝土下落,造成桩脚不密实,形成松软层。处理方法:为防止活瓣不张开,开始拔管时,可采用密张慢拔的方法,对桩脚底部进行局部翻插几次,然后再正常拔管。桩靴与套管接口处使用性能较好的垫衬材料,防止地下水及泥浆的渗入。
138(4)混凝土灌注过量如果灌桩时混凝土用量比正常情况下大1倍以上,这可能是由于孔底有洞穴,或者在饱和淤泥中施工时,土体受到扰动,强度大大降低,在混凝土侧压力作用下,桩身扩大而混凝土用量增大所造成的。因此,施工前应详细了解现场地质情况,对于在饱和淤泥软土中采用沉管灌注桩时,应先打试桩。若发现混凝土用量过大时,应与设计单位联系,改用其他桩型。
1392.2.4人工挖孔大直径灌注桩大直径灌注桩是采用人工挖掘方法成孔,放置钢筋笼,浇筑混凝土而成的桩基础,也称墩基础。它由承台、桩身和扩大头组成(图2.21),穿过深厚的软弱土层而直接坐落在坚硬的岩石层上。优点是桩身直径大,承载能力高;施工时可在孔内直接检查成孔质量,观察地质土质变化情况;桩孔深度由地基土层实际情况控制,桩底清孔除渣彻底、干净,易保证混凝土浇筑质量。
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1412.2.4.1人工挖掘成孔护壁方法施工坍落的支护措施有现浇混凝土护壁、沉井护壁、喷射混凝土护壁等。(1)现浇混凝土护壁法施工即分段开挖、分段浇筑混凝土护壁,既能防止孔壁坍塌,又能起到防水作用。桩孔采取分段开挖,每段高度取决于土壁直立状态的能力,一般0.5~1.0m为一施工段,开挖井孔直径为设计桩径加混凝土护壁厚度。护壁施工段,即支设护壁内模板(工具式活动钢模板)后浇筑混凝土,其强度一般不低于C15,护壁混凝土要振捣密实;当混凝土强度达到1MPa(常温下约24h)可拆除模板,进入下一施工段。如此循环,直至挖到设计要求的深度。
142(2)沉井护壁法施工当桩径较大,挖掘深度大,地质复杂,土质差(松软弱土层),且地下水位高时,应采用沉井护壁法挖孔施工。沉井护壁施工是先在桩位上制作钢筋混凝土井筒,井筒下捣制钢筋混凝土刃脚,然后在筒内挖土掏空,井筒靠其自重或附加荷载来克服筒壁与土体之间的摩擦阻力,边挖边沉,使其垂直地下沉到设计要求深度。
1432.2.4.2施工中应该注意的几个问题桩孔中心线平面位置偏差不宜超过50mm,桩的垂直度偏差不得超过0.5%,桩径不得小于桩设计直径。挖掘成孔区内,不得堆放余土和建筑材料,并防止局部集中荷载和机械振动。桩基础一定要坐落在设计要求的持力层上,桩孔的挖掘深度应由设计人员根据现场地基土层的实际情况决定。
144人工挖掘成孔应连续施工,成孔验收后立即进行混凝土浇筑。认真清除孔底浮渣余土,排净积水,浇筑过程中防止地下水流入。人工挖掘成孔过程中,应严格按操作规程施工。井面应设置安全防护栏,当桩孔净距小于2倍桩径且小于2.5m时,应间隔挖孔施工。
1452.2.5灌注桩施工质量要求及完全技术灌注桩施工质量检查包括成孔及清孔、钢筋骨架制作及安放、混凝土搅拌及灌注等三个施工过程的质量检查。施工前应对水泥、砂、石子、钢材等原材料进行检查,对施工组织设计中制定的施工顺序、监测手段也应进行检查。
1462.2.5.1成孔质量检查及要求(1)桩的桩位偏差必须符合表2.6的规定,桩顶标高至少要比设计标高高出0.5m。(2)灌注桩成孔深度的控制要求锤击套管成孔,桩尖位于坚硬、硬塑粘性土、碎石土、中密以上的砂土、风化岩土层时,应达到设计规定的贯入度;桩尖位于其他软土层时,桩尖应达到设计规定的标高。泥浆护壁成孔、干作业成孔,应达到设计规定的深度。灌注桩的沉渣厚度:当以摩擦力为主时,不得大于150mm;当以端承力为主时不得大于50mm。
147表2.6灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差序号成孔方法桩径允许偏差(mm)垂直度允许偏差(%)桩位允许偏差(mm)1~3根、单排桩基垂直中心线方向和群桩基础的边桩条形桩基沿中心线方向和群桩基础的中间桩1泥浆护壁灌注桩D≤1000mm±50<1D/6,且不大于100D/4,且不大于150D>1000mm±50100+0.01H150+0.01H2套管成孔灌注桩D≤500mm-20<170150D>500mm1001503干作业成孔灌注桩-20<1701504人工挖孔桩混凝土护壁+50<0.550150钢套管护壁+50<1100200
1482.2.5.2钢筋笼制作及安放要求钢筋笼制作时,要求主筋沿环向均匀布置,箍筋的直径及间距、主筋的保护层、加劲箍的间距等均应符合设计要求。主筋与箍筋之间宜采用焊接连接。加劲箍应设在主筋外侧,主筋一般不设弯钩,根据施工工艺要求,所设弯钩不得向内圈伸露,以免妨碍施工。
149钢筋笼主筋的保护层允许偏差:水下灌注混凝土桩为±20mm;非水下灌注混凝土桩为±10mm。钢筋笼制作、运输、安装过程中,应采取措施防止变形,并应有保护层垫块(或垫管、垫板)。吊放入孔时,应避免碰撞孔壁。灌注混凝土时,应采取措施固定钢筋笼的位置。
1502.2.5.3混凝土搅拌与灌注(1)混凝土搅拌主要检查材料质量与配比计量、混凝土坍落度;灌注混凝土应检查防止混凝土离析的措施、浇筑厚度及振捣密实情况。(2)灌注桩各工序应连续施工。钢筋笼放入泥浆后,4h内必须灌注混凝土。
151(3)灌注后,桩顶应高出设计标高0.50m。灌注桩的实际浇筑混凝土量不得小于计算体积。(4)浇筑混凝土时,同一配比的试块,每班不得少于1组;泥浆护壁成孔的灌注桩,每根不得少于1组。(5)混凝土灌注桩的质量检验标准应符合表2.7、表2.8的规定。
152表2.7混凝土灌注桩钢筋笼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主筋间距±10用钢尺量2长度±100用钢尺量一般项目1钢筋材质检验设计要求抽样送检2箍筋间距±20用钢尺量3直径±20用钢尺量
153表2.8混凝土灌注桩质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值(mm)检查方法单位数值主控项目1桩位见表2.6基坑开挖前量护筒、开挖后量桩中心2孔深Mm+300只深不浅,用重锤测,或测钻杆、套管长度,嵌岩桩应确保进入设计要求的嵌岩深度3桩体质量检验按基桩检测技术规范。按基桩检测技术规范4混凝土强度设计要求试件报告或钻芯取样送检5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垂直度见表2.6测套管或钻杆,或用超声波探测,干施工时吊垂球2桩径见表2.6井径仪或超声波检测,干施工时用钢尺量,人工挖孔桩不包括内衬厚度
154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3泥浆面标高(高于地下水位)M0.5~1.0目测4沉渣厚度:端承桩摩擦桩mmmm≤50≤150用沉渣仪或重锤测量5混凝土坍落度:水下灌注干施工mmmm160~22070~100坍落度仪6钢筋笼安装深度mm±100用钢尺量7混凝土充盈系数>1检查每根桩的实际灌注量8桩顶标高mm+30-50水准仪,需扣除桩顶浮浆层及劣质桩体
1552.2.5.4施工验收资料桩基施工验收应包括下列资料:(1)工程地质勘察报告、桩基施工图、图纸会审纪要、设计变更单及材料代用通知单等。(2)经审定的施工组织设计、施工方案及执行中的变更情况。(3)桩位测量放线图,包括工程桩位线复核签证单。
156(4)桩孔、钢筋、混凝土工程施工隐蔽记录及各分项工程质量检查验收单及施工记录。(5)成桩质量检查报告。(6)单桩承载力检测报告。(7)基坑挖至设计标高的桩位竣工平面图及桩顶标高图。
1572.2.5.5桩基础工程安全技术(1)桩基础工程施工区域,应实行封闭式管理,进入现场的各类施工人员,必须接受安全教育,严格按操作规程施工,服从指挥,坚守岗位,集中精力操作。(2)按不同类型桩的施工特点,针对不安全因素,制定可靠的安全措施,严格实施。
158(3)对施工危险区域和机具(冲击、锤击桩机,人工挖掘成孔的周围,桩架下),要加强巡视检查,对于有险情或异常情况时,应立即停止施工并及时报告,待有关人员查明原因,排除险情或加固处理后,方能继续施工。(4)打桩过程中可能引起停机面土体挤压隆起或沉陷,打桩机械及桩架应随时调整,保持稳定,防止意外事故发生。(5)加强机械设备的维护管理,机电设备应有防漏电装置。
159本章小结(1)桩基础是一种常用的深基础形式,当天然地基上的浅基础沉降量过大或地基承载力不能满足设计要求时,宜采用桩基础。明确工程地质勘察是桩基础设计与施工的重要依据。(2)锤击沉桩施工速度快,机械化程度高,适用范围广,但噪音、振动和土体挤压都会对周围环境产生影响。施工中尽可能采用预防措施,减少噪音、振动公害。
160(3)灌注桩施工中包括有成孔、钢筋笼制作安装、清孔和灌注混凝土等施工过程,成桩工艺较复杂,湿作业成孔时成桩速度慢,其成桩质量与施工好坏密切相关,成桩质量难以直观的进行检查。在灌注桩施工方案中要对质量事故认真分析,并采取相应的预防措施。
161本章作业P612.12.32.52.72.112.12
162演讲完毕,谢谢观看!
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