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揚(yáng)州大學(xué)建工學(xué)院路橋教研室張靜制作jsyzzhangjing163.com基礎(chǔ)工程1揚(yáng)州大學(xué)建工學(xué)院基礎(chǔ)工程1第三章樁基礎(chǔ)本章主要內(nèi)容:重點(diǎn)介紹樁基礎(chǔ)的構(gòu)造、施工工藝、設(shè)計(jì)計(jì)算方法及其單樁容許承載力的確定。

第一節(jié)概述第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工第四節(jié)單樁承載力第五節(jié)基樁內(nèi)力和位移計(jì)算第六節(jié)群樁基礎(chǔ)的豎向分析及其驗(yàn)算第七節(jié)承臺(tái)計(jì)算第八節(jié)樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)2第三章樁基礎(chǔ)本章主要內(nèi)容:2第一節(jié)概述一、樁基礎(chǔ)的組成——若干根基樁+承臺(tái)或系梁二、樁基礎(chǔ)的特點(diǎn)——承載力高,穩(wěn)定性好,沉降小而均勻,而且可以避免水下施工,簡(jiǎn)化施工設(shè)備和技術(shù)要求,加快施工速度,改善勞動(dòng)條件。三、樁基礎(chǔ)的作用1、樁——將承臺(tái)以上結(jié)構(gòu)物傳來(lái)的外力通過承臺(tái),由樁傳至較深的地基持力層以及樁側(cè)土體中;2、承臺(tái)(或系梁)——將外力傳給各樁并箍住樁頂使各樁共同作用。

3第一節(jié)概述一、樁基礎(chǔ)的組成3第一節(jié)概述四、樁基礎(chǔ)的適用條件1、荷載較大,地基上部土層軟弱,適宜的地基持力層位置較深,采用淺基礎(chǔ)或人工地基在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上不合理時(shí);2、河床沖刷較大,河道不穩(wěn)定或沖刷深度不易計(jì)算正確,如采用淺基礎(chǔ)施工困難或不能保證基礎(chǔ)安全時(shí);3、當(dāng)?shù)鼗?jì)算沉降過大或結(jié)構(gòu)物對(duì)不均勻沉降敏感時(shí),可以采用樁基礎(chǔ)穿過松軟(高壓縮)土層,將荷載傳至較堅(jiān)實(shí)(低壓縮性)土層,以減少結(jié)構(gòu)物沉降并使沉降較均勻;同時(shí)樁基礎(chǔ)還能增強(qiáng)結(jié)構(gòu)物的抗震能力(但須注意震動(dòng)液化);4、當(dāng)施工水位或地下水位較高時(shí);4第一節(jié)概述四、樁基礎(chǔ)的適用條件4第一節(jié)概述

5、以上各種情況也可采用其它形式的深基礎(chǔ),需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上的比較,但樁基礎(chǔ)往往是優(yōu)先考慮的深基礎(chǔ)方案;

6、在同一樁基中,不宜同時(shí)采用摩擦樁和柱樁,亦不宜采用直徑不同、材料不同和樁尖相差過大的樁;7、對(duì)于特殊大橋,必要時(shí)在施工前先作試樁進(jìn)行荷載試驗(yàn)。*注意:當(dāng)土層的軟弱層很厚時(shí),樁底不能達(dá)到堅(jiān)實(shí)土層,就需較多較長(zhǎng)的樁來(lái)傳遞荷載,這時(shí)的樁基礎(chǔ)穩(wěn)定性稍差,沉降量也較大;當(dāng)覆蓋層很薄時(shí),樁基的穩(wěn)定性也有問題,此時(shí)樁基就不一定是最佳形式。5第一節(jié)概述5、以上各種情況也可采用其它形式的深基第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造一、樁與樁基礎(chǔ)的分類1、按材料分⑴鋼筋混凝土樁⑵木樁⑶鋼樁6第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造一、樁與樁基礎(chǔ)的分類6第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

2、按承臺(tái)位置分——高樁承臺(tái)樁基礎(chǔ)(高樁承臺(tái))——低樁承臺(tái)樁基礎(chǔ)(低樁承臺(tái))⑴高樁承臺(tái)①承臺(tái)底面位于地面(或沖刷線)以上;②部分樁身外露在地面以上(樁的自由長(zhǎng)度為);③高樁承臺(tái)可減少墩臺(tái)的塢工數(shù)量,避免或減少水下作業(yè),施工較為方便。7第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

⑵低樁承臺(tái)①承臺(tái)底面位于地面(或沖刷線)以下;②自由長(zhǎng)度為零;③在水平力作用下,基樁的受力情況優(yōu)于高樁承臺(tái),樁身內(nèi)力和位移都將小于在同樣水平力作用下的高樁承臺(tái);在穩(wěn)定性方面,低樁承臺(tái)也較高樁承臺(tái)為好。⑶承臺(tái)底面標(biāo)高的要求①凍脹土地區(qū),承臺(tái)底面在土中時(shí),其埋深應(yīng)符合脹凍土地區(qū)的最小埋深要求;②承臺(tái)底面在水中時(shí),其標(biāo)高應(yīng)在最低冰層底面以下≮25cm;③當(dāng)有強(qiáng)大的流冰、流筏或其它漂流物時(shí),承臺(tái)底面標(biāo)高應(yīng)保證基樁不受直接撞擊損傷。8第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造⑵低樁承臺(tái)8第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

3、按施工方法分類——非擠土樁:干作業(yè)法鉆(挖)灌注樁、泥漿護(hù)壁法灌注樁、套管護(hù)壁法灌注樁——部分?jǐn)D土樁:沖孔灌注樁、擠擴(kuò)孔灌注樁、預(yù)鉆孔沉樁、敞口預(yù)應(yīng)力混凝土管樁——擠土樁:沉樁(錘擊、靜壓、振動(dòng)沉入的預(yù)制樁及閉口預(yù)應(yīng)力混凝土管樁等)⑴灌注樁基礎(chǔ)①鉆孔灌注樁——用鉆(沖)孔機(jī)械在土中形成樁孔,在孔內(nèi)放入鋼筋骨架,灌注樁身砼而形成i施工設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便,在公路橋涵中已經(jīng)全面推廣;ii對(duì)于淤泥以及可能產(chǎn)生流砂或有承壓水的地基,宜先做施工工藝試驗(yàn);iii樁徑一般0.8m~

2.5m;樁長(zhǎng)一般30~100m。

9第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造3、按施工方法分類9第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

②挖孔灌注樁——依靠人工(或部分機(jī)械配合)在地基中挖出樁孔,然后澆筑鋼筋混凝土或混凝土而形成;i不受施工設(shè)備限制,施工簡(jiǎn)單;能保證樁的質(zhì)量;可以擴(kuò)大樁底而增加樁底支承力;ii一般適用于無(wú)地下水或地下水量小的地層,對(duì)于可能發(fā)生流砂或含厚的軟粘土地基,需進(jìn)行孔壁支撐;iii在地形狹窄、山坡陡峻處可以代替鉆孔樁或較深的剛性擴(kuò)大基礎(chǔ);iv樁徑較大,一般﹥1.4m(規(guī)范規(guī)定≮1.2m);對(duì)于l﹥20m的樁,為保證安全,很少采用挖孔的施工方法。

10第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造②挖孔灌注樁——依靠第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

③沉管灌注樁——采用錘擊或振動(dòng)的方法把帶有樁尖的鋼套管沉入土層中成孔,在套管內(nèi)放置鋼筋籠,邊灌注混凝土邊拔套管而形成的灌注樁。i也可將套管打入土中擠土成孔后向套管中灌注混凝土并拔出套管成孔;ii適用于粘性土、砂性土地基;避免了可能產(chǎn)生的流砂、塌孔以及由泥漿護(hù)壁帶來(lái)的排渣問題;iii樁徑較小,一般在0.6m以下;樁長(zhǎng)一般在20m以內(nèi);iv在軟粘土中,由于擠壓時(shí)產(chǎn)生的孔隙水壓力易使混凝土樁出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象。

11第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造③沉管灌注樁——采用第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

④爆擴(kuò)樁——就地成孔后,采用炸藥爆炸擴(kuò)大孔底,澆筑混凝土而形成的樁。i提高樁的承載能力;ii適用于持力層較淺,以在粘性土中成型并支承在堅(jiān)硬密實(shí)土層上為最理想的采用條件。12第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造④爆擴(kuò)樁——就地成孔第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

⑵沉入樁基礎(chǔ)——打入樁——振動(dòng)下沉樁——射水下沉樁——靜力壓樁①打入樁——通過錘擊(或以高壓射水輔助)將各種預(yù)制的樁打入地基中達(dá)到所需的深度;i樁有鋼筋混凝土實(shí)心樁或管樁、木樁或鋼樁等;ii適用于樁徑較?。ㄒ话鉊﹤0.6m);iii適用于地基土質(zhì)為砂性土、粘性土、有承壓水的粉砂、細(xì)砂以及松散的不含大卵石或漂石的碎卵石類土的情況。

13第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造⑵沉入樁基礎(chǔ)13第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

②振動(dòng)下沉樁——將大功率的振動(dòng)打樁機(jī)安裝在樁(預(yù)制的鋼筋混凝土樁或鋼管樁)頂,利用振動(dòng)力使樁沉入土中;i適用于可塑性的粘性土和砂土,對(duì)于抗剪強(qiáng)度受振動(dòng)時(shí)有較大降低的砂土等地基效果尤為顯著;ii可采用射水輔助下沉。14第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造②振動(dòng)下沉樁14第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

③靜力壓樁——借助樁架自重及樁架上的壓重,通過液壓或滑輪組提供的靜反力將預(yù)制樁壓入土中。i適用于較均質(zhì)的可塑性粘性土地基,對(duì)于砂土及其它較堅(jiān)硬土層,不宜采用;ii無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音,能避免錘擊時(shí)的樁身和樁頂?shù)膿p傷;

iii分節(jié)長(zhǎng)度受樁架限制,接頭過多會(huì)影響壓樁效率。15第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造③靜力壓樁1第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

⑶管柱基礎(chǔ)——適用于靜水、有潮汐影響以及巖面起伏不平的河床;

①施工方法i將預(yù)制的大直徑(D=1~5m左右)鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土管柱用大型的振動(dòng)沉樁錘沿導(dǎo)向結(jié)構(gòu)將樁垂直振動(dòng)下沉至基巖,然后在管柱內(nèi)鉆巖成孔,下放鋼筋籠,灌注砼,將巖層與管柱牢固連接;ii管柱基礎(chǔ)的施工不受季節(jié)限制,沒有水下作業(yè),但是需要大量的施工機(jī)具,如振動(dòng)沉樁錘、鑿巖機(jī)、大型的起重設(shè)備等,動(dòng)力要求也比較高,一般在公路橋梁中較少采用;iii每節(jié)長(zhǎng)度根據(jù)施工條件而定,一般采用4m、8m、10m,接頭采用法蘭盤或螺栓聯(lián)接,但是需注意接頭密實(shí)。16第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造⑶管柱基礎(chǔ)16第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

②管柱構(gòu)造——多根樁柱式——單根實(shí)體式i多根樁柱式——用水下砼封底,用承臺(tái)將管柱群聯(lián)成一剛性整體;ii單根實(shí)體式——大直徑管柱下沉后,填實(shí)而形成。17第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造17第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

4、按受力條件分——端承樁和摩擦樁——豎直樁和斜樁⑴端承樁與摩擦樁①端承樁i樁穿過較松軟土層,樁底支承在巖石或硬土層等非壓縮性土層時(shí),基本依靠樁底土層抵抗力支承垂直荷載;

②摩擦樁i樁穿過并支承在各種壓縮性土層中,依靠樁側(cè)摩阻力和樁底土層抵抗力支承豎向荷載;ii端承樁與摩擦樁在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)采用的方法和有關(guān)參數(shù)不一樣。18第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造4、按受力條件分18第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

⑵豎直樁和斜樁①按樁軸方向可分為豎直樁、單向斜樁和多向斜樁;②樁基是否需斜樁,確定怎樣的斜度,應(yīng)視荷載的具體情況和施工設(shè)備條件而定,一般當(dāng)水平力和外力矩不大、樁的自由長(zhǎng)度不長(zhǎng)、樁身剛度較大時(shí),樁基均采用豎直樁;③在拱橋墩臺(tái)樁基設(shè)計(jì)時(shí),有時(shí)需設(shè)斜樁以承受上部結(jié)構(gòu)的水平推力,減少樁身M、Q和整個(gè)基礎(chǔ)的側(cè)向位移;④樁軸線與豎直線所成的傾斜角的正切不宜小于1/8,否則作用不大。19第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造⑵豎直樁和斜樁19第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造二、樁與樁基礎(chǔ)的構(gòu)造1、各種基樁的構(gòu)造⑴就地灌注鋼筋混凝土樁——鉆(挖)孔灌注樁①樁身一般是實(shí)心斷面,砼等級(jí)不得低于C25;②鉆孔樁設(shè)計(jì)直徑一般80~250cm;挖孔樁直徑和邊長(zhǎng)一般≮120cm。③端承樁根據(jù)樁底受力情況如需嵌入巖層時(shí),嵌入深度應(yīng)滿足N和M的要求,同時(shí)不得小于0.5m。

20第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造二、樁與樁基礎(chǔ)的構(gòu)造20第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

④鋼筋布置——應(yīng)按照內(nèi)力和抗裂性的要求布設(shè)——長(zhǎng)摩擦樁:根據(jù)樁身M分布情況分段配筋——短摩擦樁和端承樁:可按Mmax通長(zhǎng)均勻布筋i當(dāng)按內(nèi)力計(jì)算樁身不需配筋時(shí),應(yīng)在樁頂3~5m設(shè)構(gòu)造鋼筋;ii主筋不宜過細(xì)過少,D≮16mm,每根樁不少于8根,同時(shí)凈距宜為8~35cm,以保證灌注的砼能順暢地從鋼筋骨架中溢出,如配筋較大時(shí),也將鋼筋成束布置,每束不宜多于3根;iii箍筋D≮8mm,中距200mm~300mm;對(duì)于直徑較大的樁或較長(zhǎng)的骨架,一般沿骨架每隔200~250cm設(shè)置直徑16~32mm的加勁箍一道;iv鋼筋保護(hù)層厚度≮6cm;v鉆孔灌注樁常用的含筋率是0.2~0.6%,較一般預(yù)制鋼筋混凝土實(shí)心樁、管樁與管柱均低。21第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造④鋼筋布置——應(yīng)按照第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造22第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造22第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造23第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造23第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

⑵鋼筋混凝土預(yù)制樁——沉入樁①樁的類型——實(shí)心圓樁、方樁(少數(shù)是矩形樁)、空心管樁、管柱②沉入樁和管柱的砼等級(jí)≮C25,管樁、管柱內(nèi)填心砼≮C15;③預(yù)制樁的構(gòu)造特點(diǎn)i鋼筋混凝土管樁:直徑D=40~80cm,管壁最小厚度≮8cm;ii鋼筋混凝土管柱:直徑D≮150cm,管壁厚度宜為8~14cm;iii方樁:樁長(zhǎng)l<10m時(shí),0.3m×0.3m。24第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造⑵鋼筋混凝土預(yù)制樁2第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

④預(yù)制樁配筋——按制造、運(yùn)輸、施工及使用階段的內(nèi)力要求配筋i方樁

a、主筋D=20~25mm,箍筋直徑6~8mm,間距0.10~0.20m(兩端處一般減少0.05m);

b、為了保證承受直接的錘擊,樁頂處應(yīng)設(shè)鋼筋網(wǎng)加強(qiáng);ii管柱

a、主筋截面積不宜小于管壁混凝土截面積的1.8%,布筋按周長(zhǎng)均勻布置,當(dāng)管壁較厚時(shí),采用雙層主筋;

b、管壁主筋宜采用螺紋鋼筋,其直徑不宜大于20mm;

c、箍筋直徑≮8mm,其配置密度是以保證管壁不出現(xiàn)縱向裂縫為準(zhǔn);

d、當(dāng)入土深度>25m時(shí),采用預(yù)應(yīng)力混凝土管柱。

25第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造④預(yù)制樁配筋25第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

⑤沉入樁的連接i預(yù)制鋼筋混凝土樁、管柱的分節(jié)長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)施工條件決定,并盡量減少接頭數(shù)量;ii沉入樁的連接一般采用法蘭盤接頭,接頭強(qiáng)度不應(yīng)低于樁身、管節(jié)強(qiáng)度,并應(yīng)具有一定的剛度,以減少振動(dòng)的能量損失,在沉樁和使用過程中接頭不得松動(dòng)和開裂,法蘭盤不得突出管壁以外。⑶木樁——在盛產(chǎn)木材地區(qū)修筑或搶修橋梁以及建造施工便橋時(shí),常采用木樁。

26第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造⑤沉入樁的連接26第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

2、樁的布置和間距⑴布置形式①單排式——中小橋梁②多排式——大橋或水平推動(dòng)較大時(shí)⑵間距①摩擦樁中距i打入樁在樁尖處的中距≮3D(樁徑或邊長(zhǎng)),對(duì)于軟土地基宜適當(dāng)增大;ii振動(dòng)下沉樁的中距≮4D;iii鉆孔樁中距≮2.5成孔直徑;iv管柱中距可用管柱外徑的2.5~3.0倍;v如設(shè)有斜樁,則在承臺(tái)底面中距不小于1.5D。

27第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造2、樁的布置和間距2第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

②端承樁中距i支承在基巖上的沉樁中距≮2.5D;ii支承或嵌固在基巖中的鉆孔樁中距≮2.0倍實(shí)際樁徑;iii嵌入基巖的管柱中距≮2.0倍外徑;

③鉆(挖)孔擴(kuò)底灌注樁中距不應(yīng)小于1.5倍擴(kuò)底直徑或擴(kuò)底直徑加1.0米,取較大者。

④邊樁外側(cè)到承臺(tái)邊緣的距離iD≤1m時(shí),≮0.5D且≮25cm;iiD﹥1m時(shí),≮0.3D且≮50cm;

28第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造②端承樁中距28第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造注意:i挖孔樁的中距,參照鉆孔樁;ii鉆孔樁成孔直徑:旋轉(zhuǎn)鉆按鉆頭直徑增大3~5cm;沖擊鉆按鉆頭直徑增大5~10cm;沖抓鉆按鉆頭直徑增大10~20cm;iii樁的最大中心距≯5~6D;iv端承樁在樁尖處不發(fā)生壓應(yīng)力重疊現(xiàn)象,在施工許可的條件下,中距可比摩擦樁適當(dāng)減?。籿蓋梁的設(shè)計(jì)方法不同于承臺(tái),它是以連續(xù)梁為簡(jiǎn)圖來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的,故不受到這方面的限制;vi摩擦樁的入土深度不得小于4m,如有沖刷時(shí),樁入土深度應(yīng)自一般沖刷線算起。

29第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造注意:29第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

3、承臺(tái)的構(gòu)造、樁與承臺(tái)的連接⑴承臺(tái)和橫系梁的構(gòu)造①承臺(tái)平面尺寸和形狀——根據(jù)墩臺(tái)身底面尺寸和形狀以及基樁的平面布置而定,一般采用矩形和圓端形;②承臺(tái)的構(gòu)造i厚度≮1.5m,砼等級(jí)≮C25,對(duì)于蓋梁式承臺(tái)可根據(jù)計(jì)算確定,厚度亦不受限制;

——高樁承臺(tái):厚度一般為1.5~2.5m,≮C20;——低樁承臺(tái):厚度一般為1.0~2.0m,≮C15。

30第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造3、承臺(tái)的構(gòu)造、樁與第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

③承臺(tái)的配筋——在樁身砼頂端平面內(nèi)須設(shè)一層鋼筋網(wǎng),按每一方向在1m寬度內(nèi)鋼筋量12~15cm2,D=14~18mm;——當(dāng)樁頂主筋伸入承臺(tái)連接時(shí),鋼筋須通過樁頂不得截?cái)?;——?dāng)樁頂直接埋入承臺(tái)連接,樁頂作用在承臺(tái)的壓力超過[б]時(shí),應(yīng)在樁頂面上增設(shè)1~2層鋼筋網(wǎng)。④橫系梁——當(dāng)用橫系梁加強(qiáng)樁柱之間的整體性時(shí),其高度取為0.8~1.0倍樁柱直徑,寬度可取為0.6~1.0倍的樁柱直徑;砼≮C25;配筋可按橫截面的0.1%布置。

31第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造③承臺(tái)的配筋31第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

⑵樁與承臺(tái)的連接①破樁頭的連接方法i當(dāng)樁頂主筋伸入承臺(tái)連接時(shí),樁身嵌入承臺(tái)內(nèi)的深度采用10cm;對(duì)于蓋梁,樁身可不嵌入;ii伸入承臺(tái)的主筋做成喇叭形,約與豎直線成15°角(蓋梁可不受此限),其長(zhǎng)度應(yīng)符合規(guī)范的錨固長(zhǎng)度:光圓鋼筋≮30d(設(shè)彎鉤);螺紋鋼筋≮35d(不設(shè)彎鉤);同時(shí)均不應(yīng)小于60mm;iii承臺(tái)或蓋梁內(nèi)主筋應(yīng)設(shè)箍筋或螺旋筋,其直徑同樁身,間距10~20cm。

32第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造⑵樁與承臺(tái)的連接32第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造

②不破樁頭的連接方法i適用于不受拉力的樁;ii埋入長(zhǎng)度:當(dāng)D﹤0.6m時(shí),≮2D;當(dāng)D=0.6~1.2m時(shí),≮1.2m;當(dāng)D﹥1.2m時(shí),≮D;③管柱——應(yīng)將管壁中的螺紋主筋伸入承臺(tái)長(zhǎng)度≮50d(不設(shè)彎鉤);承受拉力的管柱,其與承臺(tái)的連接和主筋的伸入長(zhǎng)度應(yīng)符合受力要求。④木樁——樁頂嵌入承臺(tái)內(nèi)深度≮50cm;承受拉力的木樁,樁頂伸入承臺(tái)的深度≮3D,并采取錨固措施,如將其頂部做成倒圓錐形,其四周砼應(yīng)采用螺旋鋼筋加固等。

33第二節(jié)樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造②不破樁頭的連接方法第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工一、鉆孔灌注樁的施工施工流程工藝試驗(yàn)→基樁放樣→場(chǎng)地準(zhǔn)備→護(hù)筒埋設(shè)→樁機(jī)就位→泥漿制備→鉆孔成孔→清孔→吊裝鋼筋籠→灌注水下混凝土→鑿除樁頭→無(wú)損檢測(cè)→質(zhì)量評(píng)定34第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工一、鉆孔灌注樁的施工34第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

㈠鉆孔準(zhǔn)備1、工藝試驗(yàn)——如設(shè)計(jì)要求或施工工藝需要時(shí),應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)作試樁,以核對(duì)地基和水文地質(zhì)情況,鑒定樁的承載力,并根據(jù)地層情況、施工條件決定適當(dāng)?shù)氖┕し椒ā?、基樁放樣——根據(jù)已定出的墩臺(tái)縱橫中心線,定出基樁軸線和各基樁樁位,并設(shè)置好固定樁志和護(hù)樁,以便施工時(shí)隨時(shí)校核。

35第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工㈠鉆孔準(zhǔn)備35

第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

3、場(chǎng)地準(zhǔn)備⑴當(dāng)場(chǎng)地為旱地,應(yīng)清除雜物,換挖軟土,整平夯實(shí);⑵場(chǎng)地是陡坡時(shí),可用枕木、型鋼等搭設(shè)工作平臺(tái),平臺(tái)需牢固穩(wěn)定;⑶場(chǎng)地是淺水時(shí),宜采用筑島法施工;⑷場(chǎng)地為深水或淤泥層較厚時(shí),可搭設(shè)工作平臺(tái),平臺(tái)需牢固穩(wěn)定,能承受工作時(shí)的所有靜動(dòng)荷載,并保證施工機(jī)械能安全進(jìn)出;⑸如水流平穩(wěn),水位升降緩慢,全部工序可在船舶或浮箱上進(jìn)行,但須錨固穩(wěn)定,以保證樁位準(zhǔn)確;⑹在流速較大時(shí),可在鋼板樁圍堰內(nèi)搭設(shè)鉆孔平臺(tái),或其它方法。

36第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工3、場(chǎng)地準(zhǔn)備36第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

4、護(hù)筒埋置⑴護(hù)筒作用——固定樁位、鉆孔導(dǎo)向;——保護(hù)孔口,防止孔口土層坍塌;——隔離孔內(nèi)外表層水,并保持鉆孔內(nèi)水位高出施工水位,以穩(wěn)固孔壁;⑵護(hù)筒要求堅(jiān)實(shí)牢固、耐用、不漏水、不變形,裝卸方便,能重復(fù)使用;

37第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工4、護(hù)筒埋置37第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

⑶護(hù)筒入土深度較深時(shí),宜以壓重、振動(dòng)、錘擊或輔以筒內(nèi)除土等方法沉入;在旱地上施工時(shí),可先挖一個(gè)基坑再埋入護(hù)筒;

上埋式下埋式下沉埋設(shè)38第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工⑶護(hù)筒入土深度較深時(shí),第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

⑷護(hù)筒內(nèi)徑①當(dāng)護(hù)筒長(zhǎng)度為2~6m范圍時(shí),——正反循環(huán)回旋鉆,宜大20~30cm;——正反循環(huán)潛水電鉆和沖抓、沖擊鉆,宜大30~40cm;②深水處的護(hù)筒內(nèi)徑至少應(yīng)比樁徑大40cm。⑸護(hù)筒頂端高度①采用反循環(huán)回旋方法鉆孔時(shí),護(hù)筒頂端應(yīng)高出地下水位2.0m以上;②采用正循環(huán)回旋方法鉆孔時(shí),護(hù)筒頂端泥漿溢出口底邊,宜高出地下水位1.0~2.0m以上;③當(dāng)護(hù)筒處于旱地時(shí),還應(yīng)高出地面0.3m;④當(dāng)孔內(nèi)有承壓水時(shí),應(yīng)高于穩(wěn)定后的承壓水位2.0m以上;⑤處于潮水影響地區(qū)時(shí),應(yīng)高于最高水位1.5~2.0m以上,并須采取穩(wěn)定護(hù)筒內(nèi)水頭的措施。

39第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工⑷護(hù)筒內(nèi)徑39第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

⑹護(hù)筒底端埋置深度①旱地或淺水時(shí),對(duì)于粘性土,≮1.0~1.5m;對(duì)于砂性土,應(yīng)將護(hù)筒周圍0.5~1.0m范圍內(nèi)挖除,夯填粘性土至護(hù)筒底0.5m;②冰凍地區(qū)應(yīng)埋入凍層以下0.5m;③深水及河床淤泥、軟土較厚時(shí),應(yīng)盡可能深入到不透水層粘性土內(nèi)1~1.5m;④河床為軟土、淤泥、砂土?xí)r,護(hù)筒底埋深應(yīng)經(jīng)過仔細(xì)研究決定,但≮3m;⑤有沖刷影響的河床,應(yīng)埋入局部沖刷線以下≮1.0~1.5m;⑺護(hù)筒接頭處要求內(nèi)部無(wú)突出物,能耐拉、壓、不漏水;

⑻護(hù)筒平面位置偏差≯5cm,傾斜度偏差≯1%。

40第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工⑹護(hù)筒底端埋置深度40第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

5、制備泥漿⑴泥漿在鉆孔中的作用①在孔內(nèi)產(chǎn)生較大的靜水壓力,可防止坍孔;②泥漿向孔外土層滲漏,在鉆進(jìn)過程中,孔壁表面形成一層膠泥,具有護(hù)壁作用,同時(shí),在膠泥形成后能將孔內(nèi)外水流切斷,穩(wěn)定孔內(nèi)水位;③泥漿重度較大,具有夾帶鉆渣作用,利用鉆渣的排出。41第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工5、制備泥漿41第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

⑵泥漿的組成——由水、粘土、添加劑組成⑶調(diào)制泥漿時(shí),應(yīng)先將粘土加水浸透,然后以攪拌機(jī)或人工拌制;沖擊鉆孔時(shí),可在鉆孔內(nèi)直接投放粘土,以鉆錐沖擊成泥漿。⑷采用正反循環(huán)回旋鉆孔時(shí),為回收泥漿原料和減少環(huán)境污染,均應(yīng)設(shè)置泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)。⑸鉆進(jìn)的過程中,可以邊鉆邊試驗(yàn),鑒定泥漿指標(biāo)(主要是粘度、含砂率、重度)。

42第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工⑵泥漿的組成42第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

6、安裝鉆機(jī)及鉆架⑴鉆架——鉆孔、吊放鋼筋籠、灌注水下砼的支架①定型旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)和沖擊鉆機(jī)都附加定型鉆架;②也可采用一些簡(jiǎn)易的自制的鉆架:四腳架、三腳架或人字扒桿。⑵鉆機(jī)⑶在鉆孔時(shí),必須保持平穩(wěn),不發(fā)生位移、傾斜和沉陷,底座用枕木墊實(shí)、塞緊,頂端纜風(fēng)繩固定平穩(wěn),并在鉆進(jìn)過程中經(jīng)常檢查。

43第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工6、安裝鉆機(jī)及鉆架43第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

㈡鉆孔成孔1、鉆孔方法和鉆具⑴旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔——利用鉆具的旋轉(zhuǎn)切削土體(可加自制刀刃)鉆進(jìn),并在鉆進(jìn)的同時(shí)采用循環(huán)泥漿的方法護(hù)壁排渣,鉆進(jìn)成孔;——按泥漿循環(huán)系統(tǒng)分為正循環(huán)和反循環(huán)。44第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工㈡鉆孔成孔44第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

①正循環(huán)i施工工藝——正循環(huán)在鉆進(jìn)的同時(shí),泥漿泵將泥漿壓進(jìn)泥漿籠頭,通過鉆桿中心從鉆頭噴入孔內(nèi),泥漿挾帶鉆渣沿鉆孔上升,從護(hù)筒頂部排漿孔(溢漿口)排出至沉淀池,鉆渣在沉淀池沉淀,而泥漿仍進(jìn)入泥漿池循環(huán)使用。

45第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工①正循環(huán)45第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

——正循環(huán)鉆頭有魚尾錐、圓柱形鉆頭、刺猬形鉆頭等;——正循環(huán)鉆孔時(shí),應(yīng)按鉆孔直徑、深度、鉆桿直徑和地層情況等因素計(jì)算選擇泥漿泵的泵量、泵壓和鉆頭型式;——正循環(huán)的鉆桿截面強(qiáng)度須適應(yīng)多種因素產(chǎn)生的彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力,對(duì)大直徑深孔的鉆桿宜進(jìn)行應(yīng)力驗(yàn)算。

46第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工——正循環(huán)鉆頭有魚尾錐、圓柱形第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

ii適用條件——粘性土,砂性土,礫卵石最大粒徑﹤2cm、含量少于20%的碎石類土,軟巖等iii適用樁徑、樁長(zhǎng)——孔徑80~

200cm——孔深30~100miv泥漿作用——浮懸鉆渣——護(hù)壁47第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工ii適用第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

②反循環(huán)i施工工藝——反循環(huán)與正循環(huán)相反,將泥漿用泥漿泵送至鉆孔內(nèi),然后從鉆頭處鉆桿下口吸進(jìn),通過鉆桿中心排出至沉淀池,泥漿沉淀后再循環(huán)使用。48第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工②反循環(huán)48第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

——反循環(huán)鉆機(jī)的鉆進(jìn)及排渣效率高,但在接長(zhǎng)鉆桿時(shí),裝卸較麻煩,易堵塞管路,總體而言,較正循環(huán)鉆機(jī)要好;——常用的反循環(huán)鉆頭:三翼空心鉆——反循環(huán)回旋鉆鉆桿內(nèi)徑宜大于127mm,吸泥泵所需泵量可按水流(泥漿)在鉆桿孔內(nèi)上升流速達(dá)到4m/s時(shí)計(jì)算選擇;——采用氣舉法排渣時(shí),壓縮空氣的壓力與鉆孔深度有關(guān),需要的排氣量與每小時(shí)凈出土量、鉆桿的直徑等因素有關(guān),宜計(jì)算決定。

49第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工——反循環(huán)鉆機(jī)的鉆進(jìn)及排渣效率第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

ii適用條件——適用于粘性土,砂土,礫卵石最大粒徑﹤鉆桿內(nèi)徑的2/3、含量﹤20%的碎石類土,軟巖等iii適用樁徑、樁長(zhǎng)——孔徑80~250cm——﹤40m(泵吸)﹤100m(氣舉)iv泥漿作用——護(hù)壁50第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工ii適用條件50第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

③潛水電鉆i適用條件正循環(huán)——淤泥,粘性土,砂土,礫卵石最大粒徑﹤10cm、含量﹤20%的碎石類土

D=60~150cm

l﹤50m反循環(huán)——適用土質(zhì)同反循環(huán)回旋鉆機(jī)

D=60~150cm

l≤40m(泵吸)

l﹤100m(氣舉)ii特點(diǎn)——輕便、高速;——鉆孔時(shí)鉆頭旋轉(zhuǎn)刀刃切土,并在端部噴出高速水流沖刷土體,以水力排渣。

51第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工③潛水電鉆51第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

⑵沖擊鉆進(jìn)成孔——利用鉆錐(G=10~35kN)不斷地提錐、落錐,反復(fù)沖擊孔底土層,把土層中泥砂、石塊擠向四壁或打成碎渣,鉆渣懸浮于泥漿中,利用掏渣筒取出,重復(fù)上述過程直至鉆進(jìn)成孔至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高(+30~50cm)。

52第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工⑵沖擊鉆進(jìn)成孔52第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

①主要機(jī)具有定型的沖擊式鉆機(jī)(包括鉆架、動(dòng)力、起重裝置)、沖擊鉆頭、轉(zhuǎn)向裝置、掏渣筒等;i沖擊鉆錐是由整體鑄鋼做成的實(shí)體鉆錐,鉆刃為十字形,采用高強(qiáng)度耐磨鋼材做成;沖擊時(shí)鉆頭應(yīng)有足夠的重量、適當(dāng)?shù)臎_程和沖擊頻率,以使它有足夠的能量將巖塊打碎;ii轉(zhuǎn)向裝置(每沖擊一次旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,即在錐頭和鋼絲繩連接處裝有轉(zhuǎn)向裝置,常用合金套或轉(zhuǎn)向環(huán))使鉆孔成圓形,以保證沖錐的轉(zhuǎn)動(dòng),也避免鋼絲繩打結(jié);iii掏渣筒是用以掏取孔內(nèi)鉆渣的工具,大鍋錐也有類似功能。

53第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工①主要機(jī)具有定型的沖擊式鉆機(jī)(第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

②適用條件——各類土層,特別是在含漂卵石、大塊石的土層及巖層③適用樁徑、樁長(zhǎng)——孔徑80~200cm——孔深≯50m④泥漿作用——浮懸鉆渣——護(hù)壁54第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工②適用條件54第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

⑶沖抓鉆進(jìn)成孔——用兼有沖擊和抓土作用的抓土瓣,通過鉆架,由帶離合器的卷?yè)P(yáng)機(jī)操縱,靠沖錐自重(G=10~20kN)沖下,使抓土瓣錐尖張開插入土層,然后由卷?yè)P(yáng)機(jī)提升錐頭收攏抓土瓣將土抓起,棄土后繼續(xù)沖抓鉆進(jìn)成孔。①鉆錐常采用四瓣或六瓣沖抓錐。

55第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工⑶沖抓鉆進(jìn)成孔55第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

②適用條件——淤泥、粘性土、砂土、礫石、卵石等

③適用樁徑、樁長(zhǎng)——D=60~150cm——l=20~40m④泥漿作用——護(hù)壁*全護(hù)筒沖抓:適用于各類土層;D=80~200cm,l=30~40m;不需泥漿;56第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工②適用條件56第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

⑷鉆孔成孔過程注意事項(xiàng)①在鉆孔過程中,始終要保持孔內(nèi)外既定的水位差和泥漿濃度,以起護(hù)壁固壁作用,防止坍孔,若發(fā)現(xiàn)漏水(漿)現(xiàn)象,應(yīng)找出原因及時(shí)處理;——如是護(hù)筒本身漏水或因埋置太淺而發(fā)生漏水,應(yīng)堵塞漏洞,用粘土在周圍夯實(shí)加固,或重埋護(hù)筒;——如因孔壁土質(zhì)太松,泥漿加固孔壁作用較差,應(yīng)在孔內(nèi)重新回填粘土,待沉淀后再鉆進(jìn),加強(qiáng)泥漿固壁。②在鉆孔過程中,應(yīng)根據(jù)土質(zhì)等情況控制鉆進(jìn)速度,調(diào)整泥漿稠度,以防坍孔及鉆孔偏斜、卡鉆和旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)負(fù)荷超載等情況發(fā)生;

57第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工⑷鉆孔成孔過程注意事項(xiàng)57第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

③鉆孔宜一氣呵成,不宜中途停鉆以防坍孔,若坍孔嚴(yán)重應(yīng)回填重鉆;④鉆孔過程應(yīng)加強(qiáng)對(duì)樁位、成孔情況的檢孔工作,要使樁位、孔徑、形狀、深度、傾斜度及孔底土質(zhì)符合規(guī)范要求;⑤用沖抓或沖擊鉆孔時(shí),為防止鄰近孔壁被振動(dòng)坍塌和影響鄰近已灌注砼的凝固,應(yīng)待鄰孔砼灌注完畢達(dá)到一定強(qiáng)度后,方可開鉆;⑥因故中途停鉆時(shí),孔口應(yīng)加護(hù)蓋,嚴(yán)禁潛水鉆機(jī)和鉆錐留在孔內(nèi)以防埋鉆;⑦無(wú)論采用何種方法鉆孔,要求開孔必須正確,具有導(dǎo)向裝置的鉆機(jī)開鉆時(shí),應(yīng)慢鉆推進(jìn),待導(dǎo)向部位全部鉆進(jìn)土層后,方可全速鉆進(jìn)。

58第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工③鉆孔宜一氣呵成,不宜中途停鉆第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

㈢清孔及吊裝鋼筋籠骨架1、清孔⑴清孔目的——除去孔底沉淀的鉆渣和泥漿,以保證灌注的鋼筋混凝土的質(zhì)量,保證樁的承載力。⑵清孔方法——根據(jù)設(shè)計(jì)要求、鉆孔方法、機(jī)具設(shè)備條件和土層情況而定

59第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工㈢清孔及吊裝鋼筋籠骨架59第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

①抽漿清孔——適用于各種方法鉆孔的端承樁和摩擦樁,清孔較徹底;i一般采用反循環(huán)鉆機(jī)、空氣吸泥機(jī)、水力吸泥機(jī)或真空吸泥泵等進(jìn)行;ii風(fēng)管將壓縮空氣輸進(jìn)排泥管,使泥漿形成密度較小的泥漿空氣混合物,在水柱壓力下,沿排泥管向外排出泥漿和孔底沉淀,同時(shí)向孔內(nèi)注水,保證水位不變,直至噴出清水或沉渣厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

60第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工①抽漿清孔60第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

②掏渣清孔——適用于機(jī)動(dòng)推鉆、沖抓、沖擊鉆孔的各類土層摩擦樁的初步清孔;i用掏渣筒或大鍋錐或沖抓錐清掏孔底粗鉆渣;ii掏渣前可先投1-2袋水泥,再以鉆錐沖擊數(shù)次,使孔內(nèi)泥漿、鉆渣、水泥形成混合物,然后用掏渣工具掏渣,當(dāng)要求清孔質(zhì)量較高時(shí),可使用高壓水管插入孔底射水,使泥漿相對(duì)密度逐漸降低。

61第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工②掏渣清孔61第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

③換漿清孔——適用于正反循環(huán)回旋鉆機(jī)的摩擦樁;——鉆孔完成后,不停鉆,不進(jìn)尺,繼續(xù)循環(huán)換漿清渣,直至泥漿達(dá)到要求。④噴射清孔法——宜配合其他清孔方法使用;——一般在灌注砼前對(duì)孔底進(jìn)行高壓射水?dāng)?shù)分鐘,使剩余少量沉淀物漂浮后,立即灌注。62第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工③換漿清孔62第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

⑶清孔時(shí)的注意事項(xiàng)①不論采用何種清孔方法,在清孔排渣時(shí),必須注意保持孔內(nèi)水頭,防止坍孔;②端承樁應(yīng)以抽漿清孔,清孔后,將取樣盒(即開口鐵盒)吊到孔底,待灌注水下砼前取出檢查在盒內(nèi)的沉淀渣土,渣土厚度應(yīng)符合要求;③用換漿或掏渣法清孔后,孔口、孔中部及孔底提出泥漿的平均值應(yīng)符合質(zhì)量要求,同時(shí)須保證灌注前,沉淀厚度不大于有關(guān)規(guī)定;④不得用加深孔底深度的方法代替清孔,以防止持力層原狀土的擾動(dòng),易引起結(jié)構(gòu)物的不均勻沉降。63第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工⑶清孔時(shí)的注意事項(xiàng)63第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

2、吊裝鋼筋籠骨架⑴鋼筋骨架——按設(shè)計(jì)要求預(yù)先焊成鋼筋骨架,可整體也可分段就位吊入鉆孔;⑵吊放前應(yīng)檢查孔底深度是否符合設(shè)計(jì)要求,孔壁有無(wú)防礙骨架吊放和正確就位的情況;⑶吊放一般利用鉆架進(jìn)行,也可另立扒桿;⑷保證保護(hù)層厚度;⑸骨架達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,應(yīng)將骨架牢固固定位于孔口,立即灌注水下砼。64第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工2、吊裝鋼筋籠骨架64第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

㈣灌注水下砼——直升導(dǎo)管法1、有關(guān)設(shè)備⑴導(dǎo)管①可用鋼管制成,內(nèi)徑25~35cm;②使用前進(jìn)行必要的水密、承壓和接頭抗拉試驗(yàn)。⑵儲(chǔ)料槽和漏斗①當(dāng)樁頂?shù)陀诰姿粫r(shí),漏斗底口高出水面≮4~6m;②當(dāng)樁頂高于井孔水位時(shí),漏斗底口高出樁頂≮4~6m;③同時(shí)必須保證有關(guān)計(jì)算的高度,使有足夠的能量排出泥漿。⑶隔水栓——杜絕砼和導(dǎo)管內(nèi)的水接觸常用D較導(dǎo)管小2~3cm的木球、砼球或砂袋;現(xiàn)在也有在漏斗與導(dǎo)管接頭處設(shè)置活門或鐵抽板等。65第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工㈣灌注水下砼——直升導(dǎo)管法65第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

2、灌注方法⑴灌注工藝將導(dǎo)管居中插入到離孔底30~40cm,導(dǎo)管上口接漏斗,在接口處設(shè)置隔水栓,在漏斗中存?zhèn)溆凶銐虻捻艛?shù)量后,放開隔水栓,存?zhèn)涞捻胚B同隔水栓向孔底猛落,這時(shí)孔口水位外溢,說明砼已灌入孔內(nèi),若落下的混凝土數(shù)量將導(dǎo)管內(nèi)的水全部排出,并使導(dǎo)管下口埋入孔內(nèi)混凝土1~1.5m深,以保證鉆孔內(nèi)的水不可能重新流回導(dǎo)管;如此循環(huán),不斷提升和拆除導(dǎo)管,直至砼灌注完畢。66第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工2、灌注方法66第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

⑵首批灌注的砼的數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管初始埋入深度≥1.0m和填充導(dǎo)管底部空隙的需要,則:Hc——導(dǎo)管初次埋深加開始時(shí)導(dǎo)管離孔底的間距;h1——孔內(nèi)砼高度達(dá)到Hc時(shí),導(dǎo)管內(nèi)砼柱與導(dǎo)管外水壓平衡所需的高度,即:Hw——孔內(nèi)水面到砼水柱高;

γw、γc——孔內(nèi)水或泥漿、砼容重;d、D——導(dǎo)管、樁孔直徑。67第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工⑵首批灌注的砼的數(shù)量67第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

3、水下砼的配制⑴砼的配合比按設(shè)計(jì)強(qiáng)度的砼等級(jí)提高20%進(jìn)行設(shè)計(jì);⑵砼應(yīng)有必要的流動(dòng)性,以坍落度表示,宜在180~220mm范圍內(nèi);⑶每m3砼的水泥用量≮400kg,水灰比0.5~0.6,并適當(dāng)提高含砂率(40~50%),使具有較好的和易性,骨料盡可能用卵石,適宜粒徑5~31.5mm,最大粒徑≯40mm;⑷可采用礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥或硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥,水泥的初凝時(shí)間不應(yīng)早于2.5小時(shí)。68第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工3、水下砼的配制68第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

4、灌注水下砼注意事項(xiàng)⑴砼拌和必須均勻,要求砼具有良好的和易性,灌注時(shí)具有足夠的流動(dòng)性;⑵灌注砼必須連續(xù)作業(yè),避免任何原因的中斷灌注,孔內(nèi)砼上升到接近鋼筋籠底面處時(shí)應(yīng)防止鋼筋籠骨架被砼頂起;⑶在灌注過程中,要隨時(shí)測(cè)量和記錄孔內(nèi)砼的灌注標(biāo)高和導(dǎo)管入孔長(zhǎng)度,以控制和保證導(dǎo)管埋入孔內(nèi)砼有適當(dāng)?shù)纳疃龋虎裙嘧⒌臉俄敇?biāo)高比設(shè)計(jì)值預(yù)加一定的高度,此范圍內(nèi)的浮漿和砼應(yīng)鑿除,以確保樁頂砼的質(zhì)量,預(yù)加高度一般是0.5m;⑸首批灌注的砼的初凝時(shí)間不得早于灌注樁全部砼灌注完成的時(shí)間,當(dāng)砼數(shù)量較大,灌注的時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),可通過試驗(yàn)在首批砼中加入緩凝劑,以延遲其凝結(jié)時(shí)間。69第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工4、灌注水下砼注意事項(xiàng)69第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

㈤無(wú)損檢測(cè)——一般采用小應(yīng)變動(dòng)測(cè)70第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工㈤無(wú)損檢測(cè)70第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工二、挖孔灌注樁的施工——適用于無(wú)水或少水的較密實(shí)的各類土層,一般D≮1.4m,l≯20m;——每一樁孔的開挖、提升出土、排水、支撐、立模板、吊裝鋼筋籠、灌注砼等作業(yè)均應(yīng)先準(zhǔn)備好,緊密配合。71第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工二、挖孔灌注樁的施工71第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

㈠開挖樁孔1、一般采用人工挖孔,也可以采用機(jī)械配合或爆破施工;⑴開挖應(yīng)清除現(xiàn)場(chǎng)四周及山坡上的懸石、浮土等,排除一切不安全的因素;⑵作好孔口四周的臨時(shí)圍護(hù)和排水措施,孔口應(yīng)防止土石掉入孔內(nèi),同時(shí)應(yīng)搭設(shè)雨棚等;2、要隨時(shí)檢查樁孔尺寸和平面位置;3、注意安全⑴l﹥10m時(shí),應(yīng)經(jīng)常檢查孔內(nèi)CO2濃度(﹥0.3%時(shí)增加通風(fēng)措施);⑵下孔人員:安全帽、安全繩,并注意提取土渣的機(jī)具。72第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工㈠開挖樁孔72第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

㈡護(hù)壁、支撐——根據(jù)地質(zhì)、水文條件、材料來(lái)源等情況確定1、灌注砼護(hù)壁——基坑較深,土質(zhì)較差,出水量較大或又有流砂情況時(shí);——厚度15~20cm,等級(jí)C15~C20,必要時(shí)配置少量的鋼筋;2、框架式支撐——土質(zhì)較松散,滲水量不大;——可在框架后面鋪架木板作支撐,木框架或木框架與木板之間應(yīng)用扒釘釘牢,木板后面用土塞緊;73第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工㈡護(hù)壁、支撐73第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

㈢排水1、滲水量不大,采用人工排水(手搖木絞車或小卷?yè)P(yáng)機(jī)配合提升);2、滲水量較大,可采用高揚(yáng)程抽水機(jī)或?qū)⒊樗畽C(jī)吊入孔內(nèi)抽水;3、如同一墩臺(tái)有幾個(gè)樁孔同時(shí)施工,可以安排超前開挖,使地下水集中在一孔排除。74第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工㈢排水74第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

㈣吊裝鋼筋籠及灌注樁身砼1、挖孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,應(yīng)檢查和處理孔底、孔壁;2、清除孔壁及孔底浮土,孔底必須平整,符合設(shè)計(jì)條件,以保證樁身砼與孔壁孔底密貼,受力均勻;3、吊裝鋼筋籠及灌注水下混凝土可參考鉆孔灌注樁。75第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工㈣吊裝鋼筋籠及灌注樁身砼75第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工三、沉管灌注樁施工——采用錘擊打樁沉管或振動(dòng)打樁沉管1、施工流程圖76第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工三、沉管灌注樁施工76第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

2、注意事項(xiàng)⑴沉管位置正確,防止偏斜或傾斜;⑵拔管時(shí),應(yīng)先振后拔,滿振慢拔,邊振邊拔;

⑶軟土中施工時(shí),應(yīng)間隔跳打,并控制樁距;⑷“復(fù)打”77第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工2、注意事項(xiàng)77第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工三、打入樁的施工——打入樁依靠樁錘的沖擊能量將樁打入土中,因此直徑不宜太大(D﹤0.6m),樁長(zhǎng)不宜太長(zhǎng)(l﹤40m),否則,打樁設(shè)備要求較高或打樁效率較低?!鶚兑话悴捎妙A(yù)制的鋼筋混凝土樁或預(yù)應(yīng)力混凝土樁。78第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工三、打入樁的施工78第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

㈠樁錘1、墜錘⑴由鑄鐵或其它材料做成的錐形或柱形重塊G=2~20kN;⑵通過鋼絲繩利用吊鉤由人力或卷?yè)P(yáng)機(jī)沿樁架導(dǎo)桿提升1~2m,然后自由下落,錘擊樁頂;⑶效率低,每分鐘僅能打數(shù)下,但設(shè)備簡(jiǎn)單;⑷適用小型工程中打木樁或小直徑的鋼筋混凝土樁。79第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工㈠樁錘79第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

2、單雙動(dòng)汽錘⑴單動(dòng)汽錘利用蒸汽或壓縮空氣將樁錘沿樁架頂起提升,下落則靠錘自由落下錘擊樁頂;雙動(dòng)汽錘也是利用蒸汽或壓縮空氣將樁錘(沖擊部分)在雙動(dòng)汽錘的外殼即汽缸(固定在樁頭上)內(nèi)上下運(yùn)動(dòng),錘擊樁頂。

80第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工2、單雙第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

⑵單動(dòng)汽錘——重力10~100kN;——每分鐘沖擊20~40次,沖程為1.5m左右;——適用于打鋼樁和鋼筋混凝土樁等各種樁。⑶雙動(dòng)汽錘——重力3~10kN;——每分鐘沖擊100~300次;沖程數(shù)百毫米;打樁效率高,但一次沖擊的功能較?。弧m用于打較輕的鋼筋混凝土樁、鋼板樁等各類樁,它可以用于拔樁。81第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工⑵單動(dòng)汽錘81第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

3、柴油錘⑴原理同柴油機(jī),利用柴油在汽缸中壓縮發(fā)熱點(diǎn)燃爆炸將氣缸沿導(dǎo)向桿頂起,下落時(shí)錘擊樁頂;⑵錘型大、小均有(G=20~72kN);每分鐘沖擊50~60次;沖程為1.8~2.3m;效率也較高;⑶一般適用于打鋼樁和鋼筋混凝土樁等各種樁。82第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工3、柴油錘82第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

4、樁錘選擇——根據(jù)地層情況、樁的類型、樁的重力、樁的設(shè)計(jì)承載力及設(shè)備條件等⑴一般采用重錘輕打;⑵錘與樁重的比值一般不宜小于表3-2的參考值。

83第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工4、樁錘選擇83第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

㈡樁架1、作用——裝吊樁錘、插樁、打樁、控制樁錘的上下方向;2、結(jié)構(gòu)上必須有足夠強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,保證樁架在打樁過程的動(dòng)力作用下,不會(huì)發(fā)生移動(dòng)和變位,高度應(yīng)保證樁吊立就位時(shí)需要及錘擊的必要沖程;3、樁架形式⑴木樁架——適用于墜錘、小型的單動(dòng)汽錘;⑵鋼樁架——柴油錘本身帶有鋼制樁架,由型鋼裝成;也可自制;⑶萬(wàn)能打樁架——能打斜樁,但本身笨重;4、水中的墩臺(tái)基礎(chǔ),應(yīng)先打好水中支架樁,上面搭設(shè)打樁工作平臺(tái),也可在船上打樁架施工。84第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工㈡樁架84第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

㈢樁的吊運(yùn)1、應(yīng)在樁內(nèi)預(yù)埋D=20~25mm的鋼筋吊環(huán),或以油漆在樁身標(biāo)明;2、在由預(yù)制場(chǎng)地吊運(yùn)到樁架內(nèi)或在起吊運(yùn)輸、堆放時(shí),均應(yīng)按設(shè)計(jì)計(jì)算的吊點(diǎn)位置起吊,否則,可能引起樁身砼的開裂;3、預(yù)制鋼筋混凝土樁配筋必須綜合考慮起吊、運(yùn)輸、堆放、打樁等施工階段以及使用階段的受力特點(diǎn);85第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工㈢樁的吊運(yùn)85第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

4、吊點(diǎn)設(shè)置的原則——根據(jù)吊點(diǎn)處產(chǎn)生的負(fù)彎矩與吊點(diǎn)之間由于樁自重產(chǎn)生的正彎矩相等來(lái)確定吊點(diǎn)位置86第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工4、吊點(diǎn)設(shè)置的原則86第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

㈣打樁過程的注意事項(xiàng)1、打樁的順序應(yīng)從一端向另一端打,當(dāng)基礎(chǔ)平面尺寸較大時(shí),也可由中間向兩端進(jìn)行;以避免或減輕打樁時(shí)由于土體的擠壓,使后打樁打入困難,或使先打樁發(fā)生移動(dòng);2、打樁前應(yīng)檢查錘的上下活動(dòng)與樁的中心線是否一致,錘的中心線與樁的中心線是否一致,樁位是否正確,樁的垂直度或傾斜度是否符合設(shè)計(jì)要求,打樁架是否牢固,穩(wěn)定,樁頂應(yīng)采用樁帽以免打裂;3、樁開始打入時(shí),應(yīng)輕擊慢打,每次的錘擊能量不宜太大,隨著樁的打入,逐漸增大錘擊的沖擊能量;

87第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工㈣打樁過程的注意事項(xiàng)87第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

4、在打樁過程中,隨著樁入土深度的增加,每次錘擊的貫入度將隨之減小,它在一定程度上反映出樁的承載能力,因此在打樁時(shí)應(yīng)作好貫入度的記錄,作為樁是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的一個(gè)參考數(shù)據(jù);⑴對(duì)于特大橋梁和地質(zhì)復(fù)雜的大中橋,打樁過程開始前應(yīng)進(jìn)行試樁和靜載試驗(yàn),以確定基樁的入土深度及貫入度,保證樁基具有足夠的承載力;88第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工4、在打樁過程中,隨著樁入土深第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

⑵錘擊打入樁的停錘控制標(biāo)準(zhǔn)①設(shè)計(jì)樁尖標(biāo)高處為硬塑粘性土、碎石土、中密以上的砂土或風(fēng)化巖等土層時(shí)i根據(jù)貫入度的變化,并對(duì)照地質(zhì)資料,確認(rèn)樁尖已入該土層,貫入度達(dá)到控制貫入度時(shí)即可停錘;ii當(dāng)貫入度已達(dá)到控制貫入度,而樁尖標(biāo)高未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),應(yīng)繼續(xù)錘擊10cm左右,如無(wú)異常變化,即可停錘,若樁尖標(biāo)高比設(shè)計(jì)規(guī)定標(biāo)高高得多時(shí),應(yīng)報(bào)有關(guān)部門研究決定;

89第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工⑵錘擊打入樁的停錘控制標(biāo)準(zhǔn)89第三節(jié)樁基礎(chǔ)的施工

②設(shè)計(jì)樁尖標(biāo)高處為一般粘性土、或其它較松軟土層時(shí)i應(yīng)以標(biāo)高控制,貫入度作為校核;ii當(dāng)樁尖已達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高

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