《土木工程施工》課件第2章_樁基礎(chǔ)工程.ppt

基礎(chǔ)工程2 1地基加固處理當(dāng)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(yù)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(jié)劑把土顆粒膠結(jié)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(shù)經(jīng)濟綜合考慮 1 換填法換填法是將基礎(chǔ)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(zhì)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(nèi) 2 預(yù)壓法預(yù)壓法是在建筑物建造前 對建筑場地進行預(yù)壓 使土體中的水排出 逐漸固結(jié) 地基發(fā)生沉降 同時強度逐步提高的方法 預(yù)壓法適用于處理淤泥質(zhì)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(fù)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(jīng)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(gòu)成復(fù)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(cè)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(fù)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(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng) 使軟土硬結(jié)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(yù)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(nèi)土體破壞 同時鉆桿一面以一定的速度旋轉(zhuǎn) 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(jié)硬化后即在地基中形成具有一定強度 0 5 8 0MPa 的固結(jié)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(shè)施等 第二章樁基礎(chǔ)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(yù)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(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)類型 荷載性質(zhì) 樁的使用功能 穿越土層 樁端持力層土類 地下水位 施工設(shè)備 施工環(huán)境 施工經(jīng)驗 制樁材料供應(yīng)條件等情況 選擇經(jīng)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(yù)制樁的施工 一 樁的預(yù)制1 制作 1 鋼筋骨架的形成主筋箍筋之間應(yīng)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(yīng)加鋼筋網(wǎng)片 樁尖應(yīng)加一根鋼筋外露50 100mm 以起導(dǎo)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(yīng)連續(xù)澆灌 不中斷 并仔細搗實 確保頂部結(jié)構(gòu)的密實性 同時樁頂面和接頭端面應(yīng)平整 以承受錘擊沉樁時的錘擊應(yīng)力 b 砼澆注完畢 養(yǎng)護不得少于7天 表面應(yīng)平整不出現(xiàn)蜂窩麻面掉角 尺寸應(yīng)符和設(shè)計要求 c 現(xiàn)場采用重疊法澆筑預(yù)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(shè)計強度的30 后方可進行 樁的重疊層數(shù)應(yīng)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(shè)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(yīng)在同一垂直線上 3 樁堆放層數(shù)不宜超過4層 二 打樁設(shè)備 1 打樁的方法及設(shè)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(dǎo)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(yīng)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(yīng)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(chǔ)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(zhì)粘土及粘土地區(qū) 應(yīng)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(dǎo)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(guān) 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 5 0 8m 輕擊 使樁入土約1 2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(zhì)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(fēng)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(shè)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(yīng)在容許范圍內(nèi) 平面偏差不得大于100 150mm 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(yīng)交的資料樁位測量放線圖 工程地質(zhì)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(yù)制樁相比較 1 樁在一定范圍內(nèi)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(zhì)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 300 500mm最大直徑可達800 深8 12m 潛水鉆機 一般條件下都可使用 直徑一般 1000 深度可達20 30m 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(yīng)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(yīng)根據(jù)電流值變化 及時進行調(diào)整 3 鉆進過程中 應(yīng)隨時清理孔口積土和地面散落土 4 成孔達設(shè)計深度后 放置鋼筋籠并再次測量孔內(nèi)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(shè)護筒 用4 8mm厚的鋼板制作 埋入深度一般1 1 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 1 1 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(dǎo)管法 混凝土應(yīng)連續(xù)澆注 保證導(dǎo)管始終埋在混凝土中 同時應(yīng)留試塊 一般樁頂?shù)臐沧烁弑仍O(shè)計標高高出0 5 0 8m 以便鑿除樁頂部的泛漿層后達到設(shè)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(zhì)量事故案例武鋼某綜合樓 1994年 13層框架結(jié)構(gòu) 總投資275萬元 基礎(chǔ)投資60萬元樁基設(shè)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(jié)論 承載力達不到要求施工記錄 樁嵌入基巖4 7m 混凝土質(zhì)量好 沉渣小 4 原因分析樁未入巖 混凝土施工質(zhì)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 80032根 10006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(yù)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(shè)備簡單 樁長可隨實際地質(zhì)條件確定 經(jīng)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(chǎn)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(yù)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(fù)打法反插法3 砼的質(zhì)量要求坍落度80 100mm 當(dāng)小于40mm時應(yīng)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5 7cm 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(chǎn)生上拔力軟硬土層中間傳遞水平變形大小不同 產(chǎn)生水平剪力砼終凝不久受振動 處理 應(yīng)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(shù)間歇后打鄰樁 3 瓶頸樁 原因 拔管速度過快或管內(nèi)混凝土量過少在地下水位以下或飽和淤泥或淤泥質(zhì)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(chǎn)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(nèi)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(yīng)采取慢拔密振 擊 在淤泥質(zhì)土中采用復(fù)打或反插法施工樁身混凝土應(yīng)用和易性好的低流動性混凝土澆筑 4 吊腳樁 原因 樁靴質(zhì)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(yīng)嚴格檢查樁尖的質(zhì)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(yīng)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(shè)備簡單 現(xiàn)場干凈 可多目標施工 噪音少 質(zhì)量易保證 2 施工機具電 手 動葫蘆 提土桶 潛水泵 鼓風(fēng)機和輸風(fēng)管 照明設(shè)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 5 1米一段 3 支設(shè)護壁模板 4 澆注護壁混凝土 第一段高出地面150 200mm 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(yīng)注意的事項1 保證成孔的質(zhì)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(zhì)量 4 必須制訂切實可行的安全措施 1996年建設(shè)部通報批評排第一 第二位的工程1 武漢漢口18層