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高层建筑PPT之桩基工程桩基工程是高层建筑施工中的关键环节,其主要作用是将建筑物的荷载通过桩传递到深层稳固的地基中,从而确保建筑物的稳定性和安全性。在高层建筑建设中,由于地基土层承载力有限或存在软弱土层,传统的浅基础难以满足要求,因此需要采用桩基础来解决这一问题。
桩基工程主要包括勘察、设计、施工和检测四个阶段。首先,在勘察阶段,需对场地地质条件进行详细调查,包括土层分布、地下水位及地震活动情况等,为后续设计提供依据。其次,在设计阶段,根据建筑物的荷载特征和地质条件,选择合适的桩型(如预制桩、灌注桩等)和布置方式,并确定桩长、桩径及桩数等参数。再次,在施工阶段,采用相应的机械设备和技术手段完成桩基施工,例如静压桩、锤击桩或钻孔灌注桩等工艺。最后,在检测阶段,通过静载试验、动测法或其他技术手段,对桩基的质量和承载能力进行评估,以确保其符合设计要求。
桩基工程具有以下特点:一是承载力高,能有效应对高层建筑的巨大荷载;二是适应性强,适用于多种复杂地质条件;三是施工技术成熟,但对工艺要求较高。然而,桩基工程也面临一些挑战,如施工周期较长、成本较高以及可能对周边环境产生影响(如噪音、振动等)。因此,在实际工程中,需要综合考虑经济性、技术可行性和环境保护等因素。
总之,桩基工程是高层建筑结构安全的重要保障。合理的设计与施工不仅能够提高建筑物的稳定性,还能有效延长其使用寿命。随着科技的进步,新型桩基技术和材料不断涌现,为高层建筑的发展提供了更多可能性。
(3)振动沉管灌注桩:振动沉管灌注桩是用振动桩机,将带活瓣桩尖或钢筋混凝土预制桩靴的钢管利用振动锤产生的垂直定向振动和锤、桩管自重及卷扬机通过钢丝绳施加的压力,使桩管沉入土中,然后向桩管内浇注混凝土,边振边拔出桩管,使混凝土留在土中而成桩。 (4)泥浆护壁冲孔灌注桩:冲击成孔灌注桩系用冲击式钻机或卷扬机悬吊冲击钻头(又称冲锤)上下往复冲击,将硬质土或岩层破碎成孔,部分碎渣和泥浆挤入孔壁中,大部分成为泥渣,用掏渣筒掏出成孔,然后再灌注混凝土成桩。
(5)夯扩灌注桩:夯压成型灌注桩又称夯扩桩,是在普通锤击沉管桩的基础上加以改进发展起来的一种新型桩,由于其扩底作用,增大了桩端支承面积,能够充分发挥桩端持力层的承载力,具有较好的技术经济指标,十几年来已在国内许多地区得到广泛地应用和发展 (6)挤扩多支盘混凝土灌注桩:挤扩多支盘桩全称为“液压挤扩多支盘混凝土灌注桩”,是在常规钻孔灌注桩的基础上,采用专用液压设备对桩长范围内的土层进行多截面扩孔,形成多处锥状或三角形扩径空腔,空腔内灌注混凝土后形成多支点的多截面扩孔混凝土桩。
静压混凝土预制方桩一、概念、特点与适用范围 1.概念 静压混凝土预制方桩是用液压静力压桩机将预制混凝土方桩分节压入地基土层中成桩 方桩常用截面尺寸为30cm×30cm、35cm×35cm、40cm×40cm、45cm×45cm、50cm×50cm、55cm×55cm,常用节长为7m、8m、9m、10m、11m、12m、13m、14m、15m等等。
2.特点 本法为液压操作、自动化程度高;行走方便,运转灵活,桩位定点精确,可提高桩基施工质量;施工无噪声、无振动、无污染,沉桩采用全液压夹持桩身向下施加压力,可避免打碎桩头,混凝土强度等级可降低1~2级,配筋比锤击法可省钢筋40%左右;施工速度快,压桩速度每分钟可达2m,比锤击法可缩短工期1/3。
3.适用范围 本法适用于软土、填土及一般粘性土层中应用,特别适合于居民稠密及危房附近环境保护要求严格的地区沉桩,但不宜用于地下有较多孤石、障碍物或有4m以上硬隔离层的情况。
二、制作程序与施工要点 1.制作程序 现场制作场地整平、压实——场地地坪作三七灰土或浇筑混凝土——弹线、支模、涂刷隔离剂——绑扎钢筋骨架、安设吊环(或预埋吊装孔)——浇筑混凝土——养护至30%强度拆模——支间隔端头模板、刷隔离剂、绑钢筋——浇筑间隔桩混凝土——同法间隔重叠制作第二层桩(重叠层数一般不宜超过四层)。
2.施工要点 (1).混凝土预制桩可在工厂或施工现场预制。现场预制多采用工具式木模板或钢模板,支在坚实平整的地坪上,模板应平整牢靠,尺寸准确。用间隔重叠法生产,桩头部分使用钢模堵头板,并与两侧模板相互垂直,桩与桩间刷废机油或皂脚水并用塑料薄膜隔开,邻桩与上层桩的混凝土须待邻桩或下层桩的混凝土达到设计强度的30%以后进行,重叠层数一般不宜超过四层。
(2).长桩可分节制作,单节长度应满足桩架的有效高度、制作场地条件、运输与装卸能力等方面的要求,并应避免在桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中接桩。 (3).钢筋骨架主筋连接宜采用对焊或电弧焊,主筋接头配置在同一截面内的数量不得超过50%;相邻两根主筋接头截面的距离应不大于35dg(dg为主筋直径),且不少于500mm。桩顶1m范围内不应有接头。桩顶钢板预埋件位置要准确,同时桩顶面和接头端面应平整,桩顶平面与桩纵轴线倾斜不应大于3mm。
(4).混凝土强度等级应不低于C30,粗骨料用5~40mm碎石或卵石,用机械拌制混凝土,坍落度不大于6cm,接桩的接头处要平整,使上下桩能互相贴合对准。浇筑完毕应覆盖洒水养护不小于7d,并应自然养护30d方可使用。
三、静压混凝土方桩前的准备1.起吊 当桩的混凝土达到设计强度标准值的70%后方可起吊,吊点应设于设计规定之处,如设计无规定,可按下图所示位置设置吊点起吊。
2.运输 桩运输时的强度应达到设计强度标准值的100%。长桩运输可采用平板拖车、平台挂车或汽车后挂小炮车运输;短桩运输亦可采用载重汽车,现场运距较近,亦可采用轻轨平板车运输。严禁在现场以直接拖拉桩体方式代替装车运输。3.堆放 桩应按规格、桩号分层叠置,支承点应设在吊点或近旁处保持在同一垂直线上,各层垫木应上下对齐,并支承平稳,堆放层数不宜超过4层。
四、静压方桩施工工艺 1、施工工艺流程 测量定位——桩机就位——钎探——开桩、吊桩——静压沉桩——接桩——再静压沉桩、送桩——终止压桩 2、施工工艺过程 (1)测量定位 施工前应根据施工图放出轴线,定出每一个桩位,在桩位中心打一根短钢筋,涂上红漆,并在旁边撒上白灰,使标志明显。
(2)桩机就位现场所用的静力压桩机就位系用于行走装置来完成,它是由横向行走(短船行走)、纵向行走(长船行走)和回转机构组成。把船体当作铺设的轨道,通过横向和纵向油缸的伸程和回程使桩机实现步履式的横向和纵向行走;当横向两油缸一只伸程,另一只回转可使桩机实现小角度回转。桩机就位时应对准桩位,按额定的总重量配置压重,调整机架垂直度,并使桩机夹持钳口中心与地面上的桩位中心基本对准,调平压桩机,再次校核无误,将长步履(长船)落地受力。
(4)开桩、吊桩 当桩是在现场预制时,应尽量采用即压即取的做法,尽可能减少二次搬运和堆放。吊桩前先开桩,使桩身与桩堆剥离,以避免吊桩时拉裂桩身。用吊车将所要吊的桩翻离桩堆,然后用钢丝绳绑住桩上部约1/3桩长处起吊预制桩,并将桩尖缓慢地垂直对准桩位中心。当桩入土50cm时,开动油缸抱紧桩身。 当桩在工厂预制时,应在静压沉桩前做好桩的起吊、运输和堆放准备工作。
(5)静压沉桩 桩就位后,校正桩的垂直度和桩机的水平度,保证桩的纵横双向垂直偏差不得超过0.5%。然后启动压桩油缸,把桩徐徐压下,并应控制施压速度,一般不宜超过2m/min。在压桩过程中,应认真记录好压桩时间,已入土的桩长和压力表读数,以便判断桩的质量和承载力,当压力表读数突然上升或下降时,应停机对照地质资料进行分析,判断是否遇到障碍物或产生断桩。
(5)静压沉桩 桩就位后,校正桩的垂直度和桩机的水平度,保证桩的纵横双向垂直偏差不得超过0.5%。然后启动压桩油缸,把桩徐徐压下,并应控制施压速度,一般不宜超过2m/min。在压桩过程中,应认真记录好压桩时间,已入土的桩长和压力表读数,以便判断桩的质量和承载力,当压力表读数突然上升或下降时,应停机对照地质资料进行分析,判断是否遇到障碍物或产生断桩。
(6)接桩 当桩长比较长的情况下,必须将长桩分节制作,逐节沉入,在桩节之间进行接桩;当下节桩沉到桩顶离地面0.8m~1.0m处将上节桩吊起,对准下节桩放下,调整上节桩,稍稍提起上节桩,清理干净桩头预埋铁件表面的水泥砂浆和杂物,即可进行接桩。接桩可采用浆锚法和焊接法。当采用电焊接桩时,先点焊固定角钢,再开始焊接,先焊接下节桩,待上节桩压紧、对中调直后,再焊接上节桩。上下节桩节间的缝隙应用铁件垫密焊牢,焊接时应对角施焊,以减小焊缝变形引起节点弯曲,焊缝必须连续、饱满。
(7)再静压沉桩、送桩 焊接结束后,清除焊渣,自然冷却5~10分钟sy/t 7372-2017标准下载,再继续静压沉桩、送桩,压桩应压到满足终止条件要求为止,以确保桩基的施工质量。送桩时送桩器的中心线应与桩身吻合一致方可送桩;对端承桩,送桩送到压力值达到设计要求为止,持荷5分钟;对摩擦桩,送桩送到桩长达到设计要求为止,持荷5分钟。 (8)终止压桩 当压桩压到满足终止条件要求时,即可终止压桩。
人工挖孔灌注桩一、概念、特点与适用范围 1.概念 人工挖孔灌注桩系用人工挖孔成孔,浇筑混凝土成桩,挖孔扩底灌注桩,系在挖孔灌注桩的基础上,扩大桩底尺寸而成。这类桩由于其受力性能可靠,不需大型机具设备,施工操作工艺简单,在各地应用较为普遍,已成为大直径灌注桩施工的一种主要工艺方式。
2.特点 单桩承载力高,结构传力明确,沉降量小,可一柱一桩,不需承台,不需凿桩头;可作支承、抗滑、锚拉、挡土等用;可直接检查桩直径、垂直度和持力层情况,桩质量可靠;施工机具设备较简单,都为工地常规机具,施工工艺操作简便,占场地小;施工无振动、无噪声、无环境污染,对周围建筑物无影响;可多桩同时进行,施工速度快,节省设备费用,降低工程造价;但桩成孔工艺存在劳动强度较大,单桩施工速度较慢,安全性较差等问题,这些问题一般可通过采取技术措施加以克服。
3.适用范围 挖孔及挖孔扩底灌注桩适用于桩直径800mm以上,无地下水或地下水较少的粘土、粉质粘土,含少量的砂、砂卵石、姜结石的粘土层采用,特别适用于黄土层使用,深度一般20m左右,可用于高层建筑、公用建筑、水工结构(如泵站、桥墩作支承、抗滑、挡土、锚拉桩之间)。对有流砂、地下水位较高、涌水量大的冲积地带及近代沉积的含水量高的淤泥、淤泥质土层,不宜采用。