地基处理与桩基施工

地基处理与桩基施工
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标准类别:建筑标准
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地基处理与桩基施工

地基处理与桩基施工是建筑工程中保障上部结构安全稳定的关键环节。地基处理主要针对天然地基承载力不足、压缩性高、不均匀沉降或存在软弱土层(如淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、膨胀土等)的情况,通过物理、化学或生物方法改善土体工程性能。常见方法包括换填垫层法(用砂石、灰土等置换软土)、强夯法(重锤夯击密实浅层土)、预压法(堆载或真空预压加速固结)、水泥土搅拌桩、高压旋喷桩等复合地基技术,以及化学注浆、加筋土等特殊工艺。其核心目标是提高地基承载力、减小沉降量、增强整体稳定性与均匀性。

桩基施工则是在天然地基无法满足设计要求时,将荷载通过桩体传递至深层坚实土层或岩层的深基础形式。按成桩方式可分为预制桩(如混凝土方桩、管桩,采用锤击或静压沉入)和灌注桩(如钻孔灌注桩、冲孔灌注桩、人工挖孔桩等,现场成孔后浇筑混凝土)。施工需严格控制桩位偏差、垂直度、孔深、清孔质量、钢筋笼安装及混凝土灌注连续性等关键工序;尤其对持力层判别、端承力与侧摩阻力发挥、桩身完整性检测(如低应变、超声波、静载试验)等提出较高技术要求。

二者常协同应用:例如在深厚软土区,先采用水泥搅拌桩进行地基加固形成复合地基,再辅以少量抗拔或抗水平力桩;或在复杂地质条件下,以桩基为主、局部结合地基处理优化受力。科学选用与精细化施工,不仅保障建筑安全耐久,亦可有效控制工期与造价,体现现代岩土工程“因地制宜、安全适用、经济合理、绿色可持续”的核心理念。(498字)

导入:用天然浅基础或仅做简单的人工地基加固仍不能满足要求时,常用的一种解决方法就是做桩基础。桩基础的组成和作用:由桩身和承台两部分组成,桩身或部分埋入土中,将上部结构的荷载通过桩穿过软弱土层传递到较深的地基,以解决浅基础承载力不足和变形较大的地基问题。

概述桩基础的分类: 1、按传力性质分:端承桩、摩擦桩;2、按制作方式分:预制桩、灌注桩;3、按预制桩沉入方法分:锤击法、水冲法、振动法、静力压桩法;4、按灌注桩成孔方法分:钻孔、冲孔、挖孔灌注法、钻扩孔、沉管和爆扩灌注法等;5、按成桩方法分:非挤土成孔桩、部分挤土桩和挤土桩;6、按断面形式分:圆桩、方桩、多边行桩和管桩等;7、按制作材料分:混凝土桩,钢筋混凝土桩、钢桩等。

h、覆盖洒水养护不少于7d。i、桩的制作质量除应符合有关规范的允许偏差规定外,还应符合下列要求:1)表面平整、密实,掉角的深度不应超过10MM,且局部蜂窝和掉角的缺损总面积不得超过该桩表面全部面积的0.5%,并不得过分集中。2)收缩裂缝深度不得大于20mm,宽度不得大于0.25MM;横向裂缝长度不得超过0.5倍的边长。3)桩顶和桩尖处不得有蜂窝、麻面、裂缝和掉角。

2、桩的起吊:桩的强度达到设计强度标准值的70%后方可起吊,在吊索与桩间应加衬垫,起吊应平稳提升,起吊时,必须合理选择吊点,防止在起吊过程中过弯而损坏。3、桩的运输:混凝土预制桩达到设计强度的100%方可运输。可采用平板拖车(场外运输)或轻轨平板车运输(场内运输)。4、桩的堆放:垫平、放稳,堆放层数不宜超过4层,不同规格的桩应分别堆放。

(二)沉桩机械设备:主要包括桩锤、桩架和动力装置三部分。1、桩锤:是对桩施加冲击力,将桩打入土中。桩锤主要有落锤、汽锤、柴油锤、振动锤等,目前应用较广的是柴油锤。(1)落锤:落锤重量为5~20KN,用于普通粘性土和含砾石较多的土层中打桩。(2)汽锤:a、单动汽锤的锤重30~150KN,适用于打各种桩。b、双动汽锤的锤重0.6~6t(6~160KN),适用于打各种桩,并可以用于拔桩和水下打桩。(3)柴油锤: 打桩工效高,构造简单,移动灵活,使用方便,不适用于在过硬或过软的土层中打桩,多用于打木桩、钢板桩及长度在12m以内的钢筋混凝土桩。(4)液压锤:新型、低噪音、无油烟、能耗省的打桩锤。它是由液压推动密闭在锤壳体内的芯锤活塞柱,令其往返实现夯击作用,将桩沉入土中。

(5)振动锤:利用偏心轮引起激振.2、桩架(有稳桩、吊锤、导向的作用)是支持桩身和桩锤,将桩吊到打桩位置,并在打入过程中引导桩的方向,保证桩锤沿着所要求的方向冲击。桩架的选择时,应考虑桩锤的类型、桩的长度和施工条件等因素。常用的桩架形式有:滚筒式桩架、多功能桩架、履带式桩架。(1) 滚筒式桩架:(靠钢滚筒行走、灵活性差)     行走靠两根钢滚筒在垫木上滚动,优点是结构比较简单,制作容易,但在平面转弯、调头方面不够灵活,操作人员较多。 (2) 轨道式桩架:(可旋转、倾斜、沿轨道行走)     轨道式桩架的机动性和适应性很大,在水平方向可做360度旋转,导架可以伸缩和前后倾斜,底座下装有铁轮,底盘在轨道上行走。这种桩架可适用于各种预制桩和灌筑桩施工。(3)履带式桩架:(比轨道式更灵活)     以履带起重机为底盘,增加导杆和斜撑组成,用以打桩。移动方便,比多功能桩架更灵活,可用于各种预制桩和灌筑桩施工。

 3、动力装置     动力设备包括驱动桩锤用的动力设施,如卷扬机、锅炉、空气压缩机和管道、绳索和滑轮等。打桩机的动力装置,主要根据所选的桩锤性质而定。选用蒸汽锤则需配备蒸汽锅炉;用压缩空气来驱动,则需考虑电动机的或内燃机的空气压缩机;用电源作动力,则应考虑变压器容量和位置、电缆规格及长度、现场供电情况等.(三)沉桩工艺沉桩方法有捶击法、水冲法、振动法、钻孔捶击法、静力压桩法.捶击法沉桩:利用桩捶的冲击力克服土体对桩体的阻力,使桩沉到预定尝试或达到持力层。(1)打桩准备1)定桩位和确定打桩顺序打桩顺序直接影响打桩速度和打桩质量。所以,群桩施打前,应根据桩群的密集程度、桩的规格、长短、和桩架移动方便来正确选择打桩顺序。

a、从两侧向中间打b、逐排打设 c、自中央向四周打d、自中央向两侧打稀疏时(桩中心距>4倍桩径时),根据施工方便选择打桩顺序。密集时(桩中心距<=4倍桩径时),按选定的打桩顺序实施。当桩规格、埋深、长度不同时,宜“先大后小、先深后浅、先长后短”施打,当一侧毗邻建筑物时,由毗邻建筑物处向另一方向施打。2)设置水准点:打桩现场附近需设置不少于2个水准点检查桩位偏差和入土深度。3)垫木、桩帽和送桩:桩捶与桩帽间设置垫木用以减轻对桩帽的直接冲击4)设置标尺:以控制桩的入土深度。5)其它

送桩: 在打桩时,若要使桩顶打入土中一定深度,则需设置送桩,送桩的中心线应与桩身吻合一致方能进行送桩检查验收:一是能否满足贯入度或标高的设计要求,二是打入后的偏差是否在施工及验收规范允许的范围以内静力压桩法:利用无振动、无噪声的静压力将桩压入土中。适用于在软土、淤泥质土中沉桩,以及有防振要求的建筑物附近施工。1)机械设备:(压桩机)a、机械式静力压桩机是利用桩架的自重和压重,通过卷扬机牵引滑轮组,将整个压桩机的重力经压梁传至桩顶,以克服桩身下沉时与土的摩阻力,将桩压入土中。b、液压式静力压桩机由压桩机构、行走机构和起吊机构组成。2)施工程序:测量定位→桩机就位→吊桩插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再沉桩→终止压桩→切割桩头

其他沉桩方法:振动法、水冲沉桩法、钻孔锤击法等(1)振动法:借助固定于桩顶的振动器产生的振动力,减小桩与土之间的摩擦阻力,使桩在自重和振动力的作用下沉入土中。适于振动法在砂土中运用效果较好,对黏土地区效率较差(2)水冲沉桩法:利用高压水流经过桩侧面或空心桩内部的射水管冲击桩靴附近土层,减小桩与土之间的摩擦力及桩靴下土的阻力,使桩在自重和锤击作用下迅速沉入土中。适于砂土和碎石土别墅外形设计方案,有时对于特别长的预制桩,单靠锤击有一定困难时,也可用水冲法辅助施工。(3)钻孔锤击法:当遇到土层坚硬,采用锤击法遇到困难时可以先在桩位上钻孔后再在孔内插桩,然后锤击沉桩。

(二)灌注桩的施工工艺1、钻孔灌注桩:利用钻孔机械钻出桩孔,并在桩孔中浇灌混凝土而成的桩。(1)干作业成孔灌注桩:钻头在不含水土层中施工。适用:地下水位以上的各种软硬土层,不需设置护壁。1)螺旋钻成孔灌注桩施工工艺钻机就位→钻孔→检查成孔质量→孔底清理→盖好孔口盖板→移桩机至下→桩位→移走盖口板→复测桩孔深度及垂直度→安放钢筋笼→放混凝土串筒→浇灌混凝土→插桩顶钢筋2)螺旋钻孔压浆成桩法施工工艺钻机就位→钻孔、清底→一次压浆→提钻→下钢筋笼→下碎石→二次补浆

3)成孔:机械钻孔a、回转钻机成孔正循环:注水、浮渣、清孔难度大、速度慢。反循环:流水、抽水、吸渣、清孔容易、速度快。b、潜水钻成孔潜水钻机和钻头连在一起,潜入水中切土工作的一种体积小而轻的旋转式钻孔机械。c、冲击钻成孔主要用于岩土层中成孔,钻头有十、工、人字形。4)清孔注入清水或浓度低的泥浆,通过泥浆比重仪检测泥浆比重,用重锤法或沉渣仪检测孔底沉渣厚度(端承桩<=50mm,摩擦端承桩、端承摩擦桩<=100mm,摩擦桩<=300mm)。5)浇筑水下混凝土(导管法)将密封连接的钢管作为混凝土水下灌注的通道,混凝土沿竖向导管下落至孔底,置换泥浆而成桩。

2、沉管灌注桩原理:使用桩锤将一定直径的钢管和桩尖挤土、入土,达到设计标高后,边拔管、边振动、边灌注混凝土、边成桩。分类:振动沉管灌注桩:振动冲击锤冲击和振动,活瓣式桩尖。锤击沉管灌注桩:桩锤冲击,桩靴式桩尖。夯压成型灌注桩:外钢管入土,内夯管夯打。(1)施工顺序:桩机就位→沉管(锤击、振动)→混凝土浇筑→边拔管边浇砼→安放钢筋笼或插筋(2)施工方法:有单打法、反插法、复打法等1)单打法:一次沉管、一次拔管,一般情况下振动沉管灌注桩均采用此法2)复打法:两次沉管、两次拔管,可扩大桩径,大大提高桩的承载力3)反插法:多次沉管、多次拔管,可扩大桩径,提高桩的承载力

三、桩基工程常见的质量通病及防治措施   桩基工程施工过程中,由于有工艺和操作上,桩的制作质量上,土层变化复杂等原因,会导致一些质量问题和事故的发生。因此,发生这些问题时,必须具体分析,具体处理,必要时,应与设计单位共同研究解决。(一)预制桩施工常见的质量通病有:桩顶破碎,沉桩达不到控制要求,桩倾斜、偏移,桩身断裂,接头忪脱、开裂,桩顶上涌。(二)灌注桩施工1、泥浆护壁成孔灌注桩常见的质量通病有:孔壁坍塌孔,护筒冒水,钻孔偏斜,钻孔漏浆,梅花桩,卡锤,流砂,钢筋笼偏位、变形、上浮,端桩等。2、沉管灌注桩常见的质量通病有:缩径,桩身夹泥,断桩,掉脚桩,桩身下沉,桩尖进水进泥砂,灌注桩达不到最终设计要求等。

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