濟(jì)南大學(xué)土木建筑學(xué)院.ppt

2019/7/14,1,第2章 樁基礎(chǔ)工程,概述 2.1 預(yù)制樁施工 2.2 灌注樁施工,2019/7/14,2,1. 樁基礎(chǔ)構(gòu)造 樁基礎(chǔ)是一種常用的深基礎(chǔ)形式，它由基樁和連接于樁頂?shù)某信_(tái)共同組成。若樁身全部埋于土中，承臺(tái)底面與土體接觸，則稱為低承臺(tái)樁基，若樁身上部露出地面而承臺(tái)底位于地面以上，則稱為高承臺(tái)樁基。建筑樁基通常為低承臺(tái)樁基礎(chǔ)，而在橋梁、碼頭工程中常用高承臺(tái)樁基礎(chǔ)。,概述,2019/7/14,3,樁基礎(chǔ)分類 按材料分類 混凝土樁、鋼樁，也有采用木、組合材料的樁。 按使用功能分類 豎向抗壓樁（抗壓樁）、豎向抗拔樁（抗拔樁）、水平受荷樁（主要承受水平荷載）、復(fù)合受荷樁（豎向、水平荷載均較大）。 按承載性能分類 摩擦型樁和端承型樁， 前者又分為摩擦樁、端承摩擦樁；后者又分為端承樁、摩擦端承樁。 摩擦樁在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載由樁側(cè)阻力承受；端承摩擦樁樁頂荷載則主要由樁側(cè)阻力承受。端承樁在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載由樁端阻力承受； 摩擦端承樁樁頂荷載則主要由樁端阻力承受。,概述,2019/7/14,4,按施工方法分類 預(yù)制樁、灌注樁。 預(yù)制樁是在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)制成的各種形式的樁，用沉樁設(shè)備將樁打入、壓入或振入土中，或有的用高壓水沖沉入土中。 灌注樁是在施工現(xiàn)場(chǎng)的樁位上用機(jī)械或人工成孔，然后在孔內(nèi)灌注混凝土而成。根據(jù)成孔方法的不同分為挖孔、鉆孔、沖孔灌注樁，沉管灌注樁和爆擴(kuò)樁等。 按擠土狀況分類 非擠土樁、部分?jǐn)D土樁和擠土樁。 沉管法、爆擴(kuò)法施工的灌注樁、打入（或靜壓）的實(shí)心混凝土預(yù)制樁、閉口鋼管樁或混凝上管樁 屬于擠土樁。 沖擊成孔法、鉆孔壓注法施工的灌注樁、預(yù)鉆孔打入式預(yù)制樁、混凝土 ( 預(yù)應(yīng)力混凝土 ) 管樁、 H 型鋼樁、敞口鋼管樁等屬 于部分?jǐn)D土樁；干作業(yè)法、泥漿護(hù)壁法、套管護(hù)壁法施工的灌注樁屬非擠土樁。,2019/7/14,5, 2.1 預(yù)制樁施工,預(yù)制樁包括混凝土預(yù)制樁、鋼樁兩種。 混凝土預(yù)制樁常用的有鋼筋混凝土實(shí)心方樁、預(yù)應(yīng)力混凝土空心管樁。 鋼樁有鋼管樁、H型鋼樁、其他異性鋼樁。 沉樁方法有錘擊沉樁、振動(dòng)沉樁和靜力沉樁等。 本節(jié)以鋼筋混凝土方樁為例介紹沉樁的施工工藝，其它樁形施工方法類似，不再重復(fù)。,2019/7/14,6,2.1.1 預(yù)制樁的制作,場(chǎng)地應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí)，不得產(chǎn)生不均勻沉降； 疊澆層數(shù)4層，上下層及鄰樁之間應(yīng)做好隔離層，混凝土的澆筑應(yīng)待下層或鄰樁設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)到30以上方可進(jìn)行； 樁所用混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C30;預(yù)應(yīng)力樁不宜低于C40； 樁的縱向鋼筋配筋率：錘擊沉樁不宜小于0.8%，靜力壓樁不宜小于0.6%；樁頂范圍內(nèi)的箍筋應(yīng)加密，并設(shè)置鋼筋網(wǎng)片；主筋位置必須正確，保護(hù)層不得過(guò)厚； 鋼筋接長(zhǎng)用對(duì)焊，接頭錯(cuò)開； 混凝土由樁頂至樁尖連續(xù)澆筑，嚴(yán)禁中斷； 樁頂應(yīng)制作平整。,2019/7/14,7,鋼筋混凝土預(yù)制樁制作鋼筋、模板施工,2019/7/14,8,2.1.2 預(yù)制樁的起吊、運(yùn)輸、堆放,預(yù)制樁的起吊,混凝土強(qiáng)度： 起吊移位 70設(shè)計(jì)強(qiáng)度； 運(yùn)輸、打樁 100設(shè)計(jì)強(qiáng)度。 運(yùn)輸： 合理設(shè)置吊點(diǎn)：正負(fù)彎矩值基本相等。,2019/7/14,9,2. 預(yù)制樁運(yùn)輸,3. 預(yù)制樁堆放,堆放地點(diǎn)應(yīng)平整堅(jiān)實(shí)，排水通暢； 墊木間距應(yīng)與吊點(diǎn)位置相同，各層墊木應(yīng)位于同一垂直線上； 堆放層數(shù)不宜過(guò)多，一般不宜超過(guò)4層； 避免二次搬運(yùn)。,吊、運(yùn)平穩(wěn)，避免損壞。 當(dāng)運(yùn)距不大時(shí)，可采用滾筒、卷?yè)P(yáng)機(jī)等拖動(dòng)樁身運(yùn)輸； 當(dāng)運(yùn)距較大時(shí)可采用小平臺(tái)車運(yùn)輸。 運(yùn)輸過(guò)程中支點(diǎn)應(yīng)與吊點(diǎn)位置一致。,2019/7/14,10,2.1.3 預(yù)制樁沉樁,（1）打樁機(jī)械,打樁機(jī)具主要包括樁錘、樁架和動(dòng)力裝置三個(gè)部分。 樁錘是對(duì)樁施加沖擊力，將樁打入土中的機(jī)具； 樁架的作用是將樁吊到打樁位置，并在打樁過(guò)程中引導(dǎo)樁的方向，保證樁錘能沿要求的方向沖擊； 動(dòng)力裝置包括驅(qū)動(dòng)樁錘及卷?yè)P(yáng)機(jī)用的動(dòng)力設(shè)備。,1.錘擊沉樁的施工方法,2019/7/14,11,2019/7/14,12,施工中常見的樁錘有落錘、蒸汽錘（單動(dòng)汽錘、雙動(dòng)汽錘）、柴油汽錘和液壓錘。,落錘 是指樁錘用人力或機(jī)械拉升，然后自由落下，利用自重夯擊樁頂。 優(yōu)缺點(diǎn)： 構(gòu)造簡(jiǎn)單、使用方便、沖擊力大，能隨意調(diào)整落距，但錘打速度慢，效率較低、樁身易損失。 落錘重量一般為 0.51.5 t ，重型錘可達(dá)數(shù)噸 適用范圍 適宜打各種樁；粘土、含礫石的土和一般土層均可使用。,2019/7/14,13,優(yōu)缺點(diǎn)： 構(gòu)造簡(jiǎn)單、落距短，對(duì)設(shè)備和樁頭不易損壞，打樁速度及沖擊力較落錘大，效率較高。 適用范圍 適于打各種樁。,B. 單動(dòng)汽錘,單動(dòng)汽錘工作原理圖,利用蒸汽或壓縮空氣的壓力將錘頭上舉，然后由錘的自重向下沖擊沉樁。只在上升時(shí)耗用動(dòng)力，下降靠自重；,2019/7/14,14,雙動(dòng)汽錘工作原理圖,C. 雙動(dòng)汽錘,利用蒸汽或壓縮空氣的壓力將錘頭上舉及下沖，增加夯擊能量。,優(yōu)缺點(diǎn)： 沖擊次數(shù)多、沖擊力大、工作效率高，可不用樁架打樁，但需鍋爐或空壓機(jī)，設(shè)備笨重，移動(dòng)較困難。 適用范圍 適宜打各種樁，便于打斜樁；使用壓縮空氣時(shí)可在水下打樁；可用于拔樁。,2019/7/14,15,D. 柴油錘,利用燃油爆炸，推動(dòng)活塞，引起錘頭跳動(dòng)。,優(yōu)缺點(diǎn)： 附有樁架、動(dòng)力等設(shè)備，機(jī)架輕、移動(dòng)便利、打樁快、燃料消耗少，有重量輕和不需要外部能源等優(yōu)點(diǎn)。 適用范圍 最宜用于打木樁、鋼板樁；不適于在過(guò)硬或過(guò)軟的土中打樁。,導(dǎo)桿式柴油錘 工作原理圖,2019/7/14,16,2019/7/14,17,E. 振動(dòng)樁錘,利用偏心輪引起激振，通過(guò)剛性連接的樁帽傳到樁上。,優(yōu)缺點(diǎn)： 沉樁速度快，適應(yīng)性大，施工操作簡(jiǎn)易安全，能打各種樁并幫助卷?yè)P(yáng)機(jī)拔樁。 適用范圍 適宜于打鋼板樁、鋼管樁、鋼筋混凝土和土樁；宜用于砂土，塑性粘土及松軟砂粘土；在卵石夾砂及緊密粘土中效果較差。,2019/7/14,18,JZZ75振動(dòng)樁機(jī)，功率43.5kW，最大沉樁直徑0.50m，最大沉樁深度31m，適用于振動(dòng)沉管灌注樁施工。,2019/7/14,19,2019/7/14,20,在選擇打樁機(jī)具時(shí)，應(yīng)根據(jù)地基土壤的性質(zhì)、工程的大小、樁的種類、施工期限、動(dòng)力供應(yīng)條件和現(xiàn)場(chǎng)情況確定。,2019/7/14,21,樁架,作用： 支撐錘樁 吊樁就位 打樁導(dǎo)向 類型 （常用）： 多功能樁架（沿軌道行駛的） ：機(jī)動(dòng)適應(yīng)性好；大、裝拆運(yùn)麻煩。 履帶式樁架（裝在履帶底盤上） ：移動(dòng)方便，適用范圍廣。 步履式樁架：移動(dòng)方便，穩(wěn)定性好,適應(yīng)性強(qiáng)。,2019/7/14,22,履帶式樁架,多功能樁架,2019/7/14,23,（2）打樁施工,A. 準(zhǔn)備工作 （1）場(chǎng)地準(zhǔn)備：清除地上、地下障礙物，平整、壓實(shí)場(chǎng)地，設(shè)置排水溝； （2）放軸線、定樁位、設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn) （2個(gè)）； （3）確定打樁順序：擠土直接影響打樁進(jìn)度、施工質(zhì)量以及周圍環(huán)境。 （4）接通現(xiàn)場(chǎng)的水、電管線，準(zhǔn)備好施工機(jī)具；做好對(duì)樁的質(zhì)量檢驗(yàn)。 （5）進(jìn)行打樁試驗(yàn)：2根，檢驗(yàn)工藝、設(shè)備是否符合要求。,2019/7/14,24,B.打樁順序,防止土向一個(gè)方向擠壓，這樣有可能最后打入的樁難打或者樁的入土深度減少，直接影響打樁進(jìn)度和施工質(zhì)量。 打樁順序是否合理，還應(yīng)考慮擠土對(duì)周圍環(huán)境（如建筑物）的影響。,2019/7/14,25,（1) 當(dāng)樁中心距4倍樁徑時(shí)， 可：自中間向四周打設(shè)； 由中心向兩側(cè)對(duì)稱打； 分段對(duì)稱打。 （2) 當(dāng)樁中心距4倍樁徑時(shí)，可按施工方便打； （3) 當(dāng)樁的規(guī)格不同時(shí)，先大后小，先長(zhǎng)后短； （4) 當(dāng)樁尖設(shè)計(jì)標(biāo)高不同時(shí)，先深后淺。,2019/7/14,26,C.打樁工藝,工藝順序： 設(shè)置標(biāo)尺樁架就位吊樁就位扣樁帽、落錘、脫吊鉤低錘輕打正式打（接樁，截樁，靜、動(dòng)載試驗(yàn)，承臺(tái)施工）。 要點(diǎn)： 采用重錘低擊，開始要輕打； 連續(xù)施打，減少回彈固結(jié)； 注意貫入度變化，做好打樁記錄（編號(hào)、每米錘擊數(shù)、樁頂標(biāo)高、最后貫入度）； 如遇異常情況（貫入度劇變；樁身突然傾斜、位移、回彈；樁身嚴(yán)重裂縫或樁頂破碎），暫停施打，與有關(guān)單位研究處理。,2019/7/14,27,打入預(yù)制樁第一節(jié)樁體,打入預(yù)制樁電焊接樁,打入預(yù)制樁末節(jié)樁體,2019/7/14,28,（3）打樁的質(zhì)量控制,1）滿足承載力要求： 端承樁控制最后貫入度為主(參考標(biāo)高) 摩擦樁控制沉樁標(biāo)高為主(參考最后貫入度) 2）偏差: 樁位偏差：排樁偏軸100，順軸150mm； 群樁 1/3樁徑或邊長(zhǎng)； 垂直偏差 1 % ; 3）樁不受損： 樁頂、樁身不打壞，樁頂下1/3樁長(zhǎng)內(nèi)無(wú)水平裂縫。,2019/7/14,29,（4）打樁對(duì)周邊環(huán)境的影響及其防治,1） 打樁對(duì)周邊環(huán)境的影響 振動(dòng)、噪音、擠土、孔隙水壓力增大,2） 防治,預(yù)鉆孔沉樁 袋裝砂井或塑料排水板 挖防震溝 重錘低擊 控制打樁速度和打樁順序 靜力壓樁 水沖法輔助打樁,2019/7/14,30,2.靜力壓樁,靜力壓樁是在均勻軟弱土中利用壓樁架（型鋼制作）的自重和配重，通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)的牽引傳到樁頂，將樁逐節(jié)壓入土中的一種沉樁方法。這種沉樁方法無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音、對(duì)周圍環(huán)境影響小，適合在城市中施工。,2019/7/14,31,靜力壓樁機(jī)構(gòu)造原理圖,活動(dòng)壓梁,油壓表,樁帽,上段樁,上段樁錨筋,下段樁,加壓重物,底盤,軌道,導(dǎo)籠口,操作平臺(tái),卷?yè)P(yáng)機(jī),加壓鋼絲繩滑輪組,樁架導(dǎo)向籠,2019/7/14,32,11,全液壓式靜力壓樁機(jī)壓樁示意圖,2019/7/14,33,2019/7/14,34,2019/7/14,35,壓樁過(guò)程中，當(dāng)樁尖碰到夾砂層時(shí)，壓