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POWEPOINT適用于商務(wù)主題及相關(guān)類別演示土力學(xué)與地基基礎(chǔ)學(xué)習(xí)項(xiàng)目7樁基礎(chǔ)任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工任務(wù)7.3單樁容許承載力的確定任務(wù)7.4樁的內(nèi)力和變位計(jì)算及算例案例引入我國的杭州灣跨海大橋是一座橫跨杭州灣海域的大橋,全長36km,比連接巴林與沙特的法赫德國王大橋還長11km,已經(jīng)成為世界最長的跨海大橋候選世界紀(jì)錄,成為繼美國的龐恰特雷恩湖橋和青島膠州灣大橋之后的世界上第三長的跨海大橋。整座大橋有兩處寬度為448m及318m的橋下通道。橋下凈空高、流速急,北通道為35000t的海輪留出了航道,南通道為30000t以下的海輪留出了航道。這兩條航道上端有鉆石形雙塔及A形單塔兩座造型橋塔。學(xué)習(xí)項(xiàng)目7樁基礎(chǔ)案例引入該大橋工程規(guī)模巨大。全橋共計(jì)用混凝土2.45×106m3,各類鋼材8.2×105t,鋼管樁5513根,鉆孔樁3550根,承臺(tái)1272個(gè),墩身1428個(gè)。該橋采用大直徑超長鋼管樁設(shè)計(jì)、制造、防腐和施工成套技術(shù)。大橋鋼管樁基礎(chǔ)具有樁長、大直徑、數(shù)量巨大的特點(diǎn)。樁長達(dá)89m,樁徑為1.5m和1.6m。其創(chuàng)新點(diǎn)是:超長整樁預(yù)制,內(nèi)外螺旋焊接,三層熔融環(huán)氧粉末涂裝,采用埋弧自動(dòng)焊工藝,大直徑不等壁厚焊接,犧牲陽極陰極保護(hù)。學(xué)習(xí)項(xiàng)目7樁基礎(chǔ)案例引入杭州灣跨海大橋及樁基礎(chǔ)施工學(xué)習(xí)項(xiàng)目7樁基礎(chǔ)項(xiàng)目導(dǎo)讀當(dāng)建筑場(chǎng)地淺層的土質(zhì)不能滿足建筑物對(duì)地基承載力和變形的要求,而又不適宜采取地基處理措施時(shí),可以考慮采用樁基礎(chǔ)將荷載傳遞至深部土層。樁基礎(chǔ)的作用在于穿越軟弱的高壓縮性土層或水,將樁頂所承受的荷載傳遞到更硬、更密實(shí)或壓縮性較小的地基持力層上。樁基礎(chǔ)已成為在土質(zhì)不良地區(qū)修建高層建筑、重型廠房、橋梁、碼頭和具有特殊要求的建筑物及構(gòu)筑物所廣泛采用的基礎(chǔ)形式。學(xué)習(xí)項(xiàng)目7樁基礎(chǔ)任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造學(xué)習(xí)目標(biāo)理解樁基礎(chǔ)的組成和作用機(jī)理。掌握樁基礎(chǔ)的特點(diǎn)和適用條件。掌握樁基礎(chǔ)的類型及適用條件。認(rèn)知不同類型樁基礎(chǔ)的構(gòu)造。樁基礎(chǔ)的組成及作用機(jī)理1—墩身;2—承臺(tái);3—基樁;4—松軟土層;5—持力層任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造樁基礎(chǔ)的組成、作用機(jī)理及適用條件
7.1.1樁基礎(chǔ)的組成1.樁基礎(chǔ)是常用的橋梁基礎(chǔ)類型,是由埋于地基土中的若干根樁及將所有樁連成一個(gè)整體的承臺(tái)(或蓋梁)所組成的一種基礎(chǔ)形式。樁身可以全部或部分埋入地基土中,當(dāng)樁身露出地面較高時(shí),在樁之間還應(yīng)加橫系梁,以加強(qiáng)各樁之間的橫向聯(lián)系。若干根樁在平面上可排列成一排或幾排,所有樁的頂部由承臺(tái)聯(lián)成一個(gè)整體。在承臺(tái)上再修筑橋墩、橋臺(tái)及上部結(jié)構(gòu)。樁既可以先預(yù)制好,再運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)沉入土中,也可以就地鉆孔(或人工挖孔),然后在孔中澆筑水泥混凝土或置入鋼筋骨架后再澆灌混凝土而成。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造樁基礎(chǔ)的作用機(jī)理是將承臺(tái)以上結(jié)構(gòu)物傳來的外力通過承臺(tái),由樁傳到較深的地基持力層上。承臺(tái)將外力傳遞給各樁,并箍住樁頂使各樁共同承受外力。各樁所承受的荷載由樁通過樁側(cè)土的摩阻力及樁端土的抵抗力將荷載傳遞到地基土中。樁基礎(chǔ)的作用機(jī)理2.任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造在深水河道中,樁基礎(chǔ)可以借樁群穿過水流將荷載傳到地基中,避免(或減少)建造水下工程,簡化施工設(shè)備和技術(shù)要求,加快施工速度,改善勞動(dòng)條件。當(dāng)?shù)鼗鶞\層土的土質(zhì)不良時(shí),樁基礎(chǔ)應(yīng)穿越淺層土并發(fā)揮地基深層土承載力的作用,以滿足橋梁上部結(jié)構(gòu)物對(duì)荷載的要求。近年來,我國在樁基礎(chǔ)的類型、沉樁機(jī)具和施工工藝及樁基礎(chǔ)理論和設(shè)計(jì)計(jì)算方法方面都有了很大的發(fā)展,使其不僅便于機(jī)械化施工和工廠化生產(chǎn),而且能以不同類型的樁基礎(chǔ)和施工方法適應(yīng)不同的水文地質(zhì)條件、荷載性質(zhì)及上部結(jié)構(gòu)特征。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造樁基礎(chǔ)具有承載力高、穩(wěn)定性好、沉降量小的特點(diǎn),可以抵抗上拔力和水平力,是抗地震液化的重要手段,可以適應(yīng)機(jī)械化施工。但是,樁基礎(chǔ)需要相對(duì)較高的投資,打樁過程中的排土、噪聲等可能對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生不利影響。所以,是否采用樁基礎(chǔ),必須經(jīng)過經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、施工等多方面的分析比較后才能確定。樁基礎(chǔ)的適用條件3.任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造(1)荷載較大,地基上部土層軟弱,適宜的地基持力層的位置較深,采用淺基礎(chǔ)或人工地基在技術(shù)上、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),采用樁基礎(chǔ)穿過松軟(高壓縮性)土層,將荷載傳到較堅(jiān)實(shí)(低壓縮性)土層減少結(jié)構(gòu)物沉降并使沉降較均勻。(4)當(dāng)施工水位或地下水位較高時(shí),采用樁基礎(chǔ)可以減少施工困難。(5)在地震區(qū)可液化地基中,采用樁基礎(chǔ)穿越可液化土層,可消除或減輕地震對(duì)結(jié)構(gòu)物的危害,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)物的抗震能力。對(duì)于下列情況,可考慮采用樁基礎(chǔ)方案。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造樁和樁基礎(chǔ)的類型
7.1.2樁的類型1.1)按成樁擠土效應(yīng)分類
(1)非擠土樁。非擠土樁也稱為置換樁,施工時(shí)用鋼筋混凝土或鋼材將與樁基體積相同的土置換出來,優(yōu)點(diǎn)是樁身下沉對(duì)周圍土體的擾動(dòng)很少,缺點(diǎn)是有應(yīng)力松弛現(xiàn)象。非擠土樁包括鉆(挖)孔灌注樁、抓斗抓掘成孔樁等。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造(2)部分?jǐn)D土樁部分?jǐn)D土樁在成樁過程中,周圍土體僅受到輕微擠壓擾動(dòng),土體原狀結(jié)構(gòu)及工程性質(zhì)沒有大的變化。部分?jǐn)D土樁包括沖孔灌注樁、擠擴(kuò)孔灌注樁、預(yù)鉆孔沉樁、打入式敞口樁和敞口預(yù)應(yīng)力混凝土管樁等。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造(3)擠土樁(排土樁)擠土樁(排土樁)在成樁過程中,樁周圍的土被擠密或擠開,土的原始結(jié)構(gòu)遭到破壞,土的工程性質(zhì)也發(fā)生很大的變化,對(duì)周圍環(huán)境造成損害,如相鄰建筑物變形開裂、市政管線斷裂等。這類樁主要包括各種沉樁,如錘擊、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。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造摩擦型樁與端承型樁2)按承載性狀分類任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造(1)摩擦型樁摩擦型樁是指在豎向極限荷載的作用下,樁頂荷載全部或主要由樁側(cè)阻力承受的樁。根據(jù)樁側(cè)阻力分擔(dān)荷載的大小,摩擦型樁又分為摩擦樁和端承摩擦樁。摩擦樁是指在極限承載力狀態(tài)下,樁頂荷載全部由樁側(cè)阻力承受的樁。在極限承載力狀態(tài)下,樁頂荷載主要由樁側(cè)阻力承受,當(dāng)樁端阻力較小時(shí),這種樁稱為端承摩擦樁。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造(2)端成型樁端承型樁是指在豎向極限荷載的作用下,樁頂荷載全部或主要由樁端阻力承受,樁側(cè)阻力相對(duì)樁端阻力而言較小(或可忽略不計(jì))的樁。根據(jù)樁端阻力發(fā)揮的程度和分擔(dān)荷載的比例,端承型樁又可分為端承樁和摩擦端承樁。端承樁是指在極限承載力狀態(tài)下,樁頂荷載全部由樁端阻力承受的樁。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造3)按樁軸的方向分類豎直樁和斜樁任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造
1)按承臺(tái)位置分類摩擦型樁與端承型樁樁基礎(chǔ)的類型2.任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造一般來說,當(dāng)作用于承臺(tái)板底面處的水平外力和外力力矩不大,或樁的自由長度不長,或樁身截面較大時(shí),可考慮采用豎直樁的樁基礎(chǔ);反之,宜采用帶有斜樁的樁基礎(chǔ)。對(duì)于拱橋墩臺(tái)等推力體系結(jié)構(gòu)物的樁基礎(chǔ),一般應(yīng)設(shè)置斜樁,以承受上部結(jié)構(gòu)傳來的較大水平推力,減小樁身彎矩、剪力和整個(gè)基礎(chǔ)的側(cè)向位移。目前,我國的橋梁鉆(挖)孔灌注樁由于施工設(shè)備和工藝問題,斜樁用得很少,只有預(yù)制樁才采用斜樁。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造
低樁承臺(tái)基礎(chǔ)的承臺(tái)底面位于地面(或沖刷線)以下,高樁承臺(tái)基礎(chǔ)的承臺(tái)底面位于地面(或沖刷線)以上。高樁承臺(tái)基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是基樁的部分樁身埋入土中,部分樁身(樁的自由長度)外露在地面以上;而低樁承臺(tái)基礎(chǔ)的基樁則全部埋入土中(樁的自由長度為零)。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造高樁承臺(tái)基礎(chǔ)由于承臺(tái)位置較高或設(shè)在施工水位以上,因此可減少墩臺(tái)圬工的數(shù)量,可避免或減少水下作業(yè),施工較為方便。但高樁承臺(tái)在水平力的作用下,由于承臺(tái)及基樁露出地面的一段自由長度周圍無土體來共同承受水平外力,因此基樁的受力情況較為不利,樁身內(nèi)力和位移都將大于在同樣水平外力作用下的低樁承臺(tái),故在穩(wěn)定性方面低樁承臺(tái)較高樁承臺(tái)要好。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造(1)鉆(挖)孔灌注樁基礎(chǔ)用鉆(沖)孔機(jī)械在土體中先鉆出樁孔,然后在孔內(nèi)放入鋼筋骨架,灌注樁身混凝土而成鉆孔灌注樁,最后在樁頂澆筑承臺(tái)(或蓋梁)而形成的基礎(chǔ)稱為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。它的特點(diǎn)是施工設(shè)備簡單,操作方便,適用于各種砂性土、黏性土,也適用于碎(卵)石類土層和巖層。但對(duì)于淤泥及可能發(fā)生流沙或有承壓水的地基,施工較為困難,常易發(fā)生塌孔或埋鉆等情況。一般,鉆孔灌注樁的入土深度為幾米至幾百米。
1)按施工方法分類任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造②振動(dòng)下沉樁①打入樁③靜力壓樁(2)沉樁基礎(chǔ)任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造(3)管樁基礎(chǔ)將預(yù)制好的大直徑(直徑為1~5m)鋼筋混凝土(或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土)管柱(一種巨型的管柱,每節(jié)長度根據(jù)施工條件決定,一般采用4m、8m或10m,接頭用法蘭盤和螺栓連接)用大型的振動(dòng)沉樁錘沿導(dǎo)向結(jié)構(gòu)將其沿垂直方向振動(dòng)下沉到基巖(一般在高壓射水和吸泥機(jī)的配合幫助下下沉),然后在管柱內(nèi)鉆巖成孔,下放鋼筋骨架籠,灌注混凝土,將管柱與巖層牢固連接而形成的基礎(chǔ),稱為管柱基礎(chǔ)。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造管柱基礎(chǔ)1—墩身;2—低水位;3—承臺(tái);4—鋼筋骨架;5—覆蓋層;6—巖層;7—管柱;8—鋼管靴任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造1)就地灌注鋼筋混凝土樁鉆(挖)孔樁采用就地灌注的鋼筋混凝土樁,樁身常為實(shí)心斷面,混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C25,對(duì)僅承受豎直力的樁基礎(chǔ)可采用C20(但水下混凝土仍不應(yīng)低于C25)。鉆孔樁的設(shè)計(jì)直徑一般為0.80~3.20m,挖孔樁的直徑或最小邊的寬度不宜小于1.20m。就地灌注的鋼筋混凝土樁1—護(hù)筒;2—加勁箍;3—箍筋;4—主筋各種樁的構(gòu)造1.任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造樁和樁基礎(chǔ)的構(gòu)造
7.1.3不同材料、不同類型的樁基礎(chǔ)具有不同的構(gòu)造特點(diǎn)和性能,為了保證樁的質(zhì)量和充分發(fā)揮樁基礎(chǔ)的工作能力,在樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與計(jì)算時(shí)首先應(yīng)滿足其構(gòu)造的基本要求。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造鉆(挖)孔樁內(nèi)的鋼筋應(yīng)按照內(nèi)力和抗裂性的要求布設(shè),長摩擦樁應(yīng)該根據(jù)樁身彎矩的分布情況分段配筋,短摩擦樁和柱樁可按樁身的最大彎矩通長均勻配筋,當(dāng)按內(nèi)力計(jì)算樁身不需要配筋時(shí),應(yīng)在樁頂3.0~5.0m內(nèi)設(shè)置構(gòu)造鋼筋。為了保證鋼筋骨架有一定的剛性,便于吊裝及保證主筋受力后的縱向穩(wěn)定,樁內(nèi)主筋的直徑不應(yīng)小于16mm,每根樁的主筋數(shù)量不應(yīng)少于8根,其凈距不應(yīng)小于80mm且不應(yīng)大于350mm。為防止因骨架移動(dòng)發(fā)生露筋現(xiàn)象,主筋保護(hù)層凈距不應(yīng)小于60mm。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造閉合式箍筋或螺旋筋的直徑不應(yīng)小于主筋直徑的1/4,且不應(yīng)小于8mm,其中距不應(yīng)大于主筋直徑的15倍且不應(yīng)大于300mm。為了增加吊裝時(shí)的骨架剛度,一般應(yīng)沿鋼筋籠骨架每隔2.0~2.5m設(shè)置直徑為16~32mm的加勁箍一道。若鉆(挖)孔樁根據(jù)樁底受力情況需要嵌入巖層時(shí),嵌入深度應(yīng)通過計(jì)算確定,并不得小于0.5m。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造2)鋼筋混凝土預(yù)制樁沉樁(打入樁和振動(dòng)下沉樁)是預(yù)制的鋼筋混凝土樁,有實(shí)心的圓樁和方樁,少數(shù)為矩形樁、空心的管樁,另外還有管柱(用于管柱基礎(chǔ))。預(yù)制的鋼筋混凝土方樁1—實(shí)心方樁;2—空心方樁;3—吊耳任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造當(dāng)就地灌注預(yù)制鋼筋混凝土方樁時(shí),通常采用的方樁的橫斷面尺寸為20cm×20cm~50cm×50cm,樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C25,樁身配筋應(yīng)考慮制造、運(yùn)輸、施工和使用各階段的受力要求。主筋直徑一般為12~25mm,主筋凈距不小于5cm;箍筋直徑為6~8mm,其間距一般不大于40cm(在兩端處間距宜減小,一般為5cm)。樁頂處,為了承受直接的錘擊應(yīng)設(shè)鋼筋網(wǎng)加固;為了便于吊運(yùn),應(yīng)在樁頂預(yù)設(shè)吊耳,吊耳一般由直徑為20~25mm的圓鋼制成。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造鋼筋混凝土管樁由預(yù)制工廠以離心式旋轉(zhuǎn)機(jī)生產(chǎn),有普通鋼筋混凝土管樁或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁兩種,目前大直徑管樁多采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁。鋼筋混凝土管樁任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造管樁直徑d一般為0.4~0.8m,管壁的最小厚度不宜小于80mm。我國生產(chǎn)的定型產(chǎn)品的直徑d為400mm、550mm、600mm、800mm,管壁厚度為80mm、100mm、110mm、130mm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25~C40,每節(jié)管樁的長度l=4~15m,管樁的兩端裝有法蘭盤以供現(xiàn)場(chǎng)用螺栓進(jìn)行連接(也可采用焊接接頭)。一般在最下一節(jié)管樁的底端設(shè)置樁尖,樁尖內(nèi)部可預(yù)留圓孔,以便安裝射水管輔助沉樁。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造管柱實(shí)質(zhì)上是一種大直徑薄壁鋼筋混凝土圓管節(jié),在工廠分節(jié)制成,施工時(shí)逐節(jié)用螺栓接長,它由法蘭盤、主鋼筋和螺旋筋組成,管壁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C25,管壁的厚度為100~140mm,最下端的管柱帶有用薄鋼板制成的鋼刃腳。我國常采用的管柱(直徑為150~5.80m)由鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土制成。當(dāng)管柱入土深度大于25m時(shí),一般應(yīng)采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管柱。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造3)鋼樁鋼管樁的樁端形式任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造鋼管樁在出廠時(shí),兩端應(yīng)有防護(hù)圈,以防坡口受損。H型鋼樁,因其剛度不大,若支點(diǎn)不合理,堆放層數(shù)過多,會(huì)造成樁體彎曲,影響施工。鋼管樁的分段長度應(yīng)根據(jù)施工條件來定,不宜超過12~15m,常用直徑為400~1000mm。分節(jié)鋼管樁應(yīng)采用焊接連接,選擇的焊條或焊絲的型號(hào)應(yīng)與構(gòu)件鋼材的強(qiáng)度相適應(yīng),實(shí)現(xiàn)等強(qiáng)度連接。若要提高鋼管樁承受樁錘沖擊力和穿透或進(jìn)入堅(jiān)硬地層的能力,可在樁頂和樁底端的管壁處設(shè)置加強(qiáng)箍。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造樁的布置和間距2.基樁的平面布置形式任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造考慮樁與樁側(cè)土的共同工作條件和施工的需要,鉆(挖)孔樁的摩擦樁中心距不得小于2.5倍成孔直徑,支撐或嵌固在巖層上的柱樁不得小于2.0倍的成孔直徑(矩形樁為邊長,下同),樁的最大中心距一般也不得超過5~6倍樁徑。打入樁的中心距不應(yīng)小于樁徑(或邊長)的3倍,在軟土地區(qū)還需適當(dāng)增加。管柱的中心距一般為管柱外徑的2.5~3.0倍(摩擦樁)或2.0倍(柱樁)。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造若設(shè)有斜樁,則樁的中心距在樁底處不應(yīng)小于樁徑的3.0倍,在承臺(tái)底面處不小于樁徑的15倍;若采用振動(dòng)法沉入沙土內(nèi)的樁,則樁在樁尖處的中心距不應(yīng)小于樁徑的4.0倍。為了避免承臺(tái)邊緣距樁身過近而發(fā)生破裂,邊樁外側(cè)到承臺(tái)邊緣的距離,對(duì)于樁徑小于或等于1.0m的樁,不應(yīng)小于0.5倍樁徑且不小于250mm;對(duì)于樁徑大于1.0m的樁,不應(yīng)小于0.3倍樁徑且不小于500mm。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造承臺(tái)的平面形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)(墩身、臺(tái)身)的底部尺寸與形狀,以及基樁的平面布置而定,一般采用矩形、圓形和圓端形。排架樁式墩臺(tái)蓋梁的平面形狀一般為矩形,其平面尺寸應(yīng)根據(jù)支座的尺寸及布置情況而定。承臺(tái)的厚度應(yīng)保證承臺(tái)有足夠的強(qiáng)度和剛度,公路橋梁墩臺(tái)多采用鋼筋混凝土或混凝土剛性承臺(tái)(承臺(tái)本身材料的變形遠(yuǎn)小于其位移),其厚度不宜小于1.5m?;炷翉?qiáng)度等級(jí)不宜低于C15。對(duì)于蓋梁式承臺(tái)和柱式墩臺(tái)、空心墩臺(tái)的承臺(tái),應(yīng)驗(yàn)算承臺(tái)強(qiáng)度并設(shè)置必要的鋼筋,承臺(tái)的厚度可不受上述限制。承臺(tái)的構(gòu)造3.任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造樁與承臺(tái)及橫系梁的連接4.基樁的平面布置形式當(dāng)樁和承臺(tái)連接時(shí),應(yīng)先將鉆(挖)孔灌注樁的樁頂主筋伸入承臺(tái),樁身伸入承臺(tái)的長度一般為150~200mm(蓋梁式承臺(tái),樁身可不伸入)。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造承臺(tái)的受力情況比較復(fù)雜,為了使承臺(tái)受力較為均勻并防止承臺(tái)因樁頂荷載作用發(fā)生破裂和斷裂,應(yīng)在承臺(tái)底部的樁頂平面上設(shè)置一層鋼筋網(wǎng),縱橋向和橫橋向每米寬度內(nèi)可采用的鋼筋截面積為1200~1500mm2(鋼筋直徑常為14~18mm,應(yīng)按規(guī)定錨固長度彎起錨固),鋼筋網(wǎng)在越過樁頂鋼筋處不應(yīng)截?cái)?,并?yīng)與樁頂主筋連接。鋼筋網(wǎng)也可根據(jù)基樁和墩臺(tái)的布置按帶狀布設(shè)。低樁承臺(tái)有時(shí)也可不設(shè)鋼筋網(wǎng)。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造承臺(tái)底部的鋼筋網(wǎng)任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造當(dāng)樁之間為了加強(qiáng)橫向聯(lián)系設(shè)有橫系梁時(shí),一般認(rèn)為橫系梁不直接承受外力,可不做內(nèi)力計(jì)算,按橫截面的0.15%配置構(gòu)造鋼筋。墩(臺(tái))身與承臺(tái)邊緣的襟邊尺寸一般按剛性角的要求確定。當(dāng)邊樁中心位于墩(臺(tái))身底面以外時(shí),應(yīng)驗(yàn)算承臺(tái)襟邊的強(qiáng)度。任務(wù)7.1樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工學(xué)習(xí)目標(biāo)了解鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁、沉管灌注樁、預(yù)制沉樁的施工工序和方法。掌握鉆孔灌注樁的鉆孔方法、清孔方法和適用條件。掌握鉆孔灌注樁混凝土的灌注方法和注意事項(xiàng)。了解水下樁基礎(chǔ)的施工方法。鉆孔灌注樁的施工
7.2.1鉆孔灌注樁施工時(shí)應(yīng)先根據(jù)土質(zhì)、樁徑大小、入土深度和機(jī)具設(shè)備等條件選用適當(dāng)?shù)你@具與鉆孔方法,以保證能順利達(dá)到預(yù)計(jì)孔深;然后清孔、吊放鋼筋籠架、灌注水下混凝土。目前我國常用的鉆具有旋轉(zhuǎn)鉆、沖擊鉆和沖抓鉆。為穩(wěn)固孔壁應(yīng)在孔口埋設(shè)護(hù)筒和往孔內(nèi)灌入黏土泥漿,并使孔內(nèi)液面高出孔外水位,使孔內(nèi)形成向外的靜壓力而起到護(hù)壁、固壁的作用。鉆孔灌注樁施工的主要工序如下。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工準(zhǔn)備工作1.1)準(zhǔn)備場(chǎng)地施工前應(yīng)將場(chǎng)地平整好,以便安裝鉆架進(jìn)行鉆孔。當(dāng)墩臺(tái)位于無水岸灘時(shí),應(yīng)將鉆架位置處整平夯實(shí),將雜物清除,挖換軟土;當(dāng)場(chǎng)地有淺水時(shí),宜采用土或草袋圍堰筑島;當(dāng)場(chǎng)地為深水或陡坡時(shí),可用木樁或鋼筋混凝土樁搭設(shè)支架,安裝施工平臺(tái)支承鉆機(jī)(架)。深水中當(dāng)水流較平穩(wěn)時(shí),可將施工平臺(tái)架設(shè)在浮船上,就位錨固穩(wěn)定后在水上鉆孔。對(duì)水中支架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和船只的浮力、穩(wěn)定都應(yīng)事前進(jìn)行驗(yàn)算。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工護(hù)筒埋置形式1—護(hù)筒;2—夯實(shí)黏土;3—沙土;4—施工水位;5—工作平臺(tái);6—導(dǎo)向架;7—腳手架任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工2)埋置護(hù)筒護(hù)筒的制作要求是堅(jiān)固、耐用、不易變形、不漏水、裝卸方便和能重復(fù)使用。護(hù)筒一般用木材、薄鋼板或鋼筋混凝土制成。護(hù)筒形式1—連接螺栓孔;2—連接鋼板;3—連接鋼板或刃腳;4—縱向鋼筋任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工(1)護(hù)筒的平面位置應(yīng)埋設(shè)正確,偏差不宜大于50mm。(2)護(hù)筒頂?shù)臉?biāo)高應(yīng)高出地下水位和施工最高水位1.5~2.0m。在無水地層鉆孔時(shí),因護(hù)壁頂部設(shè)有溢漿口,筒頂應(yīng)高出地面0.2~0.3m。(3)護(hù)筒底應(yīng)低于施工最低水位(一般低于0.1~0.3m)。深水下沉埋設(shè)的護(hù)筒應(yīng)沿導(dǎo)向架借自重、射水、振動(dòng)或錘擊等方法將護(hù)筒下沉至穩(wěn)定深度,在黏性土中的入土深度應(yīng)達(dá)到0.5~1.0m,在砂性土中的入土深度應(yīng)為3.0~4.0m。(4)下埋式及上埋式護(hù)筒挖坑不宜太大(一般比護(hù)筒直徑大0.1~0.6m),護(hù)筒四周應(yīng)夯填密實(shí)的黏土,護(hù)筒應(yīng)埋置在穩(wěn)固的黏土層中,否則應(yīng)換填黏土并密實(shí),其厚度一般為0.5m。埋置護(hù)筒時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工(1)在孔內(nèi)產(chǎn)生較大的靜水壓力,可防止塌孔。(2)泥漿向孔外土層滲漏,在鉆進(jìn)過程中,由于鉆頭的活動(dòng),孔壁的表面會(huì)形成一層具有護(hù)壁作用的膠泥。(3)將孔內(nèi)外的水流切斷,穩(wěn)定孔內(nèi)水位。(4)泥漿比重大,具有攜帶鉆渣的作用,利于鉆渣的排出。泥漿在鉆孔中的作用如下。3)泥漿制備任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工
在鉆孔過程中孔內(nèi)應(yīng)保持一定稠度的泥漿,一般比重為1.1~1.3。在沖擊鉆進(jìn)入大卵石層時(shí)可采用泥漿的比重為應(yīng)大于1.4,黏度為20~25s,含砂率小于3%;在較好的黏性土層中鉆孔時(shí),也可灌入清水,使鉆孔時(shí)孔內(nèi)自造泥漿,達(dá)到固壁的效果。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工鉆孔泥漿由水、黏土(或膨潤土)和添加劑組成。開工前應(yīng)準(zhǔn)備數(shù)量充足和性能合格的黏土或膨潤土。調(diào)制泥漿時(shí),應(yīng)先將土加水浸透,然后使用攪拌機(jī)或采用人工拌制的方法,按不同地層的情況嚴(yán)格控制泥漿濃度,正確選用正、反循環(huán)轉(zhuǎn)法鉆孔,為了回收泥漿原料和減少環(huán)境污染,應(yīng)設(shè)置泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)。用于調(diào)制泥漿的黏土的塑性指數(shù)不宜小于15,粒徑大于0.1mm的砂粒不宜超過6%。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工4)安裝鉆機(jī)或鉆架鉆架是用來鉆孔、吊放鋼筋籠和灌注混凝土的支架。我國生產(chǎn)的定型旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)和沖擊鉆機(jī)都附有定型鉆架,其他還有木制和鋼制的四腳架、三腳架或人字扒桿。鋼制的四腳架任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工
在鉆孔過程中,成孔中心必須對(duì)準(zhǔn)樁位中心,鉆機(jī)(架)必須保持平穩(wěn),不發(fā)生位移、傾斜和沉陷。當(dāng)鉆機(jī)(架)安裝就位時(shí),應(yīng)詳細(xì)測(cè)量,其底座應(yīng)用枕木墊實(shí)塞緊,頂端應(yīng)用纜風(fēng)繩固定平穩(wěn),并在鉆進(jìn)過程中經(jīng)常檢査。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工(1)在任意一個(gè)焊接接頭中心至鋼筋直徑的35倍且不小于500mm的長度區(qū)段內(nèi),同根鋼筋不得有兩個(gè)接頭,在該區(qū)段內(nèi)的受拉區(qū)中有接頭的受力鋼筋的截面面積不宜超過受力鋼筋總截面的50%,在受壓區(qū)和裝配式構(gòu)件間的連接鋼筋不受此限制。(2)螺旋筋應(yīng)布置在主筋外側(cè)。(3)定位筋應(yīng)均勻?qū)ΨQ地焊接在主筋外側(cè)。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工5)鋼筋籠的制作在鉆孔之前或者鉆孔的同時(shí)要制作好鋼筋籠,以便成孔和清孔后盡快下放鋼筋籠、灌注混凝土,以防止塌孔事故的發(fā)生。由于鋼筋籠的質(zhì)量好壞直接影響著整個(gè)樁的強(qiáng)度,因此鋼筋籠應(yīng)嚴(yán)格按圖紙尺寸的要求進(jìn)行制作。在制作過程中應(yīng)注意以下問題。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆孔1—泥漿籠頭;2—鉆桿;3—鉆架;4—鉆機(jī);5—護(hù)筒;6—鉆頭;7—沉淀池;8—泥漿池;9—泥漿泵任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工鉆孔2.1)??氐姆椒?/p>
(1)旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔。旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔是利用鉆具的旋轉(zhuǎn)切削體鉆進(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,繼續(xù)鉆進(jìn)成孔。我國現(xiàn)用的旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)按泥漿循環(huán)程序的不同分為正循環(huán)與反循環(huán)兩種。正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆孔是在鉆進(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鉆孔,泥漿攜帶鉆渣沿鉆孔上升,從護(hù)筒頂部的排漿孔排出至沉淀池,鉆渣在此沉淀而泥漿仍進(jìn)入泥漿池循環(huán)使用。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆孔與正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆孔的程序相反,它是先將泥漿用泥漿泵送至鉆孔內(nèi),然后從鉆頭的鉆桿下口吸進(jìn),通過鉆桿中心排出至沉淀池,泥漿經(jīng)沉淀后再循環(huán)使用。反循環(huán)鉆機(jī)的鉆進(jìn)及排渣效率較高,但在接長鉆桿時(shí)裝卸較麻煩,當(dāng)鉆渣粒徑超過鉆桿內(nèi)徑(一般為120mm)時(shí)易堵塞管路,不宜采用。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工三翼空心鉆1—三翼刀板;2—?jiǎng)獯箦佸F1—擴(kuò)孔刀;2—切泥刀刃;3—鉆尖任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)的鉆頭1—鉆桿;2—出漿口;3—刀刃;4—斜撐;5—斜擋板;6—上腰圍;7—下腰圍;8—超前鉆;9—刮板;10—耐磨合金鋼任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工潛水電鉆1—鉆機(jī)架;2—電纜;3—鉆桿;4—潛水電鉆頭;5—進(jìn)水高壓水管;6—密封電動(dòng)機(jī);7—密封變速箱;8—鉆頭母體任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工旋挖鉆機(jī)旋挖鉆機(jī)是一種適合建筑基礎(chǔ)工程成孔作業(yè)的施工機(jī)械,主要適于沙土、黏性土、粉質(zhì)土等土層施工。旋挖鉆機(jī)的額定功率一般為125~450kW,動(dòng)力輸出扭矩為120~400kN·m,最大成孔直徑可達(dá)4m,最大成孔深度為60~90m,可以滿足各類大型基礎(chǔ)施工的要求。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工(2)沖擊成孔。利用鉆錐(重量為10~35kN)不斷地提錐、落錐,反復(fù)沖擊孔底土層,把土層中的泥沙、石塊擠向四壁或打成碎渣,用掏渣筒將懸浮于泥漿中的鉆渣取出,重復(fù)上述過程沖擊鉆進(jìn)成孔。沖擊成孔主要采用的機(jī)具有定型沖擊式鉆機(jī)[包括鉆架、動(dòng)力、起重裝置等、沖擊鉆頭、轉(zhuǎn)向裝置和掏渣筒等,也可用30~50kN帶離合器的卷揚(yáng)機(jī)配合鋼(木)鉆架組成簡易沖擊鉆機(jī)。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工沖擊成孔采用的機(jī)具任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工掏渣筒掏渣筒是用以掏取孔內(nèi)鉆渣的工具,它是用厚30mm左右的鋼板制成的,下面的碗形閥門應(yīng)與渣筒密合以防止漏水漏漿。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工沖抓成孔1—鋼絲繩;2—雙筒卷揚(yáng)機(jī);3—水頭高度;4—護(hù)筒;5—沖抓錐(3)沖抓成孔。兼有沖擊和抓土作用的抓土瓣,通過鉆架由帶離合器的卷揚(yáng)機(jī)操縱,靠沖錐自重(重量為10~20kN)沖下使抓土瓣的錐尖張開插入土層,然后由卷揚(yáng)機(jī)提升錐頭收攏抓土瓣將土抓出,棄土后繼續(xù)沖抓鉆進(jìn)而成孔。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工2)鉆孔注意事項(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,以起到護(hù)壁、固壁的作用,防止塌孔的發(fā)生。若發(fā)現(xiàn)有漏水(漏漿)現(xiàn)象,應(yīng)查找原因并及時(shí)處理。若因護(hù)筒本身漏水或因護(hù)筒埋置太淺而發(fā)生漏水,則應(yīng)堵塞漏洞或用黏土在護(hù)壁周圍夯實(shí)加固,或重埋護(hù)筒;若因孔壁土質(zhì)松散,導(dǎo)致泥漿加固孔壁作用較差,則應(yīng)在孔內(nèi)重新回填黏土,待沉淀后再鉆進(jìn),以加強(qiáng)泥漿護(hù)壁。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工
(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,以防止塌孔及鉆孔偏斜、卡鉆和旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)負(fù)荷超載等情況的發(fā)生。(3)鉆孔宜一氣呵成,不宜中途停鉆以免塌孔,若塌孔嚴(yán)重的應(yīng)回填重鉆。(4)在鉆孔過程中,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)樁位、成孔情況的檢查工作。終孔時(shí)應(yīng)對(duì)樁位、孔徑、形狀、深度、傾斜度及孔底土質(zhì)等情況進(jìn)行檢驗(yàn),合格后應(yīng)立即清孔,吊放鋼筋籠,灌注混凝土。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工沖抓錐的構(gòu)造1—外套;2—連桿;3—內(nèi)套;4—支撐桿;5—錐瓣;6—錐頭鉆錐常采用四瓣或六瓣沖抓錐,當(dāng)收緊外套鋼絲繩、松內(nèi)套鋼絲繩時(shí),內(nèi)套鋼絲繩在自重作用下相對(duì)外套鋼絲繩下墜,從而使錐瓣張開插入土中。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工
(3)當(dāng)遇有擴(kuò)孔、縮孔的情況時(shí),應(yīng)采取防止塌孔和鉆錐擺動(dòng)過大的措施??s孔是因鉆錐磨損過大、焊補(bǔ)不及時(shí)或因地層中有遇水膨脹的軟土、黏土泥巖而造成的。對(duì)前者應(yīng)及時(shí)補(bǔ)焊鉆錐,對(duì)后者應(yīng)用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁。對(duì)已發(fā)生的縮孔,宜在該處用鉆錘上下反復(fù)掃孔以擴(kuò)大孔徑。(4)當(dāng)鉆孔漏漿時(shí),若護(hù)筒內(nèi)的水頭不能保持,則宜采取將護(hù)筒周圍回填土筑實(shí),增加護(hù)筒埋置深度,適當(dāng)減小水頭高度或加稠泥漿、倒入黏土慢速轉(zhuǎn)動(dòng)等措施;當(dāng)用沖擊法鉆孔時(shí),還可填入片石、碎卵石土,反復(fù)沖擊以增強(qiáng)護(hù)壁。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工3)鉆孔常見事故及預(yù)防、處理措施
(1)遇有塌孔,應(yīng)認(rèn)真分析原因,査明位置,然后進(jìn)行處理。若塌孔不嚴(yán)重,可回填至塌孔位置以上,并采取改善泥漿性能、加高水頭、埋深護(hù)筒等措施繼續(xù)鉆進(jìn)。若塌孔嚴(yán)重,則應(yīng)立即將鉆孔全部用砂或小礫石夾黏土回填,暫停一段時(shí)間后,査明塌孔原因,采取相應(yīng)措施重鉆。當(dāng)塌孔部位不深時(shí),可采用深埋護(hù)筒法將護(hù)筒周圍的土夯填密實(shí),重新鉆孔。(2)當(dāng)遇有孔身偏斜、彎曲的情況時(shí),一般可在偏斜處吊住鉆錐反復(fù)掃孔,使鉆孔正直。若偏斜嚴(yán)重,則應(yīng)回填黏性土至偏斜處,待沉積密實(shí)后重新鉆進(jìn)。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工(5)由于鉆錐的轉(zhuǎn)向裝置失靈、泥漿太稠、鉆錐旋轉(zhuǎn)阻力過大或沖程太小,鉆錐來不及旋轉(zhuǎn)而易形成梅花孔(或十字槽孔,多見于沖擊鉆孔),此時(shí)可采用片石或卵石與黏土的混合物回填鉆孔,重新沖擊鉆進(jìn)。(6)糊鉆和埋鉆常出現(xiàn)于正、反循環(huán)(含潛水鉆機(jī))回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)及沖擊鉆進(jìn)中,遇此情況時(shí)應(yīng)對(duì)泥漿稠度、鉆渣進(jìn)出口、鉆桿內(nèi)徑大小、排渣設(shè)備進(jìn)行檢査和計(jì)算,并控制適當(dāng)?shù)倪M(jìn)尺。若已嚴(yán)重糊鉆,則應(yīng)停鉆,提出鉆錐,清除鉆渣。當(dāng)沖擊鉆錐糊鉆時(shí),應(yīng)減小沖程、降低泥漿稠度,并在黏土層上回填部分砂和礫石。當(dāng)遇到坍方或其他原因造成埋鉆時(shí),應(yīng)使用空氣吸泥機(jī)吸出埋鉆的泥沙,提出鉆錐。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工(7)卡鉆常發(fā)生在沖擊鉆孔中,卡鉆后不宜強(qiáng)提,只宜輕提。當(dāng)輕提不動(dòng)時(shí),可用小沖擊鉆錐沖擊或用沖、吸的方法將鉆錐周圍的鉆渣松動(dòng)后再提出。(8)當(dāng)?shù)翥@落物時(shí),宜迅速用打撈叉、鉤、繩套等工具打撈;若落物已被泥沙埋住,應(yīng)按前述各條,先清除泥沙,再使用打撈工具接觸落體后進(jìn)行打撈。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工清孔的目的是除去孔底沉淀的鉆渣和泥漿,以保證所灌注的鋼筋混凝土的質(zhì)量,保證樁的承載力。清孔3.任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工抽漿清孔1—通入壓縮空氣;2—護(hù)筒;3—孔底沉積物;4—注入清水;5—泥漿砂石渣噴出任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工1)清孔的方法(1)抽漿清孔抽漿清孔是用空氣吸泥機(jī)吸出含鉆渣的泥漿而達(dá)到清孔的目的。由風(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,在水柱的壓力下沿排泥管向外排出泥漿和孔底沉渣;同時(shí)用水泵向孔內(nèi)注水,保持水位不變直至噴出清水或沉渣厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。抽漿清孔適用于各種鉆孔方法形成的孔壁不易坍塌的柱樁和摩擦樁。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工(2)掏渣清孔掏渣清孔是用掏渣筒、大鍋錐或沖抓錐掏清孔內(nèi)的粗粒鉆渣。掏渣前可先投入水泥1~2袋,再用鉆錐沖擊數(shù)次使孔內(nèi)的泥漿、鉆渣和水泥形成混合物,最后用掏渣工具掏渣。當(dāng)對(duì)清孔質(zhì)量要求較高時(shí),可使用高壓水管插入孔底進(jìn)行沖孔。該法僅適用于機(jī)動(dòng)推鉆、沖抓和沖擊成孔的各類土層。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工(3)換漿清孔正、反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)可在鉆孔完成后不停鉆、不進(jìn)尺,繼續(xù)循環(huán)換漿清渣,直至達(dá)到清理泥漿的要求。換漿清孔適用于各類土層的摩擦樁,其優(yōu)點(diǎn)是不易塌孔,不需增加機(jī)具;缺點(diǎn)是清孔時(shí)間長。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工2)清孔的質(zhì)量要求
(1)清孔后孔底的沉淀厚度應(yīng)符合規(guī)定要求。對(duì)于端承樁,應(yīng)不大于設(shè)計(jì)規(guī)定值;對(duì)于摩擦樁,應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。當(dāng)無設(shè)計(jì)要求時(shí),對(duì)直徑不大于1.5m的樁,沉淀厚度不大于300mm;對(duì)直徑大于1.5m或樁長大于40m或土質(zhì)較差的樁,沉淀厚度不大于500mm。測(cè)量孔底沉淀厚度的方法是:可在清孔后將取樣盒(開口鐵盒)吊到孔底,待到灌注混凝土前取出,直接量測(cè)沉淀在盒內(nèi)的沉渣厚度即可。(2)清孔后的泥漿指標(biāo)要求。其相對(duì)密度為1.03~1.10,黏度為17~20s,含砂率小于2%,膠體率大于98%。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工(4)噴射清孔噴射清孔只宜配合其他清孔方法使用,是在灌注混凝土前采用高壓水柱噴射孔底5min,待剩余少量沉淀物漂浮起來后,立即灌注水下混凝土。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工鉆孔樁的鋼筋應(yīng)按設(shè)計(jì)要求預(yù)先焊成鋼筋籠骨架,整體或分段就位后吊入鉆孔中。在吊放鋼筋籠骨架前,應(yīng)檢查孔底深度是否符合要求,以及孔壁有無妨礙骨架吊放和正確就位的情況。鋼筋籠骨架的吊裝可利用鉆架或另立扒桿進(jìn)行。吊放時(shí)應(yīng)避免骨架碰撞孔壁,保證骨架外混凝土保護(hù)層的厚度,并應(yīng)隨時(shí)校正骨架位置。鋼筋骨架達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,并應(yīng)將其牢固地定位于孔口。在鋼筋骨架被安置完畢后,應(yīng)再次進(jìn)行孔底檢查,有時(shí)應(yīng)進(jìn)行二次清孔,達(dá)到要求后即可灌注水下混凝土。吊放鋼筋龍骨架4.任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工灌注水下混凝土5.1)關(guān)注方法及相關(guān)設(shè)備直升導(dǎo)管法的施工過程1—通混凝土儲(chǔ)料槽的設(shè)備;2—漏斗;3—隔水栓;4—導(dǎo)管任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工導(dǎo)管是內(nèi)徑為0.20~0.40m的鋼管,壁厚為3~4mm,每節(jié)長度為1~2m,最下面一節(jié)的導(dǎo)管應(yīng)較長,一般為3~4m。導(dǎo)管兩端用法蘭盤及螺栓連接,并墊橡皮圈以保證接頭不漏水,導(dǎo)管內(nèi)壁應(yīng)光滑,內(nèi)徑大小應(yīng)一致,連接牢固,在壓力下不漏水。導(dǎo)管接頭1—螺栓;2—橡膠墊;3—木球;4—導(dǎo)向架;5—法蘭盤任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工首批灌注的混凝土數(shù)量要保證將導(dǎo)管內(nèi)的水全部壓出,并能將導(dǎo)管初次埋入1.0~1.5m深。按照這個(gè)要求,應(yīng)計(jì)算漏斗應(yīng)有的最小容量,從而確定漏斗的尺寸大小及儲(chǔ)料槽的大小。漏斗頂端至少應(yīng)高出樁頂(樁頂在水面以下時(shí)應(yīng)為水面)3m,以保證在灌注最后部分的混凝土?xí)r,管內(nèi)混凝土能滿足頂托管外混凝土及其上面的水或泥漿重力的需要。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工隔水栓常用直徑較導(dǎo)管內(nèi)徑小20~30mm的木球,或混凝土球、沙袋等,將其用粗鐵絲懸掛在導(dǎo)管上口或近導(dǎo)管內(nèi)水面處,要求隔水球能在導(dǎo)管內(nèi)滑動(dòng)自如不致卡管。目前也有采用在漏斗與導(dǎo)管接頭處設(shè)置活門或鐵抽板來代替隔水球的,它是利用混凝土下落而排出導(dǎo)管內(nèi)的水,施工較簡單但需要有豐富的操作經(jīng)驗(yàn)。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工在混凝土澆筑過程中,為了隨時(shí)掌握鉆孔內(nèi)混凝土頂面的實(shí)際高度,可用測(cè)繩和測(cè)深錘直接測(cè)定。測(cè)深錘一般用錐形錘,錘底直徑約為15cm,錘的高度為20cm,錘的質(zhì)量為5kg,外殼可用鋼板焊制,內(nèi)裝鐵砂配重后密封。為保證灌注樁成樁后的質(zhì)量,可用超聲波法等進(jìn)行無損檢測(cè)。測(cè)繩和測(cè)深錘任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工3)灌注水下混凝土的注意事項(xiàng)(1)混凝土拌和必須均勻,盡可能縮短運(yùn)輸距離和減少顛簸,防止因混凝土離析而發(fā)生卡管事故。(2)灌注混凝土?xí)r必須連續(xù)作業(yè)、一氣呵成,避免因任何原因中斷灌注,因此混凝土的攪拌和運(yùn)輸設(shè)備應(yīng)滿足連續(xù)作業(yè)的要求。當(dāng)孔內(nèi)混凝土上升到接近鋼筋籠架的底面時(shí),應(yīng)防止鋼筋籠架被混凝土頂起。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工(3)在灌注過程中,要隨時(shí)測(cè)量和記錄孔內(nèi)混凝土的灌注標(biāo)高及導(dǎo)管的入孔長度,以控制和保證導(dǎo)管埋入孔內(nèi)混凝土適當(dāng)?shù)纳疃?,防止?dǎo)管因提升過猛而使管底提離混凝土面或埋入過淺,而使導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)水造成斷樁夾泥;也要防止導(dǎo)管埋入過深,造成導(dǎo)管內(nèi)混凝土壓不出來或?qū)Ч鼙换炷谅褡《荒芴嵘?,?dǎo)致澆灌中止而斷樁。(4)灌注樁頂?shù)臉?biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)值預(yù)加一定的高度,此范圍內(nèi)的浮漿和混凝土應(yīng)鑿除,以確保樁頂混凝土的質(zhì)量,預(yù)加高度一般為0.5m,深樁應(yīng)酌情增加。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工2)對(duì)混凝土材料的要求為了保證水下灌注混凝土的質(zhì)量,混凝土的配合比應(yīng)按設(shè)計(jì)強(qiáng)度的混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高20%進(jìn)行設(shè)計(jì);混凝土應(yīng)有必要的流動(dòng)性,以坍落度表示時(shí),宜為180~220mm;混凝土的用量不宜少于350kg/m3,水灰比宜為0.5~0.6,并可適當(dāng)提高含砂率(宜采用40%~50%),使混凝土有較好的和易性;為防卡管,石料盡可能用卵石,卵石的適宜粒徑為5~30mm,最大粒徑不應(yīng)超過40mm。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工挖孔灌注樁和沉管灌注樁的施工7.2.2挖孔灌注樁的施工1.挖孔灌注樁適用于無水或少水的較密實(shí)的各類土層,樁的直徑(或邊長)不宜小于1.4m,孔深一般不宜超過20m。當(dāng)挖孔樁施工時(shí),必須在保證安全的前提下不間斷地快速進(jìn)行。每處樁孔的開挖、提升出土、排水、支撐、立模板、吊裝鋼筋骨架、灌注混凝土等作業(yè)都應(yīng)事先準(zhǔn)備好,緊密配合。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工1)開挖樁孔樁孔一般采用人工開挖,開挖前應(yīng)清除現(xiàn)場(chǎng)四周及山坡上的懸石、浮土等,排除一切不安全因素,做好孔口四周的臨時(shí)圍護(hù)和準(zhǔn)備好排水設(shè)備。在孔口處應(yīng)采取措施防止土石掉入孔內(nèi),并安排好排土提升設(shè)備(卷揚(yáng)機(jī)或木絞車等),布置好棄土通道,必要時(shí)應(yīng)在孔口處搭設(shè)雨棚。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工在挖孔過程中要隨時(shí)檢查樁孔的尺寸和平面位置,防止出現(xiàn)誤差;注意施工安全,下孔人員必須佩戴安全帽和安全繩;提取土渣的機(jī)具必須經(jīng)常檢査。當(dāng)孔深超過10m時(shí),應(yīng)經(jīng)常檢查孔內(nèi)二氧化碳的濃度,如超過0.3%應(yīng)增加通風(fēng)措施??變?nèi)若用爆破施工,則應(yīng)采用淺眼爆破法,且在炮眼附近加強(qiáng)支護(hù),以防止震塌孔壁。當(dāng)樁孔較深時(shí),應(yīng)采用電引爆,爆破后應(yīng)通風(fēng)排煙,待檢查孔內(nèi)無毒后施工人員才可下孔繼續(xù)開挖。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工護(hù)壁與支撐1—孔口圍護(hù);2—就地灌注混凝土護(hù)壁;3—固定在護(hù)壁上供人上下用的鋼筋;4—木框架支撐;5—木板支撐(滿鋪或間隔鋪);6—不設(shè)支撐地段;7—木框架間支撐任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工2)護(hù)壁和支撐在挖孔樁的過程中,開挖和護(hù)壁兩個(gè)工序必須連續(xù)作業(yè),以確??妆诓凰?。施工過程中應(yīng)根據(jù)地質(zhì)、水文條件及材料來源等情況因地制宜地選擇支撐及護(hù)壁方法。當(dāng)樁孔較深、土質(zhì)較差、出水量較大或遇流沙等情況時(shí),宜采用就地灌注混凝土護(hù)壁的方法。每下挖1~2m灌注一次,隨挖隨支。護(hù)壁厚度一般采用0.15~0.20m,混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C15~C20,必要時(shí)可配置少量的鋼筋,也可采用下沉預(yù)制鋼筋混凝土圓管護(hù)壁。當(dāng)土質(zhì)較松散而滲水量不大時(shí),可考慮用木料做框架式支撐或在木框架后面鋪架木板做支撐。木框架或木框架與木板間應(yīng)用扒釘釘牢,木板后面也應(yīng)與土面塞緊。當(dāng)土質(zhì)情況尚好且滲水量不大時(shí),也可用荊條、竹笆做護(hù)壁,隨挖隨護(hù)壁,以保證挖土安全進(jìn)行。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工活瓣樁尖及樁靴1—樁管;2—鎖軸;3—活瓣;4—樁靴任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工沉管灌注樁的施工2.沉管灌注樁是利用錘擊打樁法或振動(dòng)沉樁法將帶有活瓣式樁尖或帶有鋼筋混凝土樁靴的鋼套管沉入土中成孔,然后邊拔管邊灌注混凝土而成的灌注樁。若配有鋼筋,則應(yīng)在澆筑混凝土前先吊放鋼筋骨架。沉管灌注樁利用錘擊沉樁設(shè)備沉管、拔管時(shí),稱為錘擊沉管灌注樁。沉管灌注樁利用激振器振動(dòng)沉管、拔管時(shí),稱為振動(dòng)沉管灌注樁。也可采用振動(dòng)沖擊雙作用的方法沉管。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工沉管灌注樁的主要施工過程任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工3)拔管、振動(dòng)拔管時(shí)應(yīng)先振后拔、慢灌慢拔、邊振邊拔。在開始拔管時(shí)應(yīng)測(cè)得樁靴活瓣確已張開,或鋼筋混凝土確已脫離,灌入的混凝土已從套管中流出。拔管速度要均勻,拔管速度宜控制在每分鐘1.5m之內(nèi),在軟土中不宜大于每分鐘0.8m。邊振邊拔以防止管內(nèi)混凝土因被往上拉而出現(xiàn)縮頸,套管每拔起0.5m宜停拔,振動(dòng)片刻,如此反復(fù)進(jìn)行,直至將套管全部拔出。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工4)間隔跳打當(dāng)在軟土中沉樁時(shí),由于排土擠壓作用會(huì)使周圍土體發(fā)生側(cè)移及隆起,有可能擠斷鄰近已完成但混凝土強(qiáng)度還不高的灌注樁,因此樁距不宜小于3~3.5倍樁徑,并宜采用間隔跳打的施工方法,以避免對(duì)鄰樁擠壓過大。如采用跳打的方法,中間空出的樁必須待鄰樁混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%時(shí)才可施打。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工2)沉管、灌注混凝土沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,應(yīng)立即灌注混凝土,盡量減少間隔時(shí)間。灌注混凝土之前,必須檢査樁管內(nèi)有無吞樁尖或進(jìn)泥、進(jìn)水的情況。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工復(fù)打施工時(shí)要注意的事項(xiàng)是:前后兩次沉管的軸線應(yīng)重合,復(fù)打施工必須在第一次灌注的混凝土初凝之前進(jìn)行;在第一次灌注混凝土前不能放置鋼筋籠,如配有鋼筋,則應(yīng)在第二次灌注混凝土前放置。復(fù)打也可采用內(nèi)夯管進(jìn)行夯擴(kuò)的施工方法。對(duì)于混凝土充盈系數(shù)小于1.0的樁,宜全長復(fù)打;對(duì)可能發(fā)生斷樁和縮頸樁的情況,應(yīng)采用局部復(fù)打。全長復(fù)打樁的入土深度宜接近原樁長,局部復(fù)打樁的入土深度應(yīng)超過斷樁或縮頸區(qū)1.0m以上。復(fù)打后的樁,其橫截面增大、承載力提高,但其造價(jià)也相應(yīng)提高,對(duì)鄰近樁的擠壓作用也較大。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工5)復(fù)打在第一次灌注樁施工完畢,拔出套管后,清除管外壁上的污泥和樁孔周圍地面的浮土,立即在原樁位再埋預(yù)制樁靴或合好活瓣樁尖;第二次復(fù)打套管,使未凝固的混凝土向四周擠壓擴(kuò)大樁徑;第二次灌注混凝土,拔管方法與初打時(shí)相同。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工預(yù)制沉樁的施工
7.2.3樁的預(yù)制1.鋼筋混凝土預(yù)制樁分為實(shí)心樁和空心管樁。鋼筋混凝土空心管樁的制作工藝較復(fù)雜,一般采用離心成型法在預(yù)制廠制造。實(shí)心樁可在預(yù)制廠制造,但當(dāng)工地附近沒有預(yù)制廠時(shí),從遠(yuǎn)處工廠將樁運(yùn)往工地又不經(jīng)濟(jì),此時(shí)宜在工地選擇合適的場(chǎng)地進(jìn)行預(yù)制,預(yù)制時(shí)要注意以下幾點(diǎn)。(1)場(chǎng)地布置要緊湊,盡量靠近打樁地點(diǎn),但地勢(shì)上要防止被洪水淹沒。(2)地基要平整密實(shí),并應(yīng)敷設(shè)混凝土地坪或?qū)TO(shè)樁臺(tái)。(3)制樁材料的進(jìn)場(chǎng)路線與成樁運(yùn)往打樁地點(diǎn)的路線不應(yīng)互受干擾。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工預(yù)制樁的混凝土必須連續(xù)一次澆筑完成,宜用機(jī)械攪拌和振搗,以確保樁的質(zhì)量。樁上應(yīng)標(biāo)明編號(hào)和制作日期,并填寫制樁記錄;核驗(yàn)沉樁的尺寸和質(zhì)量,并在每根樁的一側(cè)用油漆畫上長度標(biāo)記(便于隨時(shí)檢査沉樁的入土深度)。當(dāng)樁的混凝土強(qiáng)度大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)才可吊運(yùn),達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)時(shí)才可使用。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工樁的吊運(yùn)及就位2.
預(yù)制的鋼筋混凝土樁由預(yù)制場(chǎng)地吊運(yùn)到樁架內(nèi),在起吊、運(yùn)輸、堆放時(shí)都應(yīng)該按照設(shè)計(jì)計(jì)算的吊點(diǎn)(一般應(yīng)在樁內(nèi)預(yù)埋直徑為20~25mm的鋼筋吊環(huán),或以油漆在樁身上標(biāo)明)位置起吊,否則會(huì)因樁身受力情況與計(jì)算不符而引起樁身混凝土開裂。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工圖7-35吊點(diǎn)布置任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工預(yù)制鋼筋混凝土樁的主筋是沿樁長按設(shè)計(jì)內(nèi)力配置的。吊運(yùn)時(shí)的吊點(diǎn)位置常根據(jù)吊點(diǎn)處由樁重產(chǎn)生的負(fù)彎矩與吊點(diǎn)間由樁重產(chǎn)生的正彎矩相等的原則來確定,這樣較為經(jīng)濟(jì)。根據(jù)相應(yīng)的彎矩值,即可進(jìn)行樁身配筋,或驗(yàn)算其吊運(yùn)時(shí)的強(qiáng)度。一般的樁在吊運(yùn)時(shí)采用兩個(gè)吊點(diǎn)起吊,如樁長為L,則吊點(diǎn)離每端的距離均為0.207L,如圖7-35(a)所示。插樁時(shí)為單點(diǎn)起吊,為了使樁內(nèi)的正、負(fù)彎矩相等,可將吊點(diǎn)設(shè)在0.293L處,如圖7-35(b)所示。如樁長不超過10m,也可利用0.207L
吊點(diǎn)。當(dāng)?shù)踹\(yùn)較長的樁時(shí),為減小內(nèi)力,節(jié)省鋼筋,可采用三點(diǎn)或四點(diǎn)起吊,吊點(diǎn)的布置如圖7-35(c)所示。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工1)錘擊(打入)法錘擊(打入)法是靠樁錘的沖擊能量將樁打入土中,因此樁徑不能太大(在一般土質(zhì)中樁徑不大于0.6m),樁的入土深度也不宜太深(在一般土質(zhì)中不超過40m),否則會(huì)對(duì)打樁設(shè)備有較高的要求,而且打樁效率也會(huì)很低。錘擊(打入)法一般適用于松散沙土、中密沙土和黏性土。預(yù)制沉樁的施工方法3.任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工當(dāng)樁位定線時(shí),應(yīng)將所有的縱、橫向位置固定牢固。若樁的軸線位于水中,則應(yīng)在岸上設(shè)置控制樁。當(dāng)打鋼筋混凝土樁時(shí),應(yīng)采用與樁的斷面尺寸相適應(yīng)的樁帽,樁就位后如發(fā)現(xiàn)樁頂不平應(yīng)以麻袋等墊平。當(dāng)樁錘壓住樁頂后,應(yīng)檢查錘與樁的中心線是否一致,樁位、樁帽有無移動(dòng),樁的垂直度或傾斜度是否符合規(guī)定。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工墜錘單動(dòng)汽錘1—輸入高壓氣體;2—?dú)忾y;3—外殼;4—活塞;5—導(dǎo)向桿;6—墊木;7—樁帽;8—樁;9—排氣任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工雙動(dòng)汽錘是利用蒸汽或壓縮空氣的作用使樁錘(沖擊部分)在雙動(dòng)汽錘的外殼(氣缸,固定在樁頭上)內(nèi)上下運(yùn)動(dòng),錘擊樁頂。雙動(dòng)汽錘的重量為3~10kN,每分鐘沖擊100~300次,沖程達(dá)數(shù)百毫米,打樁效率較高。雙動(dòng)汽錘的沖擊頻率較高,一次沖擊動(dòng)能較小,適用于打較輕的鋼筋混凝土樁或鋼板樁,它除了用于打樁外還可以用于拔樁。雙動(dòng)汽錘1—廢氣;2—新鮮蒸汽;3—沖擊部分;4—墊座;5—樁任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工(1)錘擊(打入)法的設(shè)備。錘擊(打入)法所用的基樁主要為預(yù)制的鋼筋混凝土樁或預(yù)應(yīng)力混凝土樁,常用的設(shè)備是樁錘和樁架。此外,還有射水裝置、樁帽和送樁等輔助設(shè)備。①樁錘。常用的樁錘有墜錘、單動(dòng)汽錘、雙動(dòng)汽錘、柴油錘及液壓錘等。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工柴油錘實(shí)際上是一個(gè)柴油汽缸,工作原理同柴油機(jī),是利用柴油在汽缸內(nèi)壓縮發(fā)熱點(diǎn)燃而爆炸將汽缸頂起、下落時(shí)錘擊樁頂。柴油錘1—汽缸;2—活塞;3—錘座任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工柴油錘實(shí)際上是一個(gè)柴油汽缸,工作原理同柴油機(jī),是利用柴油在汽缸內(nèi)壓縮發(fā)熱點(diǎn)燃而爆炸將汽缸頂起、下落時(shí)錘擊樁頂。液壓錘任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工②樁架樁架的作用是裝吊樁錘、插樁、打樁和控制樁錘的上下方向。樁架由導(dǎo)桿、起吊設(shè)備(滑輪、絞車、動(dòng)力設(shè)備等)、撐架(支撐導(dǎo)桿)及底盤(承托以上設(shè)備)等組成。樁架在結(jié)構(gòu)上必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,以保證在打樁過程中的動(dòng)力作用下不會(huì)發(fā)生移位。樁架的高度應(yīng)保證樁被吊立就位時(shí)的高度及錘擊的必要沖程。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工③射水裝置。在錘擊沉樁的過程中,若下沉遇到困難,可用射水的方法助沉,因?yàn)槔酶邏核魍ㄟ^射水管沖刷樁尖或樁側(cè)的土可減小樁的下沉阻力,從而提高樁的下沉效率??招墓軜吨械纳渌b置1—彎管;2—膠管;3—管柱;4—射水管;5—導(dǎo)向環(huán);6—擋砂板;7—射水嘴;8—保險(xiǎn)鋼絲繩任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工常用的樁架有木樁架和鋼樁架。木樁架只適用于墜錘或小型的單動(dòng)汽錘,現(xiàn)已很少采用。目前,基本上都采用鋼樁架(由型鋼制成)。當(dāng)樁架移動(dòng)時(shí)可在底盤托板下面墊上滾筒,或采用輪子和鋼軌等利用動(dòng)力裝置牽引移動(dòng)。鋼制萬能打樁架任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工④樁帽與送樁樁帽的作用是直接承受錘擊、保護(hù)樁頂,并保證錘擊力作用于樁的斷面中心。因此,要求樁帽構(gòu)造堅(jiān)固,其尺寸與錘底、樁頂及導(dǎo)向桿相吻合,頂面與底面均平整且與中軸線垂直,還應(yīng)設(shè)耳環(huán)以便吊起。樁帽上部為由硬木制成的墊木,下部套在樁頂上,樁帽與樁頂間宜填麻袋或草墊等緩沖物。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工送樁可用硬木、鋼或鋼筋混凝土制成。當(dāng)樁頂位于水下或地面以下,或打樁機(jī)位置較高時(shí),可用一定長度的送樁套連在樁頂上,以使樁頂沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高。送樁的長度應(yīng)按實(shí)際需要確定,為施工方便,應(yīng)多備幾根不同長度的送樁。送樁示意圖1—樁錘;2—送樁;3—樁任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工(2)錘擊(打入)樁的施工要點(diǎn)。①打樁順序。打樁順序合理與否會(huì)直接影響打樁速度、打樁質(zhì)量及周圍環(huán)境。當(dāng)樁距小于4倍樁的邊長或樁徑時(shí),打樁順序尤為重要。打樁順序影響擠土方向,打樁向哪個(gè)方向推進(jìn),則會(huì)向哪個(gè)方向擠土。為了避免或減輕打樁時(shí)由于土體擠壓而使后打入的樁打入困難或先打入的樁被推擠移動(dòng),根據(jù)樁群的密集程度、土質(zhì)情況和周圍環(huán)境,可選用下列打樁順序。打樁順序任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工②打樁打樁機(jī)就位后,將樁錘和樁帽吊起,然后吊樁并送至導(dǎo)桿內(nèi),垂直對(duì)準(zhǔn)樁位緩緩送下插入土中,樁插入時(shí)的垂直度偏差不得超過0.5%。樁插入土后即可固定樁帽和樁錘,使樁、樁帽、樁錘在同一條鉛垂線上,確保樁能垂直下沉。打樁開始時(shí),錘的落距應(yīng)較小,待樁入土至一定深度且穩(wěn)定后,再按要求的落距錘擊。當(dāng)用落錘或單動(dòng)汽錘打樁時(shí),最大落距不宜大于1.0m;當(dāng)用柴油錘打樁時(shí),應(yīng)使錘跳動(dòng)正常。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工③接樁?;炷令A(yù)制樁的接樁方法有焊接、法蘭接及硫黃膠泥錨接。其中,前兩種方法可用于各類土層;硫黃膠泥錨接適用于軟土層?;炷令A(yù)制樁的接樁方法1—樁帽;2—連接角鋼;3—下節(jié)樁;4—上節(jié)樁;5—連接法蘭;6—預(yù)留錨筋孔;7—預(yù)埋錨接鋼筋任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工④樁停止錘擊的控制原則。對(duì)于摩擦型樁,當(dāng)樁端(樁的全斷面)位于一般土層時(shí),以控制樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高為主,貫入度可做參考。對(duì)于端承型樁,當(dāng)樁端達(dá)到堅(jiān)硬、硬塑的黏性土,中密以上的粉土、沙土、碎石類土、風(fēng)化巖時(shí),以貫入度控制為主,樁端高程可做參考。當(dāng)貫入度已達(dá)到而樁端標(biāo)高未達(dá)到時(shí),應(yīng)繼續(xù)錘擊三陣,按每陣10擊的貫入度不大于設(shè)計(jì)規(guī)定的數(shù)值加以確認(rèn),必要時(shí)應(yīng)通過試驗(yàn)與有關(guān)單位會(huì)商確定。當(dāng)遇到貫入度劇變,樁身突然發(fā)生傾斜、移位或有嚴(yán)重回彈,樁頂或樁身出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫、破碎等情況時(shí),應(yīng)暫停打樁并分析原因,采取相應(yīng)措施。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工測(cè)量最后貫入度時(shí)應(yīng)在下列正常條件下進(jìn)行:樁頂沒有破壞,錘擊沒有偏心,錘的落距符合規(guī)定,樁帽和彈性墊層正常,汽錘的蒸汽壓力符合規(guī)定。若沉樁尚未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高,而貫入度突然變小,則可能是土層中夾有硬土層,或遇到孤石等障礙物,此時(shí)切勿盲目施打,應(yīng)會(huì)同設(shè)計(jì)勘察部門共同研究解決。此外,由于土的固結(jié)作用而使打樁過程中斷,會(huì)使樁難以打入,因此應(yīng)保證施打的連續(xù)進(jìn)行。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工振動(dòng)法一般適用于沙土、硬塑及軟塑的黏性土和中密及較軟的碎石土,在砂性土中最為有效,而在較硬的地基中效果不佳。振動(dòng)法的特點(diǎn)是噪聲較小,施工速度快,不會(huì)損壞樁頭,不用導(dǎo)向架也能打進(jìn),移位操作方便,但需要的電源功率大。當(dāng)樁的斷面較大和樁身較長時(shí),樁錘重量應(yīng)加大;隨著地基硬度的加大,樁錘的重量也應(yīng)增大。振動(dòng)力加大則樁的貫入速度會(huì)隨之加快。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工2)振動(dòng)法振動(dòng)法是用振動(dòng)打樁機(jī)將樁打入土中的施工方法。其原理是由振動(dòng)打樁機(jī)使樁產(chǎn)生上下方向的振動(dòng),在清除樁與周圍土層間摩擦力的同時(shí)使樁尖地基松動(dòng),從而使樁貫入或拔出。振動(dòng)打樁機(jī)1—電動(dòng)機(jī);2—傳動(dòng)齒輪;3—振動(dòng)箱;4—偏心輪;5—樁任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工振動(dòng)法的施工要點(diǎn)及注意事項(xiàng)如下。(1)振動(dòng)時(shí)間的控制。每次振動(dòng)的時(shí)間應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況及振動(dòng)機(jī)的能力大小通過實(shí)地試驗(yàn)確定,一般不宜超過10~15min。振動(dòng)時(shí)間過短,對(duì)土的結(jié)構(gòu)尚未徹底破壞;振動(dòng)時(shí)間過長,振動(dòng)機(jī)的部分零件易于磨損。在有射水配合的情況下,振動(dòng)持續(xù)時(shí)間可以減短。當(dāng)振動(dòng)下沉速度由慢變快時(shí),可以繼續(xù)振動(dòng);由快變慢,且下沉速度小于5cm/min或樁頭冒水時(shí),即應(yīng)停振。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工(2)停振控制標(biāo)準(zhǔn)。振動(dòng)打樁應(yīng)以通過試樁驗(yàn)證的樁尖高程控制為主,以最終貫入度或可靠的振動(dòng)承載力公式計(jì)算的承載力作為校核。如果樁尖已達(dá)高程而最終貫入度或計(jì)算承載力相差較大時(shí),應(yīng)查明原因,報(bào)有關(guān)部門研究后另行確定。(3)當(dāng)樁基土層中含有大量卵石、碎石或破裂巖層,采用高壓射水振動(dòng)沉樁很難下沉?xí)r,可將錐形樁尖改為開口樁靴,并在樁內(nèi)用吸泥機(jī)配合吸泥。(4)振動(dòng)打樁機(jī)、機(jī)座、樁帽應(yīng)連接牢固,打樁機(jī)和樁的中心軸線應(yīng)盡量保持在同一條直線上。(5)開始打樁時(shí)宜采用自重下沉或射水下沉,待樁身具有足夠穩(wěn)定性后,再采用振動(dòng)下沉。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工射水法的施工要點(diǎn)及注意事項(xiàng)如下。(1)射水沉樁前,應(yīng)對(duì)射水設(shè)備(如水泵、輸水管道),射水管的水量、水壓等及其與樁身的連接進(jìn)行設(shè)計(jì)、組裝和檢驗(yàn),符合要求后才可進(jìn)行射水施工。(2)水泵應(yīng)盡量靠近樁位,以減少水頭損失,確保有足夠的水壓和水量。當(dāng)采用樁外射水時(shí),射水管應(yīng)對(duì)稱等距離地裝在樁周圍,并使其能沿著樁身上下移動(dòng),以便能在任何高度處沖刷土壁。為檢查射水管嘴的位置與樁長的關(guān)系和射水管的入土深度,應(yīng)在射水管上自上而下標(biāo)志尺寸。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工3)射水法射水法是利用小孔噴嘴以300~500kPa的壓力噴射水使樁尖和樁周圍土松動(dòng)的同時(shí),樁受自重作用而下沉的方法。它極少單獨(dú)使用,常與錘擊和振動(dòng)法聯(lián)合使用。當(dāng)射水沉樁到距設(shè)計(jì)標(biāo)高還差1~1.5m時(shí),應(yīng)停止射水,用錘擊或振動(dòng)恢復(fù)其承載力。射水沉樁不會(huì)損壞尺寸較小的樁,施工時(shí)的噪聲和振動(dòng)極小。射水法適用于黏性土和砂性土,尤其在細(xì)沙土層中特別有效。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工(3)在沉樁過程中,不能任意停水,如因停水導(dǎo)致射水管或管樁堵塞,可將射水管提起幾十厘米,再強(qiáng)力沖刷疏通水管。(4)當(dāng)在細(xì)沙質(zhì)土中用射水沉樁時(shí),應(yīng)注意避免因樁下沉過快而造成射水嘴堵塞或扭壞。(5)射水管的進(jìn)入管上應(yīng)設(shè)安全閥,以防因射水管堵塞而使水泵設(shè)備被損壞。(6)管樁下沉到位后,如設(shè)計(jì)需要用混凝土填芯時(shí),應(yīng)用吸泥等方法清除泥渣以后,用水下混凝土填芯。當(dāng)受到管外水壓影響時(shí),管樁內(nèi)的水頭必須保持高出管外水面1.5m以上。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工4)靜壓樁法靜力壓樁法是利用靜壓力將樁壓入土中,施工中雖然仍然存在擠土效應(yīng),但產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲較小。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工液壓式靜力壓樁機(jī)1—吊樁把桿;2—橫向行走與回轉(zhuǎn)裝置;3—支腿平臺(tái);4—配重;5—操縱室;6—夾持裝置;7—樁;8—電氣控制臺(tái);9—液壓系統(tǒng);10—導(dǎo)向架;11—縱向行走裝置任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工靜力壓樁機(jī)應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況配足額定重量。施工中樁帽、樁身和送樁的中心線應(yīng)重合,壓同一根(節(jié))樁時(shí)應(yīng)縮短停頓時(shí)間,以便于樁的壓入。長樁的靜力壓入一般是分節(jié)進(jìn)行、逐段接長的。當(dāng)?shù)谝还?jié)樁壓入土中且其上端距地面1.0m左右時(shí),將第二節(jié)樁接上,繼續(xù)壓入。每根樁壓入的各工序應(yīng)連續(xù)。其接樁處理方法與錘擊法類似。若壓樁時(shí)樁身發(fā)生較大移位、傾斜,樁頂混凝土破壞或壓樁阻力劇變時(shí),應(yīng)暫停壓樁,及時(shí)研究處理。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工1)樁頂破損預(yù)制樁施工中常見事故的分析及預(yù)防處理措施4.(1)原因分析
①樁頂部分的混凝土質(zhì)量差、強(qiáng)度低。②錘擊偏心,即樁頂面與樁軸線不垂直,錘與樁面不垂直。③未安置樁帽或帽內(nèi)無緩沖墊或緩沖墊不良沒有及時(shí)調(diào)換。④遇堅(jiān)硬土層,或中途停歇后土質(zhì)恢復(fù)阻力增大,用重錘猛打所致。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工(2)預(yù)防及處理措施
①加強(qiáng)樁預(yù)制、吊運(yùn)的管理,確保樁的質(zhì)量滿足要求。②施工中及時(shí)糾正樁位,使錘擊力順樁軸方向。③采用合適的樁帽,并及時(shí)調(diào)換緩沖墊。④正確選用合適的樁錘,且施工時(shí)每樁要一氣呵成。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工2)樁身破裂(1)原因分析①樁質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)要求。②裝卸、吊運(yùn)時(shí)吊點(diǎn)或支點(diǎn)不符合規(guī)定,懸臂過長或中跨過多。③打樁時(shí),樁的自由長度過大,產(chǎn)生較大的縱向撓曲和振動(dòng)。④錘擊或振動(dòng)過甚。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工(2)預(yù)防及處理措施
①加強(qiáng)預(yù)制、裝、運(yùn)、卸的管理。②木樁可用8號(hào)鍍鋅鐵絲捆繞加強(qiáng)。③對(duì)于混凝土樁,當(dāng)其破裂部分位于水上時(shí),用鋼夾箍加螺栓拉緊焊接補(bǔ)強(qiáng)加固;當(dāng)其破裂部分位于水中時(shí),用套筒橫板澆筑混凝土加固補(bǔ)強(qiáng)。④適當(dāng)減小樁錘落距或降低錘擊頻率。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工3)樁身扭轉(zhuǎn)或位移樁尖制造不對(duì)稱,或樁身有彎曲。用棍撬、慢錘低擊糾正;若偏心不大,可不處理。(1)原因分析(2)預(yù)防與處理措施任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工4)樁身傾斜或位移樁帽、樁身不在一條直線上。(1)(2)(3)(4)(1)原因分析樁接頭破壞。一側(cè)遇石塊等障礙物,土層有較大的傾斜角。樁頭不平,樁尖傾斜過大。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工PPT模板下載:/moban/
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(2)預(yù)防處理措施①偏差過大,應(yīng)拔出移位再打。③如障礙物不深,可挖除回填后再繼續(xù)沉樁。②當(dāng)入土深度小于1m,偏差不大時(shí),可利用木架頂正,再慢錘打入。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工5)樁涌起位于較大范圍的軟土中或遇流沙現(xiàn)象。應(yīng)選擇涌起量較大的樁做靜載試驗(yàn),如合格可不再復(fù)打,否則必須進(jìn)行復(fù)打或重打。(1)原因分析(2)預(yù)防與處理措施任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工6)樁急劇下沉,有時(shí)伴隨傾斜或移位(1)原因分析
①遇軟土層、土洞。②接頭破裂或樁尖劈裂。③樁身彎曲或有嚴(yán)重的橫向裂縫。④落錘過高,接樁不垂直。(2)預(yù)防及處理措施
①應(yīng)暫停沉樁查明情況,采取處理措施②如不能查明原因,可將樁拔起,檢查改正重打,或在靠近原樁位處做補(bǔ)樁處理。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工7)樁的貫入度突然減?。?)原因分析
①樁由軟土層進(jìn)入硬土層。②樁尖遇到石塊等障礙物。(2)預(yù)防及處理措施
①查明原因,不能硬打。②改用能量較大的樁錘。③配合射水沉樁。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工8)樁不易沉入或達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高(1)原因分析
①遇舊埋設(shè)物、堅(jiān)硬土夾層或砂夾層。②打樁間歇時(shí)間過長,摩阻力增大。③定錯(cuò)樁位。(2)預(yù)防及處理措施
①若遇障礙或硬土層,應(yīng)用鉆孔機(jī)鉆透后再復(fù)打。②根據(jù)地質(zhì)資料正確確定樁長,如確實(shí)已達(dá)要求時(shí),可將樁頭截除。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工9)樁身跳動(dòng),樁錘回彈(1)原因分析
①樁尖遇障礙物,如樹根或堅(jiān)硬土層。②樁身過曲,接樁過長。③落錘過高。④凍土地區(qū)沉樁困難。(2)預(yù)防及處理措施
①檢查原因,穿過或避開障礙物。②如入土不深,應(yīng)將樁拔起避開障礙物或換樁重打。③應(yīng)將凍土挖除或解凍后進(jìn)行。若用電熱解凍,則應(yīng)在切斷電源后沉樁。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工水下樁基礎(chǔ)的施工7.2.4在水中修筑樁基礎(chǔ)顯然比在旱地上施工要復(fù)雜、困難得多,尤其是在深水急流的大河中修筑樁基礎(chǔ)。為了適應(yīng)水中施工的環(huán)境,必須要增添浮運(yùn)、沉樁及相關(guān)設(shè)備,采用水中施工的特殊方法。常用的浮運(yùn)、沉樁設(shè)備是將樁架安設(shè)在駁船或浮箱組合的浮體上,或使用專用的打樁船,有時(shí)需配合使用定位船、吊船等。在組合的船組中備有混凝土工廠、水泵、空氣壓縮機(jī)、動(dòng)力設(shè)備、龍門吊或履帶吊車及塔架等施工機(jī)具設(shè)備,所用設(shè)備可根據(jù)施工方法和施工條件選擇確定。任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工位于淺水或臨近河岸的樁基,其施工方法類同于淺水中淺基礎(chǔ)常采用的圍堰修筑法,即先筑圍堰,后沉基樁的方法。圍堰所用的材料和形式,以及各種圍堰應(yīng)注意的要求,與淺基礎(chǔ)施工基本相同。圍堰筑好后,便可抽水后挖基坑或水中吸泥挖坑后再抽水,然后進(jìn)行基樁施工。臨近河岸的基礎(chǔ)若場(chǎng)地足夠大,則樁基礎(chǔ)施工如同在旱地上施工一樣。淺水中樁基礎(chǔ)的施工1.任務(wù)7.2樁基礎(chǔ)的施工河中樁基礎(chǔ)施工一般可借圍堰支撐或用萬能桿件拼制或打臨時(shí)樁搭設(shè)腳手架,將樁架或龍門架與導(dǎo)向架設(shè)置在堰頂和腳手架平臺(tái)上進(jìn)行基樁施工。在
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