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天宇路桥基础工程

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来了解一下最简单却最记不清桩基础知识要点!

发布时间:2019-02-13

桩根底构造及分类


桩根底是一种常用的深根底办法,它由基桩和衔接于桩顶的承台共同组成。若桩身全部埋于土中,承台底面与土体触摸,则称为低承台桩基,若桩身上部露出地上而承台底位于地上以上,则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩根底,而在桥梁、码头工程中常用高承台桩根底。


一、按受力状况分为端承桩、摩擦桩


端承桩是穿过脆弱土层而到达坚固土层或岩层上的桩,上部结构荷载主要由岩层阻力接受;施工时以操控贯入度为主,桩尖进入持力层深度或桩尖标高可作参考。


摩擦桩完全设置在脆弱土层中,将脆弱土层挤密实,以进步土的密实度和承载才能,上部结构的荷载由桩尖阻力和桩身侧面与地基土之间的摩擦阻力共同接受,施工时以操控桩尖规划标高为主,贯入度可作参考。


二、按挤土状况分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩


沉管法、爆扩法施工的灌注桩、打入(或静压)的实心混凝土预制桩、闭口钢管桩或混凝上管桩 属于挤土桩。


冲击成孔法、钻孔压注法施工的灌注桩、预钻孔打入式预制桩、混凝土 ( 预应力混凝土 ) 管桩、 H 型钢桩、敞口钢管桩等属 于部分挤土桩。


干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法施工的灌注桩属非挤土桩。


三、按施工办法分为预制桩、灌注桩


预制桩是在工厂或施工现场制成的各种办法的桩,用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中,或有的用高压水冲沉入土中。依据沉入土中的办法,可分打入桩(锤击沉桩)、水冲沉桩、振荡沉桩和静力压桩等;


灌注桩是在施工现场的桩位上用机械或人工成孔,放入钢筋骨架,然后在孔内灌注混凝土而成。依据成孔办法的不同分为挖孔、钻孔、冲孔灌注桩,套管成孔灌注桩(沉管灌注桩)及爆扩成孔灌注桩等。


预制桩施工办法


预制桩包含混凝土预制桩、钢桩两种。混凝土预制桩常用的有钢筋混凝土实心方桩、预应力混凝土空心管桩。钢桩有钢管桩、H型钢桩、其他异性钢桩。


钢筋混凝土预制桩施工前,应依据施工图规划要求、桩的类型、成孔进程对土的挤压状况、地质探测和试桩等材料,制定施工计划。其主要内容包含:断定施工办法,挑选打桩机械,断定打桩次序,桩的预制、运输,以及沉桩进程中的技能和安全办法。


一、锤击沉桩的施工办法(打入法)


锤击沉桩的施工办法是运用桩锤落到桩顶上的冲击力来战胜土对桩的阻力,使桩沉到预订的深度或到达持力层的一种打桩施工办法。锤击沉桩是混凝土预制桩常用的沉桩办法,它施工速度快,机械化程度高,适用范围广,但施工时有抵触噪声和对地表层有振荡,在城区和夜间施工有所限制。


打桩机械:打桩机具主要包含桩锤、桩架和动力装置三个部分。


桩锤是对桩施加冲击力,将桩打入土中的机具;施工中常见的桩锤有落锤、蒸汽锤(单动汽锤、双动汽锤)、柴油汽锤和液压锤(振荡锤)。


桩架是支撑桩身和桩锤,在打桩进程中引导桩的方向及维持桩的安稳,并确保桩锤沿着所要求方向冲击的设备。 一般由底盘、导向杆、起吊设备、撑杆等组成。 依据桩的长度、桩锤的高度及施工条件等挑选桩架和断定桩架高度。桩架高度=桩长+桩锤高度+滑轮组高。桩架用钢材制造,按移动办法有轮胎式、履带式、轨道式等。


动力装置包含驱动桩锤及卷扬机用的动力设备。依据所选桩锤而定的。当选用空气锤时,应装备空气压缩机;当选用 蒸汽锤时,则要装备蒸汽锅炉和绞盘。


打桩施工


A. 预备作业


(1)场所预备:铲除地上、地下障碍物,平坦、压实场所,设置排水沟;


(2)放轴线、定桩位、设置水准点 (≮2个);


(3)断定打桩次序:挤土直接影响打桩进展、施工质量以及周围环境。


(4)接通现场的水、电管线,预备好施工机具;做好对桩的质量检验。


(5)进行打桩实验:≮2根,检验工艺、设备是否契合要求。


B.打桩次序


依据桩的密布程度,打桩次序一般分为逐段打设、自中部向四周打设和由中心向两边打设三种。


当桩的中心距不大于4倍桩的直径或边长时,应由中心向两边对称施打,或由中心向四周施打。


当桩的中心距大于4倍桩的边长或直径时,可选用上述两种打法,或逐排单向打设。


依据根底的规划标高和桩的规格,宜按先深后浅、先大后小、先长后短的次序进行打桩。


C.打桩工艺次序:


设置标尺→桩架就位→吊桩就位→扣桩帽、落锤、脱吊钩→低锤轻打→正式打(接桩,截桩,静、动载实验,承台施工)。


关键:选用重锤低击,开端要轻打;接连施打,削减回弹固结;留意贯入度改变,做好打桩记载(编号、每米锤击数、桩顶标高、最终贯入度…);如遇异常状况(贯入度剧变;桩身俄然倾斜、位移、回弹;桩身严峻裂缝或桩顶破碎),暂停施打,与有关单位研究处理。


二、静力压桩的施工办法


静力压桩是在均匀脆弱土中运用压桩架(型钢制造)的自重和配重,由钢丝绳、滑轮和压梁,将整个桩机的重力(800~1500kN)反压在桩顶上,以战胜桩身下沉时与土的摩擦力,迫使预制桩下沉,将桩逐节压入土中的一种沉桩办法。这种沉桩办法无振荡、无噪音、对周围环境影响小,适合在城市中施工。 压桩施工一般采纳分节压入、逐段接长的施工办法。


接桩的办法现在有三种:焊接法、法兰螺栓衔接法、硫磺浆锚法。


压桩与打桩比较:由于避免了锤击应力,桩的混凝土强度及其配筋只要满足吊装弯矩和运用期受力要求就能够,因而桩的断面和配筋能够减小;压桩引起的挤土也小的多,因而压桩是软土区域一种较好的沉桩办法。


三、振荡沉桩的施工办法


作业原理:其主要装置为振荡器,运用振荡器所发生的激振力,使桩身发生高频振荡。这时桩在其自重或很小的附加压力效果下沉入土中,或是在较小的进步力效果下而拔出土。


四、水冲法沉桩(射水沉桩)的施工办法


射水沉桩办法往往与锤击(或振荡)法一起运用,详细挑选应视土质状况而定。必须留意,不管采纳任何射水施工办法,在沉入最终阶段1~1.5m至规划标高时,应中止射水,用锤击或振荡沉入至规划深度,以确保桩的承载力。


灌注桩施工办法


干作业钻孔灌注桩:


干作业成孔一般选用螺旋钻机钻孔。螺旋钻头外径分别为Φ400mm、Φ500mm、Φ600mm,钻孔深度相应为12m、10m、8m。适用于成孔深度内没有地下水的一般粘土层、砂土及人工填土地基,不适于有地下水的土层和淤泥质土。


钻机就位后,钻杆笔直对准桩位中心,开钻时先慢后快,削减钻杆的摇晃,及时纠正钻孔的偏斜或位移。


钻孔至规则要求深度后,进行孔底清土。清孔的意图是将孔内的浮土、虚土取出,削减桩的沉降。办法是钻机在原深处空转清土,然后中止旋转,提钻卸土。


钢筋骨架的主筋、箍筋、直径、根数、间距及主筋维护层均应契合规划规则,绑扎结实,避免变形。用导向钢筋送入孔内,一起避免泥土杂物掉进孔内。钢筋骨架就位后,应当即灌注混凝土,以防塌孔。灌注时,应分层浇筑、分层捣实,每层厚度50~60cm。


泥浆护壁成孔灌注桩:


泥浆护壁成孔是运用泥浆维护安稳孔壁的机械钻孔办法。它经过循环泥浆将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外,适用于有地下水和无地下水的土层。


成孔机械有潜水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。


泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺流程:测定桩位、埋设护筒、桩机就位、制备泥浆、机械(潜水钻机、冲击钻机等)成孔、泥浆循环出渣、清孔、安放钢筋骨架、浇筑水下混凝土。


1、埋设护筒和制备泥浆


埋设护筒和制备泥浆钻孔前,在现场放线定位,按桩位挖去桩孔表层土,并埋设护筒。护筒高2m左右,上部设1~2个溢浆孔,是用厚4~8mm钢板制成的圆筒,其内径应大于钻头直径200mm。护筒的效果是固定桩孔方位,维护孔口,避免地上水流入,添加孔内水压力,避免塌孔,成孔时引导钻头的方向。


在钻孔进程中,向孔中注入相对密度为1.1~1.5的泥浆,使桩孔内孔壁土层中的孔隙渗填密实,避免孔内漏水,坚持护筒内水压安稳;泥浆相对密度大,加大了孔内的水压力,能够稳固孔壁,避免塌孔;经过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出,起到携砂、排土的效果。


2、成孔


潜水钻机成孔。潜水钻机是一种旋转式钻孔机,其防水电机变速机构和钻头密封在一起,由桩架及钻杆定位后可潜入水、泥浆中钻孔。注入泥浆后经过正循环或反循环排渣法将孔内切削土粒、石渣排至孔外。


潜水钻机成孔排渣有正循环排渣和泵举反循环排渣两种办法。正循环排渣法:在钻孔进程中,旋转的钻头将碎泥渣切削成浆状后,运用泥浆泵压送高压泥浆,经钻机中心管、分叉管送入到钻头底部强力喷出,与切削成浆状的碎泥渣混合,带着泥土沿孔壁向上运动,从护筒的溢流孔排出。泵举反循环排渣法:砂石泵随主机一起潜入孔内,直接将切削碎泥渣随泥浆抽排出孔外。


冲击钻成孔。冲击钻机经过机架、卷扬机把带刃的重钻头(冲击锤)进步到必定高度,靠自在下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔。冲击钻头办法有十字形、工字形、人字形等,一般常用十字形冲击钻头。冲孔前应埋设钢护筒,并预备好护壁材料。


冲击钻机就位后,校正冲锤中心对准护筒中心,在冲程0.4~0.8m范围内应低提密冲,并及时加入石块与泥浆护壁,直至护筒下沉3~4m以后,冲程能够进步到1.5~2.0m,转入正常冲击,随时测定并操控泥浆相对密度。施工中,应常常查看钢丝绳损坏状况,卡机松紧程度和转向装置是否灵活,以免掉钻。


冲抓锥成孔;冲抓锥锥头上有一重铁块和活动抓片,经过机架和卷扬机将冲抓锥进步到必定高度,下落时松开卷筒刹车,抓片张开,锥头便自在下落冲入土中,然后开动卷扬机进步锥头,这时抓片闭合抓土。冲抓锥整体进步至地上上卸去土渣,顺次循环成孔。


冲抓锥成孔施工进程、护筒装置要求、泥浆护壁循环等与冲击成孔施工相同。适用于松软土层(砂土、粘土)中冲孔,但遇到坚固土层时宜换用冲击钻施工。


3、清孔


验孔是用探测器查看桩位、直径、深度和孔道状况;清孔即铲除孔底沉渣、淤泥浮土,以削减桩基的沉降量,进步承载才能。泥浆护壁成孔清孔时,关于土质较好不易坍塌的桩孔,可用空气吸泥机清孔,气压为0.5MPa,使管内构成强大高压气流向上涌,一起不断地补足清水,被搅动的泥渣随气流上涌从喷口排出,直至喷出清水停止。 关于安稳性较差的孔壁应选用泥浆循环法清孔或抽筒排渣,清孔后的泥浆相对密度应操控在1.15~1.25。


4、浇筑水下混凝土


泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的,故称为浇筑水下混凝土。水下混凝土宜比规划强度进步一个强度等级,必须具有良好的和易性,配合比应经过实验断定。


水下混凝土浇筑常用导管法。浇筑时,先将导管内及漏斗灌满混凝土,其量确保导管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上,然后剪断悬吊隔水栓的钢丝,混凝土搅拌物在自重效果下敏捷排出球塞进入水中。


沉管灌注桩(套管成孔灌注桩):


沉管灌注桩是运用锤击打桩设备或振荡沉桩设备,将带有钢筋混凝土的桩尖(或钢板靴)或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中(钢管直径应与桩的规划尺寸共同),形成桩孔,然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土,随之拔出套管,运用拔管时的振荡将混凝土捣实,便构成所需求的灌注桩。


在沉管灌注桩施工进程中,对土体有挤密效果和振荡影响, 施工中应结合现场施工条件,考虑成孔的次序。距离一个或两个桩位成孔;在邻桩混凝土初凝前或终凝后成孔;一个承台下桩数在5根以上者,中心的桩先成孔,外围的桩后成孔。


为了进步桩的质量和承载才能,沉管灌注桩常选用单打法、复打法、翻插法等施工工艺。单打法(又称一次拔管法):拔管时,每进步0.5~1.0m,振荡5~10s,然后再拔管0.5~1.0m,这样重复进行,直至全部拔出。复打法:在同一桩孔内接连进行两次单打,或依据需求进行局部复打。施工时,应确保前后两次沉管轴线重合,并在混凝土初凝之前进行。翻插法:钢管每进步0.5m,再下插0.3m,这样重复进行,直至拔出。


运用锤击沉桩设备沉管、拔管成桩,称为锤击沉管灌注桩;运用振荡器振荡沉管、拔管成桩,称为振荡沉管灌注桩。


1、锤击沉管灌注桩


锤击沉管灌注桩施工关键:桩尖与桩管接口处应垫麻(或草绳)垫圈,以防地下水进入管内和作缓冲层。沉管时先用低锤锤击,调查无偏移后,才正常施打。拔管前,应先锤击或振荡套管,在测得混凝土确已流出套管时方可拔管。桩管内混凝土尽量填满,拔管时要均匀,坚持接连密锤轻击,并操控拔管速度,一般土层以不大于1m/min为宜,脆弱土层与软硬交界处,应操控在0.8m/min以内为宜。 在管底未拔到桩顶规划标高前,倒打或轻击不得中止,留意使管内的混凝土坚持略高于地上,并坚持到全管拔出停止。


桩的中心距在5倍桩管外径以内或小于2m时,均应跳打施工;中心空出的桩须待邻桩混凝土到达规划强度的50%以后,方可施打。


2、振荡沉管灌注桩


振荡沉管灌注桩选用激振器或振荡冲击沉管。其施工进程为:桩机就位,沉管,上料,拔管。


人工挖孔大直径灌注桩:


大直径灌注桩是选用人工发掘办法成孔,放置钢筋笼,浇筑混凝土而成的桩根底,也称墩根底。它由承台、桩身和扩大头组成,穿过深厚的脆弱土层而直接坐落在坚固的岩石层上。


长处是桩身直径大,承载才能高;施工时可在孔内直接查看成孔质量,调查地质土质改变状况;桩孔深度由地基土层实际状况操控,桩底清孔除渣完全、干净,易确保混凝土浇筑质量。


1、人工发掘成孔护壁办法施工


坍落的支护办法有现浇混凝土护壁、沉井护壁、喷发混凝土护壁等。


(1) 现浇混凝土护壁法施工


即分段开挖、分段浇筑混凝土护壁,既能避免孔壁坍塌,又能起到防水效果。


桩孔采纳分段开挖,每段高度取决于土壁直立状况的才能,一般0.5~1.0m为一施工段,开挖井孔直径为规划桩径加混凝土护壁厚度。


护壁施工段,即支设护壁内模板(工具式活动钢模板)后浇筑混凝土,其强度一般不低于C15,护壁混凝土要振捣密实;当混凝土强度到达1MPa(常温下约24h)可拆除模板,进入下一施工段。如此循环,直至挖到规划要求的深度。


(2) 沉井护壁法施工


当桩径较大,发掘深度大,地质复杂,土质差(松脆弱土层),且地下水位高时,应选用沉井护壁法挖孔施工。


沉井护壁施工是先在桩位上制造钢筋混凝土井筒,井筒下捣制钢筋混凝土刃脚,然后在筒内挖土掏空,井筒靠其自重或附加荷载来战胜筒壁与土体之间的摩擦阻力,边挖边沉,使其笔直地下沉到规划要求深度。


施工中应该留意的几个问题:


桩孔中心线平面方位误差不宜超过50mm,桩的笔直度误差不得超过0.5%


桩径不得小于桩规划直径。 发掘成孔区内,不得堆积余土和建筑材料,并避免局部会集荷载和机械振荡。


桩根底必定要坐落在规划要求的持力层上,桩孔的发掘深度应由规划人员依据现场所基土层的实际状况决定。


人工发掘成孔应接连施工,成孔检验后当即进行混凝土浇筑。仔细铲除孔底浮渣余土排净积水,浇筑进程中避免地下水流入。

保定天宇路桥基础工程有限公司位于河北省保定市清苑区。本公司经营范围包括:钻孔桩施工、桩基基础施工、路桥桩基工程、房建基础工程、堤坝基础工程、水井钻探工程等。创业数年来,坚持以科技为动力,以质量为坚石、追求卓越品质、持续不断改进、超越客户期望。

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