范文一:桩和桩基础的类型(可编辑)
桩和桩基础的类型
第二节 桩和桩基础的类型 一、按成桩挤土效应分类根据成桩方法和成桩过程的挤土效应分
为
非挤土桩,部分挤土桩和挤土桩(排桩)1.非挤土桩:桩身下沉对
周围土体很少扰
动,缺点有应力松弛现象。
主要包括:钻(挖)孔灌注桩、抓斗抓掘
成孔桩等2.部分挤土桩:周围土体受轻微挤压 扰动,土体原状结构及性质没有大
的变化。
包括:冲孔灌注桩、挤扩孔灌注桩、
打入式敞口桩和敞口预应力混凝土
管桩。3.挤土桩在成桩过程中,桩周围的土被挤密或挤 开,桩周围的土收到严重的扰动,土的
原始结构遭到破坏,土的工程性质发生
很大变化。主要包括:沉桩,如锤击、静压振动沉 入的预制桩及闭口预应力混凝土管桩等。二、按承载性状分类分
为摩擦型桩和端承型桩
1.摩擦型桩
摩擦型桩又分为摩擦桩和端承
摩擦桩摩擦桩-在极限承载力状态下桩
摩擦桩
顶荷载由桩侧阻力承受的桩端承摩擦桩:在极限承载力状 态下,桩顶荷载主要有桩侧阻
力承受,桩端阻力很小。
端承摩擦桩2.端承型桩端承型桩由分端承桩和摩擦端承桩端承
桩?在极限承载力状态下桩顶荷载由桩端阻力
承受的桩摩擦端承桩:在极限承载力状态下,桩顶荷载主要 有桩端阻力承受,桩侧摩擦力很小。注意:摩擦桩沉降一般比端承
桩大,因此在同一桩
基中不宜同时采用摩擦桩和端承桩。
摩擦端承桩
端承桩三.按承载类别分类
分为竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷
桩和复合受荷桩
?1.竖向抗压桩主要承受上部结构传来的
荷载。绝大部分的建筑桩基都为竖向抗
压桩
?2.竖向抗拔桩主要承受竖向拉拔荷载。
地下抗浮结构桩基,板桩墙后的锚桩等。?3.水平受荷桩主要承受
水压力土压力等
水平荷载,垂直荷载很小。例如基坑支 护桩
?4.复合受荷桩既承受很大的垂直荷载又 要承受很大的水平荷载。如高耸建筑物 的桩基四、按桩轴方向分类
按桩轴方向可分为竖直桩和斜桩
?竖直桩当作用在承台底面处的水平外力和外 力矩不大,或桩的自由长度不大,或桩身截 面较大采用竖直桩。
?斜桩拱桥桥台等推力体系结构的桩基础一般 采用斜桩,以承受上部结构传来的较大水平 推力。目前因设备和工艺问题很少采用斜桩。五.按桩的断面尺
寸分类
?(1)小直径桩:d?250mm 适用小型工 程基础
?(2)中等直径桩 :250mmd800mm(3)大直径桩:d800mm 通常用于
高
层建筑,大型桥梁中六.按承台位置分类 ?根据桩基础承台位置不同分为低承台桩基础 和高承台基础
?低承台桩基础的承台底面位于地面(或局部 冲刷线)以下,基桩全部埋入土中,低承台
桩基础受力性能好,能承受较大的水平外力。?高承台桩基础的承
台底面位于地面(或局部
冲刷线)以上,基桩部分埋入土中,部分外
露在地面以上。施工较方便,但是受力情况
较为不利,稳定性方面也不如低承台桩。
?一般对旱桥和季节性河流或冲刷深度较小的 河床上的桥梁大多采用低承台桩,对常年有
水且水位较高,施工不宜排水或冲刷较深的
河床上的桥梁,则多采用高承台桩。七.按施工方法分类 按施工方法种类很多,但基本方法为沉入桩和 成孔灌注桩
一沉入桩 预制桩是按照设计要求制作好桩。按材料分 为钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩,钢桩、
木桩和组合材料桩。按截面接不同分为方形
(实心)圆形(空心或实心桩)两种按不用沉桩施工方式:1.打入桩:
适用于桩径较小,地基土为可可塑
状黏性土砂性土、粉土、细砂以及松散不含
大卵石或漂石的砂卵石类土的情况,施工中
噪声大,在城市中施工需考虑环境问题。2.振动下沉桩: 适用于可塑状的黏性土和砂土,沉桩困难时可 采用射水辅助振动沉桩3.静力压桩
适用于较均质的可塑性黏性土地基。? (二)灌注桩:根据成孔方
法分泥浆护壁钻
(冲孔)灌注桩,干作业成孔灌注桩和沉管灌
注桩等几类1.泥浆护壁钻孔(冲孔)灌注桩适用条件:适用于各种黏性土、砂性土以及碎
卵石类土优点:施工设备简单,操作方便;适用性强;
应用广泛;缺点:对易坍孔土质及可能发生流沙或有承压
水地基,施工难度大2.干作业成孔灌注桩干作业成孔灌注桩不需要泥浆护壁,直接利用
机械或人工在无水状态下成孔,然后下放钢筋
笼浇注混凝土成桩。适用性:地下水位以上的黏性土、粉土、填土、
中等密实以上的砂土和风化岩层等。不适于有
地下水的土层和淤泥质土。根据成孔机具设备和工艺方法分为干作业钻孔
灌注桩、人工挖孔灌注桩及扩底灌注桩等? 1.干作业钻孔灌注桩利用钻孔机具
成孔,钻工机具可采用人工推钻、
螺旋钻、回转斗成孔机、全套管成
孔机等。
?螺旋钻钻孔是最常用的方法,通过
钻头螺旋叶片旋转削土,钻工直径
不超过1m.深度在30m 以内。
?回转斗成孔机成孔直径可达3m深度
受伸缩钻杆限制可达50m左右。2.人工挖孔灌注桩:挖孔灌注桩施工简
单,桩径较大(一般大于1.4m适用
于无水或渗流小的地层。
3.扩底灌注桩:用普通成孔机械成孔后,
为了提高灌注桩的承载能力在使用扩孔
钻头在孔底部进行扩孔,使底部形成喇
叭形状增加底部的承载面积? 3.沉管灌注桩采用锤击或振动的方法把带有钢筋混凝土的
桩尖或带有活瓣式桩尖的钢套筒沉入土层成
孔然后在套管内吊放钢筋笼并边建筑混凝土
边拔套管而形成的灌注桩。适用:粘土层、砂性土地基,桩径较小,常
用0.6 m以下,桩长20以内。(三)管柱
是将预制大直径钢筋混凝土或预应力混凝土或
钢管柱,用大型的振动桩锤沿导向结构振动
下沉至基岩,然后在管内钻孔下放钢筋笼,
灌注混凝土将灌注嵌固于岩层。适用性,大跨径桥梁的深水基础,岩面起伏
不平的河床上的基础。缺点:施工要求(打桩起重等)多种大型机
械设备,动力要求高,一般桥梁不采用(四)钻孔埋置桩钻孔埋置
桩:先钻孔在插入预制桩而成的桩。适用性:施工穿过硬层或深置于硬层内的桩
基础。问题按承载性状分类,桩分为哪几类?按桩轴分类分哪几类?按承台位置分类?理解简述端承桩和摩擦桩受力情况?第四章 桩基础
第三节:桩与桩基础的构造一、各种桩的构造(一)就地灌注钢筋混凝土桩的构造(1)桩的设计直径
应根据桩受力大小、桩基形式和施工条件
等综合因素确定
钻孔灌注桩直接宜采用0.8~3.2m;挖孔桩
直径或最小边不宜小于1.2m
范文二:桩的类型和特点
预制桩
预制桩能充分发挥土层的端承力和侧载力,桩身质量容易控制,与灌注桩相比具有造价省,施工污染少(泥浆排放),施工便捷的优点;当布桩系数较大的时候,由于桩身要穿越巨厚的饱和粘土层(对于软土地基),沉桩时易造成较大的侧向位移和地面隆起,可能导致邻近的已沉桩“上浮”,而形成“悬桩”,同时产生较大的挤土效应和震动效应,会破坏周边已建的建(构)筑物,道路管线等市政工程。
灌注桩
该桩型在桩长,桩径以及持力层的确定和选择上自由度较大,穿透力强,施工噪音,震动小,为非挤土型桩;但造孔必须采用泥浆护壁,对环境污染较大,地基承载力发挥较差,基础造价比较高,桩身质量不容易保证,孔底沉渣控制难度大,且施工周期长,单桩承载力受施工因素等影响比较大的特点,需要采取有力的措施保证桩身质量,控制孔底沉渣厚度(控制<>
1.1 钻(冲)孔灌注桩
具有穿透能力强,单桩承载能力高,施工噪音小,为非挤土桩,成空难度大,施工控制条件比较难把握,桩身质量和承载力不易保证,孔底清渣难度大,施工中泥浆容易造成污染,不利于文明施工,施工周期长,单桩承载力受施工因素影响大等缺点,要如下措施来保证桩基质量
1) 工程成孔深度较大,穿越的图层主要为软土层,孔壁稳定性较差,易产生流土,塌孔等,
应对不同的地层选择合适的施工工艺参数,提高成孔效率。
2) 本工程采用优质的泥浆护壁钻进,如桩孔浸泡时间过长,会造成孔壁软化使护壁失效塌
孔,并影响桩侧摩阻力的正常发挥,因此成孔时间要控制在一定时间之内;并注意泥浆排放对周边环境的影响。
3) 灌注桩孔底清渣难度较大,建议采用泵吸反循环,并采用两次清渣方案,即在成孔后及
下钢筋笼,浇灌混凝土钱进行两次清渣。沉渣厚度应采用多点测定,沉渣厚度控制<>
4) 施工中应经常校正桩孔垂直度,成孔后要用检孔器自上而下检查成孔质量及桩孔倾斜率。
5) 浇注混凝土前应控制孔底泥浆比重,含砂率,粘度等指标,灌注混凝土时应控制灌注率,
保证导管足够的埋深,不能太快拆卸导管,以免造成缩颈,蜂窝,孔洞,离析,夹泥等事故。
水泥搅拌桩
水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂,是软基处理的一种有效形式,利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌,使水泥与土发生一系列物理化学反应,使软土硬结而提高基础强度。
软土基础经处理后,加固效果显著,可很快投入使用。适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土土质。
水泥搅拌桩按材料喷射状态可分为湿法和干法两种。湿法以水泥浆为主,搅拌均匀,易于复搅,水泥土硬化时间较长;干法以水泥干粉为主,水泥土硬化时间较短,能提高桩间的强度。但搅拌均匀性欠佳,很难全程复搅。
目前,水泥搅拌桩按主要使用的施工做方法分为单轴、双轴和三轴搅拌桩。
范文三:桩的作用和类型
桩的作用和类型
1. 作用 1)采用桩基础将上部建筑物的荷载传递到土层深度
持
力
较
大
的
土
层
上
;
2)采用桩基础可使软弱土层挤密,提高土体的密实度 2. 按
受
力
分状端摩
况
,
类可承擦
分
为
: 桩 桩
,
增
加
地
基
承
载
力
。
中间桩(包括端承摩擦桩、摩擦端承桩) 按
材
料
不
同
,
可
分
为
:
木桩(天安门、前门、渤海大楼等) 钢桩(包括钢管桩、钢板桩等) 按
成
钢预桩
应原筋
力理
混
混,
可凝凝分
土土为
桩 桩 :
挤土桩(如预制桩、挤土灌注桩等) 部分挤土桩(预钻孔打入式预制桩、部分挤土灌注桩) 非挤土桩(干作业成桩、泥浆护壁成桩、套筒护壁成桩) 按
施
工
方预灌法
,
可
分制注
为
:
桩 桩
预制桩按施工锤静水振
方法,击力冲动
可分沉压沉沉
为: 桩 桩 桩 桩
灌
注
桩
按
成
孔方式,钻孔挖孔沉管钻
扩
爆扩灌注桩 可分灌注灌注灌注灌
注
: 桩 桩 桩 桩
为
范文四:桩的类型及施工工艺
桩的类型及施工工艺浅谈
摘要:
桩基础是通过承台把若干根桩的顶部连接成整体,共同承受动静荷载的一种深基础。而桩是是设置于土中的竖直或倾斜的基础构件。随着桩基施工技术的不断发展,桩型的种类日益增多,工艺日趋成熟,对于某一个工程,往往并非只有某一种桩型可以选用。本文从桩的材料、构造形式、功用和施工技术等不同的角度对桩进行分类和介绍,了解各种桩的结构、性质和适用条件以及不同桩的施工方法,对基桩有一个全面的认识。
Abstract:
pile cap by the number of piles connected at the top of the overall, static load to bear a deep foundation. The pile is located in the soil in the vertical or inclined building blocks. With the continuous development of Pile Foundation Construction, increasing the types of piles, process maturity for a particular project, often not only the choice of a particular pile. From the pile of material, structural form, function and construction technology and other perspectives on the classification and presentation of piles, pile about a variety of structures, properties and application conditions and the different piles of construction methods, pile a comprehensive understanding .
关键字:
桩基础 分类 施工 特点
Keywords:
Pile Foundation Construction Features Category
引言
桩基础是一种常用的基础形式,是深基础的一种,深基础主要有桩基础、沉井基、墩基础和地下连续墙等几种类型。其中桩基础应用最为广泛。我国在桩基础应用方面有着悠久的历史,七八千年前的新石器时代。人们就在湖上和沼泽地里打下木桩,在上面筑平台建所谓“湖上住所”以防止敌人和猛兽袭击。自人工挖孔桩一百年前在美国问世以来,灌注桩基础得到了极大的发展,出现很多新型桩。随着生产水平和科学技术的发展,桩的种类和桩基的形式、施工工艺和设备以及桩基础设计理论和方法,都有了极大的发展和变化。文章通过查阅一些参考文献,对桩基进行了详细分类,并介绍了其施工方法。
一、按桩体材料分类
根据桩的材料,可分为木桩、混凝土桩(包括钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土)、钢桩和组合桩。
1、木桩
天然原木是最早被用作桩的材料,也有经过加工后的方形等截面木桩。常用松木、杉木做成。单根木桩的长度一般最多为十多米,不利于接长,木桩经常会因为环境的原因而受到很大的限制,只能在具体工程中因地制宜的采用。
2. 混凝土桩
混凝土桩是当前工程中大量应用的一类桩型。它又可以分为预制混凝土桩和现场灌制混凝土桩两大类。
预制混凝土桩多为钢筋混凝土桩,可以在工厂集中生产,也可以在场地附近预制。桩断面多为方形或圆形,单节长度十余米。在预制过程中可以对钢筋及混
凝土土体施加预应力,使用桩体在抗弯、抗拉以及抗裂等方面性能有很大的优越形成所谓的预应力钢筋混凝土桩。桩基要求用长柱时,可将单节桩连接成所需的桩长。
现场灌注混凝土桩可以根据桩体的受力特征,放置不同深度的钢筋笼,直径可以根据设计要求确定。
3. 钢桩
早期使用的是铸铁板桩,现使用的钢桩主要为型钢和钢管两大类。型钢有各种形式的板桩,可以用作临时支挡结构或者永久性的码头工程;H 型和I 型钢则也用作支撑桩。钢管桩由各种直径和厚壁的无缝钢管制成。
钢桩的桩身抗压强度高、抗弯强度也很大,其贯入性能好,能够穿越相当厚度的硬质土层,提供较高的竖向承载力;另外,钢柱的施工比较方便,易于连接,质量稳定,施工速度比较快。钢桩应用的最大困难是造价比较昂贵,目前只有在一些重点工程中使用。钢桩的应用还存在环境的腐蚀等问题,在设计和施工中要予以特别的关注。
4. 组合桩
组合桩是指一根桩用两种材料组成,整个桩长分段采用木材、钢材或混凝土材料,或截面为组合材料,如钢管类浇灌混凝土,较早采用的是水下桩基,泥面以下用木桩而水中部分用混凝土桩。组合桩常用于特殊地质条件以及施工技术条件下。
二. 按功用分类
桩在基础工程中,可能主要承受轴向垂直荷载,或主要承受横向水平荷载,或两种荷载兼而有之。在高耸的塔形建筑物和水中的高桩承台基础中,桩还要承受风、海浪冲刷所引起的往复拉压荷载,因此,桩基础按其功用可分为承压桩、抗拔桩、横向受荷桩等类型。
承压桩
一般工业民用建筑的桩基,在正常工作条件下,主要承受的就是上部结构传来的垂直荷载。承桩进一步从桩的荷载传递机理又可分为:
(1). 摩擦型桩
摩擦桩:在极限承载力作用下,外部荷载由桩身侧阻力承受,一般不考虑桩身部分承受的荷载。
端承摩擦桩:在极限承载力作用下,外部荷载主要由桩身侧阻力承受,桩端阻力分担荷载的比例与桩径,桩长,土层厚度以及持力层厚度有关。
(2). 端承型桩
端承型桩是指在竖向荷载作用下,桩顶荷载全部或主要由桩端阻力承受,桩侧阻力相对桩端阻力而言较小,或可忽略不计的桩。根据桩端阻力发挥的程度和分担荷载的比例,又可分为摩擦端承桩和端承桩两类。桩端进入中密以上沙土,碎石类土或中,微化岩层,桩顶级限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担,而主要由桩端阻力承受,称其为摩擦端承桩。
当桩的l/d较小(一般小于10),桩身穿越软弱土层,桩端设置在密实沙层,碎石类土层中,微风化岩层中,桩顶荷载绝大部分由桩端阻力承受,桩侧阻力很小可以忽略不计时,称其为端承桩。
对于钻(冲)孔灌注桩,桩侧与桩端荷载分担比还与孔底层渣有关,一般为摩擦型桩。
三.按施工工艺分类
桩按施工方法主要可以分为预制桩和灌注桩两大类。
1、预制桩
预制桩可以用混凝土,钢材或者木材在工地现场或者工厂制作,然后通过锤击,震动,打入,静压或旋入等方式将桩体就位。预制桩除了木桩,钢桩外,目前大量使用的是刚筋混凝土桩。预制桩的长度比较灵活,可以分段制作然后在打
桩过程中接桩,预制桩的断面形状也比较多样,但方行和圆形比较多见。
(1). 预制钢筋混凝土桩
. 预制钢筋混凝土桩最常用的时实心方桩,该桩质量可靠,制作方便,沉桩快捷,是近年来应用最普遍的一种桩。分节制作的桩应保证桩头的质量,满足桩身承受轴力,弯矩和剪力的要求。接桩的方法有:钢板角钢焊接,法兰盘螺旋和硫磺胶泥锚固等。当采用静压法沉桩时,常用空心方桩;亦有在软土层中采用三角形断面,以节省材料,增加侧面积和摩擦阻力。
(2). 预应力钢筋混凝土桩
预应力钢筋混凝土桩是预先将钢筋混土桩的部分或全部主筋作为预应力拉张,对桩身混凝土施加预应力,以提高桩的抗冲击能力与抗弯能力。
预应力钢筋混凝土桩与普通钢筋混凝土桩比较,其强度重量比大,含钢率低,耐冲击、耐久性和抗腐蚀能力高,以及穿透能力强,因此特别适合于用作超长桩和需要穿越夹沙层的情况,所以是高层建筑的理想桩型之一,但制作工艺要求复杂。
(3). 钢桩
钢桩有两种:钢管桩和H 型桩。
钢管桩由钢板卷焊而成,具有抗冲击疲劳性能好、贯入能力强、抗弯曲的刚度大、单桩承载力高、质量可靠、便于运输、沉桩速度快以及挤土影响小等优点;但它抗腐蚀能力较差,必须做表面防腐处理,且价格昂贵。因此,在我国只在必须穿越沙层或其他桩型无法施工和质量难以保证,或必须控制挤土影响,或工期紧迫等情况下及重要工程才选用。
H 型钢桩系一次轧制成型,与钢管相比,其挤土效应更小,割焊与沉桩更便捷、穿透性能更强。H 型钢不足之处是侧向刚度较弱,打桩时桩身易向刚度较弱的一侧倾斜,甚至产生施工 弯曲。在这种情况下,采用钢筋混凝土或预应力混凝土桩身加H 型钢桩尖的组合桩则是一种性能优越的桩型。
2、灌注桩的种类
灌注桩系指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土、或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔,并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。依照成孔方法不
同,灌注桩分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几大类。
(1). 钻(冲)孔灌注桩
钻孔灌注桩(简称钻孔桩)与冲孔灌注桩(简称冲孔桩)是指在地面用机械方法取土成孔的灌注桩,其施工顺序主要分为三大步:成孔、沉放钢筋笼、导管法浇灌水下混凝土成桩。水下钻孔桩成孔过程,通常具有一定重度和粘度的泥浆进行护壁,泥浆不断循环,同时完成携土和运土的任务。两者区别仅在于前者以旋转钻机成孔,后者以冲击钻孔成孔。
这种成孔工艺可穿过任何类型的地层,桩长可达100m ,桩端不仅可进入微风化基岩而且可扩底。
施工过程无挤土、无(少)振动、无(低)噪音,环境影响小,在城市建设中获得了越来越广泛的运用。
(2). 人工挖孔灌注桩
人工挖孔灌注桩简称挖孔桩,是先用人力挖土形成桩孔,并在向下掘进的同时,将孔壁衬砌以保证施工安全,在清理完孔底之后,浇灌混凝土。这种方法可以形成大尺寸的桩,满足可高层建筑对大直径桩的迫切需求,对周围环境也没有影响、
护壁可有多种形式,最早用木板钢环梁或套筒式金属壳等,现在多用混泥土现浇,整体性和防渗性更好,构造形式灵活多变,并可做成扩底。当地下水位很低,控壁稳固时,亦可无护壁挖土。由于人工在挖土时的安全问题,挖孔桩挖深有限,最忌在含水沙层中开挖,主要适用于场地土层条件较好,在地表下不深的位置有硬持力层,而且上部覆土透水性较低或地下水位较低的条件。他可做成嵌岩端承桩,直身桩或扩底桩,实心桩或空心桩。挖孔桩因为直径较大,相应的桩长较小,也称作为墩。
(3). 沉管灌注桩和夯扩灌注桩
沉管灌注桩又称套管成孔灌注桩,这类灌注桩是采用振动沉管打桩机或锤击沉管打桩机,将带有活瓣式桩尖或锥形封口桩尖。或预制钢筋混凝土桩尖的钢管沉入土中,然后边灌注混凝土、边振动或边锤击、边拔出钢管而形成灌注桩。该方法具有施工方便、快捷,造价低的优点,是国内目前采用的较为广泛的一种灌
注桩。
沉管灌注桩是最早出现的现场灌注桩,其实供程序一般包括四个步骤:沉管、放笼、灌注、拔管。沉管灌注桩的优点是在钢管内无水环境中沉放钢筋笼并浇灌混泥土,从而为桩身混泥土的质量提供了保障。
夯扩灌注桩是在锤击陈管灌注桩的机械设备与施工方法的基础上加以改进,增加一根内夯管,按照一定的施工工艺,采用夯阔的方式将桩基现浇混泥土扩大成大头形的一种桩型,通过扩大桩端面积和挤密地基土,使桩端土的承载力有较大幅度的提高,同时桩身混泥土在柴油锤和内夯管的压力作用下成型,避免了“缩颈”现象,使桩身质量得以保证。
小结:
现在,随着科技的不断发展,出现了越来越多的新型的桩,具有更优良的特点和性能,新型桩的发展日新月异,作为二十一世纪的大学生,我们更应该熟悉各种桩的类型和特性,及时了解新型桩的信息,跟上时代的步伐,为以后进入社会和工地施工打下坚实的基础。
参考文献:
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范文五:桩的基础知识
1. 、挤密桩施工法
挤密桩施工法常采用振冲法,即在振冲器水平振动和高压水的共同作用下,使松砂土层振密,或在软弱图层中成孔,然后回填碎石等粗料粒形成桩柱,并和原地基土组成复合地基的地基处理方法
施工工艺:振冲地基按加固机理和效果的不同,可分为振冲挤密法和振冲置换法两类。振冲挤密法一般在中粗砂地基中使用,可不另外加料,而利用振冲器的振动力,使原地基的松散砂振挤密实。施工操作时,其关键是水量的大小和留振时间的长短,适用于处理不排水、抗剪强度小于20Kpa 的黏性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基。振冲置换法施工是指碎石桩施工,其施工操作步骤可分为:成孔、清孔、填料、振密、。振冲置换法适用于处理砂土和粉土等地基,不加填料的振冲密实法仅适用于处理黏土粒含量小于10%的粗砂、中砂地基。
操作工艺
桩施工一般采取先将基坑挖好,预留0.5-0.7mm 土层,冲击成孔,宜为1.20~1.50m,然后在坑内施工土桩。桩的成孔方法可根据现场机具条件选用沉管(振动、锤击) 法、爆扩法、冲击法等。沉管法是用振动或锤击沉桩机将与桩孔同直径钢管打入土中拔管成孔。桩管顶设桩帽,下端做成锥形约成60角,桩尖可心上下活动。本法简单易行,孔壁光滑平整,挤密效果良好,但处理深度受桩架限制,一般不超过8m 。爆扩法系用钢钎打入土中形成25-40mm 孔或洛阳铲打成60-80mm 孔,然后在孔中装入条形炸药卷和2-3个雷管,爆扩成15-18d 的孔(d-桩孔或药卷直径) 。本法成孔简单,但孔径不易控制。冲击法是使用简易冲击孔机将0.6-3.2t 重锥形锤头,提升0.5-20m 高后,落下反复冲击成孔,直径可达50-60cm ,深度可达15m 以上,适于处理湿陷性较大深度的土层。
桩施工顺序应先外排后里排,同排内应间隔1-2孔进行;对大型工程可采取分段施工,以免因振动挤压造成相邻孔缩孔成坍孔。成孔后应夯实孔底,夯实次数不少于8击,并立即夯填灰土。
桩孔应分层回填夯实,每次回填厚度为250-400mm 。或采用电动卷场机提升式夯实机,夯实时一般落锤高度不小于2m ,每层夯实不少于10锤。施打时,逐层以量斗向孔内下料,逐层夯实,当采用偏心轮夹杆式连续夯实机,则将灰土用铁锹随夯击不断下料,每下二锹夯二击,均匀地向桩孔下料、夯实。桩顶应高出设计标高不小于0.5cm ,挖土时将高出部分铲除。 若孔底出现饱和软弱土层时,可采取加大成孔间距,以防由于振动而造成已打好的桩孔内挤塞;当孔底有地下水流入,可采用井点降水后再回填填料或向桩孔内填入一定数量的干砖渣和石灰,经夯实后再分层填入填料。
质量标准
主控项目
灰土挤密桩的桩数、排列尺寸、孔径、深度、填料质量及配合比,必须符合设计要求或施工规范的规定。
一般项目
施工前应对土及灰土的质量、桩孔放样位置等做检查。
施工中应对桩孔直径、桩孔深度、夯击次数、填料的含水量等做检查。
施工结束后,应检查成桩的质量及地基承载力。
土和灰土挤密桩地基质量检验标准应符合下表规定。
特殊工艺关键控制点控制
桩缩孔或塌孔,挤密效果差:
地基土的含水量在达到或接近最佳含水量时,挤密效果最好。当含水量过大时,必须采用套管成孔。成孔后如发现桩孔缩颈比较严重,可在孔内填入干散砂土、生石灰块或砖渣,稍停一段时间后再将桩管沉入土中,重新成孔。如含水量过小,应预先浸湿加固范围的土层,使之达到或接近最佳含水量。
必须遵守成孔挤密的顺序,应先外圈后里圈并间隔进行。对已成的孔,应防止受水浸湿且必须当天回填夯实。
施工时应保持桩位正确,桩深应符合设计要求。为避免夯打造成缩颈堵塞,应打一孔,填一孔,或隔几个桩位跳打夯实。
桩身回填夯击不密实,疏松、断裂:
成孔深度应符合设计规定,桩孔填料前,应先夯击孔底3-4锤。根据地试验测定的密实度要求,随填随夯,对持力层范围内(约5-10倍桩径的深度范围)的夯实质量应严格控制。若锤击数不够,可适当增加击数。
回填料应拌合均匀,且适当控制其含水量,一般可按经验在现场直接判断。
每个桩孔回填用料应与计算用量基本相符。
夯锤重不宜小于100kg ,采用的锤型应有利于将边缘土夯实(如梨形锤和枣核形锤等),不宜采用平头夯锤。
成品保护
基础底面以上应预留0.7-1.0m 厚的土层,待施工结束后,将表层挤松的土挖除,分层夯压密实后,立即进行下道工序施工。
雨期或冬期施工,应采取防雨、防冻措施,防止灰土受雨水淋湿或冻结。
安全健康与环境管理
施工过程危害及控制措施
2、深层密实法
深层密实法常采用深层搅拌法,即使用水泥浆作为固化剂的水泥土搅拌法,简称湿法,适用于加固饱和软粘土地基。
深层搅拌法的基本原理:深层搅拌法是利用水泥浆作为固化剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理、化学反应,使软土硬结成具有整体性、稳定性和一定强度的地基。
深层搅拌法施工工艺:工艺流程包括定位、预搅下沉、制备水泥浆、喷浆搅拌提升、重复上下搅拌和清洗、移位等施工过程。
定位:起重机悬吊深层搅拌机对准指定桩位
预搅下沉:待深层搅拌机的冷却水循环正常后,启动搅拌机电动机,放松起重机钢丝绳,使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉。
制备水泥浆:待深层搅拌机下沉到一定深度时,即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆,在压浆前将水泥浆倒入集料斗中。
喷浆搅拌提升:深层搅拌机下沉到设计深度后,开启灰浆泵,将水泥浆压入地基中,并且边喷浆边旋转,同时严格按照设计确定的提升速度提升深层搅拌机。
重复上下搅拌:深层搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时,集料斗中的水泥浆应正好排空。为使软土和水泥浆搅拌均匀,可再次将搅拌机边旋转边沉入土中,至设计加固深度后再将搅拌机提升至地面。
清洗并移位:向集料斗中注入适量清水,开启灰浆泵,清洗全部管路中残存的水泥浆直至基本干净。并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。重复上述步骤进行下一根桩的施工。 搅拌桩施工质量控制
(一)、严格控制水泥等材料质量
按照设计要求选用水泥的品种标号,并采取防潮、防雨淋措施,坚持先进库的水泥先用,后进库的水泥后用,避免水泥因放置时间长使标号降低。
(二)、加强管理工作
制定具体的施工管理措施和适用的施工方法,对施工人员进行技术培训、技术交底、使作业人员心中有数。
指派技术水平高、精通地基加固知识的技术人员作技术指导或现场负责,使施工全过程处于规范化、规程化控制状态。
配备完整的制桩设备,具有可靠性和配套性机械,满足设计要求。
电脑自动记录仪要定时检校,保证其完好性。
(三)、确保加固桩体强度和均匀性。
施工时派人做好成桩记录,详细记录每根桩的位置、编号、喷浆量及喷浆深度复搅深度等,发现问题及时纠正或采取补救措施。
成桩过程派专人监视发送设备,避免输浆管道发生堵塞。
严格按要求控制喷浆量和提升速度,以保证桩体内每一深度均得到充分拌合。
为保证成桩直径及搅拌均匀性程度,对使用的钻头定期复核检查,对直径磨耗过大的钻头进行维修和更换。
(四)、加固效果检查
在桩的不同部位切取试块,送至试验室分割成与室内试块相同尺寸的试件,比较相同龄期室内外试块强度。
做复合地基荷载试验,实测加固后的复合地基是否符合设计要求。
施工管理及注意事项
(一)、施工过程中必须作好施工记录和计量记录,检查重点有:加固料质量和用量、桩长、制桩过程有无断桩,桩体均匀、搅拌的转速、提升时间、复搅长度、补桩和补搅等。搅拌桩施工质量监理应符合《粉体喷搅法加固软弱土层技术规范》(TBl0113-96)附录B 的要求。
(二)、 搅拌桩施工应有自动记录桩身长度、单位桩长水泥用量并能监测水泥是否到达喷浆孔底的自动记量装置。试桩过程中应对该自动装置进行校核,正式施工过程中应不定期检查。
(三)、施工环保及安全:必须采取有效的措施,防止搅拌桩施工对环境的污染(粉尘、污水、噪音等) 和干扰附近既有道路上的车辆正常行驶。
(四)、 搅拌桩施工根据施工工艺及工艺性试验确定的操作参数进行,并随时注意记录压力、喷浆量、钻机钻进与提升速度、孔底电流等有关参数。
(五)、 施工中应严格控制喷浆、停浆时间、钻进深度、钻机垂直度及水平位置、停浆面标高、复搅深度等。终钻提升的确定,应以穿透淤泥层为原则。水泥损耗量不得大于2kg /m 。
(六)、 施工中不得中途中断喷浆,确保桩长。在尚未到达设计桩底标高和尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业;若因停电或机械故障等原因而中断喷浆时,应将钻机下钻至断浆点下不小于1米的位置,待恢复供浆时再喷浆提升。
(七)、 按设计的喷浆量喷浆,施工中发现喷浆量不足时,应及时对原桩复钻复喷,复喷的喷浆量仍不应小于设计用量。施工过程中应随时检查浆罐内的水泥加入量、剩余水泥量,复核每米喷浆量及成桩后喷浆总量。
(八)、 钻头直径磨损量不得大于1cm 。
(九)、 水泥入浆罐之前经过4目/cm2筛网过筛,除杂除块。
(十)、对输浆管要经常检查,不得泄露及堵塞,管道长度以60m 左右为宜,不得超过80m 。 搅拌桩质量检测
(一)、 开挖检查:成桩7天后,在监理工程师和甲方监督下进行开挖自检,开挖深度0.5—2.0米,目测成桩情况及搅拌均匀程度、桩径、桩位偏差等,检测频率2%。
(二)、 成桩7天内采用N10轻便触探检测。检测频率2%。
搅拌桩施工质量容许偏差
项 次 项 目 单 位 允许偏差 检查方法和频率
1 桩距 mm ±100 钢尺抽查2%
2 桩径 mm 不小于设计 钢尺抽查2%
3 桩长 m 不小于设计 喷浆前检查钻杆及刻度盘
4 竖直度 % 1.5% 垂球或经伟仪抽查
5 单桩喷浆量 % 不小于设计 查施工记录
6 桩体强度 Kpa 不小于设计规定 N10或抽芯试验
(三)、 桩体强度试验:采用N10轻便触探检测。
施工中注意的质量问题
湿法
断桩:
搅拌提升速度与输浆速度同步,制备的浆液不得离析,泵送要连续
桩端质量差:
为保证桩端施工质量,当浆液达到出浆口时,喷浆座底30s ,使浆液完全达到桩端。 桩体不均匀:
通过复喷的方法达到提高桩身强度的目的,搅拌次数1次喷浆2次搅拌或2次喷浆3
次搅拌为宜,且最后1次提升搅拌宜采用慢速提升。
因故停浆:
施工中因故停浆,宜将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m 。
干法
异常情况:
施工中注意喷粉机,空压机的运转情况,压力表的显示变化,送灰情况,如出现异常情况,应立即判明原因,停止提升,原地搅拌,为保证成桩质量,必要时给予复打。 因故停止喷粉:
成桩过程中因故停止喷粉,应将搅拌头下沉至停灰面以下1m 处,待恢复喷粉时再喷粉搅拌提升。
搭接的桩体:
设计上要求搭接的桩体,须连续施工,一般相邻桩的施工间隔时间不超过8h 。
成品保护
基础底面以上应预留0.7~1.0m 土层, 施工结束后,将表层挤松的土挖除,或分层夯压密实后,立即进行下道工序施工。
雨期或冬季施工,应采取防雨,防冻措施,防止水泥受雨水淋湿或冻结。
3、CFG 桩复合地基
CFG 桩复合地基也称为水泥粉煤灰碎石桩地基。是今年发展起来的处理软弱地基的一种新方法他是在碎石桩的基础上掺入适量石屑、粉煤灰和少量水泥,加水搅拌后制成具有一定强度的桩体。其骨料仍为碎石,用掺入石屑来改善颗粒级配,掺入粉煤灰来改善混合料的和易性,并利用其活性减少水泥用量。掺入少量水泥使具有一定粘结强度。他是一种低强度混凝土桩,可充分利用桩见土的承载力,共同作用,并可传递荷载到深层地基中去。具有较好的技术性能和经济效果桩径一般为350~400mm,桩长一般为6~12m。
CFG 桩施工工艺:桩施工程序为:桩机就位、沉管至设计深度、停振下料、振动捣实后拔管、留振10秒、振动拔管、复打。应考虑隔排隔桩跳打,新打桩与已打桩间隔时间不应小于七天。桩体经七天达到一定强度后,始可进行基槽开挖,如桩顶离地面在1.5米以内,用人工开挖;如大于1.5米,下部700mm ,用人工开挖,以避免损坏桩头部分,为使与桩见土更好的共同作用,在基础下宜铺一层150~300mm厚的碎石或灰土垫层。
工艺流程
(1) CFG桩复合地基技术采用的施工方法有:长螺旋钻孔灌注成桩,长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩,振动沉管灌注成桩等。
(2) 长螺旋钻孔灌注成桩适用于地下水位以上的黏性土、粉土、素填土、中等结实以上的砂土;长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩适用于黏性土、粉土、砂土、以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地。
(3) 振动沉管灌注成桩,适用于粉土、黏性土及素填土地基。使用的施工设备多用浙江建筑机械厂和兰州通用机械总公司生产的设备,桩尖采用钢筋混凝土预制桩尖活刚制活瓣桩尖。
施工要点
(1) 施工前应按设计要求由试验室进行配合比试验,施工时按配合比配制混合料。长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工的坍落度宜为160~200mm ,振动沉管灌注成桩施工的坍落度宜为30~50mm ,振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度小于200mm 。
(2) 桩机就位,调整沉管与地面垂直,确保垂直度偏差不大于1%;对于满堂布桩基础,桩位偏差不应大于0.4倍桩径;对于条基,桩位偏差不应大于0.25倍桩径,对于单排布桩桩位偏差不应大于60mm 。
(3) 控制钻孔沉管入土深度,确保桩长偏差在+100mm范围内。
(4) 长螺旋钻孔、管内泵压混合料成眨施工在钻至设计深度后,应准确掌握提拔钻杆时间,混合料泵送量应与拔管速度相配合,遇到饱和砂土或饱和粉土层,不得停泵待料;沉管灌注成桩施工拔管速度应按匀速控制,拔管速度应控制在1.2~1.5m/min左右,如遇淤泥土或淤泥质土,拔管速度可适当放慢。
(5) 施工时,桩顶标高应高出设计标高,高出长度根据桩距、布桩形式、现场地质条件和施打顺序等综合确定,一般不应小于0.5m 。
(6) 成桩过程中,抽样做混合料试块,每台机械一天应做一组(3块)试块(边长150mm 立方体),标准养护,测定其立方体28d 抗压强度。
(7) 冬期施工时混合料入孔温度不得低于5℃,对桩头和桩间土应采取保温措施。
(8) 清土和截桩时,不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。
(9) 褥垫层厚度宜为150~300mm ,由设计确定。施工时虚铺厚度(h ):h=ΔH/λ其中为夯填度,一般取0.87~0.90。虚铺完成后宜采用静力压实法至设计厚度;当基础底面下桩间土的含水量较小时,也可采用动力夯实法。对较干的砂石料,虚铺后可适当洒水再进行碾压或夯实。
质量标准
1、 水泥、粉煤灰、砂及碎石等原材料应符合设计要求。
2、 施工中应检查桩身混合料的配合比、坍落度和提拔钻杆速度(或提拔套管速度)、成孔深度、混合料的灌入量等。
3、 施工结束后,应对桩顶标高、桩位、桩体质量、地基承载力以及褥垫层的质量做检查。 一般项目 1 桩身完整性 按桩基检测技术规范 按桩基检测技术规范
2 桩位偏差 满堂布桩≤0.40D
条基布桩≤0.25D 用钢尺量,D 为桩径
3 桩垂直度 ≤1.5% 用经纬仪测桩管
4 桩 长 +100mm 测桩管长度或垂球测孔深
5 褥垫层夯填度 ≤0.9 用钢尺量
注:(1)夯填度指夯实后的褥垫层厚度于虚体厚度的比值。
(2) 桩径允许偏差负值是指个别断面。
成品保护
1、 CFG桩施工时,应调整好打桩顺序,以免桩机械碾压已施工完成的桩头。
2、 CFG桩施工完毕后,待桩体达到一定强度后(一般为3~7d ),方可进行开挖,宜采用人工开挖,如基坑较深、开挖面积较大,可采用小型机械和人工联合开挖,应用专人指挥,保证铲斗离桩边应有一定的安全距离,同时应避免扰动桩间土和对设计桩顶标高以下的桩体产生损害。
3、 挖至设计标高后,应剔除多余的桩头,剔除桩头时应采取如下措施:
(1) 找出桩顶标高位置,在同一水平面按同一角度对称放置2个或4个钢钎,用大锤同时击打,将桩头截断。桩头截断后,再用钢钎、手锤等工具沿桩周向桩心逐渐剔除多余的桩头,直至设计桩顶标高,并在桩顶找平。
(2) 不可用重锤或重物横向击打桩体。
(3) 桩头剔至设计标高,桩顶表面应凿至平整。
(4) 桩头剔至设计标高以下时,必须采取补救措施。如断裂面距桩顶标高不深,可接桩至设计标高,方法如图(1-3)。同时保护好桩间土不受扰动。
4、 保护土层和桩头清除至设计标高后,应尽快进行褥垫层的施工,以防桩间土被扰动。
5、 冬期施工时,保护土层和桩头清除至设计标高后,立即对桩间土和CFG 桩采用草帘、草袋等保温材料进行覆盖,防止桩间土冻涨而造成桩体拉断,同时防止桩间土受冻后复合地基承载力降低。
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