桩基分类及施工方法汇总
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桩基分类及施⼯⽅法汇总
⼀、桩基分类
1.按接受⼒性质分类
2.按制作⽅法分类
(1)预制桩
在施⼯前预先制作成型,再⽤各种机械设备通过锤击、振动打⼊、静压或旋⼊等⽅式把它沉⼊地基⾄设计标⾼的桩,称为预制桩。
预制桩的截⾯形状、尺⼨和桩长可在⼀定范围内选择,桩尖可达坚硬粘性⼟或强风化基岩,具有承载能⼒⾼、耐久性好、且质量较易保证等优点。
但其⾃重⼤,需⼤能量的打桩设装备,并且由于桩端持⼒层起伏不平⽽导致桩长不⼀,施⼯⼯艺⽐较复杂。
预制桩可以是⽊桩、钢桩或钢筋混凝⼟桩等。
1)⽊桩
常⽤松⽊、杉⽊或橡⽊做成,桩顶锯平并加铁箍,桩尖削成棱锥形。
⽊桩制作和运输⽅便、打桩设备简单,在我国使⽤历史悠久,但⽬前已很少使⽤。
2)钢桩
⼯程常⽤的钢桩有H型钢桩以及下端开⼝或闭⼝的钢管桩等。
特点:钢桩的穿透能⼒强,⾃重轻、锤击沉桩的效果好,承载能⼒⾼,⽆论起吊、运输或是沉桩、接桩都很⽅便。
但钢桩的耗钢量⼤,成本⾼,抗腐蚀性能较差,须做表⾯防腐蚀处理,⽬前我国只在少数重要⼯程中使⽤。
3)混凝⼟预制桩
⼀般为配筋率较低(0.3~1.0%)的钢筋混凝⼟桩。
截⾯形状:⽅形、圆形等,
普通实⼼⽅桩截⾯尺⼨:300~500 mm。
制作⽅式:⼯⼚预制,每节长度⼩于12m,现场预制25~30m,沉桩时现场连接到所需长度。
特点:可⽅便地按所需长度、断⾯形状与尺⼨进⾏制作(制作⽅便),材料易得,质量可控制与检验,强度⾼、刚度⼤,采⽤⼴泛。
配筋主要受起吊、运输、吊⽴、沉桩等各阶段的应⼒控制,⽤钢量较⼤。
(2)灌注桩
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的桩孔内放置钢筋笼、灌注混凝⼟⽽做成的桩。
灌注桩的横截⾯呈圆形,可以做成⼤直径和扩底桩。
省去了预制桩的制作、运输、吊装和打⼊等⼯序,桩不承受这些过程中的弯折
和锤击应⼒,节省了钢材和造价。
同时更能适应基岩起伏变化剧烈的地质条件(适应性强)。
但成桩过程完全在地下“隐蔽”完成。
施⼯过程中的许多环节把握不当则会影响成桩质量。
灌注桩分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、爆破灌注桩。
1)沉管灌注桩
优点:在钢管内⽆⽔环境中沉放钢筋笼和浇灌混凝⼟,为桩⾝混凝⼟的质量提供了保障。
缺点:⼀是提管速度过快会造成缩颈、夹泥、甚⾄断桩;⼆是沉管过程中产⽣挤⼟效应除产⽣与预制桩类似的影响处,还可能使混凝⼟尚未结硬的邻桩被剪断。
对策:控制提管速度,并振动桩管,不让管内产⽣负压,提⾼桩⾝混凝⼟的密实度并保持其连续性;
采⽤“跳打”顺序施⼯,待混凝⼟强度⾜够时再在它的近旁施打相邻桩。
2)钻孔灌注桩
优点:施⼯过程⽆挤⼟、⽆振动、噪声⼩,对邻近建筑物及地下管线危害较⼩,且桩径不受限制,是城区⾼层建筑常⽤桩型。
缺点:泥浆沉淀不易清除,以⾄使其端部承载⼒不能充分发挥,并造成较⼤沉降。
对策:孔底夯填碎⽯消除淤泥沉淀或桩底注浆,置换与加固沉淀泥浆。
3)⼈⼯挖孔灌注桩
⼯艺特点:现多⽤现浇混凝⼟护壁。
适⽤环境:适⽤于粘性⼟和地下⽔位较低,含⽔砂层易引起流砂坍孔;
优点:⼀是直观性,可在开挖⾯直接鉴别和检验孔壁和孔底的⼟质情况;⼆是能直能测定与控制桩⾝与桩底的直径及形状等,克服“隐蔽性”;三是⼲作业,挖⼟和浇灌混凝⼟都是在⽆⽔环境下进⾏,避免了泥⽔对桩⾝质量和承载⼒的影
响;四是施⼯过程对周围没有挤⼟影响;五是不必采⽤⼤型机械、造价低,但需注意安全。
4)爆扩灌注桩
爆扩桩的桩⾝直径⼀般为200~350 mm,扩⼤头直径⼀般取桩⾝直径的2~3倍,桩长⼀般为4~6m,最深不超过10m。
这种桩的适应性强,除软⼟的新填⼟外,其他各种地层均可⽤,最适宜在粘⼟中成型并⽀承在坚硬密实⼟层上的情况。
3、按成桩⽅法和成桩过程的挤⼟效应分类
(1)⾮挤⼟桩
成桩过程对桩周围的⼟⽆挤压作⽤的桩称为⾮挤⼟桩。
(2)部分挤⼟桩(少量挤⼟桩)
成桩过程对周围⼟产⽣部分挤压作⽤的桩称为部分挤⼟桩。
(3)挤⼟桩
成桩过程中,桩孔中的⼟未取出,全部挤压到桩的四周,这类桩称为挤⼟桩。
主要有:⽊桩、钢筋混凝⼟桩,闭⼝的钢管桩或钢筋混凝⼟管桩,沉管灌注桩。
4.按桩的使⽤功能分类
竖向抗压桩、竖向抗拔桩、⽔平受荷桩以及复合受荷桩。
5.按桩⾝材料分类
⽊桩、混凝⼟桩、钢筋混凝⼟桩、钢桩以及组合材料桩。
6.按桩径⼤⼩分类
7.按断⾯(直径)的⼤⼩:
⼤直径桩:d >800mm;⽤作⼤型桥梁、超⾼层建筑的基础。
中等直径桩(最常⽤):250mm≤d≤800mm;
⼩直径桩:d< 250 mm,⽤于地基托换、结构⽀护、抗浮、地基处理,如树根桩。
⼆、桩基施⼯⼯艺
(⼀)混凝⼟预制桩施⼯⼯艺
1.施⼯准备
(1)材料及机具
1)⽔泥:宜采⽤强度等级不低于32.5级得普通硅酸盐⽔泥或矿渣硅酸盐⽔泥。
2)砂:⽤中砂,含泥量不⼤于3%。
3)⽯⼦:粒径为5~40mm,且不⼤于1/3钢筋主筋净距的碎⽯或卵⽯,含泥量不⼤于1%。
4)⽔:宜⽤饮⽤⽔或不含有害物质的洁净⽔。
5)外加剂、掺和剂:根据⽓候条件、⼯期和设计要求等,通过试验确定。
6)钢筋:钢筋级别、直径应符合设计要求。
7)接桩材料:
①焊接接桩:钢板宜⽤低碳钢,焊条宜⽤E43系列;
②法兰接桩:钢板和螺栓宜⽤低碳钢;
③硫磺胶泥锚接桩:硫磺胶泥的配合⽐应通过试验确定。
8)机具:
①制桩机具:钢筋调直机、弯曲机、切断机、对焊机、点焊机、电焊机、混凝⼟搅拌机、翻⽃车或⼿推车、插⼊式⾼频振捣器等。
②运输机具:⼤型拖车、汽车起重机或履带式起重机、垫⽊等。
③沉桩机械:柴油打桩机或振动沉桩机、钻孔沉桩机、压⼊式沉桩机等。
④接桩机具:电焊机、硫磺胶泥熬制及灌注专⽤⼯具。
⑤其他:铁锹、铁板、台秤、胶⽪管、铁抹⼦、⽔准仪、经纬仪、钢卷尺、⽔准尺等。
(2)作业条件
1)制桩
①各种原材料已经检验,并经试配提出混凝⼟配合⽐。
②预制场地符合要求。
③机具齐全
④对提供的桩基布置图、桩基施⼯图进⾏会审,并进⾏技术交底。
2)运输和堆放
①预制桩强度达到起吊、运输要求。
②堆放位置符合要求。
③起吊、运输设备齐备,并达到要求的能⼒。
3)沉桩
①提供建筑场地的⼯程地质勘查报告,必要时还需补充静⼒触探或标贯试验等原位测试资料。
②清理地上和地下障碍物。
打桩场地应平整,地⾯承载⼒应能适应桩机⼯作的正常运转;施⼯场地应保持排⽔沟畅通,注意施
⼯中的防震问题。
③施⼯前,试验桩数量不少于2根。
确定贯⼊度并核验打桩设备、施⼯⼯艺以及技术措施是否适宜。
④编制施⼯组织设计或施⼯⽅案,并做详细的技术交底。
⑤预制桩的检验资料齐全。
⑥沉桩机具已全部进⼊现场并试运转正常。
⑦已放线定位完毕。
2.操作⼯艺
(1)⼯艺流程
制桩——运输堆放——试桩——沉桩
(2)制桩
1)制作程序:现场布置→整平压实→制作胎膜→绑扎钢筋⽀模→安设吊环→浇筑混凝⼟→养护⾄30%强度拆模再⽀上层模→涂隔离剂→叠制→养护⾄70%强度起吊→100%强度运输、码放。
2)钢筋⾻架的主筋连接宜采⽤闪光对焊或电弧焊。
主筋接头的配置在同⼀截⾯内的数量应满⾜设计要求,如⽆设计要求,还应符合下列规定:
①在同⼀截⾯内的主筋接头,不得超过50%;
②相邻两根主筋接头截⾯的距离应⼤于主筋直径的35倍,并不⼩于500mm。
预制桩钢筋⾻架质量检验标准应符合下表规定。
3)预制桩纵向钢筋的张拉应单根进⾏,以应⼒控制为宜,且每根张拉应⼒控制⼀致。
在纵向钢筋张拉后,再与横向钢筋绑扎在⼀起。
4)制作模板可⽤⽊模板或钢模,应保证平整牢固、尺⼨准确,并刷隔离剂。
5)制桩的混凝⼟应从桩顶向桩尖连续浇筑,严禁中断,振捣时应边振边抹边找平,达到内实外光。
6)预制桩制作完毕后,应覆盖洒⽔养护不少于7d。
当采⽤蒸汽养护时,在蒸养后还应适当增加⾃然养护天数。
7)重叠法制作预制桩时,应符合下列规定:
①桩与邻桩及底模之间的接触⾯不得粘连。
②上层桩或邻桩的浇筑,应在下层桩或邻桩的混凝⼟达到设计强度的30%以后进⾏。
③桩的重叠层数⼀般不宜超过四层。
④桩的吊环处应振捣密实。
(3)运输堆放
1)预制桩运输时,应⽤垫⽊⽀垫平稳、位置准确,叠放的层数不得超过三层,严禁在场地上直接拖拉桩体运输。
运输长桩时,垫⽊下宜放活动⽀座。
2)预制桩堆放时,应按规格、桩号分层叠放在平整、坚实的地⾯上;垫⽊与吊点应保持在同⼀纵断⾯上,且各层垫⽊应上下对齐,堆放层数不宜超过四层。
最下⼀层的垫⽊应适当加宽加厚,或采⽤质地良好的枕⽊,以免因场地浸⽔、垫⽊下陷,使底层受弯曲作⽤⽽发⽣断裂。
(4)试桩
试桩过程中,如果发现实际地质情况与设计资料不符,应与有关单位研究处理。
不同截⾯、不同长度的桩,应将每⽶锤击数、最终贯⼊度、总锤击数、桩顶标⾼、接桩就位所占时间、沉桩时间等详实记录,并存档保管。
(5)沉桩
1)沉桩程序:放桩位线→布设桩点→桩机就位→桩就位→校正垂直度→打桩→测量桩顶标⾼→移钻机,重复以上⼯序。
2)定位桩基轴线应从建设单位给定的基线开始,并与控制平⾯位置的基线⽹相连。
在打桩地区附近应设有⽔准点,数量不宜少于2个,其位置应不受打桩的影响。
3)单桩实际位置应先⽤钢钎垂直打⼊地下400~500mm,抽出钢钎后,灌⼊⽩灰捣实。
桩位放线后,经监理单位、施⼯单位技术负责⼈复核,⽆误后办理交验⼿续。
4)打桩前应在桩的相邻两侧弹出中⼼线和每⽶的标⾼线,同时在桩架上设置固定标尺,在送桩管或桩顶上⾯画出每100mm的标⾼线。
5)桩的起吊、定位,⼀般利⽤桩架附设的起重钩吊桩,或配备起重机送桩就位。
⽤桩架的导板夹具或桩箍将桩嵌固在桩架两柱中,垂直对准桩位中⼼,校正垂直,即桩锤、桩帽或送桩器和桩⾝中⼼线重合。
6)打桩前应检查以下内容:
①桩帽或送桩器与桩周围的间隙应为5~10mm。
②锤与桩帽、桩帽与桩之间,应有相适应的弹性衬垫,如硬⽊、橡胶垫等。
③桩插⼊时的垂直偏差不得超过0.5%。
7)打桩顺序宜按下列规定进⾏:
①密集桩群应从中间向两个⽅向或向四周对称施打,也可从⼀侧向单⼀⽅向进⾏;当⼀侧毗邻建筑物时,可从毗邻建筑物处向另⼀⽅向施打。
②根据基础的设计标⾼,宜先深后浅;根据桩的规格宜先⼤后⼩。
8)当采⽤送桩法沉桩时,应符合下列规定:
①如果承台埋设较浅,宜先将桩打⼊后再挖⼟;如果承台埋设深度较深,宜先进⾏基坑开挖后再打桩。
②当桩顶沉⾄离地⾯400~600mm时,应加送桩器进⾏送桩,桩与送桩器的纵轴线宜在同⼀轴线上。
9)当采⽤内(外)射⽔法沉桩时,应符合下列规定:
①⽔冲法打桩适⽤于砂⼟和碎⽯⼟。
②⽔冲⾄最后1~2m时,应停⽌射⽔,⽤锤击⾄规定标⾼。
10)当采⽤静⼒压桩时,应符合下列规定:
①静压桩适⽤于软弱⼟层,不适⽤于厚度⼤于2m的中密以上砂夹层
②压桩机应根据⼟质情况配⾜额定重量。
③桩帽、送桩器和桩⾝的中⼼线重合。
④压同⼀根(节)桩应缩短停顿时间。
11)当桩已打到接近设计标⾼时,应检查以下内容:
①桩帽和弹性垫层等是否正常。
②锤击是否偏⼼。
③桩顶是否破坏。
12)贯⼊度的控制应通过试桩或打桩试验确定。
①当桩端(指桩的全断⾯)位于⼀般⼟层时(摩擦为主的桩),以控制桩端设计标⾼为主,贯⼊度可作参考。
②当端承桩桩端遇到坚硬(塑)的黏性⼟、中密以上粉⼟、砂⼟、碎⽯类⼟、风化岩时,以贯⼊度控制为主,桩端标⾼可作参考。
③摩擦桩和摩擦端承桩的控制⼊⼟深度应以标⾼为主,贯⼊度可作参考。
④当贯⼊度已达到⽽桩顶标⾼未达到时,应继续锤击三阵,按每阵10击的贯⼊度不⼤于设计规定的数值加以确认,必要时施⼯控制贯⼊度应与有关单位会商确定。
13)桩连接时必须保证上下节共线,桩的节点处理应符合下列规定:
①焊接接桩:预埋铁件表⾯应保持清洁;上下节桩之间的间隙应⽤垫铁填实焊牢;焊接时应采取对称施焊,确保焊缝⾼度且连续饱满。
②法兰接桩:上下节桩之间宜⽤⽯棉或毡衬垫,拧紧螺帽,锤击⼏次后再拧紧⼀次,并焊死螺帽。
③硫磺胶泥锚接桩:锚筋应事先清刷⼲净和调直;锚筋孔内应⽆积⽔、杂物和油污;接桩时节点平⾯和锚筋孔内应灌满硫磺胶泥;硫磺胶泥灌注时间不得超过2min;灌注后需停歇的时间应符合下表规定;硫磺胶泥半成品每100㎏应做⼀组试件。
3.质量标准
4.成品保护
(1)混凝⼟预制桩达到设计强度的70%⽅可起吊。
达到100%⽅可运输和打桩。
30m以上的长桩或锤击⼤于500击的桩,养护期应达到28d,设计强度达到100%⽅可起吊,运输。
(2)桩在起吊、运输时,应做到平稳并不得损坏。
吊点应符合设计规定,钢丝绳与桩间应加衬垫。
(3)混凝⼟桩堆放场地应平整、坚实,垫⽊⽀垫平稳、位置正确,在⾬季施⼯还应做好地⾯排⽔。
(4)运输道路应注意修整与维护,保证运输车辆⾏驶平稳,⾬、雪天路滑时不宜运桩。
(5)桩由⽔平位置竖起⾄⽴于桩架上的全过程均应平稳地进⾏,防⽌碰撞、歪扭、快起、急停。
(6)打桩完毕后的基坑开挖,应制定合理的技术措施,防⽌桩位移和倾斜。
5.注意事项
(1)应注意的质量问题
1)桩在出⼚前,应在桩⾝上⽤不易磨掉的颜⾊标明桩的截⾯尺⼨、长度、编号、制作⽇期;⽆吊环时,应标明吊点的位置。
2)打⼊桩遇到下列情况时,应暂停打桩,并及时与有关单位研究处理:
①贯⼊度剧变。
②桩⾝突然发⽣倾斜、位移或有严重的回弹。
③桩⾝出现严重裂缝或破碎。
3)静压桩遇到下列情况时,应暂停压桩,并及时与有关单位研究处理:
①初压时,桩⾝发⽣较⼤幅度移位、倾斜。
②压⼊过程中,桩⾝突然下沉或倾斜。
③桩顶混凝⼟破坏或压桩阻⼒剧变。
(2)应注意的安全问题
1)邻近已有建筑物或构筑物时,打桩前,应采取开挖隔震沟、打隔离板桩及砂井排⽔等隔震措施,并宜采⽤预钻取⼟打桩。
2)在软⼟地基或已有建筑物附近打桩,应采取相应的技术安全措施,以保证安全⽣产和建筑物安全。
3)坑下打桩时,应设专⼈对边坡稳定进⾏检查,并根据打桩设备情况对桩机稳定进⾏核算,保证安全⽣产。
4)随时检查桩锤悬挂是否正确、牢靠。
在移动打桩机、机架中途检修或因其他原因⽽中途暂停打桩作业时,应将桩锤放下或临时固定。
架上⼯作台、扶梯等应有保护栏杆。
5)硫磺胶泥的原材料及成品,在运输和储存时应注意防⽕,熬制时注意避免烫伤。
接桩时如遇有风天⽓,应采取挡风措施。
6)现场⼈员必须戴安全帽,机电操作⼈员必须穿绝缘鞋、戴绝缘⼿套。
7)夜间⼀般不宜施⼯,六级以上⼤风不得施⼯。
(6)质量记录
1)测量放线记录。
2)砂、⽯、⽔泥、钢材、电焊条等原材料合格证、出⼚检验报告和进场复验报告。
3)钢筋接头⼒学性能试验报告。
4)钢筋加⼯检验批质量验收记录。
5)钢筋隐蔽⼯程检查验收记录。
6)混凝⼟预制桩(钢筋⾻架)⼯程检验批质量验收记录。
7)混凝⼟配合⽐通知单。
8)混凝⼟原材料及配合⽐设计检验批质量验收记录。
9)混凝⼟施⼯检验批质量验收记录。
10)混凝⼟试件强度试验报告。
11)混凝⼟预制桩检验批质量验收记录。
12)试桩记录。
13)打桩记录。
14)桩位竣⼯平⾯图。
15)静⼒压桩⼯程检验批质量验收记录。
16)地基承载⼒检测报告。
17)钢筋混凝⼟预制桩分项⼯程质量验收记录。
18)其他技术⽂件。
(⼆)混凝⼟预制桩施⼯⼯艺
1.⼈⼯挖孔灌注桩施⼯⼯艺流程图
2.回转钻成孔正循环清孔⼯艺流程图
3.沉管灌注桩施⼯⼯艺流程图。