第5章 桩的类型及其特点.ppt.Convertor
桩基础的类型 ppt课件
桩基础的类型
3、木桩——目前已很少使用,只在某些加固工 程或能就地取材临时工程中使用。在地下水位 以下时,木材有很好的耐久性,而在干湿交替 的环境下,极易腐蚀。
4、砂石桩——主要用于地基加固,挤密土壤。
5、灰土桩——主要用于地基加固。
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四、按桩的使用功能分 1、竖向抗压桩 2、竖向抗拔桩 3、水平荷载桩 4、复合受力桩
2、低承台桩基础——承台底面低于地面,一般 用于房屋建筑工程中。
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二、按承载性质不同
1、端承桩——是指穿过软弱土层并将建筑物的 荷载通过桩传递到桩端坚硬土层或岩层上。桩 侧较软弱土对桩身的摩擦作用很小,其摩擦力 可忽略不计。
2、摩擦桩——是指沉入软弱土层一定深度通过 桩侧土的摩擦作用,将上部荷载传递扩散于桩 周围土中,桩端土也起一定的支承作用,桩尖 支承的土不甚密实,桩相对于土有一定的相对 位移时,即具有摩擦桩的作用。
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五、按桩直径大小分 1、小直径桩 d ≤250mm 2、中等直径桩 250mm< d < 800mm 3、大直径桩 d ≥ 800mm
Байду номын сангаас
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六、按成孔方法分 1、非挤土桩——泥浆护壁灌筑桩、人工挖孔灌 筑桩,应用较广。 2、部分挤土桩——先钻孔后打入。 3、挤土桩——打入桩。
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桩基础的类型分类,有:
一、按承台位置的高低分 二、按承载性质不同 三、按桩身的材料不同 四、按桩的使用功能分
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第5章 桩的类型及其特点概述
5.2桩的分类
按承载性状:摩擦桩、摩擦端承桩与端承桩、端承摩 擦桩; 按成桩方法:挤土桩、部分挤土桩和不挤土桩 按桩径(设计直径d)大小分类: 按桩径大小分类: 1)小直径桩:d ≤250mm; 2)中等直径桩:250mm > d < 800mm; 3)大直径桩:d ≥800mm; 按功能分:竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平桩 按施工方法:预制桩和灌注桩 按材料分:木、钢、砼
5.3 常见桩的施工知识
3.2 钻(冲)孔灌注桩
包括泥浆护壁灌注桩和干作业螺旋成孔灌注桩两种。 泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩的成桩方法分为反循环钻孔法、 正循环钻孔法、旋挖成孔法和冲击成孔法等几种。 反循环钻孔施工法首先在桩顶设置护筒(直径比桩径大 15%左右),护筒内的水位高出自然地下水位2m以上,以确 保孔壁的任何部位均保持0.02MPa以上的静水压力,保护孔壁 不坍塌。钻头钻进过程中,通过泵吸或喷射水流或送入压缩空 气使钻杆内腔形成负压或形成充气液柱产生压差,泥浆从钻杆 与孔壁间的环状间隙中流入孔底,携带被钻挖下来的孔底岩土 钻渣,由钻杆内腔返回地面泥浆沉淀池;与此同时,泥浆又返 回孔内形成循环。这种方法成孔效率高、质量好,排渣能力将 强,孔壁上形成的泥皮薄,是一种较好的成孔方法。
5.3 常见桩的施工知识
3.3 人工挖孔灌注桩
人工挖孔灌注桩指在桩位采用人工挖掘,手摇轱辘或电动葫芦提土 成孔,然后放置钢筋笼,灌注混凝土而成的桩型。为确保人身安全,挖 孔过程中必须考虑防止土体塌滑的支护措施,如采用现浇混凝土护壁、 喷射混凝土护壁等等,一般是每挖1m左右作一节护壁,护壁厚度一般取 10~15cm,混凝土强度等级应符合设计要求,一般不低于C15,有外齿 式和内齿式两种,上下节护壁搭结长度宜为50~75mm。挖孔桩桩径一 般为800~2000mm,桩长不宜超过25m。
桩基础的分类和构造ppt课件
b.特点
挖孔桩可直接观察地层情况,
孔底易清除干净,设备简单,
噪音小,且桩径大、适应性强,
比较经济。但由于挖孔时可能
存在塌方、缺氧、有害气体、
触电等危险,易造成安全事故, c适用条件:
因此应严格执行有关安全操作
的规定
一般适于无水或渗水量小的地层,挖孔桩入 土深度常受到 限制,一般采用几米至十多米
深,很少采用20米以上的深度。
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2、承台的形式、尺寸
• a 座板的平面形式和尺寸应根据墩台身的平面 形式和尺寸以及桩的平面布置来确定。
• 承台的最小平面尺寸等于墩台身底截面尺寸加 襟边宽度。
• 其最大平面尺寸,如为混凝土承台,则不得超 出混凝土基础刚性角(45°)的要求,而当为钢 筋混凝土承台时,则不受刚性角的制约,由力 学检算确定。
线)以下。
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高桩承台的结构特点是基桩部分桩 身沉入土中,部分桩身外露在地 面以上(称为桩的自由长度), 而低桩承台则基桩全部沉入土中 (桩的自由长度为零)。
高桩承台由于承台位置较高或设在 施工水位以上,可减少墩台的圬 工数量,避免或减少水下作业, 施工较为方便。然而,在水平力 的作用,由于承台及基桩露出地 面的一段自由长度周围无土来共 同承受水平外力,基桩的受力情 况较为不利,桩身内力和位移都 比同样水平外力作用下的低桩承 台要大,其稳定性也比低桩承台 差
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方法沉入土中, 待全部桩沉入地下之后, 在桩顶修筑承台
• b特点及适用:这种桩适 于桩径较小(<0.6m), 地基土为中密或稍松的 砂类土、可塑的粘性土 的情况。
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振动沉桩基础
• a.概念:振动沉桩是将大功率的振动打桩机 安装在桩顶(预制钢筋混凝土管桩或钢管桩), 利用振动力减少土对桩的阻力使桩沉入土 中。
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• 一般粘性土中打入桩的临界位移 1~7mm • 砂土中打入桩的临界位移 4~10mm • 非挤土桩的临界位移大于挤土桩的临界位移
因为非挤土作用桩与 周边土体的摩擦作用
较小
桩侧极限摩阻力
✓ 按库仑强度理论表示的桩侧极限摩阻力:
u ca x tana
ca、φa——桩侧表面与桩周土之间的附着力和摩擦角,与土的性质、桩身材料、桩的设置效应
2、单桩竖向承载力的确定原则
按11《建筑地基基础设计规范》,确定单桩竖向极限承载力标准值需满足下列规定: ✓ 单桩竖向承载力特征值 Ra 应通过单桩竖向静载荷试验确定; ✓ 地基基础设计等级为丙级的建筑物,可采用静力触探及标贯
试验参数确定 Ra 值; ✓ 初步设计时,单桩竖向承载力特征值Ra可按下式估算:
✓设计等级为甲级的建筑桩基,应通过单桩静载试验确定; ✓设计等级为乙级的建筑桩基,当地质条件简单时,可参照地质条件相同的试桩 资料,结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定;其余均应通过单桩静载试 验确定; ✓设计等级为丙级的建筑桩基,可根据原位测试和经验参数确定。
静载荷试验是确定单桩竖向承载力的基本标准,其他方法是静载试验的补充。
✓由于Nγ与Nq接近,q且p桩u径b远小cc于N桩c深* h,故桩端1b阻N力的* 理论表q达h式N可q*简化为:
q pu
ccNc*
qhN
* q
桩端阻力深度效应(临界深度)
与桩侧阻深度效应一样,桩端阻也存在深度效应现象。
即当桩端入土深度小于某一临界值hcp时,极限端阻
随深度线性增加,而大于该深度后则保持不变,这一 深度称为端阻的临界深度。
2、按单桩竖向抗压静载试验法确定 ✓ 静载试验装置及方法
各桩型特点
桩基(1)冲孔桩:不受场地地质条件限制,可以根据上部荷载、结构要求而选择不同的桩径和桩端持力层,较易达到设计深度。
缺点是排污问题突出,施工现场文明程度差,同时钻孔底的沉渣厚度问题直接影响桩的承载力。
该桩型可选择灰岩⑤层作为桩端持力层。
施工过程中无大的噪声和振动,可根据持力层起伏变化桩长,可根据荷载情况采用不同的桩径,可穿越各种软、硬夹层,将桩端置于坚实土层,可以扩大桩底提高桩的承载力,以圆砾⑤、泥岩⑥为桩端持力层时,亦由于水量较大,可能难以扩大桩底,且基础施工机械设备较大,费用较人工挖孔桩高。
桩基施工时,易造成断桩、夹泥、缩颈、露筋、离析等缺陷。
(2)人工挖孔桩:优点是清底干净,经济,可充分利用岩层承载力,可群桩同时施工。
但人工爆破入岩难度较大且有塌孔等安全隐患,大面积施工前应进行试挖。
(1)长螺旋钻孔压灌桩:该桩型施工工艺较为先进,清底干净,经济,高效,可充分利用岩层承载力。
该桩型可选择粉砂岩⑤1层、粉砂质泥岩⑦层、泥岩⑧层作为桩端持力层。
该方案优点是质量控制较直观,施工时排污少,造价较低,施工速度快。
缺点是难以穿越较硬的岩土层。
在本场地采用该桩型,以粉砂质泥岩④层、粉砂岩⑤、砂岩⑥层作为桩端持力层。
(2)钻孔桩:不受场地地质条件限制,可以根据上部荷载、结构要求而选择不同的桩径和桩端持力层,较易达到设计深度。
缺点是排污问题突出,施工现场文明程度较差,施工时应采取措施控制孔底的沉渣厚度。
该桩型可选择粉砂岩⑤1层、粉砂质泥岩⑦层、泥岩⑧层作为桩端持力层。
钻孔灌注桩该桩型穿透能力较强,可以穿透各种土层和较软岩层。
场地地下水对钻孔桩施工影响较大。
桩端持力层可选用泥岩⑥。
施工中应注意控制桩底沉渣及桩身质量,由于以泥岩⑥作为桩端持力层,泥岩的胀缩性直接影响泥岩的承载力发挥。
在成孔过程中,要及时清孔及灌注。
减少桩孔内水对泥岩承载力的影响。
旋挖桩旋挖桩:有效的将人工挖孔桩施工机械化。
优点是高效、经济、安全。
但在卵石层施工时,容易引起塌孔,该桩型可选择粉砂质泥岩⑦层作为桩端持力层。
关于地基基础设计的若干问题PPT之桩与群桩
二·单桩竖向承载力
(一)单桩在竖向荷载作用下的 荷载传递机理和破坏机理
摩阻力 端承力
1、 竖向承载力的组成
Q Qs Qp Qu Qsu Qsp
Q s桩侧s摩 k,sin h 阻 affr力 tiction Q p桩端 端 阻承 e力 n ,p力 dio n r t etsaicn se
螺旋钻
爆破扩底桩
软土地基振扩、压扩桩
内夯式扩底桩
钻扩桩
钻扩桩
挤扩桩 (支盘桩)
夯扩桩示意图
干硬混凝土
夯实填充料 影响土体
桩身 挤密土体 加固层
持力层
(五)按桩径大小:小、中、大
按断面(直径)的大小: 大直径: d80cm; 小直径: d 25 cm 中直径: 25cm<d<80cm
A
e c
QckqcnkAc
2fkAc n
不考虑承台效应的条件;
(1)纯端承桩 (2)3根与3根以下的非端承桩 (3)负摩擦力(地面下沉);可能包括: 承台下:可液化土、湿陷性黄土、高灵
敏度粘土、欠固结土、新近填土、可出 现震陷、降水、沉桩过程产生高超静水 压力及地面隆起的地基土 (4)在动力荷载下(铁路桥梁);
qsik:极限侧阻力标准值: 现场试验或者表5.2.8-1 qpk:极限端阻力标准值表:现场试验或者表5.2.8-2
堆载反力法
锚桩反力梁法
堆载+锚梁联合法
锚桩 桁架 法,2400吨
Osterberg
安装钢筋笼
安装
多动式
桩顶试验中
3·单桥法静力触探
Q u k Q s k Q p k uq sl i i kp sA k p
对于砂土 sp 1.0, 粘性土sp 1.0
桩基础工程资料PPT课件
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▪ 钢筋骨架的主筋连接宜采用对焊;主筋接头配置在
同一截面内数量不超过50%;同一根钢筋两个接头的 距离应大于30d0并不小于500mm。桩顶和桩尖直接受 到冲击力易产生很高的局部应力,桩顶和桩尖钢筋 配置(如图2.2所示)应作特殊处理。钢筋骨架制作允 许偏差应符合表2.1的规定。
裂缝测定仪,该基在地下 水有侵蚀地区及锤击数超 过500击的长桩不适用
成品桩尺寸:横截面边长 mm
桩顶对角线差 mm
5
桩尖中心线 mm
桩身弯曲矢高
一
桩顶平整度 mm
般
电焊接桩:焊缝质量
项 目6
电焊结束后停歇间 min 上下节点平面偏差 mm
节点弯曲矢高
7
硫磺胶泥接桩:胶泥浇筑时间 min
浇筑后停歇时间
4
5
▪ 桩按施工方法分为预制桩和灌注桩 ❖ 预制桩根据沉入土中的方法,可分打入桩、水冲 沉桩、振动沉桩和静力压桩等; ❖ 灌注桩是在桩位处成孔,然后放入钢筋骨架,再 浇筑混凝土而成的桩。灌注桩按成孔方法不同, 有钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、冲孔灌注桩、套管 成孔灌注桩及爆扩成孔灌注桩等。
6
• 按是否挤土分为 (1)挤土桩 (2)半挤土桩 (3)非挤土桩 • 按桩的截面大小分为大、中、小三种。
3
▪ 桩按受力情况分为端承桩和摩擦桩两种(图2.1)
❖ 端承桩是穿过软弱土层而达到坚硬土层或岩层上的 桩,上部结构荷载主要由岩层阻力承受;施工时以 控制贯入度为主,桩尖进入持力层深度或桩尖标高 可作参考。
桩基础知识及施工要点讲义图文并茂ppt
2023-10-30
contents
目录
• 桩基础概述 • 桩基础设计 • 桩基础施工 • 桩基础案例分析 • 总结与展望
01
桩基础概述
桩基础的定义与特点
定义
桩基础是一种将建筑物荷载通过桩传递到地下土层的结构形 式。
特点
具有将荷载分散到较大面积的土层中、提高地基承载能力、 减少沉降量等优点。
地下工程中桩基础的施 工难点和解决方案
地下工程中桩基础的实 例分析
05
总结与展望
桩基础技术的发展趋势与挑战
• 总结:桩基础技术是一种常用的工程方法,用于提高建筑物和结构的承载能力和稳定性。随着科技的不断 进步,桩基础技术也在不断发展,面临着新的发展趋势和挑战。
• 发展趋势 • 多元化:桩基础技术的应用范围越来越广泛,涵盖了多个领域,如建筑、桥梁、道路等。 • 精细化:桩基础技术的设计和施工越来越注重细节和精度,要求更高的质量和安全性。 • 绿色化:桩基础技术的应用越来越注重环保和可持续发展,推广应用节能减排、绿色施工等新技术。 • 挑战 • 技术更新迅速:桩基础技术的更新换代速度很快,需要不断学习和掌握新技术。 • 高质量要求:随着桩基础工程规模的不断扩大,对施工质量和安全的要求也越来越高。 • 复杂地质条件:在复杂地质条件下,如软土、山区等,桩基础的设计和施工面临着更大的挑战。
验收程序
按照国家规范和相关标准进行 验收,确保桩基质量符合要求 。
桩基础施工过程中可能出现的问题及解决方案
孔斜
钻孔或挖孔过程中可能出现孔 斜现象,影响桩基质量。解决 方案包括调整钻头或挖孔机的 转速和压力,确保垂直度。
塌孔
钻孔或挖孔过程中可能出现塌 孔现象,造成孔口漏水或塌陷 。解决方案包括采用护筒、泥 浆循环等措施保持孔壁稳定。
《桩基础的分类》课件
地下连续墙的实际应用案例
01
地下连续墙是一种在地下建造的连续墙体,通常采用混凝土或钢筋混 凝土材料。
02
地下连续墙广泛应用于地铁、隧道、高速公路等大型基础设施项目, 以及高层建筑的地下室和地下停车场等。
03
在实际应用中,地下连续墙能够提供较好的抗侧力和抗剪能力,同时 还可以作为结构物的外墙或挡土墙。
04
各类桩基础的实际应用案例
预制桩的实际应用案例
预制桩,也称为打入桩,是通过预制 混凝土桩或钢桩,通过打桩机将其打 入地下以提供支撑的结构。
在实际应用中,预制桩具有较高的承 载力和稳定性,能够有效地承受上部 结构的重量和外部载荷。
预制桩广泛应用于桥梁、高速公路、 铁路等大型基础设施项目,以及高层 建筑和大型工业设施。
预制桩的施工速度快,对周围环境影 响较小,因此在城市建设和改造中得 到了广泛应用。
灌注桩的实际应用案例
灌注桩是通过在地基中钻孔, 然后向孔中浇筑混凝土而形成
的桩。
灌注桩适用于各种地质条件, 包括软土、砂土、粘土等,因 此在各种类型的建筑物和基础
设施中得到广泛应用。
在实际应用中,灌注桩能够提 供较大的承载力和稳定性,同 时还可以通过改变桩径和长度 来调整承载力。
灌注桩的特点与适用范围
总结词
无接缝、抗震性能好、施工限制少
详细描述
灌注桩通过在地层中钻孔,然后浇灌混凝土形成。无接缝,抗震性能好。施工时 对周围环境影响较小,可在各种复杂地层条件下施工。
地下连续墙的特点与适用范围
总结词
整体刚度大、防渗性能好、适用各种地层
详细描述
第5章 桩的类型及其特点.ppt.Convertor
第5章桩的类型及其特点5.1影响桩基承载力的主要因素5.2桩的分类5.3各类桩的特点、施工工艺5.4各类桩的施工通病5.5桩的承载机理5.6基桩的检测15.1影响桩基承载力的主要因素一、桩身所穿越土层的强度、变形性质和应力历史;二、桩端持力土层的强度和变形性质;三、桩身与桩底的几何特征;四、桩体材料强度;五、群桩的几何参数;六、成桩方法。
25.2桩的分类按承载性状:摩擦桩、摩擦端承桩与端承桩、端承摩擦桩;按成桩方法:挤土桩、部分挤土桩和不挤土桩按桩径(设计直径d)大小分类:按桩径大小分类:1)小直径桩:d ≤250mm;2)中等直径桩:250mm > d < 800mm;3)大直径桩:d ≥800mm;按功能分:竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平桩按施工方法:预制桩和灌注桩按材料分:木、钢、砼31.按桩身的制作方法,有预制、灌注。
预制桩主要指钢管桩、H型钢桩及混凝土桩。
灌注桩有沉管成孔、钻入成孔、冲击成孔、挖掘成孔、螺旋成孔和人工挖孔等几类;2.桩按其端部形状分,预制桩有尖底、平底之分;钢管桩有开口、闭口之分;沉管灌注桩有采用预制圆锥形桩尖或平底桩靴之分;人工挖孔和机械成孔灌注桩则均有平底或锅底之分。
3.桩按其纵向截面形状分,有柱状桩、板桩、楔形桩和锥形桩之分;柱状桩又有直身桩、扩底桩、多节桩、竹节桩、表面带螺纹的桩等;近年又出现了多支盘挤扩桩、DX桩等。
4.桩按其横向截面形状分,有圆形、管形、正方形、矩形、十字形、H形、箱形、三角形、多角形等。
5.桩按其扩底工艺分,对于小直径(≤φ700)沉管灌注桩而言,有预(制)扩(底)、振(动)扩(底)、夯(击)扩(底)、挤(压)扩(底)等工法;对于大直径灌注桩而言,有人工扩底、机械扩底等工法;小桩或微型桩扩底,主要采用压力灌浆法。
6.桩按其设置状态分,有直桩和斜桩7.桩按其承台位置分,有高承台桩和低承台桩48.桩按其水平向受荷条件分,通常有:(1)主动桩,指桩顶受水平荷载或力矩作用,桩身轴线偏离初始位置,桩身所受土压力是由于桩主动变位而引起的情况;(2)被动桩,指沿桩身一定范围内承受侧向土压力,桩身轴线由于该土压力作用而偏离初始位置的情况。
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<50mm).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<50mm。
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。
经典--桩和桩基础的类型60页PPT
39、没有不老的誓言,没有不变的承 诺,踏 上旅途 ,义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人, 决不会 坚韧勤 勉。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事,无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实,会谈使人敏捷,写作使人精确。——培根
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第5章桩的类型及其特点5.1影响桩基承载力的主要因素5.2桩的分类5.3各类桩的特点、施工工艺5.4各类桩的施工通病5.5桩的承载机理5.6基桩的检测15.1影响桩基承载力的主要因素一、桩身所穿越土层的强度、变形性质和应力历史;二、桩端持力土层的强度和变形性质;三、桩身与桩底的几何特征;四、桩体材料强度;五、群桩的几何参数;六、成桩方法。
25.2桩的分类按承载性状:摩擦桩、摩擦端承桩与端承桩、端承摩擦桩;按成桩方法:挤土桩、部分挤土桩和不挤土桩按桩径(设计直径d)大小分类:按桩径大小分类:1)小直径桩:d ≤250mm;2)中等直径桩:250mm > d < 800mm;3)大直径桩:d ≥800mm;按功能分:竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平桩按施工方法:预制桩和灌注桩按材料分:木、钢、砼31.按桩身的制作方法,有预制、灌注。
预制桩主要指钢管桩、H型钢桩及混凝土桩。
灌注桩有沉管成孔、钻入成孔、冲击成孔、挖掘成孔、螺旋成孔和人工挖孔等几类;2.桩按其端部形状分,预制桩有尖底、平底之分;钢管桩有开口、闭口之分;沉管灌注桩有采用预制圆锥形桩尖或平底桩靴之分;人工挖孔和机械成孔灌注桩则均有平底或锅底之分。
3.桩按其纵向截面形状分,有柱状桩、板桩、楔形桩和锥形桩之分;柱状桩又有直身桩、扩底桩、多节桩、竹节桩、表面带螺纹的桩等;近年又出现了多支盘挤扩桩、DX桩等。
4.桩按其横向截面形状分,有圆形、管形、正方形、矩形、十字形、H形、箱形、三角形、多角形等。
5.桩按其扩底工艺分,对于小直径(≤φ700)沉管灌注桩而言,有预(制)扩(底)、振(动)扩(底)、夯(击)扩(底)、挤(压)扩(底)等工法;对于大直径灌注桩而言,有人工扩底、机械扩底等工法;小桩或微型桩扩底,主要采用压力灌浆法。
6.桩按其设置状态分,有直桩和斜桩7.桩按其承台位置分,有高承台桩和低承台桩48.桩按其水平向受荷条件分,通常有:(1)主动桩,指桩顶受水平荷载或力矩作用,桩身轴线偏离初始位置,桩身所受土压力是由于桩主动变位而引起的情况;(2)被动桩,指沿桩身一定范围内承受侧向土压力,桩身轴线由于该土压力作用而偏离初始位置的情况。
9.桩按其用途或功能分,主要可分为基础桩、围护桩。
55.3 常见桩的施工知识3.1 沉管灌注桩超声沉管灌注桩按成孔方法分为振动沉管灌注桩、锤击沉管灌注桩和振动冲击成孔灌注桩,是将带有活瓣桩尖或钢筋混凝土预制桩尖的无缝钢管利用沉管打桩机或锤击沉管打桩机沉入土中,然后边灌注混凝土边振动或边锤击、边拔管而形成的灌注桩。
对振动沉管一般采用活瓣桩尖,桩尖和钢管用铰连接,可重复利用;锤击沉管一般采用预制桩尖,每根桩一个,成桩后桩尖为桩体的一部分。
目前国内应用较多的沉管桩管径为Φ377、Φ426和Φ480,最大管径已发展到700mm;由于受桩架高度限制,沉管桩最大桩长在30m以内。
65.3 常见桩的施工知识3.2 钻(冲)孔灌注桩包括泥浆护壁灌注桩和干作业螺旋成孔灌注桩两种。
泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩的成桩方法分为反循环钻孔法、正循环钻孔法、旋挖成孔法和冲击成孔法等几种。
反循环钻孔施工法首先在桩顶设置护筒(直径比桩径大15%左右),护筒内的水位高出自然地下水位2m以上,以确保孔壁的任何部位均保持0.02MPa以上的静水压力,保护孔壁不坍塌。
钻头钻进过程中,通过泵吸或喷射水流或送入压缩空气使钻杆内腔形成负压或形成充气液柱产生压差,泥浆从钻杆与孔壁间的环状间隙中流入孔底,携带被钻挖下来的孔底岩土钻渣,由钻杆内腔返回地面泥浆沉淀池;与此同时,泥浆又返回孔内形成循环。
这种方法成孔效率高、质量好,排渣能力将强,孔壁上形成的泥皮薄,是一种较好的成孔方法。
75.3 常见桩的施工知识正循环钻孔施工法是由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土,钻进时用泥浆护壁、排渣。
泥浆经钻杆内腔流向孔底,经钻头的出浆口射出,带动钻头切削下来的钻渣岩屑,经钻杆与孔壁间的环状空间上升到孔口溢进沉淀池中净化。
相对反循环钻孔,该方法设备简单,钻机小,适用较狭窄的场地,且工程费用低,但对桩径较大(一般大于1.0m)、桩孔较深及容易塌孔的地层,这种方法钻进效率低,排渣能力差,孔底沉渣多,孔壁泥皮厚,且岩土重复破碎现象严重。
85.3 常见桩的施工知识旋挖成孔施工法又称钻斗钻成孔施工法,分为全套管钻进法和用稳定液保护孔壁的无套管钻进法,其中后一种方法目前应用较为广泛。
成孔原理是在一个可闭合开启的钻斗底部及侧边镶焊切削刀具,在伸缩钻杆旋转驱动下,旋转切削挖掘土层,同时使切削挖掘下来的土渣进入钻斗,钻斗装满后提出孔外卸土,如此循环形成桩孔。
旋挖法振动小,噪音低,钻进速度快,无泥浆循环,孔底沉渣少,孔壁泥皮薄,但在卵石层(粒径10cm以上)或粘性较大的粘土、淤泥土层中施工,则钻进效率低。
95.3 常见桩的施工知识冲击成孔施工法是采用冲击式钻机或卷扬机带动一定重量的钻头,在一定的高度内使钻头提升,然后突放使钻头自由降落,利用冲击动能冲挤土层或破碎岩层形成桩孔,再用掏渣筒或反循环抽渣方式将钻渣岩屑排除;每次冲击之后,冲击钻头在钢丝绳转向装置带动下转动一定的角度,从而使桩孔得到规则的圆形断面。
该方法设备简单,机械故障少,动力消耗小,对有裂隙的坚硬岩土和大的卵砾石层破碎效果好,且成孔率较钻进法高;但钻进效率低(桩越长,效率越低),清孔较困难,易出现桩孔不圆、孔斜、卡钻等事故。
105.3 常见桩的施工知识1.2 钻(冲)孔灌注桩干作业螺旋钻孔灌注桩按成孔方法可分为长螺旋钻孔灌注桩和短螺旋钻孔灌注桩两种。
这种桩成孔无需泥浆循环,施工时螺旋钻头在桩位处就地切削土层,被切土块钻屑通过带有螺旋叶片的钻杆不断从孔底输送到地表后形成桩孔。
长螺旋钻孔是一次钻进成孔,成孔直径较小,孔深受桩架高度限制;短螺旋钻孔为正转钻进,提升后反转甩土,逐步钻进成孔,所以钻进效率低,但成孔直径和孔深均较大。
两种施工方法都对环境影响小,施工速度快,且干作业成孔混凝土灌注质量有保证;但孔底或多或少留有虚土,影响桩的承载力,适用范围限制也较多。
115.3 常见桩的施工知识3.3 人工挖孔灌注桩人工挖孔灌注桩指在桩位采用人工挖掘,手摇轱辘或电动葫芦提土成孔,然后放置钢筋笼,灌注混凝土而成的桩型。
为确保人身安全,挖孔过程中必须考虑防止土体塌滑的支护措施,如采用现浇混凝土护壁、喷射混凝土护壁等等,一般是每挖1m左右作一节护壁,护壁厚度一般取10~15cm,混凝土强度等级应符合设计要求,一般不低于C15,有外齿式和内齿式两种,上下节护壁搭结长度宜为50~75mm。
挖孔桩桩径一般为800~2000mm,桩长不宜超过25m。
125.3 常见桩的施工知识3.4 载体桩载体桩原来称为复合载体夯扩桩,其选择下部层位稳定、土性较好的土层作为被加固土层,以桩端土体为研究对象,利用重锤冲击成孔,对周围土体进行挤密加固,当沉管到设计标高时,对桩端进行连续填料、夯实、挤密等操作,并用三击贯入度作为控制指标(三击贯入度为锤重35kN ,上提6.0m ,自由落体时贯入的深度),再填以干硬性混凝土,使桩端以下深度为3 ~5m 、直径为 2 ~3m 区域约10m3 的土体得到最有效的加固挤密,形成自内到外依次为由干硬性混凝土、填充料、挤密土体组成的载体基础,然后再放置钢筋笼、灌注混凝土而成。
13第一章常见桩的施工知识载体桩是在锤击沉管桩的机械设备与施工方法的基础上加以改进,采用夯扩的方式将桩端现浇混凝土扩大成大头形的一种桩型,通过增大桩端截面和挤密地基土,使桩的承载力大幅提高。
锤击沉管夯扩桩成孔部分采用内外双管,外桩管为通心钢管,内桩管的下端封底,两管套装长度相等,一般无桩靴。
用桩锤将其打到设计深度后拔出内管,往外管内灌入一定高度的扩底混凝土,重新插入内管并将外管向上拔一定高度,锤击力经内外桩管直接传给混凝土,通过桩管的挤撑作用,将管底的混凝土夯出管外,迫使扩底混凝土向下部和四周基土挤压,形成扩大头(如图1.1)。
145.3 常见桩的施工知识载体桩的施工程序:1)桩位确定,移机就位;2)通过重锤夯击成孔,反压护筒使护筒下沉到设计标高;3)提锤填料,对桩端土体进行夯击挤密;4)测量三击贯入度,若大于设计要求三击贯入度,重复工序3,直到满足设计要求;5)填入干硬性混凝土,并夯击密实;6)放入钢筋笼;7)灌注桩身混凝土。
155.3 常见桩的施工知识3.5 挤扩支盘桩挤扩支盘桩全称为“液压挤扩支盘砼灌注桩”,是在常规钻孔灌注桩的基础上,采用专用液压设备对桩长范围内的土层进行多截面扩孔,形成多处锥状或三角形扩径空腔,空腔内灌注砼后形成多支点的多截面扩孔砼桩。
基本原理:挤扩多分支承力盘灌注桩(以下简称支盘桩),是在钻(冲)孔后,向孔内下入专用的液压挤扩支盘成型机,通过地面液压站控制该机的弓压臂的扩张和收缩,按承载能力要求和地层土质条件,在桩身不同部位挤压出对称分布的扩大支腔或近似的圆锥盘状的扩大头腔后,放入钢筋笼,灌注混凝土,形成由桩身、分支、分承力盘和桩根共同承载的桩型。
165.3 常见桩的施工知识3.5 挤扩支盘桩按支盘桩成直孔施工工艺可分为(如图1.2):(1)泥浆护壁成直孔工艺当地下水位较高时,通常采用潜水钻机、正循环钻机以及冲击钻机在泥浆护壁条件下钻进成直孔。
175.3 常见桩的施工知识按支盘桩成直孔施工工艺可分为:(2)干作业成直孔工艺当地下水位较深,且桩身位于水位以上时,采用螺旋钻机进行干作业钻进成直孔。
(3)水泥浆护壁成直孔工艺在干作业成孔时,如果桩身砂土层很厚,孔壁易坍塌,此时可采用水泥浆护壁,用螺旋钻机成直孔。
(4)重锤冲捣成直孔工艺利用浅部可塑粘性土为依托,向孔内插入套管;然后向管内灌入碎石或建筑废料;再用重锤冲捣将其挤入孔壁,达到一定厚度,形成直孔。
185.3 常见桩的施工知识3.6 预制钢筋混凝土桩的施工预制钢筋混凝土桩包括普通钢筋混凝土桩和预应力钢筋混凝土桩,按其外形可分为方桩、管桩、板桩和异型桩等,当前使用较为广泛的是预制方桩和预应力管桩。
195.3 常见桩的施工知识预制方桩常用截面边长200~600mm,桩身混凝土强度等级C30~C50,最高达C60,采用分节预制,常用单节长度2~25m,可在工厂或施工现场制作。
预应力管桩按制作工艺分为先张法和后张法两种,其中先张法工艺较为常用。
管桩按桩身混凝土强度等级分为PC、PTC(薄壁)桩和PHC桩,前两者为C60或C70,后者为C80。
按抗裂弯矩和极限弯矩的大小又可分为A型、AB型和B型,其中A型最小,B型最大;常见的桩身有效预应力约为3.5~6.0MPa。
对一般的建筑工程,采用A型或AB型管桩可抵消打桩引起的部分桩身拉应力。
管桩外径300~1200mm,壁厚60~130mm,在工厂以离心法制成,常用单节长度4~15m。