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第2章 桩基础工程1


基础工程 2.1 地基加固处理 当软土地基不能满足承载力或稳定要求时,对地基加固是有效的 措施. 但须指出,在拟定地基加固处理方案时,应充分考虑地基与上部结 构共同工作的原则,从地基处理,建筑,结构设计和施工方面均 应采取相应的措施进行综合治理,绝不能单纯对地基进行加固处 理,否则,不仅会增加工程费用,反而难以达到理想的效果. 减少不均匀沉降措施: (1)改变建筑体形,简化建筑平面. (2)调整荷载差异. (3)合理设置沉降缝. 沉降缝位置宜设在: ①地基不同土层的交接处,或地基同一土层厚薄不一处; ②建筑平面的转折处; ③荷载或高度差异处; ④建筑结构或基础类型不同处; ⑤分期建筑的交界处; ⑥过长房屋的适当部位.

(4)采用轻型结构,柔性结构. (5)加强房屋的整体刚度.如采用横墙承重方案或增加 横墙;增设圈梁:减小房屋的长高比;采用筏式基础, 筏片基础,箱形基础等. (6)对基础进行移轴处理,当偏心荷载较大时,可使基 础轴线偏离柱的柱线. (7)施工中正确安排施工顺序和施工进度,如对相邻的 建筑,应先施工重,高(即荷载重,高度大)的建筑,后 施工轻,低(即荷载轻,高度小)的建筑;对软土地基则 应放慢施工速度,以便使地基能排水固结.提高承 载力.否则,施工速度过快,将造成较大的孔隙水压力, 甚至使地基发生剪切破坏.

基础工程
2.1 地基加固处理

当软土地基不能满足承载力或稳定要求时,对地基加固是有效的措施.加固 的方法很多,大体上可分为两类. 第一类方法原理:减少或减小土体中的孔隙,使土颗粒尽量靠拢,从而减少 压缩性,提高强度. 如换填法,预压法,夯实法,振动水冲法,挤密桩法,砂石桩法等. 第二类方法原理:用各种胶结剂把土颗粒胶结起来. 如深层水泥搅拌法,旋喷法,灌浆法等. 软土的加固方法很多,而且尚在发展,各种方法都有它的适用范围和局限性, 选用何种方法,必须进行技术经济综合考虑.

这些加固方法,可归纳为"挖,填,换,夯,压,挤,拌"七个 字.

1 ,换填法
换填法是将基础下面一定厚度的软弱土层挖除,分层换以中砂, 粗砂,角(圆)砾,碎(卵)石,灰土,并分层夯实或振实至要 求的密实度.换填法适用于淤泥,淤泥质土,湿陷性黄土,素填 土等的浅层处理.处理深度一般控制在3m以内.

2, 预压法 ,
预压法是在建筑物建造前,对建筑场地进行预压,使土体中的水排出,逐渐固结, 地基发生沉降,同时强度逐步提高的方法. 预压法适用于处理淤泥质土,淤泥和冲填土等饱和粘性土地基的沉降和稳定问题, 提高地基的承载力和稳定性. 预压法一般由加压系统和排水系统两部分组成.

3, 重锤夯实法 ,
重锤夯实法是用起重机械将夯锤提升到一定高度,然后自由落锤,不断重复夯击 基土表面,从而使地基得到加固.重锤夯实法是一种常用的简单,经济的浅 层地基处理方法. 适用于稍湿的粘性土,砂土,饱和度Sr≤60的湿陷性黄土,杂填土以及分层填土 地基的加固处理.

4, 振冲法 ,
就是利用振动器水冲成孔,借振动器的水平及垂直振动,振密填料, 形成碎石桩体与原地基构成复合地基,或不加填料使在振动作用 下被挤密实,从而提高地基承载力的方法.

5 土或灰土挤密桩法
土或灰土桩挤密法是处理地下水位以上的湿陷性黄土,素填土和杂 填土等的一种地基加固方法,利用锤击(或冲击,爆破等方法) 将钢管打入土中侧向挤密成孔,将管拨出后,在桩孔中分层回填 土或灰土夯实而成,填夯的桩与桩间挤密土共同组成复合地基, 以承受上部荷载.

6 ,砂石桩法
砂石桩法用振动或冲击方法在软弱地基中成孔后,将砂石挤压入土 中,形成大直径的密实的砂石桩.砂石桩法是处理软弱地基的一 种常用的方法.

7 ,深层搅拌法
深层搅拌法是利用水泥或水泥砂浆,石灰作为固化剂,通过特制的搅拌机械, 在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌,固化剂和软土之间会产生一 系列物理化学反应,使软土硬结成具有一定强度的地基,从而提高地基 承载力.深层搅拌法是用于加固饱和粘性土地基的一种新方法.

8 ,高压喷射注浆法
高压喷射注浆法,是利用钻机把带有特制喷嘴的注浆管钻进至土层 的预定位置后,用高压泵将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置, 以高速喷出,冲击切削土层,使喷流射程内土体破坏,同时钻杆 一面以一定的速度旋转,一面以一定速度徐徐提升,使水泥浆与 土体充分搅拌混合,胶结硬化后即在地基中形成具有一定强度 (0.5~8.0MPa)的固结体,从而使地基得到加固.

第二章 桩基础工程
一 桩基概述
(一)桩的作用
1, 将建筑物上部荷载直接 传到深层的持力层; 2 , 使软土挤密减少建筑物的沉降; 3 ,减少土的开挖量,土壁支撑和 排水设施等.
软土层 建筑物

桩基础

持力层

(二)桩的分类 1, 根据 受力的不同 1)端承桩:
软 土 好 土

P P

P

P

力主要由桩端承受

f

f
软 土

2)摩擦桩:
力由桩与其周围土的 摩擦力来承受.

N

N

2, 1) 2)
3, 桩的 1) 桩 3) 桩 5) 桩

: 桩 桩
: 2) 桩 4) 桩 6) 土桩

(三)桩的选型
桩型与工艺选择应根据建筑结构类型,荷载性质,桩的使用功 主要桩型的特点 能,穿越土层,桩端持力层土类,地下水位,施工设备,施 类型 优 点 缺 点 适 用 范 围 1.适于对噪声污染,挤土和 1.打桩噪音大,振动大 1.预制桩制作方便 工环境,施工经验,制桩材料供应条件等情况,选择经济合 2.桩身质量易于保证 2.沉桩时有明显的挤土 振动影响没有严格限制的地区 理,安全适用的桩型和成桩工艺.选择时,可参见下表.
预 制 桩 影响,不易穿透较厚的坚 硬地层 3.截桩困难 4.桩的截面尺寸有限 5.造价高 1.振动小,噪音小 1.桩的质量不易控制和 2.用钢量少,比预制桩经济 保证,检测工作麻烦 3.工序简便,使用机具较少 2.桩身强度比预制桩低 4.没有接头 3.采用泥浆护壁时,废 5.可做成大直径和大深度的 泥浆处理麻烦 桩,具有很大的单桩承载能力 3.材料强度高,耐腐蚀性强 4.桩的单位面积承载力较高

灌 注 桩

2.穿透的中间层较弱或没有 坚硬的土层,且持力层埋置深度 变化不大的地区 3.地下水位较高或水下工程 4.大面积打桩工程 1.一般不受土质条件限制, 适用于各种地层 2.一般情况下,不宜用于水 下工程

二, 钢筋砼桩预制桩的施工
(一)桩的预制 1, 制作 (1)钢筋骨架的形成
主筋 箍筋之间应焊接或绑扎;主筋采用对焊或搭接焊, 接头错开50%,桩的顶部应加钢筋网片,桩尖应加一根 钢筋外露50~100mm,以起导向作用(如下图示)
桩主筋 导向钢筋

钢筋网片

箍筋

加密箍

桩钢筋骨架示意图

(2)制作 1)方法 重叠法;并列法; 间隔法 2)注意问题 a,混凝土应连续浇灌,不中断,并仔细捣实,确保 顶部结构的密实性,同时桩顶面和接头端面应平 整,以承受锤击沉桩时的锤击应力. b ,砼浇注完毕,养护不得少于7天,表面应平整不 出现蜂窝麻面掉角,尺寸应符和设计要求. c ,现场采用重叠法浇筑预制桩时上层桩或邻桩的 灌筑,必须在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强 度的30%后方可进行.桩的重叠层数应根据具体情 况确定,一般不超过4层.

间隔法

间隔法

2, 桩的起吊及运输 (1)起吊 强度达到设计70%后才能起吊, 达到100%后才能运输. (2)起吊点的确定 利用正负弯矩相等的 原则确定

一点吊

0.293 L

0.707 L

二点吊

0.207 L

0.586 L

0.207 L

三点吊

0.145 L L 为桩的长度

0.355 L

0.355 L

0.145 L

3.堆放 (1)堆放场地必须平整,坚实 (2)各层支承点垫木应在同一垂直线上. (3)桩堆放层数不宜超过4层.

(二)打桩设备 (1) 打桩的方法及设备 1)方法 : 锤击沉桩 震动沉桩 静力压桩 水冲沉桩

2)锤击沉桩 a 桩锤: 落锤 柴油锤 震动锤 气锤 液压锤

b 桩架 作用是吊桩就位,固定桩位,承受桩锤和桩的重量, 在打桩的过程中引导锤和桩的方向,并保证桩锤能沿 着所要求的方向冲击桩体. 桩锤

桩架


起重机

(三)桩的打入 1 ,打桩的准备工作
1)打桩前应作好场地的清理和平整工作. 2)放线确定桩位.

2, 打桩顺序的确定
由于桩入土后对其周围的土体有挤压作用,对打桩本身 和周围建筑物有影响,所以应合理确定打桩的顺序. (1)常见的几种打桩顺序及其对土体的影响 1)自一边向另一边走排打

土体挤压趋势

2)自中央向周边打

3)分段打

土体挤压趋势

(2)打(沉)桩顺序选择 1)基础标高不一的桩,宜先深后浅;对不同规 格的桩,宜先大后小,先长后短,可使土层挤 密均匀,以防止位移或偏斜. 2)在粉质粘土及粘土地区,应避免按着一个方 向进行,使土向一边挤压,造成入土深度不一, 土体挤密程度不均,导致不均匀沉降. 3)对于密集群桩,常用自中间向两个方向或向 四周对称施打(图b,c). 4)若桩距大于或等于4倍桩直径,则与打桩顺序 无关.

3 ,打桩方法

桩架

桩锤


起重机

打桩示意图

(1)打桩工艺 桩架就位 桩就位(桩尖对位) 套桩帽 落锤 (2)施工要点 1) 吊桩就位 2)打桩 先用小落距(0.5~0.8m)轻击,使桩入土约1~2米后 检查桩尖,若不发生偏移,增大落距,进入正常 的打桩. 打桩中注意以下现象 A 桩锤的回弹情况; B 贯入度的变化; C 桩顶是否有打坏或打斜的现象; D 送桩,接桩,截桩

4,打桩质量控制
1)桩端达到坚硬,硬塑的粘性土,碎石土,中密以上的粉 土和砂土或风化岩等土层时(端承桩) ,以贯入度控制 为主.桩端进入持力层深度或桩尖标高作为参考; 贯入度——最后10击的平均入土深度 2)桩端位于其他软土层时(摩擦桩) ,以桩端设计标高控 制为主,贯入度可作为参考. 3)桩的平面位置及垂直度的偏差应在容许范围内: 平面偏差不得大于100~150mm,垂直度≤ 1%桩长或不超 过1/3 ~1个桩径或边长. 4)验收桩基时应交的资料 桩位测量放线图;工程地质报告;材料实验记录;桩的 制作与打入记录;桩位竣工平面图;桩的实验报告.

静力压桩 (1)压桩机安装就位,调整机架垂直度后,将桩吊入桩架龙门,对准桩位中心 徐徐放下,桩顶扣上桩帽,并使桩帽中心与桩身纵轴线吻合,保持垂直; (2)检查有关动力设备等,防止压桩中途间断施工;压桩过程中,应经常观察 压力表,控制压桩阻力,并详细做好静力压桩施工记录; (3)初压时,若桩身发生较大幅度位移,倾斜,压入过程中若桩身突然下沉或 倾斜,桩顶混凝土破坏或压桩阻力剧变,应暂停压桩,并及时与有关单位研 究处理; (4)同一根桩,各工序应连续施工;

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