桩基础知识大全

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往日以预制桩为主,除钢筋混凝土方桩外,还采取预应力混凝土桩、钢管桩等,有的预应力钢筋混凝土桩,长度达70余米。比年来,贯注桩获得很大进展,有冲孔、钻孔、挖孔等,且大直径钻孔贯注桩愈来愈遭到器重,进展较快;其它,还进展了一些新的成桩工艺,如钻孔压浆成桩法等。同时,在提防沉桩对方圆处境的影响及贯注桩的品质考验等方面都有长足的提升。

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桩根本构造及分类

桩根本是一种罕用的深根本形状,它由基桩和相连于桩顶的承台协同构成。若桩身一块埋于土中,承台底面与土体来往,则称为低承台桩基,若桩身上部呈现大地而承台底位于大地以上,则称为高承台桩基。开发桩基时常为低承台桩根本,而在桥梁、船埠工程中罕用高承台桩根本。

一、按受力情景分为端承桩、争持桩

端承桩是穿过薄弱土层而抵达矫健土层或岩层上的桩,上部组织荷载要紧由岩层阻力秉承;动工时以管束贯入度为主,桩尖加入持力层深度或桩尖标高可做参考。

争持桩统统配置在薄弱土层中,将薄弱土层挤密实,以升高土的密实度和承载才力,上部组织的荷载由桩尖阻力和桩身侧面与地基土之间的争持阻力协同秉承,动工时以管束桩尖安排标高为主,贯入度可做参考。

二、按挤土情景分为非挤土桩、部份挤土桩和挤土桩

沉管法、爆扩法动工的贯注桩、打入(或静压)的实心混凝土预制桩、绝口钢管桩或混凝上管桩属于挤土桩。

冲锋成孔法、钻孔压注法动工的贯注桩、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份挤土桩。

干功课法、泥浆护壁法、套管护壁法动工的贯注桩属非挤土桩。

三、按动工法子分为预制桩、贯注桩

预制桩是在工场或动工现场制成的各式形状的桩,用沉桩配置将桩打入、压入或振入土中,或有的用高压水冲沉入土中。遵循沉入土中的法子,可分打入桩(锤击沉桩)、水冲沉桩、震荡沉桩和静力压桩等;

贯注桩是在动工现场的桩位上用呆板或人为成孔,放入钢筋骨架,尔后在孔内贯注混凝土而成。遵循成孔法子的不同分为挖孔、钻孔、冲孔贯注桩,套管成孔贯注桩(沉管贯注桩)及爆扩成孔贯注桩等。

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预制桩动工法子

预制桩包罗混凝土预制桩、钢桩两种。混凝土预制桩罕用的有钢筋混凝土实心方桩、预应力混凝土空腹管桩。钢桩有钢管桩、H型钢桩、其余异性钢桩。

钢筋混凝土预制桩动工前,应遵循动工图安排请求、桩的范例、成孔进程对土的挤压情景、地质探测和试桩等材料,拟定动工计划。其要紧实质包罗:肯定动工法子,取舍打桩呆板,肯定打桩递次,桩的预制、输送,以及沉桩进程中的技艺和平安法子。

一、锤击沉桩的动工法子(打入法)

锤击沉桩的动工法子是行使桩锤落到桩顶上的冲锋力来降服土对桩的阻力,使桩沉到预约的深度或抵达持力层的一种打桩动工法子。锤击沉桩是混凝土预制桩罕用的沉桩法子,它动工速率快,呆板化水平高,实用领域广,但动工时有冲犯噪声和对地表层有震荡,在城区和夜晚动工有所束缚。

打桩呆板:打桩机具要紧包罗桩锤、桩架和动力安装三个部份。

桩锤是对桩施加冲锋力,将桩打入土中的机具;动工中罕见的桩锤有落锤、蒸汽锤(单动汽锤、双动汽锤)、柴油汽锤和液压锤(震荡锤)。

桩架是支撑桩身和桩锤,在打桩进程中带领桩的方位及保持桩的安稳,并保证桩锤顺着所请求方位冲锋的配置。时时由底盘、导向杆、起吊配置、撑杆等构成。遵循桩的长度、桩锤的高度及动工前提等取舍桩架和肯定桩架高度。桩架高度=桩长+桩锤高度+滑轮组高。桩架用钢材制做,按挪动方法有轮胎式、履带式、轨道式等。

动力安装包罗启动桩锤及卷扬机用的动力配置。遵循所选桩锤而定的。当采取空气锤时,应装备空气收缩机;中采用蒸汽锤时,则要装备蒸汽锅炉和绞盘。

打桩动工

A.打算做事

(1)地方打算:排除地上、地下妨碍物,平坦、压实地方,配置排水渠;

(2)放轴线、定桩位、配置程度点(≮2个);

(3)肯定打桩递次:挤土直接影响打桩进度、动工品质以及方圆处境。

(4)接通现场的水、电管线,打算好动工机具;做好对桩的品质考验。

(5)举办打桩实验:≮2根,考验工艺、配置是不是契合请求。

B.打桩递次

遵循桩的茂密水平,打桩递次时时分为逐段打设、自中部向周遭打设和由中间向双侧打设三种。

当桩的中间距不大于4倍桩的直径或边万古,应由中间向双侧对称施打,或由中间向周遭施打。

当桩的中间距大于4倍桩的边长或直径时,可采取上述两种打法,或逐排单向打设。

遵循根本的安排标高和桩的规格,宜按先深后浅、先大后小、先长后短的递次举办打桩。

C.打桩工艺递次:

配置标尺→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,承台动工)。

重点:采取重锤低击,发端要轻打;络续施打,缩小回弹凝固;注视贯入度变动,做好打桩纪录(编号、每米锤击数、桩顶标高、结尾贯入度…);如遇反常情景(贯入度巨变;桩身猛然歪斜、位移、回弹;桩身严峻缺陷或桩顶落空),停歇施打,与相关单元钻研管教。

二、静力压桩的动工法子

静力压桩是在平均薄弱土中行使压桩架(型钢制做)的自重和配重,由钢丝绳、滑轮和压梁,将一切桩机的重力(~kN)反压在桩顶上,以降服桩身下降时与土的争持力,迫使预制桩下降,将桩逐节压入土中的一种沉桩法子。这类沉桩法子无震荡、无噪音、对方圆处境影响小,适当在都会中动工。压桩动工时时取舍分节压入、逐段接长的动工法子。

接桩的法子当前有三种:焊接法、法兰螺栓相连法、硫磺浆锚法。

压桩与打桩比拟:由于防范了锤击应力,桩的混凝土强度及其配筋只需满意吊装弯矩和行使期受力请求就能够,因此桩的断面和配筋能够减小;压桩引发的挤土也小的多,是以压桩是软土区域一种较好的沉桩法子。

三、震荡沉桩的动工法子

做事旨趣:其要紧安装为震荡器,行使震荡器所造成的激振力,使桩身造成高频震荡。这时桩在其自重或很小的附加压力影响下降入土中,或是在较小的晋升力影响下而拔出土。

四、水冲法沉桩(射水沉桩)的动工法子

射水沉桩法子时时与锤击(或震荡)法同时行使,详细取舍应视土质情景而定。务必注视,不管取舍任何射水动工法子,在沉入结尾阶段1~1.5m至安排标高时,应中止射水,用锤击或震荡沉入至安排深度,以保证桩的承载力。

干功课钻孔贯注桩

干功课成孔时时采取螺旋钻机钻孔。螺旋钻头外径离别为Φ㎜、Φ㎜、Φ㎜,钻孔深度响应为12m、10m、8m。实用于成孔深度内没有地下水的时时黏土层、砂土及人为填地盘基,不适于有地下水的土层和淤泥质土。

钻机就位后,钻杆笔直瞄准桩位中间,开钻时先慢后快,缩小钻杆的摇动,准时改正钻孔的偏私或位移。

钻孔至规则请求深度后,举办孔底清土。清孔的方针是将孔内的浮土、虚土掏出,缩小桩的沉降。法子是钻机在原深处空转清土,尔后中止扭转,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安排规则,绑扎结实,防范变形。用导向钢筋送入孔内,同时防范土壤杂物掉进孔内。钢筋骨架就位后,应马上贯注混凝土,以防塌孔。贯注时,应分层浇筑、分层捣实,每层厚度50~60㎝。

泥浆护壁成孔贯注桩

泥浆护壁成孔是行使泥浆维护安稳孔壁的呆板钻孔法子。它经过轮回泥浆将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外,实用于有地下水和无地下水的土层。

成孔呆板有潜水钻机、冲锋钻机、冲抓锥等。

泥浆护壁成孔贯注桩的动工工艺过程:测定桩位、埋设护筒、桩机就位、制备泥浆、呆板(潜水钻机、冲锋钻机等)成孔、泥浆轮回出渣、清孔、安顿钢筋骨架、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4~8㎜钢板制成的圆筒,其内径应大于钻头直径㎜。护筒的影响是静止桩孔地位,维护孔口,防范大地水流入,增进孔内水压力,防范塌孔,成孔时带领钻头的方位。

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,防范孔内漏水,保持护筒内水压安稳;泥浆相对密度大,加大了孔内的水压力,能够安定孔壁,防范塌孔;经过轮回泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出,起到携砂、排土的影响。

2、成孔

潜水钻机成孔。潜水钻机是一种扭转式钻孔机,其防水机电变速机议和钻头密封在一同,由桩架及钻杆定位后可潜入水、泥浆中钻孔。注入泥浆后经过正轮回或反轮回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轮回排渣和泵举反轮回排渣两种方法。正轮回排渣法:在钻孔进程中,扭转的钻头将碎泥渣切削成浆状后,行使泥浆泵压送高压泥浆,经钻机中间管、分叉管送入到钻头底部强力喷出,与切削成浆状的碎泥渣搀和,带领土壤沿孔壁进取行动,从护筒的溢流孔排出。泵举反轮回排渣法:砂石泵随主机一同潜入孔内,直接将切削碎泥渣随泥浆抽排出孔外。

冲锋钻成孔。冲锋钻机经过机架、卷扬机把带刃的重钻头(冲锋锤)升高到必然高度,靠解放下降的冲锋力切削落空岩层或冲锋土层成孔。冲锋钻头形状有十字形、工字形、人字形等,时时罕用十字形冲锋钻头。冲孔前应埋设钢护筒,并打算好护壁材料。

冲锋钻机就位后,订正冲锤中间瞄准护筒中间,在冲程0.4~0.8m领域内应低提密冲,并准时插足石块与泥浆护壁,直至护筒下降3~4m此后,冲程能够升高到1.5~2.0m,转入时时冲锋,随时测定并管束泥浆相对密度。动工中,应屡次检讨钢丝绳毁坏情景,卡机松紧水平和转向安装是不是灵巧,免得掉钻。

冲抓锥成孔;冲抓锥锥头上有一重铁块和行动抓片,经过机架和卷扬机将冲抓锥晋升到必然高度,下降时松开卷筒刹车,抓片分开,锥头便解放下降闯入土中,尔后启动卷扬机晋升锥头,这时抓片并拢抓土。冲抓锥总体晋升至大地上卸去土渣,次第轮回成孔。

冲抓锥成孔动工进程、护筒安置请求、泥浆护壁轮回等与冲锋成孔动工不异。实用于松软土层(砂土、黏土)中冲孔,但碰到矫健土层时宜换用冲锋钻动工。

3、清孔

验孔是用探测器检讨桩位、直径、深度和孔道情景;清孔即排除孔底沉渣、淤泥浮土,以缩小桩基的沉降量,升高承载才力。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,使管内造成雄壮高压气流进取涌,同时持续地补足净水,被搅动的泥渣随气流上涌从喷口排出,直至喷出净水为止。关于安稳性较差的孔壁应采取泥浆轮回法清孔或抽筒排渣,清孔后的泥浆相对密度应管束在1.15~1.25。

4、浇筑水下混凝土

泥浆护壁成孔贯注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中举办的,故称为浇筑水下混凝土。水下混凝土宜比安排强度升高一个强度品级,务必具有优越的和易性,合营比应经过实验肯定。

水下混凝土浇筑罕用导管法。浇筑时,先将导管内及漏斗灌满混凝土,其量保证导管下端一次埋入混凝土面如下0.8m以上,尔后剪断悬吊隔水栓的钢丝,混凝土拌和物在自重影响下速即排出球塞加入水中。

沉管贯注桩(套管成孔贯注桩)

沉管贯注桩是行使锤击打桩配置或震荡沉桩配置,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(钢管直径应与桩的安排尺寸一致),造成桩孔,尔后放入钢筋骨架并浇筑混凝土,随之拔出套管,行使拔管时的震荡将混凝土捣实,便造成所需求的贯注桩。

在沉管贯注桩动工进程中,对土体有挤密影响和震荡影响,动工中应联合现场动工前提,思量成孔的递次。间隙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,中间的桩先成孔,外围的桩后成孔。

为了升高桩的品质和承载才力,沉管贯注桩常采取单打法、复打法、翻插法等动工工艺。单打法(又称一次拔管法):拔管时,每晋升0.5~1.0m,震荡5~10s,尔后再拔管0.5~1.0m,如许一再举办,直至一块拔出。复打法:在统一桩孔内络续举办两次单打,或遵循需求举办部分复打。动工时,应保证先后两次沉管轴线重合,并在混凝土初凝以行举办。翻插法:钢管每晋升0.5m,再下插0.3m,如许一再举办,直至拔出。

行使锤击沉桩配置沉管、拔管成桩,称为锤击沉管贯注桩;行使震荡器震荡沉管、拔管成桩,称为震荡沉管贯注桩。

1、锤击沉管贯注桩

锤击沉管贯注桩动工重点:桩尖与桩管接口处应垫麻(或草绳)垫圈,以防线下水渗入管内和做缓冲层。沉管时先用低锤锤击,调查无偏移后,才时时施打。拔管前,应先锤击或震荡套管,在测得混凝土确已流出套管时方可拔管。桩管内混凝土只管填满,拔管时要平均,保持络续密锤轻击,并管束拔管速率,时时土层以不大于1m/min为好,薄弱土层与软硬交壤处,应管束在0.8m/min之内为好。在管底未拔到桩顶安排标高前,倒打或轻击不得停顿,注视使管内的混凝土保持略高于大地,并保持到全管拔出为止。

桩的中间距在5倍桩管外径之内或小于2m时,均应跳打动工;中间空出的桩须待邻桩混凝土抵达安排强度的50%此后,方可施打。

2、震荡沉管贯注桩

震荡沉管贯注桩采取激振器或震荡冲锋沉管。其动工进程为:桩机就位,沉管,上料,拔管。

人为挖孔大直径贯注桩

大直径贯注桩是采取人为开采法子成孔,安置钢筋笼,浇筑混凝土而成的桩根本,也称墩根本。它由承台、桩身和扩张头构成,穿过艰深的薄弱土层而直接座落在矫健的岩石层上。

好处是桩身直径大,承载才力高;动工时可在孔内直接检讨成孔品质,调查地质土量变动情景;桩孔深度由地基土层理论情景管束,桩底清孔除渣统统、明净,易保证混凝土浇筑品质。

1、人为开采成孔护壁法子动工

坍落的支护法子有现浇混凝土护壁、沉井护壁、放射混凝土护壁等。

(1)现浇混凝土护壁法动工

即分段开挖、分段浇筑混凝土护壁,既能防范孔壁坍塌,又能起到防水影响。

桩孔取舍分段开挖,每段高度取决于土壁岳立形态的才力,时时0.5~1.0m为一动工段,开挖井孔直径为安排桩径加混凝土护壁厚度。

护壁动工段,即支设护壁内模板(用具式行动钢模板)后浇筑混凝土,其强度时时不低于C15,护壁混凝土要振捣密实;当混凝土强度抵达1MPa(常温下约24h)可捣毁模板,加入下一动工段。这样轮回,直至挖到安排请求的深度。

(2)沉井护壁法动工

当桩径较大,开采深度大,地质繁杂,土质差(松薄弱土层),且地下水位高时,应采取沉井护壁法挖孔动工。

沉井护壁动工是先在桩位上制做钢筋混凝土井筒,井筒下捣制钢筋混凝土刃足,尔后在筒内挖土掏空,井筒靠其自重或附加荷载来降服筒壁与土体之间的争持阻力,边挖边沉,使其笔直地下降到安排请求深度。

动工中该当注视的几个题目

桩孔中间线平面地位差池不宜超越50㎜,桩的笔直度差池不得超越0.5%

桩径不得小于桩安排直径。开采成孔区内,不得堆放余土和开发材料,并防范部分聚集荷载和呆板震荡。

桩根本必然要座落在安排请求的持力层上,桩孔的开采深度应由安排人员遵循现地方基土层的理论情景决计。

人为开采成孔应络续动工,成孔验收后马上举办混凝土浇筑。用心排除孔底浮渣余土排净积水,浇筑进程中防范地下水流入。

人为开采成孔进程中,应严厉按职掌规程动工。井面应配置平安防备栏,当桩孔净距小于2倍桩径且小于2.5m时,应间隙挖孔动工。

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