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第2章 桩基础工程概要
第2章 桩基础工程 土木工程系 夏瀛 第2章 桩基础工程 2.1 概述 当地质条件较好时,建筑物多采用天然基础,它造价低、施工简便。如果天然浅土层较弱,可采用机械压实、强夯、堆载预压、深层搅拌、化学加固等方法进行人工加固,形成人工地基。 如深部土层也软弱,或建筑物的上部荷载较大,或对沉降有严格要求的高层建筑、地下建筑以及桥梁基础等,则需采用深基础,桩基础是一种常用的深基础形式。 2.1 概述 桩基础的特点:承载力高、沉降量小而均匀,能承受竖向力、水平力、上拔力、振动力等,施工速度快、质量好。 桩基础的构成:由桩和承台组成。 2.1.1 桩的类型 1.按桩的承载性状分类 2.1.1 桩的类型 2.按桩的施工方法分类 2.2 混凝土预制桩施工 预制桩的类型主要有:钢筋混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢管桩及型钢桩等。 本课程主要介绍混凝土预制桩的施工。 优点:混凝土预制桩能承受较大的荷载 ,坚固耐久、施工速度快,质量易保证,是工程广泛应用的桩型之一。 缺点:造价高,打桩噪音大,污染环境。 2.1.1预制桩的制作 1.预制钢筋混凝土方桩的制作 2.预应力混凝土管桩的制作 预应力混凝土土管桩为空心桩,在预制厂用离心法生产。 预应力混凝土管桩的制作程序: 钢筋骨架制作→钢模安装→将钢筋骨架吊入钢模→向钢模内浇筑混凝土→合模→预应力钢筋张拉→采用离心工艺成型→养护→放张预应力钢筋→脱模→达80%设计强度起吊运输→达100%设计强度出厂。 注意:预应力钢筋放张时,管桩的混凝土抗压强度不得低于45MPa。 2.1.2 预制桩的起吊、运输 1.预制桩的起吊 规范规定:混凝土预制桩须在混凝土强度达到设计强度的70%方可起吊;达到100%方可运输和打桩。 1.预制桩的起吊 2.1.2 预制桩的起吊、运输 2.预制桩的运输 桩的运输方式: 短距离运输——可直接用起重机吊运或桩下垫滚筒托运; 长距离运输——可采用大平板车或轻便轨道平台车运输。 混凝土桩在运输中应适当保护,防止桩体撞击而造成桩端、桩体损坏。 2.1.3 预制桩的堆放 堆放要求: 1.桩的堆放场地必须平整、坚实,排水畅通; 2.垫木间距应与吊点位置相同,各层垫木应位于同一垂直线上。 3.在现场桩的堆放层数不宜太多。对混凝土桩,堆放层数不宜超过4层; 4.对不同规格的桩应分别堆放,便于施工。 2.1.4 预制桩沉桩 预制桩常用的沉桩方法主要有: 1.锤击法 2.静压法 2.1.4 预制桩沉桩 1.锤击沉桩 锤击沉桩是靠打桩机的桩锤下落到桩顶,产生的冲击能而将桩沉入土中的一种沉桩方法。 (1)锤击沉桩机 锤击沉桩机由桩锤、桩架及动力装置三部分组成。 1)桩锤 施工时应根据地质条件、桩的类型、桩身结构强度、桩的长度、桩群密集程度以及施工条件等因素选择桩锤,如表2-1。 1)桩锤 1)桩锤 桩锤的选择: 用锤击沉桩时,为防止桩受冲击应力过大而损坏,应采用“重锤低击”沉桩方法。 重锤低击时,对桩顶的冲量小动量大,大部分能量用于克服桩身摩擦力与桩尖阻力,桩顶不易被打碎,并使桩身反弹小,不致使桩身受拉破坏。 如采用轻锤重击,锤击功能很大一部分被桩身吸收,桩不易打入,且桩头容易打碎。当桩锤重大于桩重的1.5倍~2倍时,能取得较好的效果。 锤重可根据土质条件、桩的规格等进行选择,如能进行锤击应力计算则更为科学。 (1)锤击沉桩机 2)桩架 桩架的作用是悬吊桩锤,并为桩锤导向,它还能起吊桩并可在小范围内移动桩位。 桩架的高度是选择桩架时需考虑的一个重要问题。 2)桩架 桩架的类型: 多功能桩架。多能桩架的机动性和适应性很大,水平方向可作360°回转,立柱可前后倾斜,可在轨道上行走,但其机构较庞大。 2)桩架 桩架的类型: 履带式桩架: 履带式桩架以履带式起重机为底盘,增加立柱和斜撑用以打桩 其性能灵活,移动方便,可适应各种预制桩施工,目前应用最多。 1.锤击沉桩 (2)打桩前的准备工作 1)清除地上、地下的障碍物,平整施工场地; 2)定位放线。打桩前应根据设计图纸,确定装机轴线,并将桩的准确位置测设到地面上。(桩基轴线的定位点及水准点,应设置在不受打桩影响的地点,水准点设置不少于2个。在施工过程中可据此检查桩位的偏差以及桩的入土深度)。? 3)设置供电、供水系统;安装打桩机; 4)进行试桩,试桩不得少于2根。 1.锤击沉桩 (3)确定打桩顺序 打桩宜采用“先深后浅”、“先大后小”、“先长后短”的顺序,以使土层挤密均匀,防止位移或偏斜。 在桩距<4倍桩径时,还应考虑打桩顺序对地下土层挤压状态的影响,如图2-7所示。 (3)确定打桩顺序 根据桩群的密集程度,可选用下述打桩顺序: 当桩距>4倍桩径时,可由一侧向单一方向施打,若施工区毗邻建筑物或地下管线,应由毗邻被保护的一侧向另一侧施打。 当桩的中心
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