一般适用于松散、中密砂土、黏性土的沉入桩施工方法是( )。
一般适用于松散、中密砂土、黏性土的沉入桩施工方法是( )。
A 、锤击沉桩法
B 、振动沉桩法
C 、射水沉桩法
D 、静力压桩法
参考答案:
【正确答案:A】
基础工程师分类
一、桥梁基础分类
桥梁基础分为:刚性基础、桩基础、管柱、沉井、地下连续墙等,其中桩基础又包括 沉入桩、灌注桩。
二、适用条件
1.刚性基础:适用于各类土层,根据土质情况分别采用铁铺、十字铺、爆破等设备 和方法开挖。
2.桩基础:按施工方法可分为沉桩、钻孔桩、挖孔桩,其中沉桩又分为锤击沉桩法、振动沉桩法、射水沉桩法、静力压桩法、钻孔埋置桩法。本文来源:考试大网
(1)沉桩:锤击沉桩法一般适用于松散、中密砂土、教土,桩锤有坠锤、单动汽锤、 双动汽锤、柴油机锤、液压锤等,可根据土质情况选用适用的桩锤振动沉桩法一般适用 于砂土,硬塑及软塑的黏土和中密及较松的碎石土射水沉桩法适用在密实砂土,碎石土 的土层中,用锤击法或振动法沉桩有困难时,可用射水法配合进行静力压桩法在标准贯 入度N<20的软教土中,可用特制的液压机或机力千斤顶或卷扬机等设备沉入各种类型 的桩钻孔埋置桩法为钻孔后,将预制的钢筋混凝土圆形有底空心桩埋人,并在桩周压注 水泥砂浆固结而成,适用于黏土、砂土、碎石土中埋置大量的大直径圆形。来源:考试大
(2)钻孔灌注桩适用于黏土、砂土、砾卵石、碎石、岩石等各类土层挖孔灌注桩适 用于无地下水或少量地下水,且较密实的土层或风化岩层,如空气污染物超标,必须采取 通风措施。具体适用条件如下:来源:考试大
荷载较大,地基上部土层软弱,适宜的地基持力层位置较深,采用浅基础或人工 地基在技术上、经济上不合理时。
河床冲刷较大,河道不稳定或冲刷深度不易计算正确,如采用浅基础施工困难或 不能保证基础安全时。
当地基计算沉降过大或结构物对不均匀沉降敏感时,采用桩基础穿过松软(高压 缩)土层,将荷载传到较坚实(低压缩性)土层,减少结构物沉降并使沉降较均匀。另外桩基础还能增强结构物的抗震能力。
当施工水位或地下水位较高时。
(3)管柱可适用于各种土质的基底,尤其在深水、岩面不平、无覆盖层或覆盖层很厚的自然条件下,不宜修建其他类型基础时,均可采用。
(4)沉井适用于各种土质的基底,在深水、无覆盖层或覆盖层很厚的自然条件下,不宜修建其他类型基础时,均可采用。
(5)地下连续墙适于作为地下挡土墙、挡水围堪、承受竖向和侧向荷载的桥梁基础、平面尺寸大或形状复杂的地下构造物,及适用于除岩溶和地下承压水很高处的其他各类土层中施工。来源:考试大—公路监理工程师考试
沉入桩和灌注桩各有哪些优缺点?各自适用于什么条件?
沉入桩一般为锤击桩和静力压桩和振动压桩几种,灌注桩一般为钻孔灌注桩、机械挖孔灌注桩和人工挖孔桩几种。由于每一种桩的施工方法与工艺不同,所以决定了它们各自的特点。
沉入桩一般适用于地基较软的软土层、粘土层以及砂性土层等等,但不适合地基岩层较硬或者有孤石存在的地质条件。而锤击桩因为是蒸汽击打噪声较大所以比较适合城区郊外,但不适用城区;静压桩则适用于城区内,但静压桩桩机的体型较大,对场地的要求要高一些。振动打桩机特别适用于砂性土基层但噪声也很大。沉入桩总体的特点是:小直径桩基(1.0m以下)土层较软的基层,桩身一般为预制管桩和预应力预制管桩 以及钢管桩,施工速度快,桩长不宜大于30m,桩身不能承受剪力。
灌注桩可以适用于多种地质条件,采用回旋机钻孔的灌注桩适用于软土、粘土、砂性土和粉性、粘性基岩这类较软的岩层。采用锤击成孔的灌注桩适用于各种地基和岩层,对于较硬的岩层比较适合。人工挖孔桩适用于粘性和粉性土以及较软较完整的岩层,但不适用于较硬、裂隙比较发育破碎的岩层,一般桩长不超过20m。还有一点人工挖孔不适用于地下水较深和水中桩基。总之沉入桩是靠挤压而产生的桩身空间,灌注桩是靠机械开挖产生的桩身空间。
打入桩
(锤击桩)
打入桩是通过锤击(也可以高压射水辅助)将预制桩沉入地基。此种施工方法适用于桩径较小(一般桩径0.6m以下),地基土土质为可塑性粘状土、砂性土、粉土、细砂以及松散的碎卵石类土的情况[1] 。
振动沉桩
振动沉桩是将大功率的振动打桩机安装在桩顶,一方面利用振动以减小土对桩的阻力,另一方面用向下的振动力使桩沉入土中。此种施工方法适用于可塑性的粘性土和砂土,用于土的抗剪强度受振动时有较大降低的砂土等地基,其效果更为明显。
静力压桩
静力压桩是借助桩架自重及桩架上的压重,通过液压或滑轮组提供的静反力将预制桩压入土中。此种施工方法适用于较均质的可塑性粘性土地基,对砂土及其他较坚硬土层,由于压桩阻力过大不宜采用。
射水沉桩
射水沉桩适用在密实砂土、碎石土、砂砾土。黏性土及重要建筑中附近慎用。
钻孔埋桩
钻孔埋桩适用在黏土、砂土、碎石土且河床覆土较厚的情况。
桩基础施工的方法有哪些
桩基础施工的方法有:
灌注桩施工
灌注桩是直接在桩位上就地成孔,然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成。灌注桩能适应各种地层,无需接桩,施工时无振动、无挤土、噪音小,宜在建筑物密集地区使用。但其操作要求严格,施工后需较长的养护期方可承受荷载,成孔时有大量土渣或泥浆排出。根据成孔工艺不同,分为干作业成孔的灌注桩、泥浆护壁成孔的灌注桩、套管成孔的灌注桩和爆扩成孔的灌注桩等。灌注桩施工工艺近年来发展很快,还出现夯扩沉管灌注桩、钻孔压浆成桩等一些新工艺。
灌注桩施工-干作业成孔
干作业成孔灌注桩适用于地下水位较低、在成孔深度内无地下水的土质,不需护壁可直接取土成孔。目前常用螺旋钻机成孔。
施工工艺流程
场地清理→测量放线定桩位→桩机就位→钻孔取土成孔→清除孔底沉渣→成孔质量检查验收→吊放钢筋笼→浇筑孔内混凝土。
施工注意事项
①开始钻孔时,应保持钻杆垂直、位置正确,防止因钻杆晃动引起孔径扩大及增多孔底虚土。
②发现钻杆摇晃、移动、偏斜或难以钻进时,应提钻检查,排除地下障碍物,避免桩孔偏斜和钻具损坏。
③钻进过程中,应随时清理孔口粘土,遇到地下水、塌孔、缩孔等异常情况,应停止钻孔,同有关单位研究处理。
④钻头进入硬土层时,易造成钻孔偏斜,可提起钻头上下反复扫钻几次,以便削去硬土。若纠正无效可在孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上,再重新钻进。
⑤成孔达到设计深度后,应保护好孔口,按规定验收,并做好施工记录。
⑥孔底虚土尽可能清除干净,可采用夯锤夯击孔底虚土或进行压力注水泥浆处理,然后快吊放钢筋笼,并浇筑混凝土。混凝土应分层浇筑,每层高度不大于1.5m。
螺旋钻机
螺旋钻孔机是利用动力旋转钻杆,使钻头的螺旋叶片旋转削土,土块沿螺旋叶片上升排出孔外。
钻孔机由主机、滑轮组、螺旋钻杆、钻头、滑动支架、出土装置等组成,用于地下水位以上的粘土、粉土、中密以上的砂土或人工填土土层的成孔,成孔孔径为300mm~600mm,钻孔深度8—12m。配有多种钻头,以适应不同的土层。
1一电动机;
2、一变速器;
3、一钻杆;
4、一托架;
5、一钻头;
6、一立柱;
7一斜撑;
8、一钢管;
9、一钻头接头;10一刀板;11一定心尖
在软塑土层含水量大时,可用疏纹叶片钻杆,以便较快地钻进。在可塑或硬塑粘土中,或含水量较小的砂土中应用密纹叶片钻杆,缓慢地均匀地钻进。操作时要求钻杆垂直,钻孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻进时,可能是遇到石块等异物,应立即停机检查。全叶片螺旋钻机成孔直径一般为300~600mm,钻孔深度8~20m。钻进速度应根据电流变化及时调整。在钻进过程中,应随时清理孔口积土,遇到塌孔、缩孔等异常情况,应及时研究解决。
灌注桩施工-泥浆护壁成孔
泥浆护壁成孔灌注桩施工
泥浆护壁成孔灌注桩是利用泥浆护壁,钻孔时通过循环泥浆将钻头切削下的土渣排出孔外而成孔,而后吊放钢筋笼,水下灌注混凝土而成桩。成孔方式有正(反)循环回转钻成孔、正(反)循环潜水钻成孔、冲击钻成孔、冲抓锥成孔、钻斗钻成孔等。
施工工艺流程
(1)测定桩位。
平整清理好施工场地后,设置桩基轴线定位点和水准点,根据桩位平面布置施工图,定出每根桩的位置,并做好标志。施工前桩位要检查复核,以防被外界因素影响而造成偏移。
(2)埋设护筒。
护筒的作用是:固定桩孔位置,防止地面水流入,保护孔口,增高桩孔内水压力,防止塌孔,成孔时引导钻头方向。护筒用4—8mm厚钢板制成,内径比钻头直径大100—200mm,顶面高出地面0.4~0.6m,上部开1一2个溢浆孔。埋设护筒时先挖去桩孔处表土,将护筒埋入土中,其埋设深度,在粘土中不宜小于1m,在砂土中不宜小于1.5m。其高度要满足孔内泥浆液面高度的要求,孔内泥浆面应保持高出地下水位1m以上。采用挖坑埋设时,坑的直径应比护筒外径大0.8~1.0m。护筒中心与桩位中心线偏差不应大于50mm,对位后应在护筒外侧填人粘土并分层夯实。
(3)泥浆制备。
泥浆的作用是护壁、携砂排土、切土润滑、冷却钻头等,其中以护壁为主。
泥浆制备方法应根据土质条件确定:在粘土和粉质粘土中成孔时,可注入清水,以原土造浆,排渣泥浆的密度应控制在1.1~1.3g/cm3;在其他土层中成孔,泥浆可选用高塑性(Ip≥17)的粘土或膨润土制备;在砂土和较厚夹砂层中成孔时,泥浆密度应控制在1.1—1.3g/cm3;在穿过砂夹卵石层或容易塌孔的土层中成孔时,泥浆密度应控制在1.3~1.5g/cm3。施工中应经常测定泥浆密度,并定期测定粘度、含砂率和胶体率。泥浆的控制指标为粘度18~22s、含砂率不大于8%、胶体率不小于90%,为了提高泥浆质量可加入外掺料,如增重剂、增粘剂、分散剂等。施工中废弃的泥浆、泥渣应按环保的有关规定处理。
(4)成孔方法
回转钻成孔。回转钻成孔是国内灌注桩施工中最常用的方法之一。按排渣方式不同分为正循环回转钻成孔和反循环回转钻成孔两种。
正循环回转钻机工作原理
a)、正循环回转钻成孔由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土,由泥浆泵往钻杆输进泥浆,泥浆沿孔壁上升,从孔口溢浆孔溢出流人泥浆池,经沉淀处理返回循环池。正循环成孔泥浆的上返速度低,携带土粒直径小,排渣能力差,岩土重复破碎现象严重,适用于填土、淤泥、粘土、粉土、砂土等地层,对于卵砾石含量不大于15%、粒径小于10mm的部分砂卵砾石层和软质基岩及较硬基岩也可使用。桩孔直径不宜大于1000mm,钻孔深度不宜超过40m。一般砂土层用硬质合金钻头钻进时,转速取40~80r/min,较硬或非均质地层中转速可适当调慢,对于钢粒钻头钻进时,转速取50~120r/min,大桩取小值,小桩取大值;对于牙轮钻头钻进时,转速一般取60—180r/min,在松散地层中,应以冲洗液畅通和钻渣清除及时为前提,灵活确定钻压;在基岩中钻进时,可以通过配置加重铤或重块来提高钻压;对于硬质合金钻钻进成孔,钻压应根据地质条件、钻杆与桩孔的直径差、钻头形式、切削具数目、设备能力和钻具强度等因素综合确定。
1一钻头;
2、--泥浆循环方向;
3、一沉淀池;
4、--泥浆池;
5、一泥浆泵;
6、--水龙头;
7、一钻杆;
8、一钻机回转装置
反循环回转钻机工艺原理
b)、反循环回转钻成孔由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土,利用泵吸、气举、喷射等措施抽吸循环护壁泥浆,挟带钻渣从钻杆内腔抽吸出孔外的成孔方法。根据抽吸原理不同可分为泵吸反循环、气举反循环和喷射{射流)反循环三种施工工艺,泵吸反循环是直接利用砂石泵的抽吸作用使钻杆的水流上升而形成反循环;喷射反循环是利用射流泵设出的高速水流产生负压使钻杆内的水流上升而行程反循环;气举反循环是利用送人压缩空气使水循环,钻杆内水流上升速度与钻杆内外液柱重度差有关,随孔深增大效率增加。当孔深小于50m时,宜选用泵吸或射流反循环;当孔深大于50m时,宜采用气举反循环。
1一钻头;
2、--新泥浆流向;
3、一沉淀池;
4、--砂石泵;
5、一水龙头;
6、一钻杆;
7、--钻机回转装置;
8、—混合液流向
(5)清孔。
当钻孔达到设计要求深度并经检查合格后,应立即进行清孔,目的是清除孔底沉渣以减少桩基的沉降量,提高承载能力,确保桩基质量。清孔方法有真空吸泥渣法、射水抽渣法、换浆法和掏渣法。
清孔应达到如下标准才算合格:
一是对孔内排出或抽出的泥浆,用手摸捻应无粗粒感觉,孔底500mm以内的泥浆密度小于1.25g/cm3(原土造浆的孔则应小于1.1g/cm3);二是在浇筑混凝土前,孔底沉渣允许厚度符合标准规定,即端承桩≤50mm,摩擦端承桩、端承摩擦桩≤100mm,摩擦桩≤300mm。
(6)吊放钢筋笼。
清孔后应立即安放钢筋笼、浇混凝土。钢筋笼一般都在工地制作,制作时要求主筋环向均匀布置,箍筋直径及间距、主筋保护层、加劲箍的间距等均应符合设计要求。分段制作的钢筋笼,其接头采用焊接且应符合施工及验收规范的规定。钢筋笼主筋净距必须大于3倍的骨料粒径,加劲箍宜设在主筋外侧,钢筋保护层厚度不应小于35mm(水下混凝土不得小于50mm)。可在主筋外侧安设钢筋定位器,以确保保护层厚度。为了防止钢筋笼变形,可在钢筋笼上每隔2m设置一道加强箍,并在钢筋笼内每隔3—4m装一个可拆卸的十字形临时加劲架,在吊放入孔后拆除。吊放钢筋笼时应保持垂直、缓缓放人,防止碰撞孔壁。
若造成塌孔或安放钢筋笼时间太长,应进行二次清孔后再浇筑混凝土。
灌注桩施工-套管成孔
沉管灌注桩施工过程
套管成孔灌注桩是利用锤击打桩法或振动沉桩法,将带有活瓣式桩靴或带有预制混凝土桩靴的钢套管沉入土中,然后边拔套管边灌注混凝土而成。若配有钢筋时,则在浇注混凝土前先吊放钢筋骨架。利用锤击沉桩设备沉管、拔管,称为锤击沉管灌注桩;利用激振器的振动沉管、拔管,称为振动沉管灌注桩。
锤击沉管灌注桩
锤击沉管灌注桩的机械设备由桩管、桩锤、桩架、卷扬机滑轮组、行走机构组成。
锤击沉管桩适用于一般粘性土、淤泥质土、砂土和人工填土地基,但不能在密实的砂砾 石、漂石层中使用。它的施工程序一般为:定位埋设混凝土预制桩尖→桩机就位→锤击沉管→灌注混凝土→边拔管、边锤击、边继续灌注混凝土(中间插入吊放钢筋笼)→成桩。
锤击沉管灌注桩施工
施工时用桩架吊起钢桩管,对准埋好的预制钢筋混凝土桩尖。桩管与桩尖连接处要垫以麻袋、草绳,以防地下水渗入管内。缓缓放下桩管,套人桩尖压进土中,桩管上端扣上桩帽,检查桩管与桩锤是否在同一垂直线上,桩管垂直度偏差≤0.5%时即可锤击沉管。先用低锤轻击,观察无偏移后再正常施打,直至符合设计要求的沉桩标高,并检查管内有无泥浆或进水,即可浇筑混凝土。管内混凝土应尽量灌满,然后开始拔管。凡灌注配有不到孔底的钢筋笼的桩身混凝土时,第一次混凝土应先灌至笼底标高,然后放置钢筋笼,再灌混凝土至桩顶标高。第一次拔管高度应控制在能容纳第二次所需灌人的混凝土量为限,不宜拔得过高。在拔管过程中应用专用测锤或浮标检查混凝土面的下降情况。
锤击沉管桩混凝土强度等级不得低于C20,每立方米混凝土的水泥用量不宜少于300Kg。混凝土坍落度在配钢筋时宜为80—100mm,无筋时宜为60~80mm。碎石粒径在配有钢筋时不大于25mm,无筋时不大于40mm。预制钢筋混凝土桩尖的强度等级不得低于C30。混凝土充盈系数(实际灌注混凝土体积与按设计桩身直径计算体积之比)不得小于1.0,成桩后的桩身混凝土顶面标高应至少高出设计标高500mm。
振动沉管灌注桩
振动锤桩
振动沉管灌注桩是利用振动桩锤(又称激振器)、振动冲击锤将桩管沉人土中,然后灌注混凝土而成。这两种灌注桩与锤击沉管灌注桩相比,更适合于稍密及中密的砂土地基施工。振动沉管灌注桩和振动冲击沉管桩的施工工艺完全相同,只是前者用振动锤沉桩,后者用振动带冲击的桩锤沉桩。
振动灌注桩可采用单打法、反插法或复打法施工。
单打法是一般正常的沉管方法,它是将桩管沉人到设计要求的深度后,边灌混凝土边拔管,最后成桩。适用于含水量较小的土层,且宜采用预制桩尖。桩内灌满混凝土后,应先振动5—10s,再开始拔管,边振边拔,每拔0.5~1.0m停拔振动5—10s,如此反复进行,直至桩管全部拔出。拔管速度在一般土层内宜为1.2~1.5m/min,用活瓣桩尖时宜慢,预制桩尖可适当加快,在软弱土层中拔管速度宜为0.6~0.8m/min。
反插法是在拔管过程中边振边拔,每次拔管0.5~1.0m,再向下反插0.3~0.5m,如此反复并保持振动,直至桩管全部拔出。在桩尖处1.5m范围内,宜多次反插以扩大桩的局部断面。穿过淤泥夹层时,应放慢拔管速度,并减少拔管高度和反插深度。在流动性淤泥中不宜使用反插法。
复打法是在单打法施工完拔出桩管后,立即在原桩位再放置第二个桩尖,再第二次下沉桩管,将原桩位未凝结的混凝土向四周土中挤压,扩大桩径,然后再第二次灌混凝土和拔管。采用全长复打的目的是提高桩的承载力。局部复打主要是为了处理沉桩过程中所出现的质量缺陷,如发现或怀疑出现缩颈、断桩等缺陷,局部复打深度应超过断桩或缩颈区1m以上。复打必须在第一次灌注的混凝土初凝之前完成。
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