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桩基础的分类

2016-02-18  向阳院的...
按受力状态分:摩擦桩(不嵌岩)、端承桩(可嵌岩、可不嵌岩)
按施工方式分:挖孔桩(可人工、可机械)、钻孔桩(冲击钻、回旋钻)


桩基础的分类

桩可按承载性状、使用功能、桩身材料、成桩方法和工艺、桩径大小等进行分类。
1、按承台位置高低分类
(1)高承台桩基:由于结构设计上的需要,群桩承台底面有时设在地面或局部冲刷线之上,这种桩基称为高承台桩基。这种桩基在桥梁、港口等工程中常用;
(2)低承台桩基:凡是承台底面埋置于地面或局部冲刷线以下的桩基称为低承台桩基。房屋建筑工程的桩基多属于这一类。
2、按承载性质不同分类
(1)摩擦型桩
①摩擦桩:竖向荷载下,基桩的承载力以桩侧摩阻力为主,外部荷载主要通过桩身侧表面与土层之间的摩擦阻力传递给周围的土层,桩尖部分承受的荷载很小。主要用于岩层埋置很深的地基。这类桩基的沉降较大,稳定时间也较长。
②端承摩擦桩:在极限承载力状态下,桩顶荷载主要由桩侧摩擦阻力承受。即在外荷载作用下,桩的端阻力和侧壁摩擦力都同时发挥作用,但桩侧摩擦阻力大于桩尖阻力。如穿过软弱地层嵌入较坚实的硬粘土的桩。
(2)端承型桩
①端承桩:在极限荷载作用状态下,桩顶荷载由桩端阻力承受的桩。如通过软弱土层桩尖嵌入基岩的桩,外部荷载通过桩身直接传给基岩,桩的承载力由桩的端部提供,不考虑桩侧摩擦阻力的作用。
②摩擦端承桩:在极限承载力状态下,桩顶荷载主要由桩端阻力承受的桩。如通过软弱土层桩尖嵌入基岩的桩,由于桩的细长比很大,在外部荷载作用下,桩身被压缩,使桩侧摩擦阻力得到部分地发挥。
3、按桩身材料分类
根据桩身材料可分为混凝土桩、钢桩和组合材料桩等。
(1)钢筋混凝土桩
混凝土桩是目前应用最广泛的桩,具有制作方便,桩身强度高,耐腐蚀性能好,价格较低等优点。它可分为预制混凝土方桩、预应力混凝土空心管桩和灌注混凝土桩等。
(2)钢桩
由钢管桩和型钢桩组成。钢桩桩身材料强度高,桩身表面积大而截面积小,在沉桩时贯透能力强而挤土影响小,在饱和软粘土地区可减少对邻近建筑物的影响。型钢桩常见有工字形钢桩和H形钢桩。钢管桩由各种直径和壁厚的无缝钢管制成。由于钢桩价格昂贵,耐腐蚀性能差,应用受到一定的限制。
(3)木桩
目前已经很少使用,只在某些加固工程或能就地取材的临时工程中使用。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,木材很容易腐蚀。
(4)灰土桩
主要用于地基加固。
(5)砂石桩
主要用于地基加固和挤密土壤。
4、按桩的使用功能分类
(1)竖向抗压桩:竖向抗压桩主要承受竖向荷载,是主要的受荷形式。根据荷载传递特征,可分为摩擦桩、端承摩擦桩、摩擦端承桩及端承桩四类。
(2)竖向抗拔桩:主要承受竖向抗拔荷载的桩,应进行桩身强度和抗裂性能以及抗拔承载力验算。
(3)水平受荷桩:港口工程的板桩、基坑的支护桩等,都是主要承受水平荷载的桩。桩身的稳定依靠桩侧土的抗力,往往还设置水平支撑或拉锚以承受部分水平力。
(4)复合受荷桩:承受竖向、水平荷载均较大的桩,应按竖向抗压桩及水平受荷桩的要求进行验算。
5、按成孔方法分类
(1)非挤土桩
非挤土桩是指成桩过程中桩周土体基本不受挤压的桩。在成桩过程中。将与桩体积相同的土挖出。因而桩周围的土很少受到扰动。这类桩主要有干作业法、泥浆护壁法和套管护壁法钻挖孔灌注桩。或钻孔桩、井筒管桩和预钻孔埋桩等。
(2)部分挤土桩
这类桩在设置过程中,由于挤土作用轻微。故桩周土的工程性质变化不大。这类桩主要有打入的截面厚度不大的工字型和H型钢桩、开口钢管桩和螺旋钻成孔桩等。
(3)挤土桩
在成桩过程中,桩周围的土被挤密或挤开,使桩周围的土受到严重扰动,土的原始结构遭到破坏,土的工程性质发生很大变化。挤土桩主要有打入或压入的混凝土方桩、预应力管桩、钢管桩和木桩。另外沉管式灌注桩也属于挤土桩等。



钢筋混凝土预制桩基础施工工艺和技术要求
1.锤击沉桩法
锤击沉桩法也称打桩法,是利用桩锤下落产生的冲击能客服土对桩的阻力,使桩沉到预定深度或达到持力层。
(1)施工程序:确定桩位和沉桩顺序→打桩机就位→吊桩喂桩→校
正→锤击沉桩→接桩→再锤击沉桩→送桩→收锤→切割桩头。(2)打桩时,应用导板夹具或桩箍将桩嵌固在桩架内。经水平和垂
直度校正后,将桩锤和桩帽压在桩顶,开始沉桩。
(3)开始沉桩时应短距轻击,当入土一定深度并待桩稳定后,再按要求和落距沉桩。
(4)正式打桩时宜用“重锤低击”,“低提重打”,可取得良好效果。
(5)桩的入土深度的控制,对于承受轴向荷载的摩擦桩,以标高为主,灌入度作为参考,端承桩则以灌入度为主,以标高作为参考。
(6)施工时,应注意做好施工记录。
(7)打桩时还应注意观察:打桩入土的速度;打桩架的垂直度;桩锤回弹情况;灌入度变化情况等。
(8)预制桩的接桩工艺主要有硫磺胶泥浆锚法接桩、焊接法接桩和法兰螺栓接桩法等三种。前一种适用于软弱土层,后两种适用于各类土层。
2.静力压桩法
(1)静力压桩的施工一般采取分段压入,逐段接长的方法。施工程序为:测量定位→压桩机就位→吊桩插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再静压沉桩→终止压桩→切割桩头。
(2)压桩时,用起重机将预制桩吊运或用汽车运至桩机附近,再利用桩机自身设置的起重机将其吊入夹持器中,夹持油缸将桩从侧面夹紧,即可开动压桩油缸,先将桩压入土中1cm左右后停止,矫正桩在互相垂直的两个方向的垂直度后,压桩油缸继续伸程动作,把桩压入土层中。伸长完后,夹持油缸回程松夹,压桩油缸回程,重复上述动作,可实现连续压桩操作,直至把桩压入预定深度土层中。
(3)压同一根(枝)桩时应连续进行。
(4)在压桩过程中要认真记录桩入土深度和压力表读数的关系,以判断桩的质量及承载力。
(5)当压力表读数达到预先规定值,便可停止压桩。



混凝土灌注桩的种类和施工工艺
混凝土灌注桩是一种直接在现场桩位上就地成孔,然后在孔内浇筑混凝土或安装钢筋笼再浇筑混凝土而成的桩。按其成孔方法不同,可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩、爆扩灌注桩等。
1.钻孔灌注桩
钻孔灌注桩是指利用钻孔机械钻出桩孔,并在孔中浇筑混凝土(或先在孔中吊放钢筋笼)而成的桩。根据钻孔机械的钻头是否在土的含水层中施工,混凝护壁成孔和干作业成孔两种施工方法。
(1)泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺流程:测定桩位→埋设护筒→制
备泥浆→成孔→清孔→下钢筋笼→水下浇筑混凝土。
(2)干作业成孔灌注桩施工工艺流程:测定桩位→钻孔→清孔→下
钢筋笼→浇筑混凝土。
2.沉管灌注桩
沉管灌注桩是指利用锤击打桩法或振动打桩法,将带有活瓣式桩尖或预制钢筋混凝土桩靴的钢套管沉入土中,然后边浇筑混凝土(或先在管内放入钢筋笼),边锤击或振动边拔管而成的桩。前者称为锤击沉管灌注桩,后者称为振动沉管灌注桩。
沉管灌注桩成桩过程为:桩机就位→锤击(振动)沉管→上料→边锤击(振动)边拔管,并继续浇筑混凝土→下钢筋笼、继续浇筑混凝土及拔管→成桩。
3.人工挖孔灌注桩
人工挖孔灌注桩是指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔,然后安放钢筋笼,浇筑混凝土而成的桩。为了确保人工挖孔桩施工过程中的安全,施工时必须考虑预防孔壁坍塌和流砂现象发生,制定合理的护壁措施。护壁方法可以采用现浇混凝土护壁、喷射混凝土护壁、砖砌体护壁、沉井护壁、钢套管护壁、型钢或木板桩工具式护壁等多种。以应用较广的现浇混凝土分段护壁为例说明人工挖孔桩的施工工艺流程。
人工挖孔灌注桩的施工程序是:场地整平→放线、定桩位→挖第一节桩孔土方→支模浇筑第一节混凝土护壁→在护壁上二次投侧标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、垂直运输架起重卷扬机或电动葫芦、活底吊土桶、排水、通风、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁,校核桩孔垂直度和直径→拆上节模板,支第二节模板,浇筑第二节混凝土护壁→重复第二节挖土、支模、浇筑混凝土护壁工序,循环作业直至设计深度→进行打底(当需扩底时)→清理虚土、排除积水,检查尺寸和持力层→吊放钢筋笼就位→浇筑桩身混凝土。

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