最新夯实扩底钢筋混凝土载体桩设计施工.docx
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最新夯实扩底钢筋混凝土载体桩设计施工
夯实扩底钢筋混凝土载体桩设计施工
夯实扩底钢筋混凝土载体桩设计施工
1、基本规定
1.1基本资料
1.1.1夯实扩底钢筋混凝土载体桩桩基的设计应具备以下资料:
(1)按照《岩土工程勘察规范》GB50021-94要求的岩土工程勘察报告;
(2)建筑场地总平面图:
建筑物总平面布置图、立面、剖面图:
室内地面标高;
(3)建筑物的结构类型、荷载及对基础变形的要求;
(4)建筑物的抗震设防强度;
(5)相邻建筑物安全等级、间距、基础形式、基础荷载、埋置深度;
(6)周围建筑物内是否有精密仪器设备及其对防振、防噪音的要求;
(7)地下管道及地下建筑物;
1.1.2在《岩土工程勘察报告》的基础上,加密勘探点,用静力触探、标准贯入或其它动力触探方法对桩基场地做施工勘察;
(1)当土层的性质或状态在水平向变化较大时,应准确定出分布范围,并在现场做出标记;
(2)确定持力层顶面坡度和厚度,当相邻两个勘探点之间土层顶面坡度大于10%时,应加密勘探点,一般勘探孔间距10-20cm(包括原有孔),孔深以探明该上层厚度为准;
(3)在建筑物的四个角点和中心点处布置五个控制孔(包括原控制孔),其深度应进入预计持力层以下5-7m,并大于压缩层深度。
(4)探明建筑物场地内的施工障碍物:
如坑塘、地道、原有建筑物基础以及地下电缆管线等,并采取相应的处理措施。
1.1.3施工前,应进行成桩试验,确定施工参数,取得经验,并做试桩,通过静载荷试验,确定单桩竖向承载力,在同一条件下的试桩数量不宜小于总桩数的1%,且不应小于3根,工程总桩在50根以内时不应小于2根。
1.2桩的布置和构造
1.2.2桩的中心距应大于4.5d。
1.2.2排列基桩时,宜使群桩截面的形心与长期荷载的合力作用点重合。
1.2.3桩长应随持力层坡度有所变化,确保夯扩体的全部进入持力层内。
1.2.4桩身构造
(1)直径410-600mm,桩身长度应随所选择的桩端持力层埋深而定;
(2)桩身混凝土强度等级不得低于C20;
(3)保护层厚度一般不得小于35mm,水下浇注不小于50mm;
(4)钢筋笼:
配筋率0.5-0.6%,对直径410mm桩,纵筋6Φ12,上端锚入承台梁(或承台)内420mm,伸入桩身长度宜通长布置,箍筋采用Φ6或Φ8@200-300螺旋箍,桩身上部1m范围内适当加密,间距100-150;加强筋应采用Φ10@1500。
1.2.5夯扩体的构造自上而下分别为:
(1)用于硬性混凝土经夯实挤密形成的实体;
(2)用填充料经夯实挤密形成的实体。
1.3设计原则
1.3.1夯实扩底钢筋混凝土载体桩应进行承载能力的计算:
(1)竖向承载力的计算;
(2)横向承载力计算(必要时进行);
(3)一般情况,桩端持力层以下应无软弱下卧层;
(4)当承台梁周围土的承载力标准值不小于100Kpa时,对GBJ11-89第3.2.4条所列建筑,可不作桩基抗震承载力验算,否则应对浅层上进行夯实处理。
1.3.2建筑物对基础变形有特殊要求的桩基,应进行沉降验算,沉降计算采用荷载标准值。
1.3.3选择桩端持力层的原则:
(1)宜选择承载力较高、压缩性较低的土层作为桩端持力层,如中密、密实的砂土或粉土,可塑、硬塑状的粘性土
(2)持力厚度应大于3m;
(3)桩端持力层最终由单桩试验确定。
1.3.4夯扩体投料量,投料量应考虑下列各项因素;
(1)地面产生隆起不超过70mm;
(2)观测邻桩,受新成桩影响位移不超过30mm;
(3)在满足1、2项条款情况下,以三击贯入量控制,填充料量不小于0.5m3,受桩距限制且不超过1.2m3,当填充料超过1.2m3(折合700块整砖)时,应调整桩长或改变控制参数。
当要求单桩承载力设计值500-600KN时,可参照下表填料:
持力层土性
持力层fk=120kpa
持力层fk=130kpa
填充料(m3)
三击贯入量(cm)
填充料(m3)
三击贯入量(cm)
粉土
0.8
<18
0.7
<18
粘性土
1.1
<25
1.0
<25
注:
三击贯入量以3.5T重锤和6.0m落距为基准。
2、桩基计算
2.1单桩竖向极限承载力标准值
2.1.1单桩竖向极限承载力应采用现场静载荷试验的方法加以确定,在初步设计时也可按下式计算:
QUK=QSK+QPK=UΣqSIKL1+α.fuk.AP(2.1.1-1)
式中:
QUK------单桩竖向极限承载力标准值KN
QSK------单桩总极限侧阻力标准值KN
QPK------持力层端阻力极限标准值KN
U-----桩身断面周长m
AP-----桩端扩大头球体水平投影面积,m2.AP=0.25Dc2Dc为扩大头最大直径,V为填充料压实前体积(m3);
Dc=
Ii-----桩身穿越第i层土的厚度m
α-----桩端土体综合影响系数,取值见表2.1.1
QSK------桩侧第i层土的极限侧阻力标准值,Kpa按《建筑桩基技术规范》规定执行;
fuk------桩端极限端阻力标准值,kpa,取fuk=2.50f,f为地基承载力设计值。
作为安全储备计算单桩竖向极限承载力的标准值时,不考虑桩身上部6m范围内的侧摩阻力。
表2.1.1桩端土体综合影响系数α
桩端土性
三击贯入量(cm)
15
18
24
粘土
1.25
1.30
1.35
粉质粘土
2.00
2.30
2.40
粉土
2.40
2.50
2.60
粉砂
2.50
2.60
2.70
注:
三击贯入量以3.5T重锤和6.0m落距为基准。
2.1.2静载试验中单桩极限承载力确定
(1)当Q-s曲线有明显拐点,且48小时变形不稳定时,取上一级荷载为极限荷载值。
(2)当Q-s曲线无明显拐点时,根据变形稳定量确定极限承载力,可限s=60-80mm对应的荷载。
2.2夯实扩底钢筋混凝土载体桩基沉降计算
2.2.1夯实扩底钢筋混凝土载体桩基沉降量计算,当桩间距大于6倍桩身直径时按单桩沉降计算并进行修正;当桩间距小于6倍桩身直径时按实体深基础用等代墩法进行沉降计算。
沉降计算深度取附加应力为自重应力0.2倍处,有软弱下卧层时取0.1倍处。
计算模式如图2.2.2-1所示:
取Hc=1.3DcHs=1.7Dc
2.2.2计算沉降时,采用的计算公式如下:
s=
式中:
s-----桩基最终沉降量;
Ψs-----桩基沉降计算经验修正系数,见表2.2.2-1;
Po-----荷载标准值对应的附加应力(kpa);
n------桩基沉降计算范围内所划分的土层数;
Esi-----桩基沉降计算范围内第i层土的压缩模量(Mpa),采用地基土在自重应力至自重应力加附加应力作用时的压缩模量;
Zi、Zi-1-----承载体底面至第i层土上,第i-1层土底面的距离(m);
α1、α1-1第i层土、第i-1层土底面深度范围内平均附加应力系数,按《建筑桩基技术规范JGJ94-94》附录G采用;
表2.2.2-1桩基沉降计算经验修正系数Ψ
桩长(m)
等效压缩模量Es'(Mpa)
5.0
7.0
10.0
5
0.5
0.4
0.35
10
0.4
0.3
0.25
>15
0.3
0.2
0.15
注:
等效压缩模量Es'为压缩层内各土层压缩模量的加权平均值。
3、桩的施工
3.1准备工作
3.1.1桩基施工前应具备下列资料:
(1)由甲方组织施工图纸会审。
会审纪要、工程施工图、桩基础图等一并作为施工依据,列入工程档案。
(2)施工工艺、场地勘察等的详细报告,地下管线(管道、电缆)、原有建筑物基础、人防护工程等的调查资料;
(3)水泥、砂、石、钢筋等原材料的检验及砼配合比试验。
3.1.2施工组织设计的编制
(1)施工平面图:
应标明桩位及编号、水、电、道路、砂石料水泥堆放地、搅拌机、钢筋加工等的位置;
(2)计划:
施工作业、劳动力组织及材料供应计划,应标明所用材料的规格、技术要求和分期供应数量;
(3)措施:
保证工程质量、季节性(冬、雨季)施工、施工安全、劳动者保护、环境保护等项措施。
3.1.3开工前,场地应具备三通一平条件;
3.1.4妥善设置桩基轴线的控制点及水准点,施放桩位轴线及桩位。
3.1.5根据设计桩长,确定桩机架的高度及护筒的长度,并作进尺标记和锤击贯入量标尺。
3.2一般规定
3.2.1夯实扩底钢筋混凝土载体桩施工的允许偏差应满足《建筑桩基技术规范JGJ94-94》中表6.2.5的要求。
3.2.2混凝土粗骨料可选用碎石或卵石,粒径2-4cm,含泥量≤3%;
采用中粗砂,砂中的粗大颗粒应筛除,含泥量应≤3%。
3.2.3桩身混凝土的坍落度为120-160mm。
为改善混凝土的和易性或缓凝、早凝等性能,可添加外加剂。
3.2.4在混凝土的灌注过程中,每个台班取两组试块。
3.2.5为减少新打桩对已打桩的影响,应安排合理的成桩顺序。
3.3桩的工艺流程
桩的工艺流程如3.3-1图所示。
3.4锤击成孔
3.4.1在移桩机前,先在桩位处用人工洛阳铲,挖直径为410mm、深为500mm的圆孔。
3.4.2桩基就位并稳固、调平,并调整护筒至垂直,确保其垂直度偏差不大于4%。
3.4.3锤击成孔,压护筒至设计标高。
3.5夯扩体的施工
3.5.1护筒沉至设计标高后,视地层的软弱程度,决定细长锤击出护筒的高度,一般控制在40-60cm。
3.5.2提高细长锤,填适量的填充料,落锤进行夯击,将填充料打出护筒外。
经反复操作初步形成夯扩体。
3.5.3待细长锤有明显的反弹时,测试在不填料空打一击的情况下,细长锤的贯入量,其控制值视工程单桩承载力要求而定,一般控制在
图3.3-1夯实扩底钢筋混凝土载体桩施工工艺流程框图
合格
是
50-150mm范围之间。
3.5.4充填干硬性砼,继续进行夯击操作。
终锤时要求细长锤的下端打出护筒10-30mm,以保证护筒内填料全部击出护筒外。
3.6混凝土的灌注与振捣
3.6.1在灌注砼前,先进行回锤复打一击。
3.6.2砼的拌和
(1)严格按照实验室所提供的配比进行配制;
(2)砼的拌和必须均匀,搅拌时间不得少于2分钟;
(3)第一盘砼的坍落度大一些,控制在160mm左右。
3.6.3砼的灌注要迅速,当至一定高度时,安放钢筋笼。
3.6.4待砼灌注完毕后,提出护筒,安放钢筋笼,再灌注砼至桩顶设计标高。
3.6.5砼的振捣:
振捣棒一次插到桩底;快插慢提,振捣密实或振动护筒,边振边拨,使砼密实。
3.6.6测量桩顶标高。
3.7钢筋笼的安放
3.7.1检查钢筋笼是否合格制作要求。
3.7.2钢筋笼就位校正后,应予固定,防止在砼浇筑时偏斜、下沉或上浮。
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