一级建筑师《建筑结构》桩按施工方式的分类
桩按施工方式的分类;
按施工方法的不同,桩可分为预制桩与灌注桩两大类。
1.预制极
预制桩按所用材料的不同主要可分为混凝土预制桩和钢桩,而沉桩的方式有锤击、振动打入、静力压入和旋入等。松木、杉木等有时也在应急工程中被用作桩体,但由于其承载力低,在干湿交替的环境中极易腐烂,加之我国森林资源匮乏,应尽量慎用。
混凝土预制桩的截面形状、尺寸和长度可在一定范围内按需要选择,其横截面有方形、圆形、三角形、十字形等各种形状,圆形又有实心桩和空心桩之分。
普通实心方桩的截面边长一般为300~800mm。现场预制桩的长度一般在25~30m以内。工厂预制桩受运输条件的限制,其分节长度一般不超过12m,沉桩时在现成通过插筋、焊接、法兰盘等连接到所需长度。
预应力混凝土管桩采用先张法预应力工艺和离心成型法制作。经高压蒸汽养护生产的为PHC管桩,其桩身混凝土强度等级为C80或高于C80;未经高压蒸汽养护生产的为PC管桩(C60~接近C80)。建筑工程中常用的PHC、PC管桩的外径为300~600mm,分节长度为5~13m。桩的下端设置开口的钢桩尖或封口十字刃钢桩尖。
沉桩时桩节处通过焊接端头板接长。
预制混凝土桩应遵循以下原则:
①混凝土预制桩的截面边长不应小于200mm;预应力混凝土预制桩的截面边长不宜小于350mm;预应力混凝土离心管桩的外径不宜小于300mm;
②预制桩的桩身配筋应按吊运、打桩及桩在建筑物中受力等条件计算确定。
预制桩的最小配筋率不宜小于0.80%。如采用静压法沉桩时,其最小配筋率不宜小于0.4%,主筋直径不宜小于 14,打入桩桩顶2~3d长度范围内箍筋应加密,并设置钢筋网片;
③预应力混凝土预制桩宜优先采用先张法施加预应力。预应力钢筋宜选用冷拉Ⅲ级、Ⅳ级或Ⅴ级钢筋;
④预制桩的混凝土强度等级不宜低于C30,采用静压法沉桩时,可适当降低,但不宜低于C20,预应力混凝土桩的混凝土强度等级不宜低于C40,预制桩纵向钢筋的混凝土保护层厚度不宜小于30mm;
⑤预制桩的分节长度应根据施工条件及运输条件确定。一根实心桩的接头数不宜超过两个,预应力管桩接头数量不宜超过四个;
⑥预制桩的桩尖可将主筋合拢焊在桩尖辅助钢筋上,在密实砂和碎石类土中,可在桩尖处包以钢板桩靴,加强桩尖;
⑦混凝土预制桩在吊运和吊立时由自重产生的弯矩与吊点的数量和位置有关。长度在20m以下的桩一般采用双吊点,在打桩架龙门吊立时,采用单吊点。
吊点位置应按吊点处的负弯矩和吊点间的正弯矩相等的原则取定。
常用的钢桩有下端开口或闭口的钢管桩以及H型钢桩等。一般钢管桩的直径为250~1200mm。H型钢桩的穿进能力强,自重轻、锤击沉桩的效果好,承载能力高,无论起吊、运输或是沉桩、接桩都很方便。但由于其耗钢量大,成本高,我国只在少数重要工程中使用。
2.灌注桩
灌注桩是通过各种方式在场地中所设计的桩位处成孔,然后在桩孔内放置钢筋笼(个别也有省去钢筋的),再浇灌混凝土而成。与混凝土预制桩比较,灌注桩一般只根据使用期间可能出现的内力配置钢筋,用钢量相对较省。当持力层顶面起伏不平时,桩长可在施工过程中根据要求在某范围内任意取定。灌注桩的横截面呈圆形,直径可大可小,常用直径在300~1200mm之间。可根据施工要求和地层条件做成扩底桩。保证灌注桩承载力的关键在于施工时桩身的成形和混凝土的浇筑质量。
灌注桩依据其施工方法的不同可分为几十种,但大体可归纳为沉管灌注桩和钻(冲、磨、挖)孔灌注拉两大类。每一类桩可按施工机械、施工方法以及直径等进一步细分。
1)灌注桩桩身构造筋的要求如下:
①一级建筑桩基,应配置桩顶与承台的连接钢筋笼,其主筋采用6~10根12~ 14,配筋率不小于0.2%,主筋锚入承台的长度至少为30倍直径,伸入桩身长度不小于10d,且不小于承台下软弱上层的层底深度;
②二级建筑桩基,根据桩径大小配置4~8根 10~ 12的桩顶与承台连接钢筋,主筋锚入承台的长度至少为30倍直径,伸入桩身长度不小于5d,对于沉管灌注桩,配筋长度不应小于承台下软弱土层的层底深度;
③三级建筑桩基可不配构造钢筋。
2)灌注桩的桩身混凝土及混凝土保护层厚度应符合下列要求:
①灌注桩的混凝土强度等级不得低于C15,水下灌注混凝土时不得低于C20,混凝土预制桩尖不得低于C3O;
②主筋的混凝土保护层厚度不应小于35mm,水下的灌注混凝土保护层厚度不得小于50mm。
规范对扩底灌注桩的扩底端尺寸也作了明确的规定。具体规定情况可查阅规范的相关条款。
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