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1、土木工程施工 第二章 基礎(chǔ)工程 第二章 基礎(chǔ)工程2.1 樁基礎(chǔ)施工 樁按受力情況不同分為端承樁、摩擦樁和復(fù)合受荷載樁。 按樁身材料的不同可分為混凝土樁、鋼筋混凝土樁、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁和鋼樁等。 按成樁方法和施工工藝的不同分為非擠土樁、部分?jǐn)D土樁和擠土樁。 按施工方法的不同又可分為預(yù)制樁和灌注樁。 灌注樁是在施工現(xiàn)場的樁位上先成孔，然后在孔內(nèi)灌注混凝土（或鋼筋混凝土）而成。根據(jù)成孔方法的不同，可分為泥漿護(hù)壁成孔灌注樁、干作業(yè)成孔灌注樁、套管成孔灌注樁和爆擴(kuò)成孔灌注樁等。和預(yù)制樁相比，它具有節(jié)省鋼材、降低造價(jià)、持力層頂面起伏不平時(shí)樁長容易控制等優(yōu)點(diǎn)。但施工時(shí)影響灌注樁質(zhì)量的因素多，故應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定

2、施工，并加強(qiáng)對施工質(zhì)量的檢驗(yàn)。 預(yù)制樁是先在工廠或施工現(xiàn)場預(yù)制成樁，然后利用沉樁設(shè)備將樁沉入土中。 鋼筋混凝土預(yù)制樁承載力較大，樁的制作和沉設(shè)具有工藝簡單、施工速度快、沉樁不受地下水位高低影響等特點(diǎn)。其施工現(xiàn)場潔凈，文明施工程度較高，但耗鋼量較大，樁長也不易適應(yīng)地層變化。 1、 預(yù)制鋼筋混凝土樁施工 鋼筋混凝土預(yù)制樁有實(shí)心樁和空心管樁兩種。 沉樁方法有錘擊沉樁、靜力壓樁、振動(dòng)沉樁和水沖沉樁等。 （1）鋼筋混凝土樁的制作、起吊、運(yùn)輸和堆放1）樁的制作 加工預(yù)制樁的場地應(yīng)堅(jiān)實(shí)、平整。現(xiàn)場預(yù)制混凝土樁多用間隔疊澆法施工，樁與樁之間用塑料薄膜、油氈或涂刷隔離劑隔開。樁的重疊層數(shù)應(yīng)根據(jù)地面的允許荷載和施

3、工條件確定，一般不宜超過四層。樁與樁之間應(yīng)做好隔離層，上層樁或鄰樁的混凝土灌筑，應(yīng)在下層樁或鄰樁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30以后方可進(jìn)行。鋼筋混凝土預(yù)制樁所采用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C30。 2）樁的起吊 當(dāng)樁的混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70后，方可起吊；如提前吊運(yùn)，必須采取措施并經(jīng)強(qiáng)度和抗裂度的驗(yàn)算合格后方可進(jìn)行。起吊和搬運(yùn)時(shí)應(yīng)用吊索系于設(shè)計(jì)規(guī)定之處，如無吊環(huán)，設(shè)計(jì)又未作規(guī)定時(shí)，應(yīng)按照正負(fù)彎矩相等的原則確定綁扎點(diǎn)的位置，當(dāng)一點(diǎn)綁扎不能滿足要求時(shí)，可采用兩點(diǎn)綁扎或三點(diǎn)綁扎，確保樁在起吊時(shí)不會(huì)因自重的作用引起樁身開裂。起吊時(shí)應(yīng)平穩(wěn)提升，采取措施保護(hù)樁身質(zhì)量，防止撞擊和震動(dòng)。 3）樁的運(yùn)輸 混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)

4、計(jì)強(qiáng)度的100后才能運(yùn)輸和打樁。運(yùn)樁前應(yīng)檢查樁的觀感質(zhì)量，運(yùn)樁后還應(yīng)進(jìn)行復(fù)查，樁身質(zhì)量不符合要求的樁不得用于工程中。4）樁的堆放 預(yù)制樁在樁堆放時(shí)，應(yīng)按規(guī)格、樁號(hào)分層疊置在平整、堅(jiān)實(shí)的地面上，支承點(diǎn)應(yīng)設(shè)在吊點(diǎn)處，為防止產(chǎn)生附加彎矩，各層墊木應(yīng)上下對齊，支撐平穩(wěn)，最下層的墊木應(yīng)適當(dāng)加寬，堆放 層數(shù)不宜超過四層。 （2) 沉樁設(shè)備 打樁用的機(jī)械設(shè)備，主要包括樁錘、樁架及動(dòng)力設(shè)備三部分。 1）樁錘 樁錘是對樁施加沖擊力，把樁打入土中的機(jī)具，錘擊沉樁常用的樁錘有落錘、柴油錘、汽錘和振動(dòng)錘等類型。 落錘。落錘重515kN，構(gòu)造簡單，使用方便。用電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)拉升，拉升高度可根據(jù)場地情況進(jìn)行調(diào)整，然后自由落下

5、，夯擊樁頂。落錘適用于在粘土和含礫石較多的土中打樁。其缺點(diǎn)是錘擊速度慢(每分鐘約620次)，貫入能力低，對樁的損傷較大。 柴油錘。它是利用燃油爆炸，推動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行錘擊打樁。柴油錘沖擊部分的重量有1.8T、2.5T、3.2T、4.7T等數(shù)種。每分種錘擊次數(shù)約4080次。柴油錘具有結(jié)構(gòu)簡單，打樁迅速的優(yōu)點(diǎn)，常用于打設(shè)木樁、鋼板樁和長度在12m以內(nèi)的鋼筋混凝土樁，但不適用于在硬土和松軟土中打樁，而且由于存在噪音、振動(dòng)和對空氣污染等公害，在城市中施工受到一定限制。 2）樁架 樁架是打樁的專用起重和導(dǎo)向設(shè)備，在打樁施工過程中，樁架的作用是起吊樁和樁錘，控制和調(diào)整沉樁位置并引導(dǎo)落錘的方向，以保證樁錘

6、能沿著所要的方向沖擊，使樁在沉樁過程中不發(fā)生偏移。樁架的形式多種多樣，常用的通用樁架有多能樁架、履帶式樁架和步履式樁架。 (3)打樁施工1）施工準(zhǔn)備： 2）打（沉）樁程序 打樁順序一般分為逐排打、自中央往邊緣打、自邊緣向中央打和分段打四種 . 打樁順序根據(jù)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)標(biāo)高和樁的規(guī)格，宜按先深后淺，先大后小，先長后短的順序進(jìn)行打樁施工，這樣可以使土層擠密均勻以防止樁移位或偏斜。若樁間距大于或等于4倍的樁徑，則打樁順序 則不會(huì)影響到樁的成樁質(zhì)量。 3）沉樁工藝 錘擊沉樁施工工藝。打樁工藝過程包括樁機(jī)的移動(dòng)和就位、吊樁和定位、打樁、接樁、送樁和截樁等。 接樁方法有焊接接樁、法蘭接樁和硫磺膠泥焊接樁三種

7、，接樁形式如圖2.5所示。前兩種適用于各種土層，后一種適用于軟土層。 打樁的質(zhì)量控制。打樁工程質(zhì)量評(píng)定主要有兩個(gè)方面，一是打入后樁的偏差是否在允許范圍內(nèi)，二是能否滿足貫入度或標(biāo)高的設(shè)計(jì)要求。 摩擦樁的入土深度控制，應(yīng)以標(biāo)高為主，以貫入度作為參考；端承樁的入土深度控制應(yīng)以貫入度為主而以標(biāo)高為參考。這里的貫入度是指最后貫入度，即最后十擊樁的平均入土深度。 打樁對周圍環(huán)境的影響及預(yù)防措施: 擠土作用 , 振動(dòng) , 超靜水, 噪聲 為避免和減輕打樁對周圍環(huán)境產(chǎn)生的危害，可采取下述預(yù)防措施： 控制打樁速度 ,選擇合理的打樁順序 ,挖防振溝 ,埋設(shè)塑料排水板或袋裝砂井,鉆孔植樁打設(shè) (4)靜力壓樁施工 靜

8、壓法沉樁是通過靜力壓樁機(jī)的壓樁機(jī)構(gòu)，以壓樁機(jī)自重和樁機(jī)上的配重作反力面將預(yù)制樁分節(jié)壓人地基土層中成樁。 適用于軟土、填土及一般粘性土層中應(yīng)用，特別適合于居民稠密的地區(qū)、危房附近以及環(huán)境保護(hù)要求嚴(yán)格的地區(qū)沉樁；但不適用于地下有較多的孤石、障礙物以及有4m以上硬隔離層的地區(qū)。樁的施工，一般都采取分段壓人，逐段接長的方法。 1）施工工藝。施工工藝程序?yàn)椋簻y量定位壓樁機(jī)就位吊樁、插樁樁身對中調(diào)直靜壓沉樁接樁再靜壓沉樁送樁終止壓樁切割樁頭。 在壓樁過程中要認(rèn)真記錄樁人土深度和壓力表讀數(shù)的關(guān)系，以判斷樁的質(zhì)量及承載力。當(dāng)壓力表讀數(shù)突然上升或下降時(shí)，要停機(jī)對照地質(zhì)資料進(jìn)行分析，判斷是否遇到障礙物或產(chǎn)生斷樁現(xiàn)

9、象等。 當(dāng)壓力表讀數(shù)達(dá)到預(yù)先規(guī)定值，便可停止壓樁。如果樁頂接近地面，而壓樁力尚未達(dá)到規(guī)定值，可以進(jìn)行送樁。 2、 混凝土灌注樁施工 混凝土及鋼筋混凝土灌注樁按照施工設(shè)備和成孔方法的不同分為泥漿護(hù)壁成孔灌注樁、套管成孔灌注樁、干作業(yè)成孔灌注樁、爆擴(kuò)成孔灌注樁等。（1） 泥漿護(hù)壁成孔灌注樁 安放鋼筋骨架埋設(shè)護(hù)筒樁機(jī)就位鉆孔清孔測定樁位灌注水下混凝土制備泥漿泥漿循環(huán)清渣圖28 泥漿護(hù)壁成孔灌注樁施工工藝過程1）潛水鉆機(jī)成孔方法 潛水鉆機(jī)適用于在地下水位較高的硬土層如粘性土、粉質(zhì)粘土、淤泥、淤泥質(zhì)土、砂土、砂夾卵石以及風(fēng)化頁巖中中鉆孔，不得用于含漂石的土中。 護(hù)筒可用混凝土預(yù)制或鋼板卷制制成，要求有足

10、夠的剛度。護(hù)筒的作用是固定樁孔位置，保護(hù)孔口，防止塌孔，增高樁孔內(nèi)水壓。護(hù)筒頂面應(yīng)高出地面0.40.6m,其埋設(shè)深度在粘性土中不宜小于1.m，在砂土中不宜小于1.5m。 在鉆進(jìn)過程中應(yīng)先向樁孔內(nèi)注入制備好的泥漿或在樁孔內(nèi)注入清水原地造成泥漿。泥漿在樁孔內(nèi)將孔壁土層中的空隙滲填密實(shí)，由于孔內(nèi)有穩(wěn)定的水壓，就可以防止塌孔。在成孔過程中，泥漿的作用是護(hù)壁、攜渣、冷卻的作用。在鉆進(jìn)過程中產(chǎn)生的泥渣靠泥漿不斷循環(huán)的方法排除樁孔，泥漿循環(huán)的方法有正循環(huán)和反循環(huán)兩種，應(yīng)根據(jù)不同的土質(zhì)條件選用。 鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度后就要進(jìn)行清孔。當(dāng)孔壁土質(zhì)較好，不易塌孔時(shí)，可采用泥漿循環(huán)換漿法清孔，即讓鉆頭在原位旋轉(zhuǎn)，同時(shí)

11、注入清水，用清水置換泥漿，清孔后的泥漿比重應(yīng)控制在1.1左右。如孔壁土質(zhì)較差時(shí)，則應(yīng)采用泥漿正循環(huán)的方法進(jìn)行清孔，將樁孔中的泥渣排出，清孔時(shí)泥漿比重控制在1.151.25之間。清孔時(shí)應(yīng)保證泥漿面的穩(wěn)定，施工中及清孔過程中應(yīng)經(jīng)常測定泥漿比重，并定期測定粘度、含砂率和膠體率。當(dāng)孔底泥渣厚度符合要求，泥漿比重達(dá)到要求時(shí)即可停止清孔。2）灌注混凝土 樁孔清孔后，應(yīng)盡快吊放鋼筋骨架并灌注混凝土。 水下灌注混凝土通常采用導(dǎo)管法 泥漿護(hù)壁成孔灌注樁施工時(shí)常會(huì)遇到孔壁坍塌的問題。 （2）擠擴(kuò)多分支承力盤與多支盤灌筑樁 擠擴(kuò)多分支承力盤(或多支盤)灌筑樁，是一種新型的變截面樁，是在普通灌筑樁基礎(chǔ)上，按承載力要求

12、和工程地質(zhì)條件的不同，在樁身不同部位設(shè)置分支和承力盤而成，這種裝有主樁、分支、承力盤和在它周圍被擠擴(kuò)密實(shí)的固結(jié)料組成，是一種介于摩擦樁和端承樁之間的變截樁，其特點(diǎn)是：單樁承載力高，為普通混凝土灌筑樁的23倍：可節(jié)約30原材料，在同等承載力情況下樁長為普通灌筑樁的1213；施工快速，可縮短工期約30，成本低，節(jié)省資金；提高地基強(qiáng)度，適應(yīng)性強(qiáng)，可在多種土層成樁，不受地下水位限制；施工機(jī)械化程度高，低振動(dòng)，勞動(dòng)強(qiáng)度低，工效高，操作維修方便。 （3）干作業(yè)成孔灌注樁 干作業(yè)成孔灌注樁是先用鉆機(jī)在樁位處進(jìn)行鉆孔，然后在樁孔內(nèi)放入鋼筋骨架，澆筑混凝土而成樁。干作業(yè)成孔灌注樁的成孔直徑一般為300mm左右，

13、鉆孔深度為812m，適用于地下水位以上的一般粘性土、砂土及人工填土地基，不適用于地下水位以下的上述各類土及淤泥質(zhì)土地基。常用的鉆孔機(jī)械有：螺旋鉆機(jī)、鉆擴(kuò)機(jī)、機(jī)械洛陽鏟等。其中螺旋鉆機(jī)使用較為廣泛。1）長螺旋鉆孔機(jī)長螺旋鉆孔機(jī)通常由鉆具和底盤樁架兩部分組成。鉆具的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力可用電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或液壓馬達(dá)。鉆桿的全長上都有螺旋葉片，底盤樁架有汽車式、履帶式和步履式。2）短螺旋鉆孔機(jī) 短螺旋鉆孔機(jī)鉆具與長螺旋的鉆具相似，但鉆桿上只有端部一段葉片（約為26個(gè)導(dǎo)程）。工作時(shí)，短螺旋不能像長螺旋那 樣，直接把土輸送到地面上來，而是采用斷續(xù)工作方式，即鉆進(jìn)一段，提出鉆具卸土，然后再鉆進(jìn)。 干作業(yè)成孔灌注樁施工時(shí)

14、常會(huì)遇到鉆孔偏斜的問題。鉆桿不垂直，土層軟硬不均或碰到孤石時(shí)，都會(huì)引起鉆孔偏斜。鉆孔偏斜時(shí)，可提起鉆頭，上下反復(fù)掃鉆幾次，以便削去硬土。如糾正無效，應(yīng)于孔中局部回填粘土至偏孔處0.5m以上，然后重新鉆進(jìn)。(4）套管成孔灌注樁 套管成孔灌注樁又稱為打拔式灌注樁，是用錘擊或振動(dòng)的方法將樁管(鋼管)沉入土中成孔的。為防止泥土進(jìn)入樁管，在樁管下端設(shè)預(yù)制鋼筋混凝土樁尖(樁靴)或活瓣樁尖。當(dāng)樁管打到規(guī)定的深度后，放人鋼筋骨架，邊澆灌混凝土，邊拔出樁管而成樁。按沉管方法的不同，套管成孔灌注樁分錘擊沉管灌注樁和振動(dòng)沉管灌注樁兩種。 為了提高樁的質(zhì)量和承載能力，常采用復(fù)打擴(kuò)大灌注樁， 2）振動(dòng)沉管灌注樁 振動(dòng)沉

15、管灌注樁是利用振動(dòng)打樁機(jī)的振動(dòng)使鋼樁管沉入土中成孔，灌注混凝土后，拔出鋼管而成樁。其適用范圍除與錘擊沉管灌注樁相同外，還適用于濕陷性黃土地基，但在堅(jiān)硬砂土、碎石土即有尖硬夾層的土層中，因易損環(huán)樁尖不宜采用。施工工藝 為了提高樁的混凝土澆筑質(zhì)量，振動(dòng)沉管灌注樁還可采用反插法。 3）套管成孔灌注樁常見問題及處理 套管成孔灌注樁施工時(shí)常發(fā)生斷樁、縮頸、樁尖進(jìn)水或進(jìn)泥及吊腳樁等問題，施工中應(yīng) 加強(qiáng)檢查并及時(shí)處理。 （5）人工挖孔灌注樁 人工挖孔成樁是指在樁位用人工挖掘的方法成孔，然后安裝鋼筋籠、澆筑混凝土而成的樁。 人工挖孔樁適用于土質(zhì)較好，地下水位較低的粘土、粉質(zhì)粘土、含少量卵石的粘土等土層，特別適用于在黃土層中使用。對軟土、流沙等地下水位較高，涌水量大的土層中不宜采用。 人工挖孔灌注樁挖孔時(shí)，一般由人在孔內(nèi)直接挖土，故樁的直徑除滿足設(shè)計(jì)承載力要求外，還應(yīng)滿足人員在樁孔內(nèi)操作的要求。樁徑最小為800mm，最大直徑可達(dá)3500mm，樁底采取不擴(kuò)底和擴(kuò)底兩種方式，擴(kuò)底直徑為1.33.0倍的直徑，最大擴(kuò)底直徑可達(dá)4500mm。