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1、土木工程施工 第二章 基礎工程 第二章 基礎工程2.1 樁基礎施工 樁按受力情況不同分為端承樁、摩擦樁和復合受荷載樁。 按樁身材料的不同可分為混凝土樁、鋼筋混凝土樁、預應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、部分擠土樁和擠土樁。 按施工方法的不同又可分為預制樁和灌注樁。 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成孔灌注樁等。和預制樁相比，它具有節(jié)省鋼材、降低造價、持力層頂面起伏不平時樁長容易控制等優(yōu)點。但施工時影響灌注樁質(zhì)量的因素多，故應嚴格按規(guī)定

2、施工，并加強對施工質(zhì)量的檢驗。 預制樁是先在工廠或施工現(xiàn)場預制成樁，然后利用沉樁設備將樁沉入土中。 鋼筋混凝土預制樁承載力較大，樁的制作和沉設具有工藝簡單、施工速度快、沉樁不受地下水位高低影響等特點。其施工現(xiàn)場潔凈，文明施工程度較高，但耗鋼量較大，樁長也不易適應地層變化。 1、 預制鋼筋混凝土樁施工 鋼筋混凝土預制樁有實心樁和空心管樁兩種。 沉樁方法有錘擊沉樁、靜力壓樁、振動沉樁和水沖沉樁等。 （1）鋼筋混凝土樁的制作、起吊、運輸和堆放1）樁的制作 加工預制樁的場地應堅實、平整?，F(xiàn)場預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。樁與樁之間應做好隔離層，上層樁或鄰樁的混凝土灌筑，應在下層樁或鄰樁混凝土達到設計強度的30以后方可進行。鋼筋混凝土預制樁所采用的混凝土強度等級不低于C30。 2）樁的起吊 當樁的混凝土達到設計強度的70后，方可起吊；如提前吊運，必須采取措施并經(jīng)強度和抗裂度的驗算合格后方可進行。起吊和搬運時應用吊索系于設計規(guī)定之處，如無吊環(huán)，設計又未作規(guī)定時，應按照正負彎矩相等的原則確定綁扎點的位置，當一點綁扎不能滿足要求時，可采用兩點綁扎或三點綁扎，確保樁在起吊時不會因自重的作用引起樁身開裂。起吊時應平穩(wěn)提升，采取措施保護樁身質(zhì)量，防止撞擊和震動。 3）樁的運輸 混凝土強度達到設

4、計強度的100后才能運輸和打樁。運樁前應檢查樁的觀感質(zhì)量，運樁后還應進行復查，樁身質(zhì)量不符合要求的樁不得用于工程中。4）樁的堆放 預制樁在樁堆放時，應按規(guī)格、樁號分層疊置在平整、堅實的地面上，支承點應設在吊點處，為防止產(chǎn)生附加彎矩，各層墊木應上下對齊，支撐平穩(wěn)，最下層的墊木應適當加寬，堆放 層數(shù)不宜超過四層。 （2) 沉樁設備 打樁用的機械設備，主要包括樁錘、樁架及動力設備三部分。 1）樁錘 樁錘是對樁施加沖擊力，把樁打入土中的機具，錘擊沉樁常用的樁錘有落錘、柴油錘、汽錘和振動錘等類型。 落錘。落錘重515kN，構造簡單，使用方便。用電動卷揚機拉升，拉升高度可根據(jù)場地情況進行調(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，推動活塞往復運動進行錘擊打樁。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)構簡單，打樁迅速的優(yōu)點，常用于打設木樁、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向設備，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)基礎的設計標高和樁的規(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的移動和就位、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)量評定主要有兩個方面，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高的設計要求。 摩擦樁的入土深度控制，應以標高為主，以貫入度作為參考；端承樁的入土深度控制應以貫入度為主而以標高為參考。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)境的影響及預防措施: 擠土作用 , 振動 , 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，可采取下述預防措施： 控制打樁速度 ,選擇合理的打樁順序 ,挖防振溝 ,埋設塑料排水板或袋裝砂井,鉆孔植樁打設 (4)靜力壓樁施工 靜

8、壓法沉樁是通過靜力壓樁機的壓樁機構，以壓樁機自重和樁機上的配重作反力面將預制樁分節(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)境保護要求嚴格的地區(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。施工工藝程序為：測量定位壓樁機就位吊樁、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。 在壓樁過程中要認真記錄樁人土深度和壓力表讀數(shù)的關系，以判斷樁的質(zhì)量及承載力。當壓力表讀數(shù)突然上升或下降時，要停機對照地質(zhì)資料進行分析，判斷是否遇到障礙物或產(chǎn)生斷樁現(xiàn)

9、象等。 當壓力表讀數(shù)達到預先規(guī)定值，便可停止壓樁。如果樁頂接近地面，而壓樁力尚未達到規(guī)定值，可以進行送樁。 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備和成孔方法的不同分為泥漿護壁成孔灌注樁、套管成孔灌注樁、干作業(yè)成孔灌注樁、爆擴成孔灌注樁等。（1） 泥漿護壁成孔灌注樁 安放鋼筋骨架埋設護筒樁機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 泥漿護壁成孔灌注樁施工工藝過程1）潛水鉆機成孔方法 潛水鉆機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、砂夾卵石以及風化頁巖中中鉆孔，不得用于含漂石的土中。 護筒可用混凝土預制或鋼板卷制制成，要求有足

10、夠的剛度。護筒的作用是固定樁孔位置，保護孔口，防止塌孔，增高樁孔內(nèi)水壓。護筒頂面應高出地面0.40.6m,其埋設深度在粘性土中不宜小于1.m，在砂土中不宜小于1.5m。 在鉆進過程中應先向樁孔內(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，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，泥漿的作用是護壁、攜渣、冷卻的作用。在鉆進過程中產(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，應根據(jù)不同的土質(zhì)條件選用。 鉆孔達到設計要求深度后就要進行清孔。當孔壁土質(zhì)較好，不易塌孔時，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

11、注入清水，用清水置換泥漿，清孔后的泥漿比重應控制在1.1左右。如孔壁土質(zhì)較差時，則應采用泥漿正循環(huán)的方法進行清孔，將樁孔中的泥渣排出，清孔時泥漿比重控制在1.151.25之間。清孔時應保證泥漿面的穩(wěn)定，施工中及清孔過程中應經(jīng)常測定泥漿比重，并定期測定粘度、含砂率和膠體率。當孔底泥渣厚度符合要求，泥漿比重達到要求時即可停止清孔。2）灌注混凝土 樁孔清孔后，應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管法 泥漿護壁成孔灌注樁施工時常會遇到孔壁坍塌的問題。 （2）擠擴多分支承力盤與多支盤灌筑樁 擠擴多分支承力盤(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密實的固結(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；提高地基強度，適應性強，可在多種土層成樁，不受地下水位限制；施工機械化程度高，低振動，勞動強度低，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在樁位處進行鉆孔，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。常用的鉆孔機械有：螺旋鉆機、鉆擴機、機械洛陽鏟等。其中螺旋鉆機使用較為廣泛。1）長螺旋鉆孔機長螺旋鉆孔機通常由鉆具和底盤樁架兩部分組成。鉆具的驅(qū)動動力可用電動機、內(nèi)燃機或液壓馬達。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 短螺旋鉆孔機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個導程）。工作時，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，即鉆進一段，提出鉆具卸土，然后再鉆進。 干作業(yè)成孔灌注樁施工時

14、常會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，都會引起鉆孔偏斜。鉆孔偏斜時，可提起鉆頭，上下反復掃鉆幾次，以便削去硬土。如糾正無效，應于孔中局部回填粘土至偏孔處0.5m以上，然后重新鉆進。(4）套管成孔灌注樁 套管成孔灌注樁又稱為打拔式灌注樁，是用錘擊或振動的方法將樁管(鋼管)沉入土中成孔的。為防止泥土進入樁管，在樁管下端設預制鋼筋混凝土樁尖(樁靴)或活瓣樁尖。當樁管打到規(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，常采用復打擴大灌注樁， 2）振動沉管灌注樁 振動沉

15、管灌注樁是利用振動打樁機的振動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常發(fā)生斷樁、縮頸、樁尖進水或進泥及吊腳樁等問題，施工中應 加強檢查并及時處理。 （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，一般由人在孔內(nèi)直接挖土，故樁的直徑除滿足設計承載力要求外，還應滿足人員在樁孔內(nèi)操作的要求。樁徑最小為800mm，最大直徑可達3500mm，樁底采取不擴底和擴底兩種方式，擴底直徑為1.33.0倍的直徑，最大擴底直徑可達4500mm。