第2章 樁基礎(chǔ)工程

1、第2章 樁基礎(chǔ)工程 一般的土木建筑工程基礎(chǔ)形式：淺基礎(chǔ) 特點(diǎn)：造價(jià)低，施工簡(jiǎn)單。 當(dāng)?shù)鼗浫鯐r(shí)： 機(jī)械壓實(shí) 深層攪拌 堆載預(yù)壓 淺基礎(chǔ) 砂樁擠密 化學(xué)加固 強(qiáng)夯 深基礎(chǔ)：樁基礎(chǔ)、墩基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、地下連續(xù) 墻。 軟土層 建筑物 樁基礎(chǔ)持力層 一 樁基概述 一）樁的作用 1 將建筑物上部荷載直接 傳到深層的持力層； 2 使軟土擠密減少建筑物的沉 降； 3 減少土的開(kāi)挖量，土壁支撐 和 排水設(shè)施等。 二）樁的分類(lèi) 1 根據(jù) 受力的不同 1）端承樁： 力主要由樁端承受 2）摩擦樁： 力由樁與其周?chē)恋?摩擦力來(lái)承受。 2 按制作方式： 1）預(yù)制樁 2）灌注樁 3 按樁的材料： 1）木樁； 2）鋼樁；

2、 3）砼樁； 4）鋼筋砼樁； 5）砂樁； 6）灰土樁 等 pp nn pp ff 好土 軟土 軟土 二 鋼筋砼樁預(yù)制樁的施工 一）樁的預(yù)制 1 制作 1）鋼筋骨架的形成 主筋 箍筋之間應(yīng)焊接或綁扎好；主筋采用對(duì)焊或搭接 焊，接頭錯(cuò)開(kāi)50%，樁的頂部應(yīng)加鋼筋網(wǎng)片，樁尖應(yīng)加 一根鋼筋外露50100mm，以起導(dǎo)向作用（如下圖示） 樁主筋 箍筋 鋼筋網(wǎng)片 導(dǎo)向鋼筋 加密箍 樁鋼筋骨架示意圖 2）制作 （1）方法 ： 并列法； 間隔法；重疊法；翻模法。 （2）注意問(wèn)題： 砼必須一次澆注完畢，養(yǎng)護(hù)不得少 于7天，表面應(yīng)平整不出現(xiàn)蜂窩麻面掉角，尺寸應(yīng)符 和設(shè)計(jì)要求。 2 樁的起吊及運(yùn)輸 1）起吊 強(qiáng)度達(dá)到設(shè)

3、計(jì)75%后才能起吊，達(dá)到100% 后才能運(yùn)輸。 2）起吊點(diǎn)的確定 利用正負(fù)彎矩相等的原則確定 一點(diǎn)吊 0.293 l0.707 l （c）（b）（a） 1 2 3 4 5 a）角鋼綁焊接頭 b）鋼板對(duì)焊接頭 c）漿錨法接頭 圖 2.6 鋼筋混凝土預(yù)制樁接頭 二點(diǎn)吊 三點(diǎn)吊 l 為樁的長(zhǎng)度 0.207 l0.207 l0.586 l 0.145 l0.145 l 0.355 l0.355 l 二）樁的打入 1 打樁的準(zhǔn)備工作 1）打樁前應(yīng)作好場(chǎng)地的清理和平整工作。 2）放線(xiàn)確定樁位、位置沉降觀測(cè)（至少2個(gè)）。 3) 設(shè)置供電、供水系統(tǒng)；安裝打樁機(jī)等。 2 打樁順序的確定 1）由于樁入土后對(duì)其周?chē)?/p>

4、的土體有擠壓作用，對(duì)打樁 本身和周?chē)ㄖ镉杏绊?，所以?yīng)確定打樁的順序。 2）常見(jiàn)的幾種打樁順序及其對(duì)土體的影響 （1）自一邊向另一邊走排打 土體擠壓趨勢(shì) （2）自中央向周邊打 （3）分段打 3 打樁 1） 打樁的方法及設(shè)備 （1）方法 ：錘擊沉樁，振動(dòng)沉樁，靜力壓樁，水沖沉 樁 （2）錘擊沉樁 樁錘 ：落錘，氣錘，柴油錘，震動(dòng)錘 土體擠壓趨勢(shì) 樁架 作用是吊樁就位，固定樁位，承受樁錘和樁的 重量，在打樁的過(guò)程中引導(dǎo)錘和樁的方向，并保證樁 錘能沿著所要求的方向沖擊樁體。 起重機(jī) 樁 樁架 樁錘 打樁示意圖 2）打樁工藝 （1） 吊樁就位 樁架就位 樁就位（樁尖對(duì)位） 套樁帽 落錘。 （2）打樁

5、 先用小落距（0.50.8m)輕擊，使樁入土約12米后檢查樁尖，若 不發(fā)生偏移，增大落距，進(jìn)入正常的打樁。 打樁中注意以下現(xiàn)象 a 樁錘的回彈情況； b 貫入度的變化； c 樁頂是否有打壞或打斜的現(xiàn)象； d 送樁； 接樁，截樁。 3）打樁質(zhì)量控制 （1）滿(mǎn)足最后貫入度的要求（對(duì)端承樁重點(diǎn)控制） （2）樁尖入土應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)高（對(duì)摩擦樁重點(diǎn)控制） （3）樁的平面位置及垂直度的偏差應(yīng)在容許范圍內(nèi) 平面偏差不得大于100150mm，垂直度 1%樁 長(zhǎng)或不超過(guò)1/3 1個(gè)樁徑或邊長(zhǎng)。 （4）驗(yàn)收樁基時(shí)應(yīng)交的資料 樁位測(cè)量放線(xiàn)圖；工程地質(zhì)報(bào)告；材料實(shí)驗(yàn) 記錄；樁的制作與打入記錄；樁位竣工平面圖； 樁的實(shí)

6、驗(yàn)報(bào)告。 表2.2 打樁常見(jiàn)問(wèn)題、原因及處理方法 常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生原因防止措施及處理方法 樁頭擊碎 樁頭混凝土強(qiáng)度低 樁頂凹凸不平 錘與樁不垂直 落錘過(guò)高，錘擊過(guò)久 提高混凝土強(qiáng)度 調(diào)整樁墊，楔平樁頭 糾正偏心，調(diào)整垂直度 選擇重錘低擊 樁身破裂 樁有彎曲 擠土影響 檢查成樁外觀質(zhì)量 確定打樁順序 樁不下沉 有堅(jiān)硬土夾層 打樁間歇時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，摩阻力 增大 樁錘過(guò)小 鉆孔機(jī)鉆透后再打入 連續(xù)擊打 合理選擇錘重 接樁松脫 焊接不牢 硫磺膠泥配合比不當(dāng) 檢查焊縫質(zhì)量，重新焊接 嚴(yán)格按配合比配制 三、砼灌注樁施工 一）特點(diǎn)（與預(yù)制樁相比較） 1 樁在一定范圍內(nèi)可任意取定，可作成直徑大深度深 的樁，承載

7、力高。 2 施工中對(duì)周?chē)h(huán)境影響小。 3 施工中，操作要求嚴(yán)格，質(zhì)量控制難度大，施工周 期長(zhǎng)。 二）分類(lèi)（按成孔方法） 1 鉆孔灌注樁 2 人工挖孔灌注樁 3 沉管灌注樁 4 鉆擴(kuò)或爆擴(kuò)灌注樁 三） 鉆孔灌注樁施工 1 機(jī)械的選擇 螺旋鉆機(jī)： 用于地下水位以上，直 徑 300600mm最大直徑可達(dá)800，深 812m。（干作業(yè)） 潛水鉆機(jī)： 一般條件 下都可使用，直徑一般 1000， 深度可達(dá) 2030m，最深可達(dá)50m。 （回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、沖擊鉆等） 沖擊鉆頭 沖抓鉆頭 2 施工工藝 1）埋設(shè)護(hù)筒：用48mm厚的鋼板制 作，埋入深度一般11.5m。作用：定位 保護(hù)孔口，存儲(chǔ)泥漿使其高于地下水位。

8、2）泥漿護(hù)壁鉆孔： 泥漿 相對(duì)密度 1.11.15,主要作用:護(hù)壁防止塌孔,攜渣, 潤(rùn)滑鉆頭降低發(fā)熱。 3）清孔 ：端承樁沉渣50mm，兩者 兼有100mm，摩擦樁300mm。 4）落放鋼筋骨架 5） 澆注混凝土： 一般采用導(dǎo)管法， 混凝土應(yīng)連續(xù)澆注，保證導(dǎo)管始終埋在 混凝土中，同時(shí)應(yīng)留試塊 。 施工過(guò)程示意圖 放 鋼 筋 插 導(dǎo) 管 澆 砼 成 型 成 孔 3 施工中常見(jiàn)的問(wèn)題 1）護(hù)筒冒水 2）鉆孔傾斜 3）孔壁塌陷和緊縮 4）夾層或軟弱層。 四）人工挖孔灌注樁（墩） 1 特點(diǎn) 單樁承載力高，受力性能好。設(shè)備簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)干凈， 可多目標(biāo)施工，噪音少，質(zhì)量易保證。 2 施工機(jī)具 電動(dòng)葫蘆，提土

9、桶，潛水泵，鼓風(fēng)機(jī)和輸風(fēng)管，照明 設(shè)施，對(duì)講機(jī)點(diǎn)鈴等 。 3 施工工藝 1）放線(xiàn)定樁位； 2） 開(kāi)挖樁孔：分段開(kāi)挖，一般取0.51米一段； 3）支設(shè)護(hù)壁模板； 4）澆注護(hù)壁混凝土：第一段高出地面150200mm，起 到護(hù)壁與防水的雙重作用； 5）拆除模板繼續(xù)下段施工； 6）清孔與驗(yàn)孔； 7）落放鋼筋； 8）澆注混凝土。 分段開(kāi)挖成孔 護(hù)壁 未挖樁孔 第一段護(hù)壁 4 施工中應(yīng)注意的事項(xiàng) 1）保證成孔的質(zhì)量：平面位置，垂直度，孔徑，孔底 土層情況； 2）防止土壁坍塌及流砂事故； 3）保證鋼筋的保護(hù)層及混凝土的澆注質(zhì)量； 4）必須制訂切實(shí)可行的安全措施。 落放鋼筋 澆注混凝土 五）套管成孔灌注樁 1

10、 含義：用錘擊或振動(dòng)的方法，將帶有預(yù)制混凝土樁 尖或鋼活瓣樁尖的鋼套管沉入土中，待沉到規(guī)定的深 度后，立即在管中澆注混凝土，隨后拔出鋼套管，并 利用拔管時(shí)的沖擊或振動(dòng)使混凝土搗實(shí)而形成的樁， 故又稱(chēng)沉管或打拔灌注樁 2特點(diǎn)：1）施工設(shè)備簡(jiǎn)單，樁長(zhǎng)可隨實(shí)際地質(zhì)條件確 定，經(jīng)濟(jì)效果也好，有地下水流砂淤泥土的條件優(yōu)先 使用 2）單樁承載能力低，在軟土中易產(chǎn)生頸縮，施工過(guò)程 中有擠土振動(dòng)和噪音 3分類(lèi)：錘擊沉管灌注樁，振動(dòng)沉管灌注樁 它們的根本區(qū)別在樁靴不同 預(yù)制樁靴 活瓣樁靴 4 錘擊沉管灌注樁施工 1）工藝過(guò)程： 安裝架 樁架就位 沉鋼套管 吊鋼筋籠 澆砼 拔管 2）沉管的幾種方法 單打法 復(fù)打法

11、 反插法 3)砼的質(zhì)量要求 坍落度80100mm，當(dāng)小于40mm時(shí)應(yīng)分層搗實(shí) 4）施工中常見(jiàn)的問(wèn)題及處理方 （1）有隔層： 原因：由于管徑小，砼骨料大，和易性差拔管速度過(guò) 快造成 措施：控制砼的坍落度57cm骨料直徑3cm，拔管速度 2m/min （2）斷樁： 原因：樁中心距過(guò)近，打鄰近樁時(shí)受擠壓，隆起產(chǎn)生上 拔力。軟硬土層中間傳遞水平變形大小不同，產(chǎn)生水 平剪力，砼終凝不久受振動(dòng)。 處理：應(yīng)將斷樁拔出，增大面積，加箍后重澆砼，施工 中采用跳打法或相隔一定的技術(shù)間歇后打鄰樁 （3）瓶頸樁： 在含水率較大的軟土層中沉管時(shí)，土受擠壓便產(chǎn)生很 高的空隙水壓力，拔管后一旦出現(xiàn)壓力大于空氣側(cè)壓 力，出現(xiàn)

12、瓶頸現(xiàn)象 （4）吊腳樁：一旦發(fā)生應(yīng)填砂重打 處理吊腳樁的措施： 施工前應(yīng)嚴(yán)格檢查樁尖的質(zhì)量；澆砼拔管前用吊錘檢 查樁尖是否介入鋼管，出現(xiàn)吊腳樁后立即拔出鋼管 填砂后再出現(xiàn)沉管，也可用復(fù)打或反插法處理 （ 5）樁尖進(jìn)水進(jìn)泥 5） 爆擴(kuò)成孔灌注樁爆擴(kuò)成孔灌注樁 爆擴(kuò)成孔灌注樁簡(jiǎn)稱(chēng)爆擴(kuò)樁: 用鉆機(jī)或用爆擴(kuò)法成孔 在孔底安放適量的炸藥和灌入適量的混 凝土 利用爆炸能量在孔底形成擴(kuò)大頭 再放置鋼筋骨架 最后澆注混凝土而成 1 2 3 d d s 圖2.12 爆擴(kuò)樁 1樁身；2擴(kuò)大頭；3樁承臺(tái) 樁基檢測(cè)與驗(yàn)收樁基檢測(cè)與驗(yàn)收 預(yù)制樁質(zhì)量要求及驗(yàn)收預(yù)制樁質(zhì)量要求及驗(yàn)收 1) 預(yù)制樁施工結(jié)束后，由于施工偏差、打

13、樁時(shí)擠土對(duì)樁位移的影響 等，應(yīng)對(duì)樁位進(jìn)行驗(yàn)收 2) 鋼筋混凝土預(yù)制樁在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制時(shí)，應(yīng)對(duì)原材料、鋼筋骨架、混 凝土強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)收 ,采用工廠生產(chǎn)的成品樁時(shí)，要有產(chǎn)品合格證書(shū)， 樁進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)進(jìn)行外觀及尺寸檢查。 3) 施工中應(yīng)對(duì)樁體垂直度、沉樁情況、樁頂完整狀況、接樁質(zhì)量 等進(jìn)行檢查，對(duì)電焊接樁，重要工程應(yīng)做10的焊縫探傷檢查 4) 施工結(jié)束后，應(yīng)按建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范（jgj106-2003）要求， 對(duì)樁的承載力及樁體質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn) 5) 預(yù)制樁的靜載荷試驗(yàn)根數(shù)應(yīng)不少于總樁數(shù)的1%，且不 少于3根；當(dāng)總樁數(shù)少于50根時(shí)，應(yīng)不少于2根；當(dāng)施工 區(qū)域地質(zhì)條件單一，又有足夠的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可根據(jù)實(shí) 際情況由設(shè)

14、計(jì)人員酌情而定。 6) 預(yù)制樁的樁體質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的10， 且不得少于10根。每個(gè)柱子承臺(tái)下不得少于1根。 7) 對(duì)長(zhǎng)樁或總錘擊數(shù)超過(guò)500擊的錘擊樁，應(yīng)符合樁體 強(qiáng)度及28d齡期的兩項(xiàng)條件才能錘擊 灌注樁質(zhì)量要求及驗(yàn)收灌注樁質(zhì)量要求及驗(yàn)收 1) 灌注樁施工結(jié)束后，其樁位允許偏差見(jiàn)表2.9。且 樁頂標(biāo)高至少要比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出0.5m。 2) 灌筑樁的沉渣厚度：當(dāng)以摩擦樁為主時(shí)，不得大 于150mm；當(dāng)以端承力為主時(shí)，不得大于50mm；套 管成孔的灌筑樁不得有沉渣。 3) 灌筑樁每灌筑50m3應(yīng)有一組試塊，小于50m3的樁 應(yīng)每根樁有一組試塊。 4) 在灌注樁施工中，應(yīng)對(duì)成孔、清孔、放

15、置鋼筋籠、 灌注混凝土等進(jìn)行全過(guò)程檢查，人工挖孔樁尚應(yīng)復(fù)驗(yàn) 孔底持力層土（巖）性。嵌巖樁必須有樁端持力層的 巖性報(bào)告。 5) 灌筑樁應(yīng)對(duì)原材料、鋼筋骨架、混凝土強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn) 收。 6) 施工結(jié)束后，應(yīng)按建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范（jgj106- 2003）要求，對(duì)樁的承載力及樁體質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。 7) 對(duì)于地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)或地質(zhì)條件復(fù)雜，成樁質(zhì)量 可靠性低的灌注樁，應(yīng)采用靜載荷試驗(yàn)的方法進(jìn)行檢驗(yàn)， 檢驗(yàn)樁數(shù)不應(yīng)少于總數(shù)的1，且不應(yīng)少于3根，當(dāng)總樁數(shù) 不少于50根時(shí)，不應(yīng)少于2根。 8) 對(duì)于地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)或地質(zhì)條件復(fù)雜，成樁質(zhì) 量可靠性低的灌注樁，樁身質(zhì)量檢驗(yàn)抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總 數(shù)的30，

16、且不應(yīng)少于20根；其他樁基工程的抽檢數(shù)量不 應(yīng)少于總數(shù)的20，且不應(yīng)少于10根；對(duì)地下水位以上且 終孔后經(jīng)過(guò)核驗(yàn)的灌注樁，檢驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的10 ，且不得少于10根。每個(gè)柱子承臺(tái)下不得少于1根。 樁基靜載法檢測(cè)樁基靜載法檢測(cè) 靜載試驗(yàn)法檢測(cè)的目的: 是采用接近于樁的實(shí)際工作條件，通過(guò) 靜載加壓，確定單樁的極限承載力，作 為設(shè)計(jì)依據(jù)（試驗(yàn)樁），或?qū)こ虡兜?承載力進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)。 樁的靜載試驗(yàn)類(lèi)型 單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn) 單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn) 單樁水平靜載試驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)要求 預(yù)制樁在樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的前提下，對(duì) 于砂類(lèi)土，不應(yīng)少于7d；對(duì)于粉土和粘性土， 不應(yīng)少于15d；對(duì)于淤泥或淤泥質(zhì)

17、土，不應(yīng)少 于25d，待樁身與土體的結(jié)合基本趨于穩(wěn)定， 才能進(jìn)行試驗(yàn)。 灌筑樁應(yīng)在樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)等級(jí)的前 提下，對(duì)砂類(lèi)土，不少于10d；對(duì)一般粘性土， 不少于20d；對(duì)淤泥或淤泥質(zhì)土，不少于30d， 才能進(jìn)行試驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)裝置 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 5 8 1 錨樁反力裝置 1錨樁(4根)；2次粱；3主梁；4實(shí)驗(yàn)樁；5基準(zhǔn)樁； 6千斤頂；7百分表；8基準(zhǔn)粱 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 58 4 1 7 6 5 23 2 壓重平臺(tái)反力裝置 1支墩；2鋼錠（砂袋）；3鋼橫梁；4實(shí)驗(yàn)樁； 5基準(zhǔn)樁；6千斤頂；7百分表 2.3.4 樁基動(dòng)載法檢測(cè)樁基動(dòng)載法檢測(cè) 靜載

18、試驗(yàn)可直觀地反映樁的承強(qiáng)力和混凝土的澆筑質(zhì)量，數(shù) 據(jù)可靠。但試驗(yàn)裝置復(fù)雜笨重，裝、卸、操作費(fèi)工費(fèi)時(shí)，成 本高，測(cè)試數(shù)量有跟，并且易破壞樁基。 動(dòng)測(cè)法試驗(yàn)儀器輕便靈活，檢測(cè)快速，不破壞樁基，相對(duì)也 較準(zhǔn)確，費(fèi)用低，可節(jié)省靜載試驗(yàn)錨樁、堆載、設(shè)備運(yùn)輸、 吊裝焊接等大量人力、物力。在樁基礎(chǔ)檢測(cè)時(shí)，可進(jìn)行低應(yīng) 變動(dòng)測(cè)法普查，再根據(jù)低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法檢測(cè)結(jié)果，采用高應(yīng)變 動(dòng)測(cè)法或靜載試驗(yàn)，對(duì)有缺陷的樁重點(diǎn)抽測(cè)。 1.低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法 低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法是采用手錘瞬時(shí)沖擊樁頭，激起 振動(dòng)，產(chǎn)生彈性應(yīng)力波沿樁長(zhǎng)向下傳播，如果 樁身某截面出現(xiàn)縮頸、斷裂或夾層時(shí)，回產(chǎn)生 回波反射，應(yīng)力波到達(dá)樁尖后，又向上反射回 樁頂，通過(guò)接收錘擊初始信號(hào)及樁身、樁底反 射信號(hào)，并經(jīng)微機(jī)對(duì)波形進(jìn)行分析，可以判定 樁身混凝土強(qiáng)度及澆筑質(zhì)量，包括缺陷性質(zhì)、 程度與位置，對(duì)樁身結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行檢驗(yàn)。 1 2 3 4 5 低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法測(cè)試裝置 1測(cè)