地基處理與樁基工程課件

1、河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院 Henan University of TechnologyCollege of Civil Engineering and Architecture 地基處理與樁基工程課件 第二章 地基處理與樁基工程 河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院 Henan University of TechnologyCollege of Civil Engineering and Architecture 地基處理與樁基工程課件 基 坑 驗 槽 1 地基加固處理 2 樁 基 施 工 3 地基處理與樁基工程課件3 教學(xué)目的和要求： u目的：通過本章節(jié)的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握樁基工程的施 工工藝和方法。 u

2、要求：掌握預(yù)制樁沉樁的施工工藝及質(zhì)量控制，掌 握泥漿護(hù)壁灌注樁、沉管灌注樁的施工工藝和常見 事故的分析與處理。 u教學(xué)重點和難點：套管成孔灌注樁施工中常易產(chǎn)生 的質(zhì)量問題的原因和預(yù)防處理的措施。 u考核知識點：樁基的施工工藝及注意事項。 地基處理與樁基工程課件4 2.1基坑驗槽 觀察驗槽 釬探驗槽(動力觸探) 方 式 u 基槽(坑)開挖完畢并清理好以后，在墊層 施工以前，施工單位應(yīng)會同勘察、設(shè)計單位、監(jiān) 理單位、建設(shè)單位一起進(jìn)行現(xiàn)場檢查并驗收基槽， 通常稱為驗槽。 建筑地基基礎(chǔ)工程施工 質(zhì)量驗收規(guī)范 GB50202-2002 地基處理與樁基工程課件5 2.1基坑驗槽 u附錄A 地基與基礎(chǔ)施工勘

3、察要點 uA.1.1所有建（構(gòu)）筑物均應(yīng)進(jìn)行施工驗槽。遇到 下列情況之一時，應(yīng)進(jìn)行專門的施工勘察。 1.工程地質(zhì)條件復(fù)雜，詳勘階段難以查清時； 2.開挖基槽發(fā)現(xiàn)土質(zhì)、土層結(jié)構(gòu)與勘察資料不符時； 3.施工中邊坡失穩(wěn)，需查明原因，進(jìn)行觀察處理時； 4.施工中，地基土受擾動，需查明其性狀及工程性 質(zhì)時； 5.為地基處理，需進(jìn)一步提供勘察資料時； 6.建（構(gòu)）筑物有特殊要求，或在施工時出現(xiàn)新的 巖土工程地質(zhì)問題時。 地基處理與樁基工程課件6 2.1基坑驗槽 2.1.1觀察驗槽 天然地基基礎(chǔ)基槽檢驗要點 （1）核對基坑的位置、平面尺寸、坑底標(biāo)高、（放坡）； （2）核對基坑土質(zhì)和地下水情況； （3）空穴、

4、古墓、古井、防空掩體及地下埋設(shè)物的位置、 深度、性狀。 建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范 GB50202-2002 重點觀察：顏色、堅硬程度、含水量； 重點部位：柱基、墻角、承重墻下、 受力較大部位。 地基處理與樁基工程課件7 2.1基坑驗槽 2.1.2釬探驗槽 遇到下列情況之一時，應(yīng)在基坑底普遍進(jìn)行輕型 動力觸探： u1.持力層明顯不均勻； u2.淺部有軟弱下臥層； u3.有淺埋的坑穴、古墓、古井等，直接觀察難以 發(fā)現(xiàn)時； u4.勘察報告或設(shè)計文件規(guī)定應(yīng)進(jìn)行輕型動力觸探 時。 地基處理與樁基工程課件8 2.1基坑驗槽 2.1.2釬探驗槽 u 步驟及要點： 合理布點，并進(jìn)行編號，繪制釬探點平面

5、布置圖； 準(zhǔn)備設(shè)備：同一工程釬徑一致，錘重一致； 按編號打釬； 打釬時，用力一致，落距一致； 30cm為一步，記錄錘擊數(shù)； 自上而下分析錘擊數(shù)； 釬探結(jié)束，孔內(nèi)灌砂。 22-25鋼筋、 穿心錘、錘距 50cm 判斷有無軟 弱層、空穴 地基處理與樁基工程課件9 2.2地基加固處理 u2.2.1地基加固原理 u2.2.0.1地基處理目的 （1）地基可能存在的問題 承載力及穩(wěn)定性； 沉降變形； 動荷載下的地基液化、失穩(wěn) 和震陷； 滲透破壞 飽和無粘性土( 砂土、粉土) 流砂、管涌 地基處理與樁基工程課件10 地基處理與樁基工程課件11 2.2.1地基加固原理 （2）地基處理的目的 提高土的抗剪強(qiáng)度，

6、使地基保持穩(wěn)定； 降低土的壓縮性，使地基的沉降和不均勻沉降減 至允許范圍內(nèi)； 降低土的滲透性或滲流的水力梯度，減少或防止 水的滲流； 改善土的動力性能； 減少或消除土的濕陷性或脹縮性引起的地基變形。 地基處理與樁基工程課件12 2.2.1地基加固原理 （3）地基加固原理 承載力、穩(wěn)定 性低；沉降、不 均勻沉降；滲流 問題 提高抗剪強(qiáng)度 減少壓縮性 土質(zhì)由松變實 含水量由高變低 問題目的原理 具體措施：P41(1)-(7) 地基處理與樁基工程課件13 2.2.2地基加固方法 （1）挖 挖去軟弱土層 （2）填 軟土上回填好土 （3）換 換填，挖填結(jié)合 （4）夯 打夯，加速排水固結(jié)，提高 密實度、承

7、載力 （5）壓 壓路機(jī)、羊足碾等機(jī)具； 堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓； （6）擠 擠密土壤、排水固結(jié)、提高 承載力；砂樁、碎石擠密 樁、灰土樁等等； （7）拌 旋噴法、深層攪拌法； 注入水泥、化學(xué)漿液等，改 善土體性能； 挖、填、換、夯、壓、擠、拌 地基處理與樁基工程課件14 （a）定位；（b）攪拌下沉；（c）提升噴漿； （d）重復(fù)向下攪拌；（e）提升向上攪拌；（f）移位 地基處理與樁基工程課件15 2.3樁基施工 樁基礎(chǔ) 端承樁 摩擦樁 受 力 預(yù)制樁 灌注樁 施 工 方 法 地基處理與樁基工程課件16 2.3.1鋼筋混凝土預(yù)制樁錘擊法施工 制、運(yùn)、打、接、送、截等 。 （1）制 u截面、砼等級、配筋

8、、長短 等依設(shè)計圖紙。 u可現(xiàn)場預(yù)制，也可預(yù)制廠預(yù) 制。 方樁、管樁 有噪音 （現(xiàn)場預(yù)制可節(jié)省場外運(yùn) 輸費(fèi)，但地胎膜費(fèi)用及現(xiàn) 場搬運(yùn)費(fèi)較高） 地基處理與樁基工程課件17 2.3.1鋼筋混凝土預(yù)制樁錘擊法施工 u注意問題：44 u主筋接長：宜采用對焊，且接頭相互錯開； u補(bǔ)：混凝土保護(hù)層：5，不可過厚，否則易 剝落； u混凝土澆筑：由樁頂向樁尖連續(xù)澆搗，嚴(yán)禁中斷， 一次完成； u養(yǎng)護(hù)：灑水養(yǎng)護(hù)不少于7天； u按規(guī)定做好灌注日期、混凝土強(qiáng)度等級、外觀檢 查、質(zhì)量鑒定記錄，以供驗收時查用； 地基處理與樁基工程課件18 2.3.1鋼筋混凝土預(yù)制樁錘擊法施工 u注意問題：44 u疊置：4層，隔離劑（塑料

9、布、廢機(jī)油等）； u應(yīng)待下層或鄰樁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的30 以上 u吊環(huán)：留設(shè)適當(dāng)（依設(shè)計）；（彎矩最小原則） 或44圖2.8 u補(bǔ)質(zhì)量及允許偏差：滿足GB50202-2002相關(guān)規(guī)定。 地基處理與樁基工程課件19 2.3.1鋼筋混凝土預(yù)制樁錘擊法施工 （2）運(yùn) 運(yùn)輸 u強(qiáng)度達(dá)到100設(shè)計強(qiáng)度，起吊運(yùn)輸。 u宜隨打隨運(yùn)（避免二次搬運(yùn)） u運(yùn)距不大，起重機(jī)運(yùn)輸 u運(yùn)距較大，平臺車運(yùn)輸 堆放 u4層； u墊木間距同吊點位置 地基處理與樁基工程課件20 2.3.1鋼筋混凝土預(yù)制樁錘擊法施工 （3）打 樁錘施力 1)打樁設(shè)備樁架支撐錘樁，吊裝就位，打樁導(dǎo)向 動力裝置內(nèi)燃機(jī)、蒸汽鍋爐、空氣壓縮機(jī) 履

10、帶式樁架履帶式樁架 多功能樁架多功能樁架 地基處理與樁基工程課件21 2.3.1鋼筋混凝土預(yù)制樁錘擊法施工 u落錘：構(gòu)簡、使便、錘高可調(diào)；效率低，樁損大。錘重0.5 2t，動力卷揚(yáng)機(jī)、人。 u柴油錘：(導(dǎo)桿式、筒式) 構(gòu)簡、使便、自供能源、適于中 型樁；錘重0.126.0t；不適過軟過硬土、噪音大、污染， 4080次/分。 u蒸汽錘：單動升耗能、自重降，力大慢1.515t，25 30次/分； 雙動式雙向耗能，效率高，0.66t；100200次/分； 可打可拔。 u液壓錘：無噪、無污、頻率高，復(fù)雜、價高。油氣二壓施 力長，貫入度大。 P45樁錘選擇： 1.5-2倍樁重；重錘低擊。 地基處理與樁基

11、工程課件22 2.3.1鋼筋混凝土預(yù)制樁錘擊法施工 2）打樁施工 打樁準(zhǔn)備 場地平整定位放線確定打樁順序、線路設(shè) 置水準(zhǔn)點（2個） （GB50202-2002）5.1.1放線允許 偏差：群樁， 20mm;單排樁：10mm 地基處理與樁基工程課件23 2.3.1鋼筋混凝土預(yù)制樁錘擊法施工 打樁順序47（圖2.14） 地基處理與樁基工程課件24 2.3.1鋼筋混凝土預(yù)制樁錘擊法施工 u當(dāng)樁中心距4倍樁徑時， 可：.由一側(cè)向另一側(cè)打； .由中心向兩側(cè)對稱打； .自中間向四周打； u當(dāng)樁中心距4倍樁徑時，可按施工方便順序打 u當(dāng)樁的規(guī)格不同時，先大后小，先長后短； u當(dāng)樁尖設(shè)計標(biāo)高不同時，先深后淺。

12、地基處理與樁基工程課件25 2.3.1鋼筋混凝土預(yù)制樁錘擊法施工 打樁方法 u工藝： 設(shè)置標(biāo)尺樁架就位吊樁就位扣樁帽、落錘 、脫吊鉤低錘輕打正式打（接樁，截樁，靜、 動載試驗，承臺施工）。 u要點： 采用重錘低擊，開始要輕打； 注意貫入度變化，做好打樁記錄（編號、每米錘 擊數(shù)、樁頂標(biāo)高、最后貫入度）； 如遇異常情況(貫入度劇變；樁身突然傾斜、位 移、回彈；樁身嚴(yán)重裂縫或樁頂破碎)，暫停施打 ，與有關(guān)單位研究處理。 地基處理與樁基工程課件26 2.3.1鋼筋混凝土預(yù)制樁錘擊法施工 (4)接樁 問題：為什么 不用混凝土 焊接:（適用各類土層）使用最多 法蘭：（適用各類土層） 填硫磺膠泥：(適用軟土

13、層) 地基處理與樁基工程課件27 2.3.1鋼筋混凝土預(yù)制樁錘擊法施工 （5）送 u送樁器（工具樁）：硬木或鋼制 u將樁打入土中，拔出送樁器，樁孔及時回填或加 蓋。 地基處理與樁基工程課件28 2.3.1鋼筋混凝土預(yù)制樁錘擊法施工 （6）截 地基處理與樁基工程課件29 2.3.1鋼筋混凝土預(yù)制樁錘擊法施工 地基處理與樁基工程課件30 2.3.1鋼筋混凝土預(yù)制樁錘擊法施工 項項目允許偏差備注 1蓋有基礎(chǔ)梁的樁 垂直基礎(chǔ)梁的中心線100+0.01H 沿基礎(chǔ)梁的中心線150+0.01H 2樁數(shù)為13根樁基中的樁100 3樁數(shù)為416根1/2樁徑或1/2邊長 承臺4 樁數(shù)大于16根 最外邊的樁1/3樁

14、徑或1/3邊長 5中間樁1/2樁徑或1/2邊長 注：H為施工現(xiàn)場地面標(biāo)高與樁頂設(shè)計標(biāo)高的距離。 （6）控制要點 允許偏差 垂直度控制樁的垂直偏差應(yīng)控制在1%之內(nèi)； 平面位置的允許偏差依新規(guī)范。 規(guī)范5.1.3預(yù)制樁（鋼樁）樁位的允許偏差 地基處理與樁基工程課件31 2.3.1鋼筋混凝土預(yù)制樁錘擊法施工 控制原則 摩擦樁：以標(biāo)高為主，最后貫入度為參考。 端承樁：以最后貫入度為主，標(biāo)高為參考。 問題處理 孤石、巖層：會同設(shè)計單位研究處理 貫入度異常：會同設(shè)計單位研究處理 樁頂、樁身被打壞：查找原因，處理后可繼續(xù) 其他情況 最后貫入度：最后三陣， 每陣十擊的平均入土深度 地基處理與樁基工程課件32

15、2.3.1鋼筋混凝土預(yù)制樁錘擊法施工 （7）打樁公害 1）公害 擠土、震動、噪音、大氣污染等 2）防止措施 防止擠土影響 挖防振溝、砂井排水（或塑料排水板排水）、預(yù)鉆 孔取土打樁、采取合理打樁順序、控制打樁速度等 。 防止震動、噪音、大氣污染等 選擇合適的打樁方法，如靜力壓樁、灌注樁等。 地基處理與樁基工程課件33 2.3.2靜力壓樁、振動沉樁、射水沉樁 2.3.2.1靜力壓樁 u靠樁架自重或液壓將樁壓 入土中。 u優(yōu)點：無振動、無噪音 u適用于軟弱土層和鄰近有 怕振動的建（構(gòu)）筑物的情 況。 地基處理與樁基工程課件34 2.3.2靜力壓樁、振動沉樁、射水沉樁 2.3.2.2振動沉樁 樁與振動

16、樁錘剛接，振動力土體振動土 體擾動樁身下沉。 適用于砂土。 地基處理與樁基工程課件35 2.3.2靜力壓樁、振動沉樁、射水沉樁 2.3.2.3射水沉樁 高壓水流沖擊土層。 適用于砂土和碎石土，或 特長預(yù)制樁。 捶擊沉樁的輔助方法。 注意事項：沉樁最后12 時，停止沖水。 土體質(zhì)量下降， 樁身繼續(xù)下沉 地基處理與樁基工程課件36 2.3.3混凝土灌注樁施工 成孔安放鋼筋籠灌注混凝土 地基處理與樁基工程課件37 2.3.3混凝土灌注樁施工 地基處理與樁基工程課件38 2.3.3混凝土灌注樁施工 優(yōu)點：無需接樁，無振動，無擠壓，噪音?。?長度大，能節(jié)約鋼材） 缺點：比同徑預(yù)制樁承載低、沉降大,操作嚴(yán)

17、 格，需養(yǎng)護(hù) 分類：干作業(yè)成孔灌注樁、泥漿護(hù)壁成孔灌注 樁、套管成孔灌注樁、爆破成孔灌注樁、人孔挖 孔灌注樁 地基處理與樁基工程課件39 2.2.3.1干作業(yè)成孔灌注樁 u適用范圍：地下水位較低、土質(zhì)較好 、或已降水 u施工工藝：定樁位鉆機(jī)對位、校垂直開鉆出 土清孔檢查垂直度及虛土情況放鋼筋骨架 澆混凝土。 地基處理與樁基工程課件40 步履式螺旋鉆機(jī)步履式螺旋鉆機(jī) （鉆桿可接長）（鉆頭螺旋葉片切土，土塊隨螺旋葉片上升排 出孔外） 施工機(jī)械 2.2.3.1干作業(yè)成孔灌注樁 地基處理與樁基工程課件41 2.2.3.1干作業(yè)成孔灌注樁 u施工要點 土質(zhì)差、有振動、間距小時，間隔鉆孔制作； 軟塑土層、

18、含水量大用疏紋葉片鉆桿； 可塑、硬塑粘土，含水量較小的砂土用密紋葉 片鉆桿； 鉆孔過程中，鉆桿垂直，遇到異物，停車檢查； 及時灌注混凝土，防止孔壁坍塌； 澆混凝土?xí)r放護(hù)筒，每層澆筑高度1.5m。 地基處理與樁基工程課件42 2.2.3.1干作業(yè)成孔灌注樁 u質(zhì)量要求 偏差要求：位置偏差70150mm； 垂直度偏差1 孔底虛土厚度： 端承樁50mm； 摩擦樁150mm。 避免出現(xiàn)縮徑和斷樁 訂正教材 地基處理與樁基工程課件43 2.3.3.2泥漿護(hù)壁成孔 泥漿護(hù)壁成孔是用鉆機(jī)成孔的同時，用泥漿保護(hù)孔 壁并排出土碴，防止塌孔。 適用范圍：地下水位高低均可，一般用于地下水位 以下土的成孔。 成孔機(jī)械

19、：回轉(zhuǎn)鉆機(jī)（使用最多）、其他鉆機(jī)（潛 水鉆機(jī)、沖擊鉆機(jī)） 用于碎石土、砂土、粘性土、風(fēng)化巖 用于粘性土、淤泥、砂土 回轉(zhuǎn)鉆機(jī) 潛水鉆機(jī) 沖擊鉆機(jī) 地基處理與樁基工程課件44 2.3.3.2泥漿護(hù)壁成孔 施工工藝：定樁位埋護(hù)筒（埋入土中1）配 泥漿鉆孔、灌泥漿清孔放鋼筋骨架水下 灌注混凝土。 地基處理與樁基工程課件45 2.3.3.2泥漿護(hù)壁成孔 地基處理與樁基工程課件46 2.3.3.2泥漿護(hù)壁成孔 正循環(huán)回轉(zhuǎn)成孔：鉆桿高壓水 或低比重泥漿，土渣泥漿自樁孔 排出至沉淀池 反循環(huán)回轉(zhuǎn)成孔：樁孔澆水或 泥漿（無壓），鉆桿在砂石泵帶 動下導(dǎo)出泥漿。 回轉(zhuǎn)鉆機(jī) 地基處理與樁基工程課件47 2.3.3.

20、2泥漿護(hù)壁成孔 砂石泵砂石泵 鉆頭鉆頭 新泥漿流向新泥漿流向 沉淀池沉淀池 水龍頭水龍頭 鉆桿鉆桿 鉆機(jī)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)回轉(zhuǎn) 裝置裝置 泥漿循泥漿循 環(huán)方向環(huán)方向 水龍頭水龍頭 鉆桿鉆桿 鉆機(jī)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)回轉(zhuǎn) 裝置裝置 泥漿泵泥漿泵 泥漿池泥漿池 沉淀池沉淀池 泥漿循環(huán)方向泥漿循環(huán)方向 鉆頭鉆頭 地基處理與樁基工程課件48 2.3.3.2泥漿護(hù)壁成孔 1.51護(hù)筒作用：保護(hù)孔口、定 位、提高孔內(nèi)泥漿水頭。 2.泥漿作用：將孔內(nèi)不同土層中 的空隙滲填密實，使孔內(nèi)漏水減 至最低程度。（保持一定水壓， 以穩(wěn)定護(hù)壁） 要點： 1）護(hù)筒直徑比鉆頭大100， 開設(shè)12個溢漿口，埋入土 中1m； 地基處理與樁基工程課件

21、49 2.3.3.2泥漿護(hù)壁成孔 要點： 2）清孔判斷P49 粘土，清水鉆進(jìn)， 自造泥漿 砂土，注1.1泥漿 ，排1.21.4 泥漿密度1.1， 清孔合格 泥漿密度1.15 ，清孔合格 3)混凝土澆筑 導(dǎo)管法水下澆筑混凝 土 超過設(shè)計標(biāo)高，留足 泛漿層。 地基處理與樁基工程課件50 2.3.3.2泥漿護(hù)壁成孔 導(dǎo)管最大外徑比鋼筋籠內(nèi)徑 小100以上； 筋的混凝土保護(hù)層厚度 50mm（混凝土墊塊）； 提管時保證混凝土埋入1m 。 地基處理與樁基工程課件51 2.3.3.2泥漿護(hù)壁成孔 P50潛水鉆作業(yè)示意圖P50沖擊鉆作業(yè)示意圖 正循環(huán) 鉆頭沖擊力 水管 地基處理與樁基工程課件52 2.3.3.

22、3套管成孔灌注樁（沉管灌注樁） 樁靴、鋼管就位沉管檢查管內(nèi) 有無砂、水放入鋼筋骨架澆灌 混凝土、提管。 鋼管活瓣樁尖鋼管活瓣樁尖 地基處理與樁基工程課件53 2.3.3.3套管成孔灌注樁（沉管灌注樁） 地基處理與樁基工程課件54 2.3.3.3套管成孔灌注樁（沉管灌注樁） 錘擊沉樁設(shè) 備 激振器 沉管方式 錘擊法：適用一般粘性土、淤 泥質(zhì)土、松砂、人工填土地基 振動法：適用稍密及中密的碎 石土 地基處理與樁基工程課件55 2.3.3.3套管成孔灌注樁（沉管灌注樁） （1）錘擊沉樁P50 單打法沉管（利用樁錘）放鋼筋籠澆 混凝土邊拔邊振（低錘輕擊） 注意事項： u套管與樁靴處墊麻、草繩 u第一次澆混凝土量，應(yīng)盡量多些，保持一定高度 u第一次拔管高度：不宜拔管過高 單打法 復(fù)打法 地基處理與樁基工程課件56 2.3.3.3套管成孔灌注樁（沉管灌注樁） u拔管速度：一般土層1m/min 軟弱土層或軟硬土層交界處5或5d .（樁距5或2）合理確定打樁順序： 跳打或控制時間 .減少外力擾動（爆擴(kuò)樁架行走路線） 處理方法： 拔出重打、擴(kuò)大上部樁直 徑、旋噴樁、補(bǔ)樁 地