[建筑設(shè)計(jì)] 樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

1、. 樁基礎(chǔ)的概念豎直或微傾斜的基礎(chǔ)構(gòu)件，橫截面尺寸比長(zhǎng)度小得多。 工作原理設(shè)置于巖土中的樁通過(guò)樁側(cè)摩阻力和樁端阻力將荷載傳遞到地基或通過(guò)樁身將橫向荷載傳給側(cè)向土體樁基礎(chǔ)施工技術(shù)優(yōu)先考慮樁基礎(chǔ)作為深基礎(chǔ)的條件：（1 荷載大，地基上部土層軟弱，持力層位置較深；（2 河床沖刷嚴(yán)重，河道不穩(wěn)或沖刷深度不易計(jì)算準(zhǔn)確；（3 地基計(jì)算沉降過(guò)大，或結(jié)構(gòu)不均勻沉降敏感；（4 施工水位或地下水位較高樁的分類分類依據(jù)：功能、荷載傳遞機(jī)理、材料、施工方法等。按材料分木樁鋼樁鋼筋混凝土樁按受力情況分抗壓樁抗拔樁抗橫向推力樁端承樁摩擦樁抗浮樁塔基樁深基坑支護(hù)樁抗滑樁按施工方法分預(yù)制樁：主要指預(yù)制鋼筋混凝土樁。通過(guò)錘擊、靜

2、壓或振動(dòng)等方法沉入地基內(nèi)到達(dá)所需的深度，形成樁基礎(chǔ)。適用條件樁徑小（一般直徑在0.6m以下），地基土質(zhì)為砂性土、粉土、細(xì)砂以及松散的不含大卵礫石的土層。灌注樁：在施工現(xiàn)場(chǎng)的樁位上，通過(guò)機(jī)械鉆孔或人工挖掘等方法形成樁孔，然后在孔內(nèi)下入鋼筋籠，灌注混凝土，形成鋼筋混凝土灌注樁。適用條件樁徑樁長(zhǎng)變化范圍大，適用于各種土層和巖層。應(yīng)用廣。按施工方法分：a灌注樁普通鋼筋混凝土預(yù)制樁預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土預(yù)制樁b預(yù)制樁1)非擠土灌注樁螺旋鉆孔灌注樁機(jī)動(dòng)洛陽(yáng)鏟成孔灌注樁人工挖孔灌注樁潛水電鉆成孔灌注樁正循環(huán)鉆孔灌注樁反循環(huán)鉆孔灌注樁套管護(hù)壁成孔灌注樁2)部分?jǐn)D土灌注樁: 沖擊成孔灌注樁、組合樁3)擠土灌注樁: 沉

3、管灌注樁、夯擴(kuò)灌注樁、干振灌注樁樁型與成樁工藝選擇主要因素：1)建筑物的性質(zhì)與荷載2)工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件3)施工環(huán)境條件4)材料供應(yīng)與施工技術(shù)條件5)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和施工工期影響樁型因素：1)重要建筑物及對(duì)不均勻沉降敏感的建筑物，選擇成樁質(zhì)量穩(wěn)定性好的樁型2)荷載大的高重建筑物，首先要選擇單樁承載力足夠大的樁型3)地震設(shè)防區(qū)或受其他動(dòng)荷載的樁基，在能滿足豎向承載力的同時(shí)又有利于提高橫向承載力的樁4)當(dāng)堅(jiān)實(shí)持力層埋深較淺時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用端承樁，包括擴(kuò)底樁，當(dāng)堅(jiān)實(shí)持力層埋深深時(shí)，則應(yīng)根據(jù)單樁承載力的要求，選擇合適的長(zhǎng)徑比5)土層有可液化或震沉特性時(shí)，應(yīng)考慮其產(chǎn)生的負(fù)摩擦力使樁嵌入穩(wěn)定土層中一定深度影響施

4、工方法因素:1)地下水位與地下水補(bǔ)給條件是選擇樁的施工方法的主要因素2)施工場(chǎng)地距相鄰建筑物、道路等很近時(shí)，采用擠土樁，應(yīng)采用有效措施防止鄰近建筑及設(shè)施的破壞3)施工場(chǎng)地面積小，不能采用沉淀方法處理泥漿時(shí)，盡可能不采用泥漿護(hù)壁法施工4)選擇成樁方法時(shí)，還須考慮設(shè)備進(jìn)出場(chǎng)和成孔成樁過(guò)程中所需空間尺寸與建筑物的凈距等的要求5)選擇成樁方法時(shí)不要盲目追求先進(jìn)性而忽視現(xiàn)實(shí)可靠性樁型與施工方法選擇原則：綜合經(jīng)濟(jì)效益好，滿足施工工期鉆孔灌注樁的施工本章的主要內(nèi)容：1、 概述：灌注樁的定義、灌注樁的類型、灌注樁的施工程序、灌注樁的優(yōu)缺點(diǎn)2、灌注樁的成孔方法：正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、反循環(huán)鉆進(jìn)、振動(dòng)鉆進(jìn)、螺旋鉆進(jìn)、沖

5、抓錐鉆進(jìn)3、灌注樁的施工程序一、灌注樁基本概念1、灌注樁的定義 灌注樁是在設(shè)計(jì)的樁位使用機(jī)械或人工按要求成孔，然后在孔內(nèi)下入鋼筋骨架等，灌入混凝土而成樁，屬就地成樁。2、灌注樁施工的發(fā)展與應(yīng)用 1）發(fā)展 早期灌注樁施工，采用人工開挖井孔,這種開挖工作一般用木擋板或鋼圈作支撐，并隨開挖進(jìn)展而支設(shè),用這種方式挖孔筑樁，除了費(fèi)時(shí)外，當(dāng)樁穿過(guò)含的粘土?xí)r會(huì)遇到一些重大的施工問(wèn)題。 1940年以后，大型樁機(jī)出現(xiàn)，機(jī)械成孔穿過(guò)軟土而到第一個(gè)能勝任的持力層。隨著車裝式和起重機(jī)式鉆機(jī)和開挖機(jī)具的發(fā)展，施工周期縮短，成本降低。幾乎完全代代替了人工操作。（除遇到硬巖和灌注前清理井底與側(cè)壁外）2）應(yīng)用工業(yè)與民用建筑：

6、樁基礎(chǔ)、基坑支護(hù)（護(hù)坡樁）鐵路、公路路基，橋基、立交橋基礎(chǔ)滑坡防治：抗滑樁大型塔基水上建筑基礎(chǔ)3、灌注樁類型按作用機(jī)理分： 1）摩擦樁 2）端承樁 3）端承摩擦樁 4）摩擦端承樁 5）嵌巖- 樁按施工方法分：a非擠土灌注樁 b擠土灌注樁a非擠土灌注樁：1） 干法作業(yè)：螺旋鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁、沖抓成孔灌注樁、擴(kuò)底灌注樁2） 泥漿護(hù)壁：正、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁、潛水鉆成孔灌注樁、旋挖成孔灌注樁、沖抓成孔灌注樁3）套管護(hù)壁：全套管施工法（貝諾特灌注樁）b擠土灌注樁：沖擊成孔灌注樁、沉管灌注樁、夯擴(kuò)灌注樁、樁端、樁側(cè)壓漿鉆孔灌注樁、旋轉(zhuǎn)擠壓灌注樁、錐形灌注樁、擠擴(kuò)支盤灌注樁按樁的工作特性分：普

7、通樁（基礎(chǔ)樁）、抗震樁、護(hù)坡樁、抗拔樁、巖石錨樁、樹根樁按樁的垂直度分：直樁、單向斜樁、多向斜樁4、鉆孔灌注樁的功能特點(diǎn)1)適應(yīng)性廣2)單樁承載力大3)建造費(fèi)用較低4)抗震性能好5)施工中噪音小、公害少5、鉆孔灌注樁施工缺點(diǎn)1)成樁受天氣影響2)某些地層若不能控制流失、塌孔成樁困難3)檢驗(yàn)手段不夠完善6、灌注樁的構(gòu)造1）混凝土標(biāo)號(hào)混凝土標(biāo)號(hào)不得低于C15，水下灌注混凝土不得低于C20，預(yù)制樁尖不得低于C30 。2）配筋主筋受水平力的樁不得少于 8Ø10；抗壓樁、抗拔樁不宜少于6Ø10。縱向主筋均勻布置，其凈距不應(yīng)小于60mm，盡量減少接頭。箍筋:Ø6Ø8

8、200300mm，宜采用螺旋式箍筋；受水平力較大或抗震樁，樁頂35d范圍內(nèi)箍筋應(yīng)適當(dāng)加密。加勁箍筋（又稱架立筋）鋼筋籠長(zhǎng)度大于4m ，應(yīng)每隔2m左右設(shè)一道Ø12Ø18的加勁箍筋。主筋保護(hù)層不應(yīng)小于35mm ，水下灌注不應(yīng)小于50mm。二、灌注樁施工鉆進(jìn)方法(巖土工程施工鉆進(jìn)方法)1、簡(jiǎn)介工程施工鉆的產(chǎn)生與發(fā)展起源：礦山豎井、采礦爆破、供水井及其它工程技術(shù)孔特點(diǎn)：深度淺口、徑大發(fā)展簡(jiǎn)況：1)荷蘭1927年采用回轉(zhuǎn)法施工孔徑2m以上。2)英格索蘭公司1930年采用大口徑鋼粒鉆進(jìn)工程孔。(U.S.)3)1941年前蘇聯(lián)采用轉(zhuǎn)盤鉆施工大口徑孔，研制出5.5m口徑鉆機(jī)。4)德國(guó)、法國(guó)

9、19世紀(jì)50年代制成泵吸反循環(huán)鉆機(jī)和貝諾特鉆機(jī)。5)美國(guó)核試驗(yàn)施工450眼大口徑井。(48-96in，平均深500-1500ft)6)日本20世紀(jì)70年代引進(jìn)并研制出數(shù)十種大口徑鉆機(jī)?，F(xiàn)狀-設(shè)備制造、施工方法和工藝多樣化和專業(yè)化。是鉆探技術(shù)的一個(gè)分支。世界主要基礎(chǔ)設(shè)備制造商：德國(guó)寶峨、意大利土力、美國(guó)英格索蘭、阿特拉斯公司工程施工鉆的應(yīng)用大型建筑物基礎(chǔ)工程施工1)鉆孔灌注樁2)管樁：鋼管樁、混凝土管樁3)地下連續(xù)墻4)錨樁5)沉管灌注樁6)復(fù)合地基7)基坑降水、支護(hù)已竣工程基礎(chǔ)的注漿加固1)基礎(chǔ)防滲：鉆孔注漿加固2)基礎(chǔ)裂隙的粘合：鉆孔注漿堵塞粘合3)古建筑基礎(chǔ)加固：注漿加固4)路基沉降：鉆孔

10、注漿充填加固各種工程技術(shù)孔1)采礦爆破、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水孔2)鉆井法開挖豎井3)地下核試驗(yàn)4)地震觀測(cè)孔5)非開挖鋪設(shè)管線6)沼氣井、儲(chǔ)藏室、化學(xué)凍結(jié)孔7)大型供水井國(guó)內(nèi)外工程施工鉆孔的現(xiàn)狀樁孔直徑：微型樁300mm500800mm一般灌注樁10001500mm15003000mm大型灌注樁40005000mm深度：一般2030m、承載層很深時(shí)6070m方法：回轉(zhuǎn)法、沖擊法、沖抓法、螺旋鉆法、潛水鉆法、旋挖法、鉆孔擴(kuò)底法、人工挖孔法2、施工前的準(zhǔn)備工作場(chǎng)地準(zhǔn)備：1）場(chǎng)地為旱地時(shí)在設(shè)備進(jìn)場(chǎng)前做到“三通一平”（通電、水、路，平整場(chǎng)地），清除地面雜物； 2）在建筑物舊址或雜填土地區(qū)施工時(shí)，將淺埋舊基

11、礎(chǔ)、石塊等挖除，松軟場(chǎng)地夯打密實(shí)或換除軟土； 3）場(chǎng)地為淺水時(shí)，宜采用筑島方法，使施工場(chǎng)地高出水面0.51.0米； 4）場(chǎng)地為深水時(shí)，可搭水上工作平臺(tái)或船上作業(yè)； 5）查清現(xiàn)場(chǎng)是否有妨礙施工的地下埋設(shè)物、地下構(gòu)筑物； 6）檢查測(cè)量資料，復(fù)核測(cè)量基線和基點(diǎn)，標(biāo)定樁位和高程。 護(hù)筒的埋設(shè)：1）護(hù)筒埋設(shè)是泥漿護(hù)壁成孔灌注樁施工的開端，護(hù)筒的位置、垂直度準(zhǔn)確與否，對(duì)成孔成樁質(zhì)量大有影響 2）挖孔（坑）埋設(shè) ：地下水位在地面以下超過(guò)1米時(shí)，可采用 。3）填筑埋設(shè)：當(dāng)?shù)叵滤惠^高，挖埋困難時(shí)先填筑工作土臺(tái)，然后在土臺(tái)上挖坑埋設(shè)護(hù)筒。 護(hù)筒的作用: 1）控制樁位、導(dǎo)正鉆具 2）防止孔口孔壁坍塌 3）提高孔內(nèi)

12、水頭高度穩(wěn)定孔壁 4）護(hù)筒頂面可作為測(cè)量基準(zhǔn)面 護(hù)筒的要求： 1）護(hù)筒內(nèi)徑大于鉆頭直徑，2）護(hù)筒頂端高度高出地下水位3）護(hù)筒底端埋深：粘性土不小于1.01.5m，砂土不小于1.5m 4）護(hù)筒埋置偏差不大于50 護(hù)筒的種類：1）磚砌護(hù)筒-用于地下水位埋深大于1.5m且易于開挖的場(chǎng)地 2）木護(hù)筒-重復(fù)使用次數(shù)少，較少采用 3）鋼護(hù)筒-堅(jiān)固耐用 ，使用廣泛4）鋼筋混凝土護(hù)筒-多用于大直徑樁孔 泥漿配制與循環(huán)處理：泥漿的作用：1）保護(hù)孔壁 2）懸浮并攜帶鉆渣 3）減小鉆進(jìn)阻力 泥漿的配制：1）利用所鉆地層的粘土，采用清水鉆進(jìn)自然造漿 2）用泥漿攪拌機(jī)，或投入粘土靠鉆具的沖擊、回轉(zhuǎn)造漿 泥漿循環(huán)系統(tǒng)：

13、泥漿池：泥漿池（沉淀池加貯漿池）的容積，不小于同時(shí)施工的樁孔容積的1.22.0倍 沉淀池：?jiǎn)蝹€(gè)沉淀池的容積可用同時(shí)開動(dòng)的泥漿泵在沉淀時(shí)間的總排量來(lái)決定循環(huán)槽：斷面尺寸由工藝決定，循環(huán)槽應(yīng)設(shè)5坡度。 泥漿凈化：1）自然沉降 2）機(jī)械凈化 3）化學(xué)凈化 3、鉆進(jìn)方法正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法采用鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置通過(guò)鉆桿帶動(dòng)鉆頭回轉(zhuǎn)切削破碎巖土；泥漿泵泵送的泥漿經(jīng)過(guò)鉆鉆桿內(nèi)腔輸送致孔底，縣浮并攜帶鉆渣，再經(jīng)鉆桿與孔壁之間的間隙返回地面，實(shí)現(xiàn)排渣與護(hù)壁。適用條件：1)成孔直徑不宜大于1000mm,鉆孔深度小于40m。 2)采用泥漿護(hù)壁、排渣3)適應(yīng)地層：填土、粘土、粉土、淤泥、砂土、基巖及卵石（含量小于15%、粒

14、徑小于10mm）。 正循環(huán)存在的問(wèn)題：口徑大時(shí)，泥漿上返速度低，排渣困難，巖土重復(fù)破碎現(xiàn)象嚴(yán)重，受泥漿泵排量限制。 1)鉆機(jī)轉(zhuǎn)速低、扭矩大（低速馬達(dá)）通孔直徑大移位搬遷方便（鉆機(jī)、鉆塔安裝于車輛或平臺(tái)上）2)泥漿泵離心泵-流量大、重量輕、價(jià)格便宜，流量隨管道阻力的增加而減小往復(fù)泵-可多臺(tái)并聯(lián)使用增大排量，泵量基本不隨管道阻力而變化3)鉆頭出水口刀刃全面鉆進(jìn)用鉆頭：魚尾鉆頭籠式刮刀鉆頭組合牙輪鉆頭內(nèi)外壓砂塊式鋼粒鉆頭環(huán)狀鉆進(jìn)用鉆頭：牙輪取芯鉆頭硬質(zhì)合金取芯鉆頭鋼粒取芯鉆頭擴(kuò)底鉆頭魚尾鉆頭適用條件-適用于鉆進(jìn)粘土和砂土層優(yōu)點(diǎn)-制作簡(jiǎn)單，與孔底接觸面積小，以較小的鉆壓便可獲得較高的鉆進(jìn)效率法蘭導(dǎo)向上

15、腰帶導(dǎo)向下腰帶中心桿硬質(zhì)合金魚尾鉆頭橫豎支撐缺點(diǎn)-導(dǎo)向性差，遇局部阻力或側(cè)向擠壓易偏斜肋骨圓鋼管硬質(zhì)合金籠式鉆頭雙腰帶籠式鉆頭適用條件-粘土、粉砂土、中、粗砂和細(xì)砂優(yōu)點(diǎn)-鉆速快，排渣好，由于雙腰帶的導(dǎo)正作用與小鉆頭的定心作用，鉆頭工作平衡、擺動(dòng)?。〝U(kuò)孔率小，可減小砼的灌注量），垂直精度高，破碎巖土效率高八角硬質(zhì)合金筒體推土盤筒式鉆頭法蘭硬質(zhì)合金內(nèi)螺旋鉆頭肋骨圓鋼管螺旋片適用條件-粘土層、砂卵礫石層 適用條件-第四紀(jì)各類粘土層、砂土、砂礫石層。優(yōu)點(diǎn)-鉆進(jìn)速度快，導(dǎo)向性好。 優(yōu)點(diǎn)-鉆進(jìn)速度快，導(dǎo)向性好，排渣好。內(nèi)螺旋可對(duì)土體進(jìn)行破碎，增加環(huán)狀間隙泥漿流速，排渣好。全面鉆進(jìn)用鋼粒鉆頭 鋼板疊合式鋼粒

16、鉆頭，四分之三面積的圓鋼板為鉆頭工作唇面（厚50），以壓住孔底工作鋼粒轉(zhuǎn)動(dòng)，按鉆頭回轉(zhuǎn)方向在一側(cè)割出35°導(dǎo)砂角，鉆頭體外加焊周長(zhǎng)300、厚20的肋骨片，以防夾鉆。鋼板疊合式鋼粒鉆頭斜拉幅板鉆桿沉淀管鉆頭體外肋骨片疊合鋼板內(nèi)外壓砂塊式鋼粒鉆頭，內(nèi)外壓砂塊在平面上均布，角度互相錯(cuò)開，外壓砂塊間焊加強(qiáng)筋板。底面上壓砂面積小，要求鉆頭軸向壓力相對(duì)較小。1-內(nèi)壓砂塊；2-加強(qiáng)筋板；3-外壓砂塊；4-外管；5-心管；6-鉆桿接頭鋼板疊合式鋼粒鉆頭：廣西某隊(duì)用該型鉆頭直徑1200，鉆壓39.2KN,轉(zhuǎn)速為2342r/min，沖洗液量300L/min時(shí)，在砂巖中的小時(shí)進(jìn)尺0.09m。內(nèi)外壓砂塊式鋼

17、粒鉆頭：廣東某隊(duì)用這種鉆頭（直徑1米），鉆進(jìn)抗壓強(qiáng)度為110.6Mpa的花崗巖，平均每小時(shí)鉆進(jìn)1米。 組合牙輪鉆頭 適用條件-硬土、基巖或卵礫石層優(yōu)點(diǎn)-鉆進(jìn)效率高缺點(diǎn)-需要較高的鉆壓，鉆頭價(jià)格較高雙吸口牙輪鉆頭1-超前三牙輪；2-吸渣口；3-中心管；4-導(dǎo)管；5-正刀牙輪6-邊刀牙輪7-刀盤擴(kuò)底鉆頭作用：用于施工上小、下大的異徑擴(kuò)底灌注樁孔的“擴(kuò)大頭”孔段適用條件：粘性土、砂土地層。一般將孔徑擴(kuò)至原孔直徑的2.53.5倍。環(huán)狀鉆進(jìn)用鉆頭作用：進(jìn)行環(huán)狀取芯鉆進(jìn)。適用條件：硬地層和基巖。注：大口徑取芯鉆進(jìn)的巖芯斷取較困難，特別是在嵌巖樁取芯時(shí)鉆進(jìn)時(shí)，為了斷取巖芯，有時(shí)需加長(zhǎng)進(jìn)尺。重錘接頭導(dǎo)桿吊繩楔斷器楔子巖心4）鉆具組合及特點(diǎn)巖心楔斷器和楔斷巖心原理灌注樁鉆孔要求：口徑大、深度淺鉆孔彎曲小。施工地層特點(diǎn)：變化大，經(jīng)常是卵、礫石及回