樁基工程勘察_設(shè)計和施工

1、賀懷建賀懷建中國科學院武漢巖土力學研究所中國科學院武漢巖土力學研究所 一、樁基工程一、樁基工程 二、二、地基與基礎(chǔ) 三、巖土工程勘察 四、樁基設(shè)計 五、樁基施工 樁是指深入土層的柱型構(gòu)件，稱為基樁。由基樁與連接樁頂?shù)某信_組成樁基礎(chǔ)，簡稱樁基。若樁身全部埋入土中，承臺底面與土體接觸，則稱為低承臺樁基；若樁身上部露出地面而承臺底位于地面以上，則稱為高承臺樁基。(一一) 概述概述樁基礎(chǔ)示意圖 1持力層；2樁；3樁基承臺；4上部建筑物；5軟弱層 建筑樁基通常為低承臺樁基。樁基的主要作用是將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到深部較堅硬、壓縮性小的土層或巖層。 按樁的功能不同分為豎向抗壓樁、豎向抗拔樁、水平受荷樁和復合

2、受荷樁。其中豎向抗壓樁又可按承載性狀不同分為摩擦樁、端承摩擦樁、摩擦端承樁及端承樁四種。按成樁有無擠土效應(yīng)，分為擠土樁、部分擠土樁及非擠土樁三類。 按成樁方法分為預制樁與灌注樁兩種。其中預制樁由木樁、混凝土預制樁(RC樁)，發(fā)展到空心樁(PC樁)、預應(yīng)力混凝土管樁、螺旋形混凝土樁、結(jié)節(jié)形混凝土樁、鋼樁等。沉樁方法有錘擊法、振動法、靜壓法及射水法等。 錘擊法施工時，施工場地應(yīng)按坡度不大于1%、地耐力不小于85kPa的要求進行平整、壓實，地下應(yīng)無障礙物。在基坑和圍堰內(nèi)沉樁，要配備足夠的排水設(shè)備。樁錘安裝時，應(yīng)將樁錘運到樁架正前方2m以內(nèi)，不得遠距離斜吊。用樁機吊樁時，必須在樁上拴好溜繩，嚴禁人員處

3、于樁機與樁之間。起吊2.5m以外的混凝土預制樁，應(yīng)將樁錘落在下部，待樁吊近后，方可提升樁錘。嚴禁吊樁、吊錘、回轉(zhuǎn)或行駛同時進行。（二）樁基工程安全技術(shù)（二）樁基工程安全技術(shù) 卷揚機鋼絲繩應(yīng)經(jīng)常處于油膜狀態(tài)，防止硬性摩擦，鋼絲繩的使用及報廢標準應(yīng)按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。遇有大雨、雪、霧和六級以上大風等惡劣氣候，應(yīng)停止作業(yè)。當風速超過七級或有強臺風警報時，應(yīng)將樁機順風停置，并增加纜風繩，必要時，應(yīng)將樁架眠放到地面上。施工現(xiàn)場電器設(shè)備外殼必須保護接零，開關(guān)箱與用電設(shè)備實行一機一閘一保險。 鉆孔法施工時，應(yīng)檢查有否發(fā)生卡桿現(xiàn)象，起吊鋼絲是否牢固，卷揚機剎車是否完好，信號設(shè)備是否明顯。鉆孔樁的孔口必須加蓋。成樁

4、附近嚴禁堆放重物。施工過程應(yīng)隨時查看樁機施工附近地面有無開裂現(xiàn)象，防止機架和護筒等發(fā)生傾斜或下沉。每根樁的施工應(yīng)連續(xù)進行，如因故停機，應(yīng)及時提上鉆具；保護孔壁，防止造成塌孔事故。 人工挖孔法施工時，井下應(yīng)設(shè)通風設(shè)施，工人下井時應(yīng)攜帶有害氣體測定儀，電氣設(shè)備要裝安全漏電保護開關(guān)等。井下照明必須使用36V安全照明電壓。對易塌孔土層采取可靠的護壁措施。經(jīng)常檢查樁孔護壁施工質(zhì)量和變形情況。對運土吊筐經(jīng)常檢查其質(zhì)量，并檢查吊繩是否扎牢，以防掉土、掉石砸傷井下施工人員。對挖土施工作業(yè)的設(shè)備應(yīng)經(jīng)常檢查，搖把質(zhì)量、滑輪、吊繩等應(yīng)定期檢查，防止斷落、脫落等可能發(fā)生的事故。 1)、2003年3月2日14時40分，

5、由江蘇省宜興三建集團南昌分公司承建的南昌市地王廣場工程，施工人員在人工挖孔樁樁孔內(nèi)進行土方作業(yè)，因未按規(guī)定在樁孔內(nèi)做護壁，挖至7m深時，導致樁孔上部土方坍塌，造成4人死亡。（三）樁基施工事故案例人工挖孔樁；基坑護坡部分用沙包；人工挖孔樁的護壁模板為鋼模板，分為四人工挖孔樁；基坑護坡部分用沙包；人工挖孔樁的護壁模板為鋼模板，分為四塊塊監(jiān)理下樁底檢查監(jiān)理下樁底檢查業(yè)主會同設(shè)計院驗樁持力層業(yè)主會同設(shè)計院驗樁持力層樁底持力層巖樣樁底持力層巖樣設(shè)計院與甲方、監(jiān)理驗樁，確定終孔設(shè)計院與甲方、監(jiān)理驗樁，確定終孔鋼筋綁扎完畢，超聲波安裝完畢鋼筋綁扎完畢，超聲波安裝完畢砼澆筑砼澆筑樁基檢測開展超聲波檢測樁基檢測

6、開展超聲波檢測澆筑完成后的樁澆筑完成后的樁不少工人圍在出事樁口等待工友的消息不少工人圍在出事樁口等待工友的消息.廣州市海珠城廣場工地基坑擋土墻發(fā)生坍塌事故廣州市海珠城廣場工地基坑擋土墻發(fā)生坍塌事故 據(jù)介紹，該工程自2003年開工以來，直至2006年7月15日完工，時間長達兩年九個月，不僅遠遠超過了基坑施工不長于一年的技術(shù)安全時限，還由于整改不力、一直拿不到施工許可證，被來自市建設(shè)科技委、市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站、施工方廣東省機施公司等多家單位多次警告，甲方卻一直置若罔聞。直至今年7月7日，由于甲方隱瞞工程事實、多次表示已經(jīng)整改，而且出于讓接下來的主體工程能夠盡快開工、有利于對基坑工程實施搶險的

7、考慮，市建委才補頒施工許可證。 一，設(shè)計方案本身就有問題。早在上報施工設(shè)計方案時，市建設(shè)科技委就已經(jīng)提出，基坑設(shè)計深度達16.2米，存在五大安全隱患，并提出方案要求調(diào)整，但甲方全拒不整改，反而開始無證施工； 二，實際施工再深4米“雪上加霜”。在實際施工中，甲方竟又將施工深度再加深4.1米，造成原本就不牢固的基坑噴錨支護樁成為“懸空”樁，完全失去支撐能力； 三，無視多次安全警告。據(jù)悉，在違章施工工程中，市建委曾發(fā)出兩次停工通知書，要求工地停工整改，市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站也提出整改要求超過五次，連施工企業(yè)廣東機施都提出安全警告達五次以上，甲方卻一味“督戰(zhàn)”，視安全為兒戲； 四，遠超基坑施工安全年

8、限。由于基坑施工的金屬構(gòu)件，如錨索、支護樁都暴露在潮濕的露天環(huán)境中，容易銹蝕，根據(jù)安全要求，基坑工程應(yīng)該在一年內(nèi)完成，而實際上該工程卻用了兩年零九個月，構(gòu)件預應(yīng)力進一步降低，甚至失效； 五，整改不力。盡管后來設(shè)計有所變更，但對一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)卻已無法調(diào)整，成為塌方的直接原因。 1.1.地基：承受基礎(chǔ)傳來荷載的地層。地基：承受基礎(chǔ)傳來荷載的地層。2.2.基礎(chǔ)：是將結(jié)構(gòu)承受的各種作用傳遞基礎(chǔ)：是將結(jié)構(gòu)承受的各種作用傳遞到地基上的結(jié)構(gòu)組成部分。到地基上的結(jié)構(gòu)組成部分。3.3.基礎(chǔ)埋置深度：一般指基礎(chǔ)底面至室基礎(chǔ)埋置深度：一般指基礎(chǔ)底面至室外地坪間的垂直距離。外地坪間的垂直距離。二、地基與基礎(chǔ)下臥層D埋深

9、D q = D均布荷載持力層（受力層）地基地基基礎(chǔ)FG主要受力層地基與基礎(chǔ)的關(guān)系4.4.地基基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)滿足的地基基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)滿足的 三項基本原則三項基本原則（1 1）保證地基的強度和穩(wěn)定性要求）保證地基的強度和穩(wěn)定性要求（2 2）控制地基變形）控制地基變形（3 3）保證地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性要求）保證地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性要求加拿大特朗斯康谷倉加拿大特朗斯康谷倉 事故：事故：19131913年年9 9月裝谷物，月裝谷物，1010月月1717日裝了日裝了3182231822谷物時，谷物時，1 1小時豎向沉降達小時豎向沉降達30.5cm30.5cm2424小時傾斜小時傾斜26265353西端下沉西端下沉7.32

10、m7.32m 東端上抬東端上抬1.52m1.52m上部鋼混筒倉完好無損上部鋼混筒倉完好無損概況：長概況：長59.4m59.4m，寬，寬23.5m23.5m，高，高31.0m31.0m，共，共6565個圓筒倉。個圓筒倉。 鋼混筏板基礎(chǔ)，厚鋼混筏板基礎(chǔ)，厚61cm61cm，埋深，埋深3.66m3.66m。 1911 1911年動工，年動工，19131913年完工，自重年完工，自重20000T20000T。加拿大特朗斯康谷倉加拿大特朗斯康谷倉 原因：地基土事先未進行調(diào)查，據(jù)鄰近結(jié)構(gòu)物基槽開挖取土試驗結(jié)果，計算地基承載力應(yīng)用到此谷倉。1952年經(jīng)勘察試驗與計算，地基實際承載力（193.8-276.6）

11、kPa遠小于谷倉破壞時發(fā)生的基底壓力329.4kPa 。因此，谷倉地基因超載發(fā)生強度破谷倉地基因超載發(fā)生強度破壞而滑動壞而滑動。處理：處理：事后在下面做了七十多個支撐于基巖上的混凝土墩，事后在下面做了七十多個支撐于基巖上的混凝土墩，使用使用388388個個50t50t千斤頂以及支撐系統(tǒng)，才把倉體逐漸糾千斤頂以及支撐系統(tǒng)，才把倉體逐漸糾正過來，但其位置比原來降低了米。正過來，但其位置比原來降低了米。 香港寶城滑坡香港寶城滑坡 19721972年年7 7月某日清晨，香港寶城路附月某日清晨，香港寶城路附近，兩萬立方米殘積土從山坡上下滑，近，兩萬立方米殘積土從山坡上下滑，巨大滑動體正好沖過一幢高層住宅

12、巨大滑動體正好沖過一幢高層住宅-寶城大廈，頃刻間寶城大廈被沖毀倒寶城大廈，頃刻間寶城大廈被沖毀倒塌并砸毀相鄰一幢大樓一角約五層住塌并砸毀相鄰一幢大樓一角約五層住宅。宅。死亡死亡7 7人。人。原因：原因：山坡上殘積土本身強度較低，加之雨水入滲使其強度進一步大大降低，使得山坡上殘積土本身強度較低，加之雨水入滲使其強度進一步大大降低，使得土體滑動力超過土的強度，于是山坡土體發(fā)生滑動。土體滑動力超過土的強度，于是山坡土體發(fā)生滑動。Early 1972 滑坡前滑坡前阪神大地震中地基液化神戶碼頭：神戶碼頭：地震引起大面積砂土地基液化后產(chǎn)生很大的側(cè)向變形和沉降，大量的建筑物倒塌或遭到嚴重損傷 液化：松砂地基

13、在振動荷載作液化：松砂地基在振動荷載作用下用下喪失強度變成流動狀態(tài)喪失強度變成流動狀態(tài)的的一種現(xiàn)象一種現(xiàn)象阪神大地震中地基液化神戶碼頭：神戶碼頭：沉箱式岸墻因砂土地基液化失穩(wěn)滑入海中比薩斜塔目前：目前：塔向南傾斜，南北兩端沉降差塔向南傾斜，南北兩端沉降差1.80m， 塔頂離中心線已達塔頂離中心線已達5.27m，傾斜，傾斜5.51360：再復工，至再復工，至1370年竣工，全塔共年竣工，全塔共8層，高度為層，高度為55m1272：復工，經(jīng)復工，經(jīng)6年，至年，至7層，高層，高48m，再，再停工停工1178：至至4層中，高約層中，高約29m，因傾斜停工，因傾斜停工1173：動工動工原因：原因：地基持

14、力層為粉砂，下面為粉土和粘土地基持力層為粉砂，下面為粉土和粘土層，強度較低，層，強度較低，變形較大變形較大。1590:1590: 伽利伽利略在此塔做略在此塔做落體實驗落體實驗 比薩斜塔1838-1839：挖環(huán)形基坑卸載1933-1935：基坑防水處理 基礎(chǔ)環(huán)灌漿加固1990年年1月月: 封閉1992年年7月：月：加固塔身，用壓重 法和取土法進行地 基處理目目 前前: 已向游人開放。 處理措施虎丘塔問題：問題：塔身向東北方向嚴重傾斜，塔塔身向東北方向嚴重傾斜，塔 頂離中心線已達頂離中心線已達2.31m2.31m，底層，底層 塔身發(fā)生不少裂縫，成為危險塔身發(fā)生不少裂縫，成為危險 建筑物而封閉。建筑

15、物而封閉。概況：概況：位于蘇州市虎丘公園山頂，落成位于蘇州市虎丘公園山頂，落成于宋太祖建隆二年（公元于宋太祖建隆二年（公元961961年）。全年）。全塔塔7 7層，高層，高47.5m47.5m，塔的平面呈八角形。，塔的平面呈八角形。原因：原因：坐落于不均勻粉質(zhì)粘土層上，坐落于不均勻粉質(zhì)粘土層上， 產(chǎn)生產(chǎn)生不均勻沉降不均勻沉降。處理：處理：在塔四周建造一圈樁排式地下在塔四周建造一圈樁排式地下 連續(xù)墻并對塔周圍與塔基進行連續(xù)墻并對塔周圍與塔基進行 鉆孔注漿和打設(shè)樹根樁加固塔鉆孔注漿和打設(shè)樹根樁加固塔 身，獲得成功。身，獲得成功。關(guān)西機場 世界最大人工島19861986年：年：開工開工1990199

16、0年：年：人工島完成人工島完成19941994年：年：機場運營機場運營面積：面積：4370m4370m1250m1250m填筑量：填筑量6m m3 3平均厚度：平均厚度：33m33m關(guān)西機場設(shè)計時預測沉降：設(shè)計時預測沉降：5.75.77.5 m7.5 m完成時實際沉降：完成時實際沉降：8.1 m8.1 m，5cm/5cm/月月(1990(1990年年) )目前實際沉降：目前實際沉降： 11.5 m預測主固結(jié)完成：預測主固結(jié)完成：2020年后年后比設(shè)計超填：比設(shè)計超填： 3m3m問題：沉降大且有不均勻沉降Teton壩壩概況：概況：土壩，高土壩，高90m90m，長，長10

17、00m1000m，建于，建于1972-751972-75年，年，19761976年年6 6月失事月失事?lián)p失：損失：直接直接80008000萬美元，起萬美元，起訴訴55005500起，起，2.52.5億美元，億美元，死死1414人，受災(zāi)人，受災(zāi)2.52.5萬人，萬人，6060萬畝土地，萬畝土地，3232公里公里鐵路鐵路原因：原因：滲透破壞水力劈裂滲透破壞水力劈裂Teton壩壩1976年6月5日上午10:30左右，下游壩面有水滲出并帶出泥土。Teton壩壩1111：0000左右洞口不斷擴大并向壩頂靠近，泥水流量增加TetonTeton壩壩11:30洞口繼續(xù)向上擴大，泥水沖蝕了壩基，主洞的上方又出現(xiàn)

18、一滲水洞。流出的泥水開始沖擊壩趾處的設(shè)施。11：50左右洞口擴大加速，泥水對壩基的沖蝕更加劇烈。TetonTeton壩壩11:57 壩坡坍塌，泥水狂瀉而下TetonTeton壩壩12：00過后坍塌口加寬TetonTeton壩壩洪水掃過下游谷底，附近所有設(shè)施被徹底摧毀TetonTeton壩壩失事現(xiàn)場目前的狀況TetonTeton壩壩九江大堤決口潰口原因：潰口原因：堤基管涌堤基管涌1998年8月7日13:10發(fā)生管涌險情，20分鐘后，在堤外迎水面找到2處進水口又過20分鐘，防水墻后的土堤突然塌陷出1個洞，5 m寬的堤頂隨即全部塌陷，并很快形成一寬約62m的潰口。 長江堤防工程堤基管涌發(fā)生發(fā)展過程示

19、意圖長江堤防工程堤基管涌發(fā)生發(fā)展過程示意圖砂砂環(huán)環(huán)管管涌涌口口粘性土粘性土砂性土砂性土滲水滲水雜填土雜填土管涌：管涌：在滲流作用下，無粘性土體中的細小顆粒，在滲流作用下，無粘性土體中的細小顆粒，通過土的孔隙，發(fā)生移動或被水流帶出的現(xiàn)象。通過土的孔隙，發(fā)生移動或被水流帶出的現(xiàn)象。 堤基管涌管涌砂環(huán)砂性土堤基管涌破壞示意圖砂性土堤基管涌破壞示意圖管涌破壞當管涌發(fā)生時，滲當管涌發(fā)生時，滲流將導致向源侵蝕，流將導致向源侵蝕，使堤防基礎(chǔ)下部出使堤防基礎(chǔ)下部出現(xiàn)滲流通道現(xiàn)滲流通道當水頭差足夠大時，當水頭差足夠大時，侵蝕將加速并掏挖堤侵蝕將加速并掏挖堤防基礎(chǔ)。形成通道后防基礎(chǔ)。形成通道后極易引起潰決極易引起

20、潰決（一）巖土工程勘察（一）巖土工程勘察 巖土工程勘察規(guī)范 GB-500021-94 適用于除水利工程、公路工程、鐵路工程、核電站工程以外的工程建設(shè)巖土工程勘察 公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范 JTJ064-98 港口工程地質(zhì)勘察規(guī)范 JTJ240-97 水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范 GB50287-99 鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范推薦規(guī)范 甲級甲級 乙級乙級 丙級丙級1 1 目的目的2 2 勘察類型勘察類型3 3 勘探方法勘探方法4 4 成果成果查清地質(zhì)構(gòu)造，為工程設(shè)計提供依據(jù)查清地質(zhì)構(gòu)造，為工程設(shè)計提供依據(jù)下臥層下臥層持力層（受力層）持力層（受力層）地地基基基基礎(chǔ)礎(chǔ)FG主要受力層Dq = D均布荷載 地基勘察

21、內(nèi)容地基勘察內(nèi)容勘探目的：勘探目的：了解地基的工程地質(zhì)和水文條件，為確了解地基的工程地質(zhì)和水文條件，為確定地基承載力和進行基礎(chǔ)設(shè)計提供依據(jù)定地基承載力和進行基礎(chǔ)設(shè)計提供依據(jù)1 資料資料 平面圖和地形圖平面圖和地形圖 建筑物形式和荷載建筑物形式和荷載 管線，地下室管線，地下室2、勘察類型、勘察類型 可行性研究勘察可行性研究勘察(選址勘察選址勘察) 初步勘察初步勘察 詳細勘察詳細勘察 施工勘察施工勘察2、勘察內(nèi)容、勘察內(nèi)容 土層分布，水平位置和深度土層分布，水平位置和深度 每層土物理力學性質(zhì)每層土物理力學性質(zhì) e , c Es 地下水位置及性質(zhì)地下水位置及性質(zhì) 其他地質(zhì)問題：古滑坡，古墓，其他地質(zhì)

22、問題：古滑坡，古墓， 洞穴，老河道古井洞穴，老河道古井雜填雜填 泥炭泥炭粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土粘土粘土砂礫石砂礫石 布點布點 一般性勘察：針對持力層，平面一般性勘察：針對持力層，平面 (11.5)b (34)b 2050 m 控制性勘察：壓縮層，比一般性勘察深控制性勘察：壓縮層，比一般性勘察深雜填雜填 泥炭泥炭粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土粘土粘土砂礫石砂礫石 泥炭粉質(zhì)粘土粘土砂礫石雜填物探地球物理勘探物探地球物理勘探坑探明挖坑探明挖鉆探鉆孔鉆探鉆孔觸探觸探 重點重點現(xiàn)場測試原位試驗現(xiàn)場測試原位試驗 重點重點室內(nèi)試驗室內(nèi)試驗物探物探:根據(jù)如密度、導電性等物理性質(zhì)的差別，勘測根據(jù)如密度、導電性等物理性質(zhì)的差別，勘測

23、地層分布、地質(zhì)構(gòu)造和地下水位置地層分布、地質(zhì)構(gòu)造和地下水位置方法方法:重力場重力場,磁電場磁電場,聲聲,彈性波彈性波,放射性勘探放射性勘探,地地震勘探震勘探(規(guī)范規(guī)范,剪切波速剪切波速)優(yōu)點優(yōu)點:簡單迅速簡單迅速缺點缺點:間接判斷間接判斷, 較大范圍較大范圍. 優(yōu)點優(yōu)點: :直觀直觀, , 取原狀樣，蘭旗營取原狀樣，蘭旗營9m9m坑坑 缺點缺點: : 一般一般34m, 34m, 地下水以下危險地下水以下危險, ,最常用的辦法最常用的辦法,可達可達100m以下以下劃分地層劃分地層確定地下水確定地下水取樣取樣可以結(jié)合原位試驗可以結(jié)合原位試驗回轉(zhuǎn)式鉆機回轉(zhuǎn)式鉆機回轉(zhuǎn)式鉆機回轉(zhuǎn)式鉆機泥漿槽泥漿槽沉淀槽

24、沉淀槽觸探法能劃分土層，現(xiàn)場連續(xù)測觸探法能劃分土層，現(xiàn)場連續(xù)測定土性，地基承載力、樁側(cè)壁阻定土性，地基承載力、樁側(cè)壁阻力和樁端阻力，土抗液化能力力和樁端阻力，土抗液化能力(1) 動力觸探動力觸探管狀探頭管狀探頭 標準貫入試驗標準貫入試驗SPT, 63.5 kg錘錘, 76cm落距落距,貫入深度貫入深度30cm的擊數(shù)的擊數(shù), N 63.5錐狀探頭錐狀探頭28kg錐狀探頭錐狀探頭穿心錘穿心錘錘墊錘墊觸探桿觸探桿貫入器頭貫入器頭出水孔出水孔貫入器身貫入器身貫入器靴貫入器靴標準貫入試驗標準貫入試驗動力觸探SPT用測得的垂擊數(shù)用測得的垂擊數(shù)N，判定砂土的密實度或，判定砂土的密實度或粘性土的密度，確定地基

25、和單樁的承載力；還粘性土的密度，確定地基和單樁的承載力；還可評定砂土的抗液化能力。標準貫入試驗適用可評定砂土的抗液化能力。標準貫入試驗適用于砂性土與粘性土。于砂性土與粘性土。 動力觸探動力觸探管狀探頭管狀探頭 標準貫入試驗標準貫入試驗SPT錐狀探頭 輕型輕型10 kg中型中型 28kg重型重型 63.5kg 碎石碎石,礫石地層礫石地層特重型特重型 120kg中型動力觸探中型動力觸探28kg輕型動力觸探輕型動力觸探10kg穿心錘穿心錘錘墊錘墊觸探桿觸探桿尖錘頭尖錘頭錐狀探頭錐狀探頭重型動力觸探重型動力觸探63.5kg1 靜力觸探是可以迅速、靜力觸探是可以迅速、連續(xù)的反映土質(zhì)變化連續(xù)的反映土質(zhì)變化

26、2 劃分土層劃分土層, 確定承載力、確定承載力、壓縮性、不排水抗剪強度、壓縮性、不排水抗剪強度、砂土密實度等砂土密實度等3 靜力觸探適用于粘性土靜力觸探適用于粘性土和砂類土和砂類土(2) 靜力觸探靜力觸探 靜力觸探靜力觸探 單橋探頭單橋探頭 端部端部Ps=Q/A Ps=Q/A 比貫入阻力比貫入阻力雙橋探頭雙橋探頭 端部和側(cè)壁端部和側(cè)壁土的密實度土的密實度壓縮性壓縮性強度強度樁和地基的承載力樁和地基的承載力電纜電纜傳感器傳感器傳感器傳感器傳感器傳感器單橋探頭單橋探頭雙橋探頭雙橋探頭帶靜力觸探旁壓儀帶靜力觸探旁壓儀靜力將金屬探頭壓入土中，測定探頭所受到的阻力靜力將金屬探頭壓入土中，測定探頭所受到的

27、阻力 十字板十字板 Vane Shear飽和軟粘土飽和軟粘土 載荷板試驗載荷板試驗Loading Plate深淺均可深淺均可 旁壓儀旁壓儀 Pressuremeter 較深地基較深地基m ax223fMDDH Mmax=FLFFHD千斤頂千斤頂荷載板荷載板載荷板試驗載荷板試驗荷載板尺寸荷載板尺寸0.5 0.5m, 0.71 0.71m, 1.0 1.0m試驗不少于試驗不少于3點點荷載荷載8-10級級每級每級荷載荷載穩(wěn)定的標準穩(wěn)定的標準承載力的特征值承載力的特征值現(xiàn)場載荷試驗現(xiàn)場載荷試驗荷載板荷載板地基破壞的判定地基破壞的判定(1)明顯側(cè)向擠出或發(fā)生明顯側(cè)向擠出或發(fā)生裂紋裂紋(2)荷載增量很小荷

28、載增量很小,沉降急沉降急劇增加劇增加,(3)某級荷載增量下某級荷載增量下,24小小時內(nèi)沉降不能穩(wěn)定時內(nèi)沉降不能穩(wěn)定(4)s/b0.06的荷載作為的荷載作為破壞荷載破壞荷載載荷試驗載荷試驗 pu (kPa)pcrS (mm)荷載沉降曲線荷載沉降曲線比例界限比例界限pcr當當puPe(脹）；膨脹變形量Se0.泵站地基按砂墊層計算，同時加密底層板鋼筋；站身改為現(xiàn)澆混凝土，并增加封頂鋼筋，下游翼墻原設(shè)計為扶壁式鋼筋混凝土擋土墻，后改為重力式漿砌塊石擋土墻，同時加寬地板尺寸以增加抗滑和抗傾穩(wěn)定性，減小地基反力增加地基強度儲備。 泵站基礎(chǔ)完成后，在基礎(chǔ)前進行了靜力觸探試驗，曲線表明原狀土體的比貫入阻力為4

29、.2MPa,而基礎(chǔ)下比貫入阻力僅1.11.5MPa，影響深度2.0m左右，尤以1.01.5m范圍內(nèi)嚴重。泵站建成后進行了沉降觀測，最大沉降量32.1mm，最小25.3mm,沉降差6.8mm;沉降量和最大容許沉降差均符合規(guī)范要求. 樁基礎(chǔ)類型的選擇 樁徑、樁長的擬定 確定基樁的根數(shù)及其在平面的布置 樁基礎(chǔ)設(shè)計方案檢驗 樁基礎(chǔ)設(shè)計計算步驟與程序 承臺底面的標高應(yīng)根據(jù)樁的受力情況，樁的剛度和地形、地質(zhì)、水流、施工等條件確定。 承臺低穩(wěn)定性較好，但在水中施工難度較大，因此可用于季節(jié)性河流，沖刷小的河流或岸灘上墩臺及旱地上其他結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)。 當承臺埋于凍脹土層中時，為了避免由于土的凍脹引起樁基礎(chǔ)的損壞，承

30、臺底面應(yīng)位于凍結(jié)線以下不少于0.25m。 對于常年有流水、沖刷較深，或水位較高，施工排水困難，在受力條件允許時，應(yīng)盡可能采用高樁承臺。 承臺如在水中、在有流冰的河道，承臺底面應(yīng)位于最低冰層底面以下不少于0.25m;在有其他漂流物或通航的河道，承臺底面也應(yīng)適當放低，以保證基樁不會直接受到撞擊，否則應(yīng)設(shè)置防撞裝置。 采用木樁時，由于木材在濕度經(jīng)常變化的環(huán)境容易腐朽，承臺內(nèi)木樁頂應(yīng)位于最低水位以下至少0.3m。當作用在樁基礎(chǔ)上的水平力和彎矩較大，或樁側(cè)土質(zhì)較差，為減少樁身所受的內(nèi)力可適當降低承臺底面，為節(jié)省墩合身圬工數(shù)量，則可適當提高承臺底面。 柱樁與摩擦樁的選擇主要根據(jù)地質(zhì)和受力情況確定。 柱樁樁

31、基礎(chǔ)承載力大，沉降量小，較為安全可靠，因此當基巖埋深較淺時應(yīng)考慮采用柱樁樁基。 若適宜的巖層埋置較深或受到施工條件的限制不宜采用柱樁時，則可采用摩擦樁。 但在同一樁基礎(chǔ)中不宜同時采用柱樁和摩擦樁，同時也不宜采用不同材料、不同直徑和長度相差過大的樁，以避免樁基產(chǎn)生不均勻沉降或喪失穩(wěn)定性。 當采用柱樁時，除樁底支承在基巖上(即柱承樁)外，如覆蓋層較薄，或水平荷載較大時，還需將樁底端嵌入基巖中一定深度成為嵌巖樁，以增加樁基的穩(wěn)定性和承載能力。為保證嵌巖樁在橫向荷載作用下的穩(wěn)定性，需嵌入基巖的深度與樁嵌固處的內(nèi)力及樁周巖石強度有關(guān)，應(yīng)分別考慮彎矩和軸向力要求，由要求較大的來控制設(shè)計深度。考慮彎矩時，可

32、用下述近似方法確定。 作如左圖所示的假設(shè)，即忽略嵌固處水平剪力影響，樁在巖層表面處彎矩MB作用下，繞嵌入深度h的1/2處轉(zhuǎn)動；偏安全地不計樁底與巖石的摩阻力；不考慮樁底抵抗彎矩，MB由樁側(cè)巖層產(chǎn)生的水平抗力平衡。并考慮到樁側(cè)為圓性狀曲面，其四周受力不均勻，假定最大應(yīng)力為平均應(yīng)力的1.27倍。 由以上假設(shè)，根據(jù)靜力平衡條件(M=0)，便可 列出下式： MH=1/2max/1.27dh/22h/3 因此 為了保證樁在巖層中嵌固牢靠，對樁周巖層產(chǎn)生的最大側(cè)向壓應(yīng)力不應(yīng)超過巖石的側(cè)向容許抗力=1/KRc(K為安全系數(shù)，K=2)，所以得圓形截面柱樁嵌入巖層的最小深度計算公式如下： 上式中：h 樁嵌入巖層

33、的最小深度(m) d 嵌巖樁嵌巖部分的設(shè)計直徑(m) MH 在巖層頂面處的樁身彎矩(kNm)，計算方法見本章第五節(jié); 巖石垂直極限抗壓強度換算為水平極限抗壓強度的折減系數(shù)=0.51.0，巖層側(cè)面節(jié)理發(fā)達的取小值，節(jié)理不發(fā)達的取大值; Rc 天然濕度的巖石單軸極限抗壓強度(kPa)。由于式(3-114)中作了如上一些簡化假設(shè)，且Rc值規(guī)定取法也偏安全，因此使用此式時，可結(jié)合具體情況考慮。考慮樁底軸向力計算嵌巖深度時，可按前面式(3-13)計算。為保證嵌固牢靠，在任何情況下均不計風化層，嵌入巖層最小深度不應(yīng)小于0.5m。 單排樁樁基與多排樁樁基的確定： 主要根據(jù)受力情況，并與樁長、樁數(shù)的確定密切相

34、關(guān)。 多排樁穩(wěn)定性好，抗彎剛度較大，能承受較大的水平荷載，水平位移小，但多排樁的設(shè)置將會增大承臺的尺寸，增加施工困難，有時還影響航道; 單排樁與此相反，能較好地與柱式墩臺結(jié)構(gòu)形式配用，可節(jié)省圬工，減小作用在樁基的豎向荷載。 因此，當橋跨不大、橋高較矮時，或單樁承載力較大，需用樁數(shù)不多時常采用單排排架式基礎(chǔ)。 公路橋梁自采用了具有較大剛度的鉆孔灌注樁后，選用蓋梁式承臺雙柱或多柱式單排墩臺樁柱基礎(chǔ)也較廣泛，對較高的橋臺，拱橋橋臺，制動墩和單向水平推力墩基礎(chǔ)則常需用多排樁。 在樁基受有較大水平力作用時，無論是單排樁還是多排樁，若能選用斜樁或豎直樁配合斜樁的形式則將明顯增加樁基抗水平力的能力和穩(wěn)定性。

35、 至于設(shè)計時將樁基按施工方式或按材料從打入樁、震動沉入樁、沉管灌注樁、鉆(挖)孔灌注樁、管柱基礎(chǔ)、鋼筋混凝土樁、預應(yīng)力混凝土樁、鋼管樁等樁型的選擇應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況、上部結(jié)構(gòu)要求和施工技術(shù)設(shè)備條件等確定。所選定的樁型的施工工藝應(yīng)適用于該地質(zhì)條件，確保樁的質(zhì)量，并具有技術(shù)合理性和經(jīng)濟優(yōu)越性。 樁徑與樁長的設(shè)計即基樁的外部尺寸的設(shè)計，它應(yīng)綜合考慮荷載的大小、土層性質(zhì)及樁周土阻力狀況、樁基類型與結(jié)構(gòu)特點、樁的長徑比、以及施工設(shè)備與技術(shù)條件等因素優(yōu)選確定，力求做到既滿足使用要求又造價經(jīng)濟，最有效地利用和發(fā)揮地基土和樁身材料的承載性能。 設(shè)計時常先擬定尺寸，然后通過基樁計算和驗算，視所擬定的尺寸是否經(jīng)濟合理

36、，再作最后確定。 (一)樁徑擬定 當樁的類型選定后，樁的橫截面(樁徑)可根據(jù)各類樁的特點與常用尺寸(見本章第二節(jié))，并考慮上述因素選擇確定。 (二)樁長擬定 樁長確定的關(guān)鍵在于選擇樁底持力層，因為樁底持力層對于樁的承載力和沉降有著重要影響，設(shè)計時可先根據(jù)地質(zhì)條件選擇適宜的樁底持力層初步確定樁長，并應(yīng)考慮施工的可能性(如打樁設(shè)備能力或鉆進的最大深度等)。 一般總希望把樁底置于巖層或堅實的士層上，以得到較大的承載力和較小的沉降量。如在施工條 件容許的深度內(nèi)沒有堅實土層存在，應(yīng)盡可能選擇壓縮性較低、強度較高的土層作為持力層，要避免把樁底坐落在軟土層上或離軟弱下臥層的距離太近，以免樁基礎(chǔ)發(fā)生過大的沉降

37、。 對于摩擦樁，有時樁底持力層可能有多種選擇，此時確定樁長與樁數(shù)兩者相互牽連，遇此情況，可通過試算比較，選用較合理的樁長。摩擦樁的樁長不應(yīng)擬定太短，一般不宜小于4m。因為樁長過短則達不到設(shè)置樁基把荷載傳遞到深層或減小基礎(chǔ)下沉量的目的，且必然增加樁數(shù)很多、擴大了承臺尺寸。也影響施工的進度。此外，為保證發(fā)揮摩擦樁樁底土層支承力，樁底端部應(yīng)插入樁底持力層一定深度(插入深度與持力層土質(zhì)、厚度及樁徑等因素有關(guān))一般不宜小于lm。 (一)樁的根數(shù)估算 一個基礎(chǔ)所需樁的根數(shù)可根據(jù)承臺底面上的豎向荷載和單樁容許承載力按下式估算： n=N/P 式中：n 樁的根數(shù)； N 作用在承臺底面上的豎向荷載(kN)； P

38、單樁容許承載力(kN)； 考慮偏心荷載時各樁受力不均而適當增加樁數(shù)的經(jīng)驗系數(shù)，可取=1.11.2。確定基樁的根數(shù)及其在平面的布置確定基樁的根數(shù)及其在平面的布置 估算的樁數(shù)是否合適，尚待驗算各樁的受力狀況后驗證確定。 樁數(shù)的確定理應(yīng)還須考慮滿足樁基礎(chǔ)水平承載力要求的問題。若有水平靜載試驗資料，可用各單樁水平承載力之和作為樁基礎(chǔ)的水平承載力(為偏安全考慮)來驗核按式(上式)估算的樁數(shù)，但一般情況下，樁基水平承載力是由基樁的材料強度所控制，可對基樁的結(jié)構(gòu)強度設(shè)計(如鋼筋混凝土樁的配筋設(shè)計與截面強度驗算)來滿足，所以樁數(shù)仍以上式來估算。此外，樁數(shù)的確定與承臺尺寸、樁長和樁的間距的確定相關(guān)連，確定時應(yīng)綜

39、合考慮。 (二) 樁的間距確定 考慮樁與樁側(cè)土的共同作用條件和施工的需要，對樁軸線中心距離(樁的間應(yīng)有一定的要求。 鉆(挖)孔灌注樁的摩擦樁中心距不得小于2.5倍成孔直徑，支承或嵌固在巖層的柱樁中心距不得小于2.0倍的成孔直徑(矩形樁為邊長)，樁的最大中心距一般也不超過5-6倍樁徑。 打入樁的中心距不應(yīng)小于樁徑(或邊長)的從3.0倍，在軟土地區(qū)尚宜適當增加。 如設(shè)有斜樁，樁的中心距在樁底處不應(yīng)小于樁徑的3.0倍，在承臺底面不小于樁徑的1.5倍;若用振動法沉入砂土內(nèi)的樁，在樁底處的中心距不應(yīng)小于樁徑的4.0倍。 管柱的中心距一般為管柱外徑的2.03.0倍(摩擦樁)或2.0倍(柱樁)。 為了避免承

40、臺邊緣距樁身邊近而發(fā)生破裂，并考慮樁頂位置允許的偏差，邊樁外側(cè)到承臺邊緣的距離，對于樁徑小于或等于1.0m的樁不應(yīng)小于0.5倍樁徑，且不小于0.25m對于樁徑大于1.0m的樁不應(yīng)小于0.3倍樁徑并不小于0.5m(蓋梁不受此限)。 (三)樁的平面布置 樁數(shù)確定后，可根據(jù)樁基受力情況選用單排樁樁基或多排樁樁基。 多排樁的排列形式常采用： 行列式(左圖a) 有利于施工。 梅花式(左圖b) 在相同的承臺底面積，可排列較多的基樁。 樁基礎(chǔ)中基樁的平面布置，除應(yīng)滿足上述的最小樁距等構(gòu)造要求外，還應(yīng)考慮基樁布置對樁基受力有利。 為使各樁受力均勻，充分發(fā)揮每根樁的承載能力，設(shè)計布置時應(yīng)盡可能使樁群橫截面的重心

41、與荷載合力作用點重合或接近，通常橋墩樁基礎(chǔ)中基樁采取對稱布置，而橋臺多排樁樁基礎(chǔ)視受力情況在縱橋向采用非對稱布置，當作用于樁基的彎矩較大時，宜盡量將樁布置在離承臺形心較遠處，采用外密內(nèi)疏的布置方式，以增大基樁對承臺形心或合力作用點的慣性矩，提高樁基的抗彎能力。 此外，基樁布置還應(yīng)考慮使承臺受力較為有利，例如樁柱式墩臺應(yīng)盡量使墩柱軸線與基樁軸線重合，蓋梁式承臺的樁柱布置應(yīng)使蓋梁發(fā)生的正負彎矩接近或相等，以減小承臺所承受的彎曲應(yīng)力。 根據(jù)上述原則所擬定的樁基礎(chǔ)設(shè)計方案應(yīng)進行檢驗，即對樁基礎(chǔ)的強度、變形和穩(wěn)定性進行必要的驗算，以驗證所擬定的方案是否合理，需否修改，能否優(yōu)選成為較佳的設(shè)計方案。為此，應(yīng)

42、計算基礎(chǔ)及其組成部件(基樁與承臺)在與驗算項目相應(yīng)的最不利荷載組合下所受到的作用力及相應(yīng)產(chǎn)生的內(nèi)力與位移(計算方法見本章第五節(jié))，作下列各項驗算： 1單樁軸向承載力檢驗 (1)按地基土的支承力確定和驗算單樁軸向承載力。 目前通常仍采用單一安全系數(shù)即容許應(yīng)力法進行驗算。首先根據(jù)地質(zhì)資料確定單樁軸向容許承載力，對于一般性橋梁和結(jié)構(gòu)物，或在各種工程的初步設(shè)計階段可按經(jīng)驗(規(guī)范)公式計算;而對于大型、重要橋梁或復雜地基條件還應(yīng)通靜載試驗或其他方法，并作詳細分析比較，較準確合理地確定。隨后，驗算單樁容許承載力，應(yīng)以最不利荷載組合計算出受軸向力最大的一根基樁進行驗算(見本章第四節(jié))。 (2)按樁身材料強度

43、確定和檢驗單樁承載力。 檢驗時，把樁作為一根壓彎構(gòu)件，按概率極限狀態(tài)設(shè)計方法以承載能力極限狀態(tài)驗算樁身壓屈穩(wěn)定和截面強度，以正常使用極限狀態(tài)驗算樁身裂縫寬度（見本章第四節(jié)）， 2單樁橫向承載檢驗 當有水平靜載試驗資料時可以直接檢驗樁的水平容許承載是否滿足地面處水平力作用，一般情況下樁身還作明有彎矩，或無水平靜載試驗資料時，均應(yīng)驗算樁身截面強度（見本章第四節(jié)）。對于預制樁還應(yīng)驗算樁起吊、運輸時樁身強度(見本章第二節(jié))。 3單樁水平位移檢驗 現(xiàn)行規(guī)范未直接提及樁的水平位移驗算，但規(guī)范規(guī)定需作墩臺頂水平位移驗算，在荷載作用下，墩臺水平位移值的大小，除了與墩臺本身材料受力變位外，取抉柱樁的水平位移及轉(zhuǎn)

44、角，因此墩臺頂水平位移驗算包含了對單樁水平位移檢驗。在荷載作用下，墩臺頂水平位移不應(yīng)超過規(guī)定的容許值即0.5L (cm)，其中L為橋孔跨徑(以m計)。此外公橋基規(guī)可給出的地基土比例系數(shù)m值，是用于結(jié)構(gòu)物在地面處水平位移最大值不超過6mm，水平位移較大時適當降低。因此，當采用規(guī)范給出的m值時，應(yīng)計算地面處樁身的水平位移并對比規(guī)范要求，評定設(shè)計所取值是否合適。 4彈性樁單樁樁側(cè)土的水平向土抗力強度檢驗 正如前述此項需否檢驗?zāi)壳吧袩o一致意見，考慮此項檢驗的目的在于保證樁側(cè)土的穩(wěn)定而不發(fā)生塑性破壞，予以安全儲備，并確保樁側(cè)土處于彈性狀態(tài)，符合彈性地基梁法理論上的假設(shè)要求。檢驗時要求是樁側(cè)土產(chǎn)生的最大土

45、抗力不應(yīng)超過其容許值。 當摩擦樁群樁基礎(chǔ)的基樁中心距小于6倍樁徑時，需檢驗群樁基礎(chǔ)的承載力，包括樁底持力層承載力驗算及軟弱下臥層的強度驗算;必要時還須驗算樁基沉降量，包括總沉降量和相鄰墩臺的沉降差。 承臺作為構(gòu)件，一般應(yīng)進行局部受壓、抗沖剪、抗彎和抗剪強度驗算(見本章第七節(jié))。 綜合上述，樁基礎(chǔ)設(shè)計是一個系統(tǒng)工程工作，包含著方案設(shè)計與施工圖設(shè)計。為取得良好的技術(shù)與經(jīng)濟效果，有時(尤其對大橋或特大橋)應(yīng)作幾種方案比較或?qū)σ褦M定方案修正使施工圖設(shè)計成為方案設(shè)計的實施與保證。為闡明樁基礎(chǔ)設(shè)計與計算的整個過程，現(xiàn)以下圖來說明，也作為本章內(nèi)容的扼要概括。 樁基礎(chǔ)設(shè)計樁基礎(chǔ)設(shè)計計算步驟與程序計算步驟與程序

46、 1、按承載性質(zhì)分 摩擦型樁 端承型樁 2、按樁的制作工藝分 預制樁 現(xiàn)澆樁 3、按材料分 4、按成樁方法分等 1、打入法采用打樁機 2、 壓入法 采用壓樁機 樁基打入時以及打樁結(jié)束后常會碰到的問題，原因是什么？該如何處理？ 打壞打壞 打歪打歪 打不下打不下 1、打樁時，樁的頂部 由于直接受到?jīng)_擊而 產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力 -頂部的配筋應(yīng) 做特別的處理。 2、樁身的混凝土保護層太厚-主筋需擺正 3、樁墊材料選用不合適或打壞-采用材質(zhì)均勻、強度高、彈性好的樁墊 4、樁的頂面與樁的軸線不垂直，局部受沖擊-保證垂直度，及時糾正 5、過打現(xiàn)象。（由于樁尖通過硬層等原因，使樁下沉速度慢而施打時間長，錘擊次數(shù)

47、多或沖擊能量過大）-分析土質(zhì)，改善操作方法 6、樁身的混凝土強度不高，或未達到養(yǎng)護期，影響了樁的強度。-加鋼夾箍用螺栓拉緊焊牢 1、原因 （1）樁頂不平、等樁的質(zhì)量問題， （2）與操作有關(guān)，如：初入土時，樁身就歪斜，未及時糾正就施打。 2、處理方法 1、保證打樁機的導架的垂直度 2、樁尖要對準樁位，樁頂和樁帽要正確結(jié)合 3、剛打時，要采用小落距，邊打邊檢查，穩(wěn)定后在按要求的落距打 4、樁頂不平，產(chǎn)生樁尖偏心-保證樁的質(zhì)量 1、樁頂或樁身已打壞，無法有效地傳遞荷載 -拔出樁，與設(shè)計部門協(xié)商，再做處理。 2、土層中夾有較厚的砂層或其它硬土層，或者遇上鋼渣、孤石等障礙物，仍進行盲目施打。 -同設(shè)計勘

48、探部門共同研究解決砂或硬土 3、由于土的固結(jié)作用，使樁身周圍的土與樁牢固結(jié)合，鋼筋混凝土樁變成了直徑很大的土樁而承受荷載，很難繼續(xù)將樁打下去-應(yīng)在準備條件完善的前提 下，保證連續(xù)施打 4、一樁打下，鄰樁上升。（由于樁身土體受到擠密和擾動，容易造成近地面的地表面隆起和水平移動-改變打樁的順序，由中間向兩邊對稱施打或中間向四周施打 1、特點 土體擠壓造成土體隆起和位移，對周圍建筑物等存在危險，且噪音大 2、措施 開挖防震溝，搭隔離板樁等 樁基礎(chǔ)是深基礎(chǔ)應(yīng)用最多的一種基礎(chǔ)形式，它由若干個沉入土中的樁和連接樁頂?shù)某信_或承臺梁組成。 樁的作用是將上部建筑物的荷載傳遞到深處承載力較強的土層上，或?qū)④浫跬翆?/p>

49、擠密實以提高地基土的承載能力和密實度。 一、樁基工程施工樁按受力情況分為端承樁和摩擦樁兩種 樁按施工方法分為預制樁和灌注樁v預制樁預制樁根據(jù)沉入土中的方法，可分打入樁、水沖沉樁、振動沉樁和靜力壓樁等；v灌注樁灌注樁是在樁位處成孔，然后放入鋼筋骨架，再澆筑混凝土而成的樁。灌注樁按成孔方法不同，有鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁、沖孔灌注樁、套管成孔灌注樁及爆擴成孔灌注樁等。 鋼筋混凝土預制樁：鋼筋混凝土預制樁：在預制構(gòu)件廠或施工現(xiàn)場預制，用沉樁設(shè)備在設(shè)計位置上將其沉入土中，其特點：堅固耐久，不受地下水或潮濕環(huán)境影響，能承受較大荷載，施工機械化程度高，進度快，能適應(yīng)不同土層施工。 鋼筋混凝土預制樁是我國目前

50、廣泛采用的一種樁型。鋼筋混凝土預制樁有方形實心斷面樁和圓柱體空心斷面樁。 鋼筋混凝土預制樁施工前，應(yīng)根據(jù)施工圖設(shè)計要求、樁的類型、成孔過程對土的擠壓情況、地質(zhì)探測和試樁等資料，制定施工方案。其主要內(nèi)容包括：確定施工方法，選擇打樁機械，確定打樁順序，樁的預制、運輸，以及沉樁過程中的技術(shù)和安全措施。1.1 1.1 施工準備施工準備 場地平整及周邊障礙物處理 定樁位及埋設(shè)水準點 依據(jù)施工圖設(shè)計要求，把樁基定位軸線樁的位置在施工現(xiàn)場準確地測定出來，并作出明顯的標志。在打樁現(xiàn)場附近設(shè)置24個水準點，用以抄平場地和作為檢查樁入土深度的依據(jù)。樁基軸線的定位點及水準點，應(yīng)設(shè)置在不受打樁影響的地方。 樁帽、墊襯

51、和送樁設(shè)備機具準備 管樁及長度在10m以內(nèi)的方樁在預制廠制作，較長的方樁在打樁現(xiàn)場制作。 模板可以保證樁的幾何尺寸準確，使樁面平整挺直；樁頂面模板應(yīng)與樁的軸線垂直；樁尖四棱錐面呈正四棱錐體，且樁尖位于樁的軸線上；底模板、側(cè)模板及重疊法生產(chǎn)時，樁面間均應(yīng)涂刷好隔離層，不得粘結(jié)。 1.2 1.2 樁的制作、運輸、堆放樁的制作、運輸、堆放 鋼筋混凝土預制樁制作鋼筋、模板施工鋼筋骨架的主筋連接宜采用對焊；主筋接頭配置在同一截面內(nèi)數(shù)量不超過50%；同一根鋼筋兩個接頭的距離應(yīng)大于30d0并不小于500mm。樁頂和樁尖直接受到?jīng)_擊力易產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力，樁頂和樁尖鋼筋配置(如圖圖所示)應(yīng)作特殊處理。鋼筋骨架

52、制作允許偏差應(yīng)符合表表1 1的規(guī)定。 項序檢查項目允許偏差或允許值(mm) 檢查方法 主控項目1主筋距樁頂距離 5用鋼尺量2多節(jié)樁錨固鋼筋位置 5用鋼尺量3多節(jié)樁預埋鐵件 3用鋼尺量4主筋保護層厚度 5用鋼尺量一般項目1主筋間距 5用鋼尺量2樁尖中心線 10用鋼尺量3箍筋間距 20用鋼尺量4樁頂鋼筋網(wǎng)片 10用鋼尺量5多節(jié)樁錨固鋼筋長度 10用鋼尺量混凝土制作宜用機械攪拌、機械振搗；澆筑混凝土過程中應(yīng)嚴格保證鋼筋位置正確，樁尖應(yīng)對準縱軸線，縱向鋼筋頂部保護層不宜過厚，鋼筋網(wǎng)片的距離應(yīng)正確，以防錘擊時樁頂破壞及樁身混凝土剝落破壞。采用疊層法生產(chǎn)時，上層樁和鄰樁澆筑，必須在下層和鄰樁的混凝土強度達

53、到設(shè)計強度的30%以后才能進行。澆筑完畢后，立即加強養(yǎng)護，防止由于混凝土收縮產(chǎn)生裂縫，養(yǎng)護時間不少于7d。鋼筋混凝土預制樁的質(zhì)量檢驗標準應(yīng)符合表表2 2的規(guī)定。 鋼筋混凝土預制樁制作混凝土澆筑項序檢查項目允許偏差或允許值(mm) 檢查方法 單位數(shù)值主控項目1樁體質(zhì)量檢驗 按基樁檢測技術(shù)規(guī)范 按基樁檢測技術(shù)規(guī)范 2樁位偏差 見本表 用鋼尺量3承載力 按基樁檢測技術(shù)規(guī)范 按基樁檢測技術(shù)規(guī)范 一般項目1砂、石、水泥、鋼材等原材料(現(xiàn)場預制時) 符合設(shè)計要求 查出廠質(zhì)保文件或抽樣送檢 2混凝土配合比及強度(現(xiàn)場預制時) 符合設(shè)計要求檢查稱量及查試塊記錄 3成品樁外形 表面平整、顏色均勻、掉角深度10m

54、m，蜂窩面積小于總面積0.5% 直觀 表2 鋼筋混凝土預制樁的質(zhì)量檢驗標準 項序檢查項目允許偏差或允許值(mm) 檢查方法 單位數(shù)值一般項目4成品樁裂縫(收縮裂縫或起吊、裝、堆放引起的裂縫) 深 度 2 0 m m ， 寬 度 0.25mm，橫向裂縫不超過邊長的一半 裂縫測定儀，該基在地下水有侵蝕地區(qū)及錘擊數(shù)超過500擊的長樁不適用 5成品樁尺寸：橫截面邊長 樁頂對角線差 樁尖中心線 樁身彎曲矢高 樁頂平整度 mmmmmmmm5 1010L/10001.010L/1000秒表測定用鋼尺量 用鋼尺量 7硫磺膠泥接樁：膠泥澆筑時間 澆筑后停歇時間 minmin7秒表測定秒表測定8樁頂標高 mm50

55、 水準儀 9停錘標準 設(shè)計要求現(xiàn)場實測或查沉樁記錄 鋼筋混凝土預制樁應(yīng)達到設(shè)計強度的70%才可起吊；達到100%設(shè)計強度才能運輸和打樁。若提前吊運，必須采取措施并經(jīng)過驗算合格方可進行。 樁在起吊搬運時，必須做到平穩(wěn)，避免沖擊和振動，吊點應(yīng)同時受力，且吊點位置應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定。如無吊環(huán)，設(shè)計又未作規(guī)定時，綁扎點的數(shù)量及位置按樁長而定，應(yīng)符合起吊彎矩最小的原則，可按圖圖3 3所示的位置捆綁。1.3 1.3 打入法施工打入法施工 打入法打入法也稱錘擊法，是利用樁錘落到樁頂上的沖擊力來克服土對樁的阻力，使樁沉到預定的深度或達到持力層的一種打樁施工方法。 錘擊沉樁錘擊沉樁是混凝土預制樁常用的沉樁方法，它施

56、工速度快，機械化程度高，適用范圍廣，但施工時有沖撞噪聲和對地表層有振動，在城區(qū)和夜間施工有所限制。 1.3.1 1.3.1 打樁設(shè)備及選擇打樁設(shè)備及選擇 打樁設(shè)備包括樁錘樁錘、樁架樁架和動力裝置動力裝置。 (1) (1) 樁錘樁錘樁錘可選用落錘、汽錘、柴油打樁錘和振動錘。落錘一般由鑄鐵制成。有穿心 錘 和 龍 門 錘 兩 種 ， 重0.22t。它利用繩索或鋼絲繩通過吊鉤由卷揚機沿樁架導桿提升到一定高度，然后自由落下?lián)舸驑俄?如圖如圖4 4) 。 汽錘是以高壓蒸汽或壓縮空氣為動力的打樁機械，有單動汽錘和雙動汽錘兩種(如如圖圖5 5) 。柴油打樁錘利用燃油爆炸來推動活塞往返運動進行錘擊打樁，柴油樁

57、錘與樁架、動力設(shè)備配套組成柴油打樁機。振動錘是利用機械強迫振動，通過樁帽傳到樁上使樁下沉。錘重選擇應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、工程結(jié)構(gòu)、樁的類型、密集程度及施工條件等參考表表3 3選用。 表3 錘重選擇表 錘 型 柴 油 錘 (t) 202535456072錘的動力性能 沖擊部分重(t) 2.02.53.54.56.07.2總 重(t) 4.56.57.29.615.018.0沖擊力(kN) 200020002500250040004000500050007000700010000常用沖程(m) 1.82.3樁 的 邊長或直徑 預制方樁、預應(yīng)力管樁的邊長或直徑(cm) 253535404045455050

58、555560鋼管樁直徑(cm) 40609090100持力層粘性土粉土 一般進入深度(m) 121.52.5232.53.53435靜力觸探比貫入阻力Ps平均值(MPa) 345555砂土一般進入深度(m) 0.510.51.5121.52.5232.53.5標準貫入擊數(shù)N(未修正) 1525203030404045455050錘的常用控制貫入度(cm/10擊) 233548設(shè)計單樁極限承載力(kN) 4001208001600250040003000500050007000700010000(2) (2) 樁樁架架履帶式樁架(圖圖6 6)以履帶式起重機為主機，配備樁架工作裝置而組成。操作靈活

59、，移動方便，適用于各種預制樁和灌注樁的施工。 (3)(3)動力裝置動力裝置 打樁機械的動力裝置是根據(jù)所選樁錘而定的。當采用空氣錘時，應(yīng)配備空氣壓縮機；當選用 蒸汽錘時，則要配備蒸汽鍋爐和絞盤。 1.3.2 1.3.2 打樁順序的確定打樁順序的確定 打樁順序直接影響到樁基礎(chǔ)的質(zhì)量和施工速度，應(yīng)根據(jù)樁的密集程度(樁距大小)、樁的規(guī)格、長短、樁的設(shè)計標高、工作面布置、工期要求等綜合考慮，合理確定打樁順序。 根據(jù)樁的密集程度，打樁順序一般分為逐段打設(shè)、自中部向四周打設(shè)和由中間向兩側(cè)打設(shè)三種，如圖圖7 7所示。v當樁的中心距不大于4倍樁的直徑或邊長時，應(yīng)由中間向兩側(cè)對稱施打(圖圖7(7(c)c)，或由中

60、間向四周施打(圖圖7(7(b)b)。v當樁的中心距大于4倍樁的邊長或直徑時，可采用上述兩種打法，或逐排單向打設(shè)(圖圖7(7(a)a) 。根據(jù)基礎(chǔ)的設(shè)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。1.3.3 1.3.3 打樁打樁打樁機就位時，樁架應(yīng)垂直平穩(wěn)，導桿中心線與打樁方向一致。 樁開始打入時，應(yīng)控制錘的落距，采用短距輕擊；待樁入土一定深度(12m)穩(wěn)定以后，再以規(guī)定落距施打。樁的施打原則是重錘低擊，這樣樁錘對樁頭的沖擊小，回彈也小，樁頭不易損壞，大部分能量都用于克服樁身與土的摩阻力和樁尖阻力上，樁能較快地沉入土中。 樁入土深度是否已達到設(shè)計位置，是否停止錘擊，其判斷方法