基礎(chǔ)工程教案

1、第一章 樁基礎(chǔ)施工技術(shù)第四節(jié) 預(yù)制鋼筋混凝土樁及鋼管樁的施工技術(shù)一、鋼筋混凝土預(yù)制樁施工 靜力壓樁靜力壓樁是利用靜壓力將預(yù)制樁壓入土中的一種沉樁方法，主要應(yīng)用于軟土地基。靜力壓拔樁機 1.適用于不能有噪聲和振動影響臨近建筑物的軟土地區(qū)2.適用壓拔板樁、鋼板樁、型鋼樁和各鋼筋混凝土方樁3.宜用于軟土基礎(chǔ)及地下鐵道明挖施工中對周圍環(huán)境無噪聲，無振動，樁配筋健單，短樁可接，便于運輸。只適用松軟地基，且運輸安裝不便預(yù)制鋼筋混凝土樁及鋼管樁的施工技術(shù)靜力壓樁特點是：施工時無噪聲、無振動，適用于對噪聲有限制的市區(qū)內(nèi)作業(yè)；施工引起的土體隆起和水平擠動比打入式樁小，適宜于精密儀器房、堤岸和地下管道多的地區(qū)內(nèi)施

2、工；由于避免了錘擊應(yīng)力，可減少鋼筋和水泥用量；壓樁過程中自動記錄壓樁力，可以保證樁的承載力，并可避免錘擊過度而使樁身斷裂現(xiàn)象。但壓樁設(shè)備比較笨重，效率較低，壓樁力有限，單樁垂直承載力較低(目前未超過1 200kN)；對土體適應(yīng)性有一定局限；只限于壓直樁。壓樁施工時應(yīng)隨時注意使樁保持軸心受壓，接樁時也應(yīng)保證上下接樁的軸線一致，并使接樁時間盡可能的縮短，否則，間歇時間過長會由于壓樁阻力過大導(dǎo)致發(fā)生壓不下去的事故。當樁接近設(shè)計標高時，不可過早停壓，否則，在補壓時也會發(fā)生壓不下去或壓入過少的現(xiàn)象。預(yù)制鋼筋混凝土樁及鋼管樁的施工技術(shù)靜力壓樁機依靠持續(xù)作用靜壓力，將樁壓入或拔出的樁工機械，成為靜力壓樁機。

3、靜力壓樁機分為機械式和液壓式兩種。機械式壓樁力由機械方式傳遞，液壓使用液壓缸產(chǎn)生的靜壓力來壓樁或拔樁。圖所示為ZYB400B型液壓靜力沉樁機構(gòu)組成圖，由駕駛室1、控制臺2、升降機構(gòu)3、壓樁機構(gòu)4、起重機5、機身6、橫移回轉(zhuǎn)機構(gòu)9、縱移機構(gòu)10、油箱11、泵站12、配重7、邊樁機構(gòu)8（選配）及液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等組成。 駕駛室1焊接于泵站12上，控制臺板焊接于駕駛室內(nèi)前部。泵站內(nèi)裝45KW和55KW電機油泵組，為主機液壓系統(tǒng)提供壓力油，通過液壓系統(tǒng)實現(xiàn)樁機各工作機構(gòu)的運動控制。由升降機構(gòu)3實現(xiàn)縱移機構(gòu)10、橫移機構(gòu)9的離地、接地和機身的調(diào)平，為壓樁作準備。壓樁機構(gòu)4通過四個夾樁油缸、一對主壓樁油

4、缸及一對副壓樁油缸實現(xiàn)夾樁與夾樁功能。起重機5用于吊裝和其它輔助吊運工作。預(yù)制鋼筋混凝土樁及鋼管樁的施工技術(shù)ZYB400B型液壓靜力壓樁機工作時噪聲低、振動小、無污染，與沖擊式施工方式比較，樁身不受沖擊應(yīng)力，損壞可能性小，施工質(zhì)量好，效率高 壓樁過程中，當樁尖碰到夾砂層時，壓樁阻力可能突然增大，甚至超過壓樁能力而使樁機上抬。這時可以最大的壓樁力作用在樁頂，采取停車再開、忽停忽開的辦法，使樁有可能緩慢下沉穿過砂層。如果工程中有少量樁確實不能壓至設(shè)計標高而相差不多時，可以采取截去樁頂?shù)霓k法。 壓樁與打樁相比，由于避免了錘擊應(yīng)力，樁的混凝土強度及其配筋只要滿足吊裝彎矩和使用期受力要求就可以，因而樁的

5、斷面和配筋可以減小，同時壓樁引起的樁周土體和水平擠動也小的多，因此壓樁是軟土地區(qū)一種較好的沉樁方法。預(yù)制鋼筋混凝土樁及鋼管樁的施工技術(shù)二、鋼管樁施工鋼管樁是以無縫鋼管或焊接鋼管作為樁身材料，多采用錘擊法打入地基土層中的一種樁型。(一)鋼管樁的特點(1)抗錘擊性好，即沉樁過程中可承受強大的錘擊力，因此可獲得相當大的垂直承載力，適合作為高重結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)樁或長樁。 (2)水平承載力大，宜于作為受地震力、波浪力和土壓力等水平力的結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)樁。 (3)外徑的壁厚規(guī)格多，樁的尺寸選擇范圍廣。(4)施工靈活方便，即可根據(jù)持力層的標高靈活更變樁長，現(xiàn)場焊接可靠性高，樁基與上部結(jié)構(gòu)連接容易，樁的下端可采用開口

6、式以減少打樁的排土量，因而對鄰近的現(xiàn)有建筑物產(chǎn)生的影響小，吊輸方便。(5)費用高，用作較短的摩擦樁或不承受水平力的樁時不經(jīng)濟。(6)打樁時噪音大，振動高。 (7)采用大直徑開口樁時，閉塞效應(yīng)不夠好。閉塞效應(yīng)開口管樁沉入過程，樁端土一部分被擠向外圍，一部分涌入管內(nèi)形成“土塞”。土塞受到管壁摩阻力作用將產(chǎn)生一定壓縮，土塞高度及其閉塞程度與土性、管徑、壁厚及進入持力層的深度等諸多因素有關(guān)。閉塞程度直接影響端阻發(fā)揮與破壞性狀及樁的承載力。稱此為“閉塞效應(yīng)”。(二)鋼管樁的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)鋼管樁的管材，一般選用普通碳素鋼或按設(shè)計要求選用。結(jié)構(gòu)分為：開口式、閉口式、半閉口式鋼管樁的停止錘擊的控制原則可按進入持力

7、層兩倍樁徑深度后，一錘的貫入度小于2mm考慮。（一） 樁結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計步驟（二） 樁的選型1、類型及應(yīng)用特點2、在考慮建筑物荷載大小、地層情況、施工設(shè)備、對環(huán)境影響、已往經(jīng)驗、工程造價、工期等多種因素的情況下綜合加以確定。3、高層建筑、大厚度軟基地層的普通建筑等一般采用鉆孔灌注樁；若基巖埋藏較淺、地下水較深時對于大荷載建筑物也可考慮采用人工挖孔樁；采用沉管樁及預(yù)制樁時則樁頭不能進入基巖且持力層不能埋藏過深；條例允許時還可以采用夯擴樁等，同一結(jié)構(gòu)單元宜避免采用不同類型的樁。4、的選擇還應(yīng)參考當?shù)亓?xí)慣做法。如同樣的條件在某地可能主要使用沉管樁，而在他處可能常用預(yù)制樁。5、隨著時代的發(fā)展、社會的進步，

8、樁基工程施工對周圍環(huán)境的影響愈來愈引起人們的關(guān)注，樁基正向高效、易控、安全、少污染方向發(fā)展。（三）確定持力層1、持力層是一個相對概念，它與建筑物要求（荷載大小、沉降量）、樁的直徑長度、施工方法等密切相關(guān)。如粘土可以作為某些小荷載建筑物的持力層，而強風化巖層則不能作為某些高層建筑物的持力層。2、密實的砂土層、卵礫石層、基巖等在不同情況下均可作為持力層使用，同時應(yīng)注意地層面起伏對樁承載力的不良影響。3、選擇持力層時還應(yīng)注意是否有軟弱下臥層以及其對建筑物穩(wěn)定、沉降的影響。（四）確定樁的尺寸1、樁的尺寸包括樁的直徑、長度、樁底與樁頂?shù)臉烁?、樁身截面與剖面形式等。2、樁的尺寸受制于建筑物荷載大小、地層、

9、樁的類型、施工設(shè)備條件等。如鉆孔灌注樁其樁徑、樁長相對不受限制，還可以據(jù)需要將樁身設(shè)計成擴大頭狀；而沉管灌注樁與預(yù)制樁等其常用樁徑有：250250，300300，350350，400400且樁長一般在20米以內(nèi)。又如磨擦樁主要通過增加樁的長度來提高樁的承載力，而端承樁則主要通過加大樁端的直徑來提高樁的承載力。3、樁端全斷面進入持力層的深度，對于粘性土、粉土不宜小于2d，砂土不宜小于15d，碎石類土，不宜小于1d。當存在軟弱下臥層時，樁基以下硬持力層厚度不宜小于4d。樁頂標高應(yīng)考慮承臺埋深及厚度。4、樁尺寸的確定還應(yīng)考慮施工難易、施工工期等。如相同條件下可以有設(shè)計成大直徑樁（樁數(shù)較少）及小直徑樁

10、（樁數(shù)多）兩種選擇方案，但到底選用哪一種還需結(jié)合工程造價以及工程施工難易程度考慮。樁的長徑比。（見下表）鉆孔灌注樁常用口徑有鉆孔灌注樁常用口徑有600，800，1000，1200，1500，2000，2500，3000等。等。（五） 計算單樁承載力(30min)1、承載力分基本值、標準值、極限值、設(shè)計值等。樁豎向極限承載力標準值。一級建筑樁基應(yīng)采用現(xiàn)場靜載荷試驗，并結(jié)合靜力觸探、標準貫入等原位測試方法綜合確定；二級建筑樁基應(yīng)根據(jù)靜力觸探、標準貫入、經(jīng)驗參數(shù)等估算，并參照地質(zhì)條件相同的試樁資料，綜合確定。當缺乏可參照的試樁資料或地質(zhì)條件復(fù)雜時，應(yīng)由現(xiàn)場靜載荷試驗確定；對三級建筑樁基，如無原位測試

11、資料時，可利用承載力經(jīng)驗參數(shù)估算2、采用現(xiàn)場靜載荷試驗確定單樁豎向極限承載力標準值時，同一條件下的試樁數(shù)量不宜小于總樁數(shù)的1%，且下應(yīng)小于3根，工程總樁數(shù)在50根以內(nèi)時不應(yīng)小于2根。試驗及單樁豎向極限承載力取值按有關(guān)方法進行。3、根據(jù)土的物理指標與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關(guān)系確定單樁豎向極限承載力標準值時，宜按下式計算：Quk=Qsk+Qpk=uqsikli+qpkAp 式中 qsik樁側(cè)第I層土的極限側(cè)阻力標準值，可按表取值。 qpk極限端阻力標準值，可按表取值。 Ap樁端面積。 Li 樁的第i段長度。u樁身周長。4、當大直徑樁（d800mm）單樁豎向極限承載力標準值時，可按下式計算： Quk=

12、Qsk+Qpk= uSIqsikli+PqpkAp p、si大直徑樁端阻、側(cè)阻尺寸效應(yīng)系數(shù)5、樁基不超過3根的樁基，基樁的豎向承載力設(shè)計值為： R=QSK/rS+QPK/rP當根據(jù)靜載荷試驗確定單樁豎向極限承載力標準值時，基樁的豎向承載力設(shè)計值為 ： R=QUK/rSP6、 對于樁數(shù)超過3根的非端承樁復(fù)合樁基，宜考慮樁群、土、承臺的相互作用效應(yīng)，其復(fù)合基樁的豎向承載力設(shè)計值為： R=SQSK/rS+PQPK/rP+CQCK/rC當根據(jù)靜載荷試驗確定單樁豎向極限承載力標準值時，其復(fù)合基樁的豎向承載力設(shè)計值為：R=SPQUK/rSP+CQCK/rC QCK=qCKAC/n 當承臺底面以下存在可液化

13、土、濕陷性黃土、高靈敏度軟土、欠固結(jié)土、新填土、或可能出現(xiàn)震陷、降水、沉樁過程中產(chǎn)生高孔隙水壓和土體隆起時，不考慮承臺效應(yīng)，即取C=0，S、P、SP取表中相應(yīng)值。QSK、QPK分別為單樁總極限側(cè)阻力和總極限端阻力標準值。 QCK相應(yīng)于任一復(fù)合基樁的承臺底地基土總極限阻力標準值。 qCK承臺底1/2承臺寬度范圍（5m）內(nèi)地基土極限阻力標準值。AC承臺底地基土凈面積。 QUK單樁豎向極限承載力標準值。S、P、SP、C分別為樁側(cè)阻群樁效應(yīng)系數(shù)、樁端阻群樁效應(yīng)系數(shù)、樁側(cè)阻端阻綜合群樁效應(yīng)系數(shù)、承臺底土阻力群樁效應(yīng)系數(shù)。前三項可按表采用。C可用下式計算：C=CiACi/AC+CeACe/ACrS、rP、rSP、rC分別為樁側(cè)阻抗力分項系數(shù)、樁端阻抗力分項系數(shù)、樁側(cè)阻端阻綜合抗力分項系數(shù)、承臺底土阻力分項系數(shù)。按表采用。 7、 所有基樁的豎向承載力設(shè)計值的取值尚應(yīng)滿足樁身承載力計算要求。（六） 計算樁數(shù)與布樁中心受壓時：n=N/R；偏心受壓時：n=N/R n樁的數(shù)量。 N樁頂荷載。 樁基偏心受壓系數(shù)，常取1.11.4。在樁的數(shù)量確定之后，可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的特點與荷載性質(zhì)，進行樁的平面布置。通常樁的中心距宜?。?4）d。若中心距過小，樁施工時相互擠土影響樁的質(zhì)量；反之，樁的中心距過大，則承臺尺寸過大，不經(jīng)濟。樁的最小中心距應(yīng)符合下表規(guī)定。對于大面積群樁，尤其是擠土樁，宜按表列值適當加大。