土木工程施工技術(shù)

1第二章地基與基礎(chǔ)工程第一節(jié)概述第二節(jié)淺基礎(chǔ)施工第三節(jié)深基礎(chǔ)施工2學習目的：了解地基對建筑物的影響，了解常用淺基礎(chǔ)構(gòu)造做法，掌握鋼筋混凝土預(yù)制樁的預(yù)制、起吊、運輸及堆放方法；掌握常用地基處理方法。學習內(nèi)容：建筑物對地基的要求，常用地基處理方法；淺基礎(chǔ)的簡單構(gòu)造；鋼筋混凝土預(yù)制樁的制作、起吊、運輸及堆放。學習重點：常用地基處理方法；鋼筋混凝土預(yù)制樁的預(yù)制、起吊、運輸及堆放要點第一節(jié)概述地基：指建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)以下的土體，承受基礎(chǔ)傳來荷載的地層。3土基巖基天然地基人工地基4基礎(chǔ)：建筑物底部與地基接觸的承重構(gòu)件，作用是將建筑上部的荷載傳遞給地基。淺基礎(chǔ)——一般基礎(chǔ)埋深<5m，或基礎(chǔ)埋深>5m，但小于基礎(chǔ)寬度。獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)深基礎(chǔ)——基礎(chǔ)埋深>5m。樁基礎(chǔ)、墩基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、沉箱基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻等第一節(jié)概述承上啟下5下臥層D埋深D持力層（受力層）地基基礎(chǔ)FG主要受力層地基與基礎(chǔ)的關(guān)系6強度問題事故：1913年9月裝谷物，10月17日裝了31822Ｔ谷物時，1小時豎向沉降達30.5cm24小時傾斜26°53ˊ西端下沉7.32m

東端上抬1.52m上部鋼混筒倉完好無損概況：長59.4m，寬23.5m，高31.0m，共65個圓筒倉。鋼混筏板基礎(chǔ)，厚61cm，埋深3.66m。

1911年動工，1913年完工，自重20000T。加拿大特朗斯康谷倉7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）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)生強度破壞而滑動。處理：事后在下面做了七十多個支撐于基巖上的混凝土墩，使用388個50t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４米。8變形問題世界最大人工島1986年：開工1990年：人工島完成1994年：機場運營面積：4370m×1250m填筑量：180×106m3平均厚度：33m關(guān)西機場9設(shè)計時預(yù)測沉降：

5.7－7.5m完成時實際沉降：

8.1m，5cm/月

(1990年)目前實際沉降：

11.5m預(yù)測固結(jié)完成：

20年后比設(shè)計超填：

3m問題：沉降大且有不均勻沉降10建筑物對地基的要求1、地基承載力：是地基承擔荷載的能力，用地基承載力特征值表示，主要與土地抗剪強度有關(guān)，不同土質(zhì)，特征值不同。2、地基變形：

在建筑物荷載作用下，地基會產(chǎn)生沉降、位移和變形，當?shù)鼗冃纬^允許值，就會影響建筑物的安全和正常使用，特別在深厚的軟粘土、濕陷性黃土、膨脹土、凍土地區(qū)易發(fā)生。3、地基穩(wěn)定性：平緩的地形上，基礎(chǔ)有一定埋深，地基承載力滿足要求情況下，不會出現(xiàn)滑移；高大建筑物，受水平荷載作用或地基處于斜坡上或軟土層厚度不同時，注意穩(wěn)定性4、周圍環(huán)境：基礎(chǔ)施工、地下水位變化11地基分類：天然地基：基礎(chǔ)直接建造在未經(jīng)加固的土層上，這種地基稱為天然地基。人工加固地基：不能滿足地基強度和變形要求，需要經(jīng)過人工加固處理后再建造基礎(chǔ)。地基加固的原理：將土質(zhì)由松變實，將土的含水量由高到低。加固原則：充分考慮地基與上部結(jié)構(gòu)共同工作的原理。二地基處理12挖、填、換、夯、壓、擠、拌一、換填墊層法：地基較弱，不能滿足上部荷載要求。挖：挖去表面軟弱層，將基礎(chǔ)埋置在承載力較大的土層中（軟土層不厚，上部荷載不大）；填：軟土層很厚，又需要大面積加固時，在原土層上直接回填夯實一定厚度的好土、砂石、礦石等；換：挖填結(jié)合，先將基礎(chǔ)下的軟土層挖去，用人工填筑的土層作為持力層。根據(jù)回填材料的不同，分為砂墊層、碎石墊層、灰土墊層、素土墊層等。地基加固方法二地基處理13二、碾壓夯實法：利用壓實原理，通過機械碾壓、夯實，把表層地基土壓實。處理方法為：重錘夯實、機械碾壓、振動壓實、強夯等。三、預(yù)壓法：在地基范圍內(nèi)的地面上預(yù)先堆置重物預(yù)壓一段時間，以增加地基的密實度，減少沉降量，通常在地基中增設(shè)豎向排水體（砂井），加速地基固結(jié)和強度增長。分為砂井堆載預(yù)壓、袋裝砂井堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓等。四、振密擠密：通過振密或擠密，使土體孔隙減少，強度提高。采用鉆孔、振動沉管成孔或沖擊等方法在地基中擠土，使土體孔隙減少，形成一定的樁孔，向樁內(nèi)夯填灰土、砂石、水泥粉煤灰等材料，形成灰土擠密樁、砂樁、石灰樁等，是深層地基加固處理的方法。地基加固方法14五、置換及拌入：采用專門技術(shù)，以砂、碎石等置換軟弱土地基中的較弱土，或者在軟弱土中摻入水泥、石灰、砂漿等形成加固體，與未處理部分土組成復(fù)合地基，從而提高地基的承載力，減少沉降量。

水泥土攪拌樁、旋噴樁復(fù)合地基。六、加筋法：在地基或土體中埋設(shè)強度較大的土工合成材料，提供地基的承載力。地基加固方法151—墊層；2—受力鋼筋；3—分布鋼筋；4—基礎(chǔ)砌體的擴大部分；5—底板；α—剛性角；B—基礎(chǔ)寬度；H—基礎(chǔ)高度剛性基礎(chǔ)與柔性基礎(chǔ)第二節(jié)淺基礎(chǔ)16(a)等高式；(b)不等高式1—墊層；2—基礎(chǔ)砌體擴大部分；3—基礎(chǔ)墻磚基礎(chǔ)171—毛石基礎(chǔ)；2—墻基放大腳混凝土或毛石混凝土基礎(chǔ)毛石基礎(chǔ)181—素混凝土墊層；2—鋼筋混凝土底板；3—磚砌大放腳；4—基礎(chǔ)；5—受力筋；6—分布筋鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)19柱下獨立基礎(chǔ)筏形基礎(chǔ)20

柱下或墻下連續(xù)的平板式或梁板式鋼筋混凝土基礎(chǔ)，適用于有地下室或地基承載能力較低而上部荷載較大的基礎(chǔ)。高層建筑筏基與裙房基礎(chǔ)之間滿足構(gòu)造要求。梁板式筏基21箱形基礎(chǔ)

是由底板、側(cè)墻、頂板及一定數(shù)量的內(nèi)隔墻構(gòu)成的封閉箱體。整體剛度較好，適用于上部結(jié)構(gòu)分布不均勻的高層建筑物的基礎(chǔ)?；A(chǔ)長度超過40m，設(shè)置后澆帶。22第三節(jié)樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)當場地淺層天然地基土質(zhì)較差，或淺層天然地基無法承受建筑物荷載或者要嚴格控制建筑物不同部位沉降時，常采用樁基礎(chǔ)。它由設(shè)置在地基中的樁和連接樁頂?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浫跬翆訑D密實以提高地基土的承載能力和密實度。23一、樁基礎(chǔ)分類按受力情況：按施工方法：按成樁方法：按材料分類：擠土樁：打入、靜壓、振動、沉管等非擠土樁：鉆孔、挖孔部分擠土樁：預(yù)鉆孔打入混凝土樁、鋼樁、木樁、組合材料樁24樁按受力情況分為端承樁和摩擦樁兩種。端承樁是穿過軟弱土層而達到堅硬土層或巖層上的樁，樁頂豎向荷載主要由樁端可靠持力層承受；施工時以控制貫入度為主，樁尖進入持力層深度或樁尖標高可作參考。摩擦樁完全設(shè)置在軟弱土層中，將軟弱土層擠密實，以提高土的密實度和承載能力，樁頂豎向荷載主要由樁尖阻力和樁身側(cè)面與地基土之間的摩擦阻力共同承受，施工時以控制樁尖設(shè)計標高為主，貫入度可作參考。2526

樁按施工方法分為預(yù)制樁和灌注樁預(yù)制樁是在工廠或施工現(xiàn)場制成，施工時采用沉樁設(shè)備沉入土中。根據(jù)沉入土中的方法不同，可分錘擊沉樁、振動沉樁、水沖沉樁和靜力壓樁等；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。

27鋼筋混凝土預(yù)制樁：在預(yù)制構(gòu)件廠或施工現(xiàn)場預(yù)制，用沉樁設(shè)備將其沉入土中。優(yōu)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。缺點：耗鋼量大，端承樁有接樁和截樁，硬土沉樁困難，對周圍環(huán)境影響較大。二鋼筋混凝土預(yù)制樁281、樁預(yù)制鋼筋、模板施工291、樁預(yù)制混凝土澆筑30鋼筋混凝土預(yù)制樁有實心方樁和預(yù)應(yīng)力空心管樁和錐形樁截面形式：┏實心樁：方形，邊長一般200～550mm┗空心樁：圓形，離心法生產(chǎn)，外徑300～1000mm單根樁長：由樁架高度、制作場地、運輸和裝卸決定，工廠制作長度不超過12m，現(xiàn)場制作不超過30m。預(yù)制場地平整、堅實1、樁預(yù)制1、樁預(yù)制鋼筋骨架的主筋連接宜采用對焊；縱向鋼筋在同一截面內(nèi)接頭數(shù)量不超過50%；同一截面內(nèi)同一根鋼筋不得有2個接頭（同一截面是35d，且不得小于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，鋼筋配置應(yīng)作特殊處理。鋼筋骨架制作允許偏差應(yīng)符合規(guī)定。31321、樁預(yù)制混凝土宜用機械攪拌、機械振搗，強度等級不低于C30；澆筑時從樁頂向樁尖連續(xù)進行，嚴禁中斷；模板宜采用鋼模板，模板要有足夠的剛度、平整，尺寸正確；澆筑混凝土過程中應(yīng)嚴格保證鋼筋位置正確；采用重疊法生產(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到設(shè)計強度的30%以后才能進行，樁重疊層數(shù)不超過4層，樁面間均應(yīng)涂刷好隔離層；混凝土澆筑完畢后，立即加強養(yǎng)護，防止由于收縮產(chǎn)生裂縫，養(yǎng)護時間不少于7d。澆筑完成的樁做好標簽，做好施工記錄。332、樁起吊鋼筋混凝土預(yù)制樁應(yīng)達到設(shè)計強度的70%才可起吊；達到100%方能運輸和打樁。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。+M－M342、樁起吊353、樁運輸打樁前，樁從制作處運到現(xiàn)場前以備打樁，并應(yīng)根據(jù)打樁順序隨打隨運以避免二次搬運。樁的運輸方式，在運距不大時，可用起重機吊運；當運距較大時，可采用輕便軌道小平臺車運輸。運輸過程中墊木與吊點保持一致，各層墊木上下對齊。用平臺車運樁1—鐵軌；2—平臺車；3—樁364、樁堆放堆放樁的地面必須平整、堅實，墊木間距應(yīng)與吊點位置相同，各層墊木應(yīng)位于同一垂直線上，堆放層數(shù)不宜超過4層。不同規(guī)格的樁，應(yīng)分別堆放。375、沉樁沉樁方式：錘擊沉樁靜力壓樁振動沉樁水沖沉樁38小結(jié)：1、地基與基礎(chǔ)概念，常用地基加固處理方法，要求了解并掌握常用地基加固方法；2、樁基礎(chǔ)分類，鋼筋混凝土預(yù)制樁的制作、起吊、運輸、堆放的方法，要求了解并掌握鋼筋混凝土預(yù)制樁的制作、起吊、運輸、堆放的主要工藝要點作業(yè)：試述鋼筋混凝土預(yù)制樁的制作、起吊、運輸、堆放的主要工藝要點。395、沉樁沉樁方式：錘擊沉樁靜力壓樁振動沉樁水沖沉樁40錘擊沉樁錘擊沉樁: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(yù)定的深度或達到持力層的一種打樁施工方法。錘擊沉樁是混凝土預(yù)制樁常用的沉樁方法，它施工速度快，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。打樁設(shè)備包括樁錘、樁架和動力裝置。施工動畫

錘擊沉樁施工41落錘汽錘液壓錘柴油錘單動汽錘雙動汽錘

落錘(a)普通落錘;(b)自動掛鉤落錘錘擊沉樁——樁錘是對樁施加沖擊，把樁打入土中的主要機具不同樁錘適用范圍不同，根據(jù)地質(zhì)條件、施工條件、樁型、密度等確定。確定樁錘的類型后，選擇錘重，錘重大于樁重。42錘擊沉樁——樁架樁架是支持樁身和樁錘，在打樁過程中引導(dǎo)樁的方向及維持樁的穩(wěn)定，并保證樁錘沿著所要求方向沖擊的設(shè)備。履帶式樁架多功能樁架43錘擊沉樁——動力裝置依據(jù)樁錘選擇①落錘——以電源為動力，配備電動卷楊機、變壓器、電纜②蒸汽錘——以高壓蒸汽為動力，配置蒸汽鍋爐、蒸汽絞盤③氣錘——以壓縮空氣為動力，空氣壓縮機、內(nèi)燃機④柴油錘——不需外部動力44錘擊沉樁——打樁施工施工準備：①場地平整壓實，清除地上、地下障礙物②定位放線——定位點設(shè)在不受打樁影響的地點，至少設(shè)兩個水準點（供檢查樁位用）③設(shè)置供水、供電系統(tǒng)④安裝打樁機具⑤編制施工方案確定機械進出路線、打樁順序45打樁順序（樁密集程度、樁深、現(xiàn)場地形、土質(zhì)、樁機移位）逐排打、自邊緣向中央打、自中央向邊緣打、分段打、跳打打樁原則：當樁尖設(shè)計標高不同時，先深后淺；當樁的規(guī)格不同時，先大后小，先長后短；當樁中心距4倍樁徑時，可按施工方便順序打；密集樁

自中央向兩邊或四周；大面積樁分區(qū)分段多臺樁機同時施打；一側(cè)毗鄰建筑物由毗鄰建筑物向另一側(cè)打；一排樁

間隔跳打錘擊沉樁——打樁施工4647打樁工藝樁機就位—起吊預(yù)制樁—穩(wěn)樁、打樁—接樁—送樁—中間驗收—移動樁機到下一個樁孔樁機就位，起吊樁錘樁帽，吊樁送入導(dǎo)桿內(nèi)，對準樁位，緩慢送入土中（樁垂直偏差≯0.5%）；固定樁錘、樁帽，使在同一直線上，錘、帽間加彈性襯墊；開始沉樁時低提低擊，待樁入土一定深度（2m)穩(wěn)定后再按要求落距錘擊“重錘低擊，低提重打”；速度均勻、間歇時間不宜過長，每根樁均要做好原始記錄；接樁焊接、法蘭連接，硫磺膠泥連接送樁樁頂標高較低，用送樁器，樁與送樁桿縱軸線在同一軸線上錘擊沉樁——打樁施工原則：重錘低擊，開始小落距，穩(wěn)定后正常打樁48質(zhì)量檢查樁的偏差:樁位偏差：排樁―偏軸≯100mm，順軸≯150mm；群樁－≯1/3-1倍樁徑或邊長；垂直偏差≯1%；滿足貫入度或標高要求：端承樁－控制最后貫入度為主(參考標高)

摩擦樁－控制沉樁標高為主(參考最后貫入度)貫入度滿足要求，樁端標高未達到，繼續(xù)錘擊3陣，每陣10擊貫入度不大于設(shè)計數(shù)值確定樁不受損：樁頂、樁身不打壞，樁頂下1/3樁長內(nèi)無水平裂縫。錘擊沉樁——打樁施工49

鋼筋混凝土預(yù)制樁施工記錄:施工單位工程名稱施工班組樁的規(guī)格樁錘類型及沖擊部分重量自然地面標高樁帽重量樁頂設(shè)計標高錘擊沉樁——打樁施工記錄

編號打樁日期樁入土每米錘擊次數(shù)1234……落距(mm)樁頂高出或低于設(shè)計標高(m)最后貫入度(mm/10擊)備注工程負責人:記錄:50其它沉樁方法靜力壓樁利用壓樁架的自重和配重，通過卷揚機牽引傳到樁頂，將樁逐節(jié)壓人土中。振動沉樁是將樁與振動錘連接在一起，振動錘產(chǎn)生的振動力通過樁身帶動土體振動，土體內(nèi)摩擦角減小，樁沉入土中。砂土施工效率高。射水沉樁將射水管附在樁身上，利用高壓水流沖擊樁尖土體，樁借自重沉入土中。51第三節(jié)樁基礎(chǔ)灌注樁：直接在樁位上用機械成孔或人工挖孔，在孔內(nèi)安放鋼筋籠、灌注混凝土而成型的樁。特點：與預(yù)制樁相比，灌注樁具有不受地層變化限制，不需要接樁和截樁，節(jié)約鋼材、振動小、噪聲小等特點。分類：灌注樁按成孔方法分為泥漿護壁成孔灌注樁、沉管灌注樁、干作業(yè)鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁等。施工工藝：成孔（方法、深度）—鋼筋籠制作、安裝—混凝土澆筑三、鋼筋混凝土灌注樁52項目適用范圍泥漿護壁成孔沖抓錐沖擊鉆回轉(zhuǎn)鉆碎石土、砂土、粘土及風化巖潛水鉆粘性土、淤泥、淤泥質(zhì)土及砂土

干作業(yè)成孔螺旋鉆地下水位以上的粘性土、砂土及人工填土鉆孔擴底地下水位以上的堅硬、硬塑的粘性土及中密以上的砂土機動洛陽鏟(人工)地下水位以上的粘性土、黃土及人工填土

套管成孔錘擊、振動可塑、軟塑、流塑的粘性土,稍密及松散的砂土灌注樁適用范圍531、干作業(yè)螺旋鉆孔灌注樁適用范圍：地下水位以上的填土、粘土、粉土、小粒徑沙土。步履式螺旋鉆機54鉆孔螺旋鉆孔機成樁工藝放入鋼筋骨架澆筑混凝土清孔工藝順序

平整場地，挖排水溝→定樁位→鉆機對位、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55泥漿護壁成孔是利用泥漿保護穩(wěn)定孔壁的機械鉆孔方法。它通過循環(huán)泥漿將切削碎的泥石渣屑懸浮后排出孔外，適用于有地下水和無地下水的土層。2、泥漿護壁成孔灌注樁成孔方法：鉆孔、沖擊泥漿循環(huán)：正循環(huán)、反循環(huán)56由空心鉆桿內(nèi)部通入泥漿或高壓水，從鉆桿底部噴出，攜帶鉆下的土渣沿孔壁向上流動，由孔口將土渣帶出流入泥漿池。正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機成孔工藝原理圖反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機成孔工藝原理圖反循環(huán)工藝的泥漿上流的速度較高，能攜帶較大的土渣。573、沉管灌注樁沉管灌注樁:是利用錘擊打樁設(shè)備或振動沉樁設(shè)備，將帶有鋼筋混凝土的樁尖(或鋼板靴)或帶有活瓣式樁靴的鋼管沉入土中，造成樁孔，然后放入鋼筋骨架并澆筑混凝土，隨之拔出套管，利用拔管時的振動將混凝土搗實，便形成所需要的灌注樁特點：能在土質(zhì)很差，地下水位很高時施工。復(fù)打法：⑴目的：提高樁的質(zhì)量或使樁徑擴大，提高樁的承載能力。⑵要求：①二次沉管的軸線一致；

②必須在第一次灌注的砼初凝以前全部完成。適用范圍：一般粘性土、淤泥質(zhì)土、砂土、人工填土地基;稍密及中密的碎石土地基。5859分為錘擊沉管灌注樁和振動沉管灌注樁60錘擊沉管灌注樁適宜于一般粘性土、淤泥質(zhì)土和人工填土地基。(a)(b)(c)(d)(e)(f)

錘擊沉管灌筑樁成樁工藝(a)就位;(b)沉入套管;(c)開始澆灌混凝土;(d)邊錘擊邊拔管;(e)下鋼筋籠,并繼續(xù)澆灌混凝土;(f)成型施工動畫611234568(a)(b)(c)(d)(e)

振動沉管灌筑樁成樁工藝(a)樁機就位;(b)振動沉管;(c)上料;(d)拔出樁管;(e)在樁頂部混凝土內(nèi)插入短鋼筋并灌滿混凝土1-振動錘;2-加壓減振彈簧;3-加料;4-樁管;5-活瓣樁尖;6-上料斗;7-混凝土樁;8-短鋼筋骨架振動沉管灌注樁施工動畫施工動畫624、人工挖孔灌注樁采用人工挖掘土方成孔，放置鋼筋籠，澆筑混凝土而成。適用于大直徑灌注樁，它由樁身和擴大頭組成，穿過深厚的軟弱土層而直接坐落在堅硬的巖石層上。636465優(yōu)點：

單樁承載力高，結(jié)構(gòu)傳力明確，沉降量小，可一柱一樁，不需要承臺，不需要鑿樁頭?？芍苯訖z查直徑、垂直度和持力土層情況?？啥鄻锻?/p>