地基與基礎(chǔ)工程10-9-3

土木工程施工橋梁市政房屋建筑主講：李蕓12地基與基礎(chǔ)工程22.1地基加固處理2.1.1地基加固處理的原理將土質(zhì)由松變實(shí)，將土的含水量由高變低。2.1.2地基加固的方法挖、填、換、夯、壓、擠、拌3采用雙高壓（漿壓、水壓）三重管（氣、水、漿管）旋噴加固方法420060104地鐵10號(hào)線農(nóng)展館站由北向南注水泥漿加固地基時(shí)，水泥漿從農(nóng)展館南門的CD爵士酒吧院內(nèi)噴涌而出52.2樁基施工樁按承載性狀可分為摩擦型樁和端承型樁，前者又分為摩擦樁、端承摩擦樁；后者又分為端承樁、摩擦端承樁。樁按成樁時(shí)擠土狀況可分為非擠土樁、部分?jǐn)D土樁和擠土樁。67

按樁的施工方法，樁可分為預(yù)制樁和灌注樁兩類。預(yù)制樁是在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)制成的各種材料和形式的樁（如木樁、混凝土方樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、鋼管或型鋼的鋼樁等），用沉樁設(shè)備將樁打入、壓入或振入土中，或有的用高壓水沖沉入土中。灌注樁是在施工現(xiàn)場(chǎng)的樁位上用機(jī)械或人工成孔，然后在孔內(nèi)灌注混凝土而成。根據(jù)成孔方法的不同分為鉆孔、挖孔、沖孔灌注樁，沉管灌注樁和爆擴(kuò)樁。82.2.1混凝土預(yù)制樁施工主要施工過(guò)程：樁的預(yù)制、運(yùn)輸和沉入。1樁的預(yù)制預(yù)制樁有實(shí)心樁與空心樁。工廠預(yù)制樁長(zhǎng)一般不超過(guò)12m；工地預(yù)制不超過(guò)30m，且樁長(zhǎng)L<50倍樁截面邊長(zhǎng)或直徑。（1）樁的制作—并列法、間隔法、重疊法、翻模法重疊不超過(guò)四層；底模和場(chǎng)地應(yīng)平整堅(jiān)實(shí)，防止浸水沉陷；上下層樁間及樁與底模之間刷隔離劑；下層需達(dá)到30%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后上層方可澆筑；連續(xù)澆筑，不得留施工縫；澆水養(yǎng)護(hù)不少于7d。重疊法9預(yù)制樁制作10（2）樁的起吊、運(yùn)輸混凝土強(qiáng)度要求應(yīng)在混凝土強(qiáng)度達(dá)到70％設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可起吊，達(dá)到100％后方可運(yùn)輸和沉樁。樁起吊驗(yàn)算問(wèn)：樁起吊時(shí)承受的荷載遠(yuǎn)小于使用階段承受的上部結(jié)構(gòu)荷載，因此可不進(jìn)行樁的起吊驗(yàn)算？×答：關(guān)鍵是起吊階段和使用階段樁的內(nèi)力性質(zhì)不同，使用階段主要為軸壓力，起吊階段為彎矩。內(nèi)力性質(zhì)不同，則不可比較大小11樁的吊點(diǎn)布置確定原則：吊點(diǎn)間的跨中彎矩與吊點(diǎn)處負(fù)彎矩相等。常見的吊點(diǎn)位置如下圖示：12樁在起吊和搬運(yùn)時(shí)，必須平穩(wěn)，并且不得損壞。吊點(diǎn)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，13打樁前，樁從制作處運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備打樁，并應(yīng)根據(jù)打樁順序隨打隨運(yùn)以避免二次搬運(yùn)。樁的運(yùn)輸方式，在運(yùn)距不大時(shí)，可用起重機(jī)吊運(yùn)；當(dāng)運(yùn)距較大時(shí)，可采用輕便軌小平臺(tái)車運(yùn)輸。14樁的堆放堆放不得超過(guò)四層；上下層間設(shè)置墊木（按吊點(diǎn)位置確定間距、上下對(duì)齊）地面平整堅(jiān)實(shí)，設(shè)有排水坡度。15堆放樁的地面必須平整、堅(jiān)實(shí)，墊木間距應(yīng)與吊點(diǎn)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(guò)4層。不同規(guī)格的樁，應(yīng)分別堆放。

16172沉樁前的準(zhǔn)備工作清除障礙物平整場(chǎng)地沉樁試驗(yàn)抄平放線定樁位確定沉樁順序。沉樁順序確定的原則從中間向四周沉沒(méi)，由中及外；從靠近建筑物最近的樁位起，由近及遠(yuǎn)；先深后淺；先大后小。熟練掌握183樁的沉設(shè)主要方法：錘擊沉樁、振動(dòng)沉樁、靜力壓樁、射水沉樁19（1）錘擊沉樁1）樁錘落錘—適用于粘土或含砂石較多的地基土；蒸汽錘（單動(dòng)氣錘、雙動(dòng)氣錘）—適用于各種樁；電磁錘20柴油錘工作原理：?jiǎn)胃锥_程自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)以柴油為燃料，利用柴油點(diǎn)燃爆炸時(shí)膨脹產(chǎn)生的壓力，將樁錘抬起，然后自由落下沖擊樁頂。如此循環(huán)反復(fù)運(yùn)動(dòng)，將樁打入土中。分類：導(dǎo)桿式、筒式。特點(diǎn)：不需另帶動(dòng)力設(shè)備，但污染大，噪音大。適用：除過(guò)硬，過(guò)軟地基外可打各種樁。21導(dǎo)桿式柴油錘2223柴油錘24柴油錘25廣州大學(xué)城工地錘擊沉樁262）打樁工藝吊樁就位打樁輕錘高擊動(dòng)量小，錘對(duì)樁頭沖擊大，回彈大，樁頭容易損壞、樁難以入土。重錘低擊動(dòng)量大，錘對(duì)樁頭沖擊小，回彈小，樁頭不易被打碎、樁能很快入土；落距小，效率高。打樁宜采用重錘低擊27

3）打樁順序打樁順序合理與否，影響打樁速度、打樁質(zhì)量，及周圍環(huán)境。當(dāng)樁的中心距小于4倍樁徑時(shí)，打樁順序尤為重要。打樁順序影響擠土方向。打樁向哪個(gè)方向推進(jìn)，則向哪個(gè)方向擠土。28

根據(jù)樁群的密集程度，可選用下述打樁順序：由一側(cè)向單一方向進(jìn)行；自中間向兩個(gè)方向?qū)ΨQ進(jìn)行；自中間向四周進(jìn)行。第一種打樁順序，打樁推進(jìn)方向宜逐排改變，以免土朝一個(gè)方向擠壓，而導(dǎo)致土壤擠壓不均勻，對(duì)于同一排樁，必要時(shí)還可采用間隔跳打的方式。對(duì)于大面積的樁群，宜采用后兩種打樁順序，以免土壤受到嚴(yán)重?cái)D壓，使樁難以打入，或使先打入的樁受擠壓而傾斜。大面積的樁群，宜分成幾個(gè)區(qū)域，由多臺(tái)打樁機(jī)采用合理的順序同時(shí)進(jìn)行打設(shè)。29

a）由一側(cè)向單一方向進(jìn)行；b）由中間向兩個(gè)方向進(jìn)行；c）由中間向四周進(jìn)行30多節(jié)樁的接樁，可用焊接或法蘭錨接。目前焊接接樁應(yīng)用最多。

接樁的預(yù)埋鐵件表面應(yīng)清潔，上、下節(jié)樁之間如有間隙應(yīng)用鐵片填實(shí)焊牢，焊接時(shí)焊縫應(yīng)連續(xù)飽滿，并采取措施減少焊接變形。接樁時(shí)，上、下節(jié)樁的中心線偏差不得大于10mm，節(jié)點(diǎn)彎曲矢高不得大于1‰樁長(zhǎng)。3132打樁流程定位起吊33打樁34預(yù)應(yīng)力管樁施工——接樁35樁頭爆裂環(huán)氧樹脂補(bǔ)樁樁上的裂縫.36預(yù)應(yīng)力管樁的質(zhì)量檢驗(yàn)——?jiǎng)虞d試驗(yàn)37打樁船海上沉樁作業(yè)情景38大風(fēng)車如何扎根東海80多米的“長(zhǎng)腿”被吊起，通過(guò)打樁機(jī)插入海底。8條“長(zhǎng)腿”插入海底，圍成一個(gè)圈?！靶窔ぁ薄撝瞥信_(tái)模子與“長(zhǎng)腿”吊裝連接。394）打樁注意事項(xiàng)隱蔽工程及時(shí)做好記錄嚴(yán)禁偏打樁錘、樁帽和樁身軸線重合，襯墊平整均勻，構(gòu)造合適樁頂襯墊彈性應(yīng)適宜延長(zhǎng)錘擊作用時(shí)間和應(yīng)力波波長(zhǎng)，降低錘擊應(yīng)力值，從而提高打擊效率和降低樁的損壞率。連續(xù)施打、入土速度均勻，不得間歇過(guò)長(zhǎng)避免土的固結(jié)作用，使繼續(xù)打樁阻力增大，不易打入土中樁錘回彈過(guò)大且經(jīng)常發(fā)生,應(yīng)更換重錘。40樁錘突然有較大的回彈表明樁端遇阻，須減小錘的落距。樁下沉突然加大可能遇到軟土層、洞穴或樁尖、樁身破壞等，應(yīng)停止進(jìn)行處理。送樁時(shí)樁身和送樁軸線一致打斜應(yīng)拔出，用砂石填孔，重新插入施打。若拔樁困難，應(yīng)在原樁附近再補(bǔ)打一樁。盡量避免送樁415）打樁質(zhì)量要求與驗(yàn)收貫入度或標(biāo)高必須符合設(shè)計(jì)要求

最后貫入度：在正常條件下進(jìn)行（樁頂沒(méi)有破壞、錘擊沒(méi)有偏心、錘落距符合規(guī)定、樁帽與彈性墊層正常），最后10擊內(nèi)樁的平均入土深度。42平面位置或垂直度必須符合施工規(guī)范要求平面位置偏差不得大于100-150mm；垂直度偏差不得超過(guò)0.5%；樁身、樁帽、樁錘三者在同一垂直軸線上；短樁接長(zhǎng)的端面應(yīng)平整，中心對(duì)齊；挖土應(yīng)制定合理的挖土方案，防止樁體位移或傾斜。打入樁樁基工程的驗(yàn)收必須符合施工規(guī)范要求當(dāng)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高與施工場(chǎng)地標(biāo)高相同時(shí)，在打樁完畢后進(jìn)行；需送樁時(shí)，每樁至設(shè)計(jì)標(biāo)高后應(yīng)先中間驗(yàn)收，待打樁完開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后再作全面驗(yàn)收。提交的資料：樁位測(cè)量放線圖；工程地質(zhì)報(bào)告；材料試驗(yàn)記錄；樁的制作與打入記錄；樁位竣工平面圖；樁的靜載各和動(dòng)載試驗(yàn)及確定樁貫入度的記錄。43（2）靜力壓樁工作原理

依靠持續(xù)作用靜壓力，將樁壓入或拔出的樁工機(jī)械。特點(diǎn)噪聲低、振動(dòng)小、無(wú)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。不用試樁可以得出單樁承載力。

適用于軟弱土地基和壓垂直樁，壓斜樁困難。頂壓式靜力壓樁機(jī)44液壓式靜力壓樁機(jī)45預(yù)應(yīng)力管樁生產(chǎn)46運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。47吊樁靜力壓樁機(jī)48預(yù)應(yīng)力管樁49（3）振動(dòng)沉樁工作原理：其主要裝置為振動(dòng)器，利用振動(dòng)器所產(chǎn)生的激振力，使樁身產(chǎn)生高頻振動(dòng)。這時(shí)樁在其自重或很小的附加壓力作用下沉入土中，或是在較小的提升力作用下而拔出土。50振動(dòng)沉拔樁錘51（4）射水沉樁射水沉樁方法往往與錘擊（或振動(dòng)）法同時(shí)使用。具體選擇應(yīng)視土質(zhì)情況：在砂夾卵石層或堅(jiān)硬土層中，一般以射水為主，以錘擊或振動(dòng)為輔；在粉質(zhì)粘土或粘土中，為避免降低承載力，一般以錘擊或振動(dòng)為主，以射水為輔，并應(yīng)適當(dāng)控制射水時(shí)間和水量。下沉空心樁，一般用單管內(nèi)射水。當(dāng)下沉較深或土層較密實(shí)，可用錘擊或振動(dòng)，配合射水；下沉實(shí)心樁，將射水管對(duì)稱地裝在樁的兩側(cè)，并能沿著樁身上下自由移動(dòng)，以便在任何高度上射水沖土。必須注意，不論采取任何射水施工方法，在沉入最后階段1~1.5m至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)停止射水，用錘擊或振動(dòng)沉入至設(shè)計(jì)深度，以保證樁的承載力。521—送樁管；2—加強(qiáng)的圓鋼；3—彎管；4—膠管；5—樁管；6—射水管；7—保險(xiǎn)鋼絲繩；8—導(dǎo)向環(huán)；9—擋砂板532.2.2沉樁對(duì)周邊環(huán)境的影響及防治（1）對(duì)環(huán)境的影響錘擊法、振動(dòng)法沉入預(yù)制樁和套管成孔法沉入灌注樁—施工時(shí)產(chǎn)生噪音、振動(dòng)沖擊、廢氣，并引起土體擠壓隆起位移，影響原有建筑和地下管線等。泥漿護(hù)壁成孔灌注樁—泥漿中含有水泥成份，PH在10-12。（2）防治措施采用預(yù)鉆孔樁。采用機(jī)械或人工成孔灌注樁。設(shè)置防振溝，基坑支護(hù)。在有條件的城市，明令禁止錘擊法或振動(dòng)法沉樁。542.2.3混凝土灌注樁施工主要施工過(guò)程：成孔、安放鋼筋籠和混凝土澆注。灌注樁分類—按照成孔設(shè)備和成孔方法分類套管成孔—錘擊和振動(dòng)灌注樁爆擴(kuò)成孔—爆擴(kuò)灌注樁鉆孔成孔—泥漿護(hù)壁和干作業(yè)成孔灌注樁挖孔成孔—人工挖孔樁擠土成孔取土成孔55取土成孔

——成孔對(duì)周邊土壤無(wú)擠密或沖擊作用按成孔設(shè)備行走最方便的線路等現(xiàn)場(chǎng)條件確定。擠土成孔

——成孔對(duì)周邊土壤有擠密或沖擊作用每隔1～2個(gè)樁位成孔；在鄰樁初凝前或終凝后成孔；群樁基礎(chǔ)中，先中間樁后周圍樁；同一樁基的爆擴(kuò)樁，先淺后深。灌注樁成孔順序56灌注樁成孔控制深度套管成孔——必須保證設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)。摩擦樁——以標(biāo)高控制為主，以貫入度（或貫入速度）為輔。端承樁——以貫入度（或貫入速度）控制為主，以標(biāo)高為輔。鉆孔成孔——保證樁孔進(jìn)入硬土層達(dá)到設(shè)計(jì)深度，清理孔底沉渣。57一、鉆孔灌注樁根據(jù)鉆頭是否在含水層中施工，分為：

泥漿護(hù)壁孔鉆灌注樁和干作業(yè)鉆孔灌注樁。優(yōu)點(diǎn)無(wú)振動(dòng)、無(wú)擠土、噪音小，對(duì)周邊建筑物影響小，適宜于硬、半硬、硬塑和軟塑粘性土。缺點(diǎn)承載力低，沉降量大。58（一）泥漿護(hù)壁成孔灌注樁59鉆孔灌注樁是一種基本的工程結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)樁。鉆孔灌注樁的鋼筋籠成型超聲波檢測(cè)樁身質(zhì)量的預(yù)埋鋼管60

泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工時(shí)，通常應(yīng)埋設(shè)鋼護(hù)筒，以起定位、保護(hù)孔口、存儲(chǔ)泥漿和使其高于地下水位。埋設(shè)的鋼護(hù)筒（1）埋設(shè)鋼護(hù)筒61

護(hù)壁的泥漿有采用膨潤(rùn)土制漿、原土制漿等，其泥漿的比重應(yīng)根據(jù)土質(zhì)進(jìn)行調(diào)整，維持孔壁一定的泥漿壓力，不塌孔。泥漿池制漿（2）泥漿制備62護(hù)壁泥漿是由高塑性粘土或膨潤(rùn)土和水拌合的混合物，還可在其中摻入其他摻合劑，如加重劑、分散劑、增粘劑及堵漏劑等。63橋梁基礎(chǔ)的鉆孔灌注樁施工現(xiàn)場(chǎng)。64

鉆孔灌注樁的施工現(xiàn)場(chǎng)若管理不善，易造成泥漿到處流淌，現(xiàn)場(chǎng)文明施工不夠?；炷亮隙窛仓炷翆?dǎo)管65

鉆孔灌注樁的鉆頭由施工作業(yè)隊(duì)根據(jù)土質(zhì)、以往的施工經(jīng)驗(yàn)加工制作，通常在端部焊接合金刀頭，增加耐磨性和切削土的能力。66泥漿材料泥漿主要是膨潤(rùn)土或粘土和水的混合物。孔內(nèi)泥漿液面高于地下水位以上1m，泥漿的相對(duì)密度為1.1-1.15，排出時(shí)為1.2-1.4。泥漿的作用泥漿產(chǎn)生的液柱壓力可平衡水壓力，并對(duì)孔壁有一定的側(cè)壓力，成為孔壁的一種液態(tài)支撐；泥漿中膠質(zhì)顆粒在泥漿壓力下，滲入孔壁表面孔隙中，形成一層泥皮，從而可防止塌孔，護(hù)壁。灌進(jìn)的泥漿比重小，排出的比重大，從而攜渣排出泥土。泥漿還具有潤(rùn)滑鉆頭、降低鉆頭發(fā)熱、減少鉆進(jìn)阻力等作用。67baac⑶成孔方法：泥漿護(hù)壁成孔灌注樁成孔方法有沖擊鉆成孔法a、沖抓錐成孔法b和潛水電鉆成孔法c三種(下圖）。6869

70樁定位，圖中的孔為超前鉆的孔沖孔樁開始施工71沖擊成孔72在原先已經(jīng)支護(hù)的地面上沖孔成樁，容易沖到錨桿和錨索，造成鋼筋籠下不去73（4）清孔

端承樁沉渣厚度不得大于50mm，摩擦端承和端承摩擦沉渣不得大于100mm，摩擦樁不大于300mm。（5）吊放鋼筋籠長(zhǎng)度為樁長(zhǎng)的1/2-1/3當(dāng)全長(zhǎng)超過(guò)12m時(shí)分段制作。接頭錯(cuò)開500，同一截面不超過(guò)50%，每2m焊12加強(qiáng)環(huán)，有60-80鋼筋保護(hù)層措施（定位鋼筋環(huán)、定位墊塊）74安放鋼筋籠

7576灌注樁鋼筋冷擠壓連接77焊吊筋，防止?jié)仓艜r(shí)鋼筋籠上浮78（6）水下澆筑砼導(dǎo)管口先用球塞堵住，導(dǎo)管口下沉至底表上約300mm處首次灌注的砼應(yīng)滿足導(dǎo)管口埋入砼500mm以上，管內(nèi)砼頂面高出地下水面2.5m左右開管（剪斷鐵絲、球塞被砼頂出）提升導(dǎo)管0.5-3m/h7980提升導(dǎo)管，下料，排出泥漿8182埋設(shè)護(hù)筒鉆進(jìn)施工83泥漿運(yùn)輸車輛漿池84吊放鋼筋籠混凝土澆注85（7）施工中常見問(wèn)題處理護(hù)筒冒水原因——埋設(shè)護(hù)筒時(shí)周圍填土不密實(shí)，或碰動(dòng)護(hù)筒處理——粘土填實(shí)加固；嚴(yán)重下沉或位移的返工重埋?？妆诳s頸易發(fā)生處——在軟土地區(qū)，尤其地下水位高，軟硬土層交界處?，F(xiàn)象——鉆桿上提或下放鋼筋籠時(shí)受阻原因——泥漿相對(duì)密度不當(dāng)、樁間距過(guò)密，成樁施工間隔太短，鉆頭磨損過(guò)大。處理——泥漿相對(duì)密度控制在1.15左右，施工跳開1-2個(gè)樁位鉆孔，成樁間隔72h以上，定期更換鉆頭。重點(diǎn)掌握86孔壁塌陷現(xiàn)象——孔內(nèi)冒水泡，筒內(nèi)水位突然下降。原因——土質(zhì)松散，泥漿不良（泥漿過(guò)稀或質(zhì)量指標(biāo)失控）；泥漿吸出量過(guò)大，護(hù)筒內(nèi)水位高度不夠，碰撞孔壁。處理——如鉆進(jìn)中塌孔，保持孔內(nèi)水位，加大泥漿相對(duì)密度，減少泥漿排除量，以穩(wěn)定孔壁；嚴(yán)重者回填砂與粘土混合物至塌孔位以上1-2m，沉積穩(wěn)定后重鉆。鉆孔傾斜原因——鉆桿不直，土質(zhì)松軟不一，遇上孤石或舊基礎(chǔ)等。處理——改用慢轉(zhuǎn)速，提動(dòng)鉆頭掃孔糾正；嚴(yán)重者回填砂與粘土混合物至偏斜處以上1-2m，沉積穩(wěn)定后重鉆。87（二）干作業(yè)成孔灌注樁施工施工方法利用鉆孔機(jī)械（機(jī)動(dòng)或人工）在樁位處進(jìn)行鉆孔，待鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，立即進(jìn)行清孔，然后鋼筋籠吊入樁孔中，再澆注混凝土而成的樁。適用條件適用于地下水位以上的干土層中樁基的成孔施工。成孔方式螺旋鉆成孔——螺旋鉆機(jī)（利用鉆頭的刃口切削土，并沿螺旋輸送土）鉆孔擴(kuò)底——鉆孔擴(kuò)機(jī)人工成孔——機(jī)動(dòng)或人工洛陽(yáng)鏟88長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)出土狀態(tài)長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)89短螺旋鉆孔機(jī)短螺旋鉆孔機(jī)出土狀態(tài)90二、人工挖孔樁91人工挖孔樁；基坑護(hù)坡部分用沙包；人工挖孔樁的護(hù)壁模板為鋼模板，分為四塊9293949596監(jiān)理下樁底檢查業(yè)主會(huì)同設(shè)計(jì)院驗(yàn)樁持力層樁底持力層巖樣設(shè)計(jì)院與甲方、監(jiān)理驗(yàn)樁，確定終孔97鋼筋綁扎完畢，超聲波安裝完畢砼澆筑樁基檢測(cè)開展－超聲波檢測(cè)澆筑完成后的樁98超聲波檢測(cè)，小樁預(yù)埋三根管，大樁四根管，小樁須檢測(cè)兩次，圖為第一次檢測(cè)，可以檢測(cè)到兩個(gè)斷面99低應(yīng)變檢測(cè)是樁基檢測(cè)的一部分100鉆孔抽出來(lái)的芯樣，芯樣比較完整，密實(shí)性較好，樁底與巖石粘結(jié)較好，屬一類樁101哈爾濱一工地2工人挖灌注樁被埋不少工人圍在出事樁口等待工友的消