地基處理與基礎(chǔ)工程浙工院02

2023/9/212.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/22樁按施工方法分為預制樁和灌注樁預制樁根據(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；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2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/23二、預制樁施工1.常見的施工方法（1）錘擊法（2）振動法（3）水沖法（4）靜力壓樁法2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/24

靜力壓樁靜力壓樁是利用無噪聲、無振動的靜壓力將樁壓入土中，常用于土質(zhì)均勻的軟土地基的沉樁施工。靜力壓樁(圖2.8)利用壓樁架的自重和配重，通過卷揚機牽引，由鋼絲繩、滑輪和壓梁，將整個樁機的重力(800～1500kN)反壓在樁頂上，以克服樁身下沉時與土的摩擦力，迫使預制樁下沉。壓樁施工一般采取分節(jié)壓入、逐段接長的施工方法。接樁的方法目前有三種：焊接法(圖2.9)、法蘭螺栓連接法、硫磺漿錨法(圖2.10)。2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/252.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/262.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/272.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/282.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/292.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/2102.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/211接樁2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/212接樁2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/213截樁2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/2142.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/215

施打順序打樁順序直接影響到樁基礎(chǔ)的質(zhì)量和施工速度，應根據(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、自中部向四周打和由中間向兩側(cè)打三種，如圖2.7所示。當樁的中心距不大于4倍樁的直徑或邊長時，應由中間向兩側(cè)對稱施打(圖2.7(c))，或由中間向四周施打(圖2.7(b))。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2.7(a))。2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/216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。2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/217

錘擊法施工工藝

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。錘擊沉樁是混凝土預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)備及選擇

打樁設(shè)備包括樁錘、樁架和動力裝置。2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/218

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0.2～2t。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2.4)。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(如圖2.5)

。2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/2192.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/2202.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/221柴油打樁錘（動畫）利用燃油爆炸來推動活塞往返運動進行錘擊打樁，柴油樁錘與樁架、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。2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/2222.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/2233.預鉆孔錘擊法錘擊法施工遇到砂層及砂卵石層較厚難以打入時，或在城市建筑密集區(qū)施工，為減少對周圍的影響，可以采用先鉆孔后打樁的方法。2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/224

三、灌注樁施工灌注樁：直接在樁位上用機械成孔或人工挖孔，在孔內(nèi)安放鋼筋、灌注混凝土而成型的樁。與預制樁相比：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。灌注樁按成孔方法分為泥漿護壁成孔灌注樁、沉管灌注樁、螺旋（干作業(yè)）鉆孔灌注樁、爆擴灌注樁等。

2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/225

1.泥漿護壁成孔灌注樁（動畫）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。成孔機械有潛水鉆機、沖擊鉆機、沖抓錐等。泥漿護壁成孔灌注樁的施工工藝流程：測定樁位、埋設(shè)護筒、樁機就位、制備泥漿、機械(潛水鉆機、沖擊鉆機等)成孔、泥漿循環(huán)出渣、清孔、安放鋼筋骨架、澆筑水下混凝土。

2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/226

(1)埋設(shè)護筒和制備泥漿

鉆孔前，在現(xiàn)場放線定位，按樁位挖去樁孔表層土，并埋設(shè)護筒。護筒高0.3m左右，上部設(shè)1～2個溢漿孔，是用厚4～8mm鋼板制成的圓筒，其內(nèi)徑應大于鉆頭直徑200mm。護筒的作用是固定樁孔位置，保護孔口，防止地面水流入，增加孔內(nèi)水壓力，防止塌孔，成孔時引導鉆頭的方向。

2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/227

在鉆孔過程中，向孔中注入相對密度為1.1～1.5的泥漿，使樁孔內(nèi)孔壁土層中的孔隙滲填密實，避免孔內(nèi)漏水，保持護筒內(nèi)水壓穩(wěn)定；泥漿相對密度大，加大了孔內(nèi)的水壓力，可以穩(wěn)固孔壁，防止塌孔；通過循環(huán)泥漿可將切削的泥石渣懸浮后排出，起到攜砂、排土的作用。

2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/228(2)成孔

1)潛水鉆機成孔

潛水鉆機成孔示意圖如圖2.12所示。潛水鉆機是一種旋轉(zhuǎn)式鉆孔機，其防水電機變速機構(gòu)和鉆頭密封在一起，由樁架及鉆桿定位后可潛入水、泥漿中鉆孔。注入泥漿后通過正循環(huán)或反循環(huán)排渣法將孔內(nèi)切削土粒、石渣排至孔外。2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/2292.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/230

潛水鉆機成孔排渣有正循環(huán)排渣和泵舉反循環(huán)排渣兩種方式，如圖2.13所示。正循環(huán)排渣法:（動畫）在鉆孔過程中，旋轉(zhuǎn)的鉆頭將碎泥渣切削成漿狀后，利用泥漿泵壓送高壓泥漿，經(jīng)鉆機中心管、分叉管送入到鉆頭底部強力噴出，與切削成漿狀的碎泥渣混合，攜帶泥土沿孔壁向上運動，從護筒的溢流孔排出。泵舉反循環(huán)排渣法:（動畫）砂石泵隨主機一起潛入孔內(nèi)，直接將切削碎泥渣隨泥漿抽排出孔外。2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/2312.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/232

2)沖擊鉆成孔

沖擊鉆機通過機架、卷揚機把帶刃的重鉆頭(沖擊錘)提高到一定高度，靠自由下落的沖擊力切削破碎巖層或沖擊土層成孔(圖2.14)。沖擊鉆頭形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形沖擊鉆頭(圖2.15)。沖孔前應埋設(shè)鋼護筒，并準備好護壁材料。

2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/2332.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/234

3)沖抓錐成孔沖抓錐(圖2.16)錐頭上有一重鐵塊和活動抓片，通過機架和卷揚機將沖抓錐提升到一定高度，下落時松開卷筒剎車，抓片張開，錐頭便自由下落沖入土中，然后開動卷揚機提升錐頭，這時抓片閉合抓土。沖抓錐整體提升至地面上卸去土渣，依次循環(huán)成孔。沖抓錐成孔施工過程、護筒安裝要求、泥漿護壁循環(huán)等與沖擊成孔施工相同。適用于松軟土層(砂土、粘土)中沖孔，但遇到堅硬土層時宜換用沖擊鉆施工。

2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/2352.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/236（3）清孔驗孔是用探測器檢查樁位、直徑、深度和孔道情況；清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以減少樁基的沉降量，提高承載能力。泥漿護壁成孔清孔時，對于土質(zhì)較好不易坍塌的樁孔，可用空氣吸泥機清孔，氣壓為0.5MPa，使管內(nèi)形成強大高壓氣流向上涌，同時不斷地補足清水，被攪動的泥渣隨氣流上涌從噴口排出，直至噴出清水為止。對于穩(wěn)定性較差的孔壁應采用泥漿循環(huán)法清孔或抽筒排渣，清孔后的泥漿相對密度應控制在1.15～1.25。2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/237(4)澆筑水下混疑土泥漿護壁成孔灌注混凝土的澆筑是在水中或泥漿中進行的，故稱為澆筑水下混凝土。水下混凝土宜比設(shè)計強度提高一個強度等級，必須具備良好的和易性，配合比應通過試驗確定。水下混凝土澆筑常用導管法(圖2.17)。澆筑時，先將導管內(nèi)及漏斗灌滿混凝土，其量保證導管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上，然后剪斷懸吊隔水栓的鋼絲，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞進入水中。

2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/2382.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/2392.螺旋鉆孔灌注樁

（動畫）螺旋鉆孔灌注樁施工過程如圖2.11所示。成孔一般采用螺旋鉆機鉆孔。螺旋鉆頭外徑分別為Φ400mm、Φ500mm、Φ600mm，鉆孔深度相應為12m、10m、8m。利用螺旋鉆葉片出土，適用于成孔深度內(nèi)沒有地下水的一般粘土層、砂土及人工填土地基，不適于有地下水的土層和淤泥質(zhì)土。鉆機就位后，鉆桿垂直對準樁位中心，開鉆時先慢后快，減少鉆桿的搖晃，及時糾正鉆孔的偏斜或位移。2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/2402.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/241螺旋鉆機2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/242螺旋鉆機2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/2432.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/244

施工中常遇見問題及處理（1）孔壁坍塌（2）轉(zhuǎn)孔偏斜（3）孔底虛土（4）斷樁2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/2453、沉管灌注樁（動畫）

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(鋼管直徑應與樁的設(shè)計尺寸一致)，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。利用錘擊沉樁設(shè)備沉管、拔管成樁，稱為錘擊沉管灌注樁(圖2.18)；利用振動器振動沉管、拔管成樁，稱為振動沉管灌注樁(圖2.19)。2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/246a）活瓣樁尖；b）樁靴

圖2-16活瓣樁尖及樁靴

1一樁管；2一鎖軸；3一活瓣；4—樁靴

2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/247a）就位；b）沉套管；c）初灌混凝土；d）放置鋼筋籠、灌注混凝土；e）拔管成樁

圖2-17沉管灌注樁施工過程

1一鋼管；2一混凝土樁靴；3一樁2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/2482.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/2492.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/250振動沉管2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/251

在沉管灌注樁施工過程中，對土體有擠密作用和振動影響，施工中應結(jié)合現(xiàn)場施工條件，考慮成孔的順序。間隔一個或兩個樁位成孔；在鄰樁混凝土初凝前或終凝后成孔；一個承臺下樁數(shù)在5根以上者，中間的樁先成孔，外圍的樁后成孔。2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/252套管成孔灌注樁易產(chǎn)生的質(zhì)量問題及處理①斷樁：

斷樁一般發(fā)生在地面以下軟硬土層的交接處，并多數(shù)發(fā)生在粘性土。砂石和松土中很少出現(xiàn)。產(chǎn)生斷樁的主要原因有：樁距過小，受鄰樁施打時擠土造成的影響；軟硬土層間傳遞水平力大小不同，對樁產(chǎn)生剪應力；混凝土終凝不久，強度弱，受振動和外力擾動；拔管時速度過快，混凝土來不及下落，周圍的土迅速回縮，形成斷樁。避免斷樁的措施有：布樁不宜過密，樁間距宜大于3.5倍樁徑；合理制定打樁順序和樁架行走路線以減少振動的影響；采用跳打法施工，跳打應在相鄰成形的樁達到設(shè)計強度的60℅以上進行；認真控制拔管速度，一般以1.2-1.5m/min為宜。如已查出斷樁，應將斷樁段拔出，將孔清理干凈后，略增大面積或加上箍筋后，再重新澆筑混凝土。2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/253②縮頸（動畫）

縮頸的樁又稱瓶頸樁，樁身局部直徑小于設(shè)計直徑。產(chǎn)生的主要原因是：在含水率很高的軟土層中沉樁管時，土受擠壓產(chǎn)生很高的空隙水壓，拔管后擠向新灌的混凝土而造成樁徑截面縮小；拔管速度過快，混凝土流動性差或混凝土裝入量少，混凝土出管時擴散差也造成縮頸現(xiàn)象。預防措施：施工時每次應向樁管內(nèi)盡量多裝混凝土，使之有足夠的擴散壓力；嚴格控制拔管速度。處理方法是：若樁輕度縮頸，可采用反插法，局部縮頸可采用半復打法，樁身多處縮頸可采用復打法。2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/254③吊腳樁：（動畫）

是指樁底部混凝土隔空或混凝土中混進泥砂而形成松軟層。其形成的原因是預制樁尖質(zhì)量差，沉管時被破壞，泥砂、水擠入樁管。處理方法：將樁管拔出，糾正樁尖或?qū)⑸盎靥顦犊缀笾匦鲁凉堍軜都膺M入水泥

樁尖與樁管結(jié)合處或鋼活瓣樁尖閉合不緊密，樁尖被打破或是鋼活瓣樁尖變形等所致。處理方法：將樁管拔出，清除管內(nèi)泥沙，修整樁尖鋼活瓣變形縫，用黃砂回填樁孔后再重打2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/2554、人工挖孔灌注樁人工挖孔灌注樁是指機孔采用人工挖掘方法進行成孔，然后安放鋼筋籠，澆筑混凝土而成的樁。特點是設(shè)備簡單;無噪聲、無振動、不污染環(huán)境，對施工現(xiàn)場周圍原有建筑物的影響小;施工速度快，可按施工進度要求決定同時開挖樁孔的數(shù)量，必要時各樁孔可同時施工，土層情況明確，可直接觀察到地質(zhì)變化，樁底沉渣能清除干凈，施工質(zhì)量可靠。其缺點是人工耗最大，開挖效率低，安全操作條件差l等。2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/256施工設(shè)備一般可根據(jù)孔徑、孔深和現(xiàn)場具體情況加以選用，常用的有:電動葫蘆、提土捅、潛水泵、鼓風機和輸風管、鎬、鍬、土筐、照明燈、對講機及電鈴等。施工工藝(1)按設(shè)計圖紙放線、定樁位。(2)開挖樁孔土方。(3)支設(shè)護壁模板。(4)放置操作平臺。(5)澆筑護壁混凝土。(6)拆除模板繼續(xù)下段施工(7)排出孔底積水，澆筑樁身棍凝土2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/257質(zhì)量要求(1)必須保證樁孔的挖掘質(zhì)量。(2)樁的平面位置，垂直度要求(3)鋼筋籠要求(4)混凝土性能安全措施人工挖孔樁的施工安全應予以特別重視?？紫虏僮魅藛T必須戴安全帽;孔下有人時孔口必須有監(jiān)護人員;護壁要高出地面150～200mm；使用的電葫蘆、吊籠等應安全可靠并配有自動卡緊保險裝置；每日開工前必須檢測井下的有毒有害氣體；樁孔開挖深度超過10m時，應有專門向井下送風的設(shè)備。2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/2582.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/2595、爆擴灌注樁（動畫）適用于地下水位以上的黏性土、黃土、碎石土以及風化巖地基。爆擴灌注樁(簡稱爆擴樁)是用鉆孔或爆擴法成孔，孔底放人炸藥，再灌入適量的混凝土，然后引爆，使孔底形成擴大頭，此時，孔內(nèi)混凝土落人孔底空腔內(nèi)，再放置鋼筋骨架，澆筑樁身混凝土而制成的灌注樁。2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/260施工工藝：成孔→檢查修理樁孔→安放炸藥包→注入壓爆混凝土→引爆→檢查擴大頭→安放鋼筋籠→澆注樁身混凝土→成樁養(yǎng)護質(zhì)量要求(1)樁孔平面位移允許偏差:(2)樁孔垂直度允許傾斜:(3)樁身直徑允許偏差施工中常見問題(1)拒爆(2)拒落(3)回落土(4)偏頭2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/261四、樁基檢測與驗收（一）樁基檢測成樁的質(zhì)量檢驗有兩類基本方法，一類是靜載荷試驗法，另一類為動測法。⑴靜載試驗法①試驗目的及方法靜載試驗的目的：模擬實際荷載情況，采用接近于樁的實際工作條件，通過靜載加壓，得出一系列關(guān)系曲線，確定單樁的極限承載力，綜合評定確定其允許承載力，作為設(shè)計依據(jù)；或?qū)こ虡兜某休d力進行抽樣檢驗和評價。荷載試驗有多種，通常采用的是單樁豎向抗壓靜載試驗、單樁豎向抗拔靜載試驗和單樁水平靜載試驗。2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/262②試驗要求預制樁在樁身強度達到設(shè)計要求的前提下，對于砂類土，不應少于7天；對于粉土和粘性土，不應少于15天；對于淤泥或淤泥質(zhì)土，不應少于25天，待樁身與土體的結(jié)合基本趨于穩(wěn)定，才能進行試驗。灌注樁應在樁身混凝土強度達到設(shè)計等級的前提下，對砂類土不少于10天；對一般粘性土不少于20天；對淤泥或淤泥質(zhì)土不少于30天，才能進行試驗。在同一條件下的試樁數(shù)量不宜少于總樁數(shù)的1%，且不應少于3根，工程總樁數(shù)在50根以內(nèi)時不應少于2根。2.3樁基礎(chǔ)施工2023/9/263

⑵動測法

動測法，又稱動力無損檢測法，是檢測樁基承載力及樁身質(zhì)量的一項新技術(shù)，作為靜載試驗的補充。①與靜載試驗比較

一般靜載試驗可直觀地反映樁的承載力和混凝土的澆筑質(zhì)量，數(shù)量可靠。但試驗裝置復雜笨重，裝、卸、操作費工費時，成本高，測試數(shù)量有限，并且易破壞樁基。動測法試驗，儀器輕便靈活，檢測快速；單樁試驗時間僅為靜載試驗的1/50左右；數(shù)量多，不破壞樁基，相對也較準確，可進行普查；費用低，單樁測試費約為靜載試驗的1/30左右，可節(jié)省靜載試驗錯樁、堆載、設(shè)備運輸、吊裝焊接等大量人力、物力。目前，國內(nèi)用動測法的試樁工程數(shù)目，已占工程總數(shù)