基礎(chǔ)工程第二一四

第四章樁基礎(chǔ)

第一節(jié)概述

第二節(jié)樁的類型及施工工藝

第三節(jié)豎向荷載下的樁基礎(chǔ)第四節(jié)水平荷載下的樁基礎(chǔ)第五節(jié)樁基礎(chǔ)設(shè)計9/4/20231第四章樁基礎(chǔ)第一節(jié)概述如果建筑場地淺層的土質(zhì)不能滿足建筑物對地基承載力和變形的要求，而又不適宜采取地基處理措施時，就要考慮深基礎(chǔ)方案了。深基礎(chǔ)主要有樁基礎(chǔ)、沉井和地下連續(xù)墻等幾種類型，其中以樁基礎(chǔ)應(yīng)用最為廣泛。

樁基礎(chǔ)是最古老的基礎(chǔ)型式之一。智利古文化遺址中發(fā)現(xiàn)的樁距今約有12000年。河姆渡遺址表明，在7000年前，我國已有采用木樁支承房屋的歷史。在漫長的歷史過程中，樁基有了很大的發(fā)展變化，特別是近代以來，樁基從型式到工藝和規(guī)模都有了飛躍發(fā)展。顯現(xiàn)出強大的生命力和廣闊的發(fā)展前景。9/4/20232樁基礎(chǔ)按承臺位置可以分為高樁承臺基礎(chǔ)和低樁承臺基礎(chǔ)。低樁承臺的承臺底面位于地面(或沖刷線)以下；高樁承臺的承臺底面位于地面(或沖刷線)以上，其結(jié)構(gòu)特點是基樁部分樁身沉入土中，部分樁身外露在地面以上而成為樁的自由長度。樁基礎(chǔ)是通過承臺把若干根樁的頂部聯(lián)結(jié)成整體，共同承受動、靜荷載的一種深基礎(chǔ)，而樁是設(shè)置于土中的豎直或傾斜的基礎(chǔ)構(gòu)件，其作用在于穿越軟弱的壓縮性土層或水中，將樁所承受的荷載傳遞到更硬、更密實或壓縮性較小的地基持力層上，通常將樁基礎(chǔ)中的樁稱之為基樁。9/4/202339/4/20234高樁承臺由于承臺位置較高或設(shè)在施工水位以上，可減少墩臺的圬工數(shù)量，避免或減少水下作業(yè)，施工較為方便，且更經(jīng)濟。然而，高樁承臺基礎(chǔ)剛度較小，在水平力作用下，由于承臺及基樁露出地面的一段自由長度周圍無土來共同承受水平外力，基樁的受力情況較為不利，樁身內(nèi)力和位移都將大于在同樣水平外力作用下的低樁承臺，在穩(wěn)定性方面低樁承臺也較高樁承臺好。通常對下列情況，可考慮用樁基礎(chǔ)方案：(1)軟弱地基或某些特殊性土上的各類永久性建筑物，不允許地基有過大沉降和不均勻沉降；9/4/20235(3)對橋梁、碼頭、煙囪、輸電塔等結(jié)構(gòu)，宜采用樁基以承受較大的水平力和上拔力時；(4)對精密或大型的設(shè)備基礎(chǔ)，需要減小基礎(chǔ)振幅、減弱基礎(chǔ)振動對結(jié)構(gòu)的影響時；(5)在地震區(qū)，以樁基作為地震區(qū)結(jié)構(gòu)抗震措施或穿越可液化地基時；(6)水上基礎(chǔ)，當施工水位較高或河床沖刷較大，采用淺基礎(chǔ)施工困難或不能保證基礎(chǔ)的安全時。(2)對于高重建筑物，如高層建筑、重型工業(yè)廠房和倉庫、料倉等，地基承載力不能滿足設(shè)計需要時；9/4/20236第二節(jié)樁的類型及施工工藝一、樁的分類樁按施工工藝可分為預(yù)制樁和灌注樁兩大類。

預(yù)制樁系指借助于專用機械設(shè)備將預(yù)先制作好的具有一定形狀、剛度與構(gòu)造的樁桿打入、壓入、或振入土中的樁型。主要有以下幾種：

(一)預(yù)制樁的種類預(yù)制鋼筋混凝土樁預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁鋼樁9/4/202371.預(yù)制鋼筋混凝土樁預(yù)制鋼筋混凝土樁最常用的是實心方樁，該樁型質(zhì)量可靠、制作方便、沉樁快捷，是近幾十年以來我國應(yīng)用最普遍的一種樁型。斷面尺寸從200mm

200mm到600mm600mm；樁長在現(xiàn)場制作時可達25~30m，在工廠預(yù)制時一般不超過12m。分節(jié)制作的樁應(yīng)保證樁頭的質(zhì)量，滿足樁身承受軸力、彎矩和剪力的要求。

接樁的方法有：鋼板角鋼焊接、法蘭盤螺栓和硫磺膠泥錨固等。前兩種適用于各類土層，第三種硫磺膠泥適用于軟土。當采用靜壓法沉樁時，常用空心方樁；在軟土層中亦有采用三角形斷面，以節(jié)省材料，增加側(cè)面積和摩阻力。9/4/202382.預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁系將預(yù)制混凝土樁的部分或全部主筋作為預(yù)應(yīng)力張拉鋼筋，采用先張法、后張法對樁身混凝土施加預(yù)壓應(yīng)力，提高樁的抗沖（錘）擊能力與抗彎能力。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁簡稱為預(yù)應(yīng)力樁。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁與普通鋼筋混凝土樁比較，其強度重量比大，含鋼率低，耐沖擊，耐久性和抗腐蝕性能增高，以及穿透能力強，因此特別適合于用作超長樁（L>50m）和需要穿越夾砂層的情況，所以它們是高層建筑的理想樁型之一，但制作工藝要求較復(fù)雜。9/4/20239預(yù)應(yīng)力樁按其制作工藝分為兩類：一類是普遍立模澆制的，斷面形狀為含內(nèi)圓孔的正方形，稱為預(yù)應(yīng)力空心方樁，或簡稱預(yù)應(yīng)力空心樁；另一類是離心法旋制的，斷面形狀為圓環(huán)形的高強預(yù)應(yīng)力管樁（PrestressedHighStrengthConcreteTube–shapedPiles），簡稱PHC樁。目前常用的預(yù)應(yīng)力空心樁主要有兩種規(guī)格：500×500mm和600×600mm。PHC樁主要有以下幾種規(guī)格：外徑

500mm、550mm、800mm、1000mm，壁厚90mm～130mm，樁段長4m至15m，鋼板電焊或螺栓連接，混凝土強度達C60～C80。9/4/202310鋼樁有兩種：鋼管樁和H形樁。

鋼管樁系由鋼板卷焊而成，常見直徑有

406mm、609mm、914mm和1200mm幾種，壁厚通常是按使用階段應(yīng)力設(shè)計的，約10mm左右。鋼管樁具有強度高、抗沖擊疲勞性能好、貫入能力強、抗彎曲的剛度大，單樁承載力高，便于割接、質(zhì)量可靠、便于運輸、沉樁速度快以及擠土影響小等優(yōu)點；但它抗腐蝕性能較差，須做表面防腐蝕處理，且價格昂貴。因此，在我國一般只在必須穿越砂層或其它樁型無法施工和質(zhì)量難以保證、或必須控制擠土影響、或工期緊迫等情況下及重要工程才選用。

3.鋼樁9/4/202311H型譽鋼樁系一下次軋姥制成慌型，扁與鋼炕管樁地相比淚，其昌擠土座效應(yīng)蒜更弱弱，割錫焊與是沉樁帝更便踏捷、勸穿透羞性能右更強諸。H型漏鋼樁趟的不橫足之捷處是側(cè)側(cè)向匠剛度耗較弱瘡，打栽樁時與樁身鴨易向漿剛度取較弱些的一迅側(cè)傾截斜，壞甚至顧產(chǎn)生吧施工葛彎曲文。在賞這種竭情況玩下，期采用狐鋼筋朽混凝斷土或卷預(yù)應(yīng)隨力混脾凝土甜樁身唇加H過型鋼曾樁尖余的組適合樁淹則是遙一種憂性能舉優(yōu)越濫的樁件型。實踐第證明椅這種叔組合滋樁能住順利安穿過丟夾塊調(diào)石的秘土層篩，亦霸能嵌駕入N青63陸.5淋>5獄0的叢風化映巖層販。6/液30牲/2壯02華312預(yù)制丸樁的示施工量工藝長包括哭制樁劫與沉抖樁兩抵部分吩，沉趴樁工燙藝又急隨沉安樁機偉械而溫變，耐主要姓有三濟種：錘擊種式、靜壓忘式和振動啄式。錘擊角法的施宴工參夠數(shù)是附不同竊深度宴的累容計錘齒擊數(shù)眨和最打后貫?zāi)苋攵炔?；壓樁們法的施患工參壺?shù)是冠不同引深度辣的壓孩樁力高。它植們包朱含著佳樁身關(guān)穿過默土層那的信胳息，盜在相秀似場江地中撓積累薄了一年定施槽工經(jīng)哪驗后凍，可距根據(jù)暫這些回施工鞭參數(shù)傭預(yù)估嫩單樁栽承載候力的趙大小枯，樁畢尖是角否達蝴到了舍持力艙層的蔬位置失。如渠果場抱地內(nèi)不不同兄區(qū)域怕之間期施工押參數(shù)化出現(xiàn)具明顯島變化紙，將筍預(yù)示出著地釘基不水均勻芳；個忌別樁滑施工希參數(shù)棚出現(xiàn)驕明顯依變化愉時，株可能慚是樁剪遇到親了障憶礙物忠或樁葬身已暗損壞給，因拜此設(shè)稠計確泊定的脆沉樁柏控制設(shè)標準社，有己時要普求設(shè)蔬計標辟高和談錘擊何貫入與度雙英重控歡制。4.尊預(yù)慈制樁龜?shù)氖﹫D工工舒藝6/恥30琴/2宜02層313灌注狀樁系指曉在工晝程現(xiàn)治場通隙過機尋械鉆振孔、耀鋼管覽擠土逃或人腫力挖智掘等暗手段萬在地容基土攏中形洽成的播樁孔培內(nèi)放夾置鋼逃筋籠盒、灌趙注混算凝土稠而做結(jié)成的時樁。依照飾成孔餐方法煉不同辮，灌園注樁換分為糟：沉管姓灌注題樁、鉆孔圣灌注輸樁和挖孔射灌注宅樁等幾湯大類叮。（二告）灌返注樁立的種租類鉆孔派灌注鎖樁(簡批稱鉆弊孔樁君)與亦沖孔銀灌注貝樁(肚簡稱叉沖孔茂樁)剃是指狀在地偵面用扒機械茄方法溝取土憤成孔吹的灌論注樁施，其嗓施工蠢順序豆如圖挑所示呼。主要熔分三啊大步攪：成最孔、帶沉放熊鋼筋超籠、茂導(dǎo)管勻法澆懇灌水疼下混棄凝土清成樁番。1.誓鉆（鬼沖）遞孔灌船注樁6/案30某/2浴02阿3146/歌30影/2獻02姥315人工欺挖孔涌灌注樁簡野稱挖噸孔樁和，是飯先用母人力刪挖土爆形成叉樁孔爬，在掙向下盾掘進們的同囑時，列將孔青壁襯檔砌以哀保證訂施工場安全遭，清譽理完倘孔底芒后，健澆灌亂混凝攝土。水下膚鉆孔曉樁成楚孔過疫程中林，通戴常采遣用具糖有一杠定重艘度和服粘度肚的泥悄漿進序行護果壁，杜泥漿赴不斷嫌循環(huán)陣，同水時完脈成攜徹土和舉運土保的任致務(wù)。播兩者晨區(qū)別旺僅在世于前躺者以輸旋轉(zhuǎn)記鉆機施成孔報，后亂者以槽沖擊送鉆機舟成孔命。這種證成孔選工藝夸可穿腹過任傷何類縣型地瓣層，掌樁長怕可達脆10緩0m儲。施虎工過玩程無臣擠土冊、無薪（少朱）振炎動、玩無（堂低）有噪音款，環(huán)融境影奏響較侮小，服在城虧市建救設(shè)中誤獲得輛了越燃來越未廣泛顫的運標用。2．翁人工澡挖孔后灌注漸樁6/桿30傅/2治02駕3166/蜜30泰/2遵02星317這種約方法拜可形沒成大態(tài)尺寸怎的樁權(quán)，滿悄足了病高層孝建筑蛙對大蘭直徑鎖樁的夾迫切夠需求頂，適營合我辦國勞由動力悶成本還較低吼的國蒜情，微成本逝較低瞎，對枝周圍叢環(huán)境闖也沒萬有影廊響。繳因此欠，很蘇快在池全國瘋推廣虛開來影，成喂為一師些地舅區(qū)高翅層建慢筑樁啊基礎(chǔ)霸的一損種常圾用樁搖型。磚挖孔妥樁因銅為直回徑較儉大，座相應(yīng)乞的樁顛長較轟小，眠也稱圈作墩周。護休壁可內(nèi)有多界種方皺式，咳現(xiàn)在傲多用火混凝挨土現(xiàn)蔬澆，技整體倒性和商防滲兵性更寨好。3．字沉管爺灌注壩樁和而夯擴響樁沉管瞎灌注鞏樁又稱搞套管鴨成孔主灌注炕樁，舟這類而灌注溫樁是旁采用其振動盼沉管毛打樁腰機或擴錘擊飼沉管張打樁逐機，陰將帶限有活禿瓣式賽樁尖習、或挪錐形波封口梢樁尖避，或何預(yù)制丸鋼筋音混凝正土樁撐尖的賄鋼管寒沉入艦土中勿，然嚇后邊貍灌注全混凝瞇土、勤邊振自動或講邊錘駱擊、北邊拔籍出鋼相管而初形成湖灌注夠樁。害該方備法具標有施祥工方象便、甩快捷腹，造泥價低安的優(yōu)法點，該是國障內(nèi)目鞏前采責用得恥較為金廣泛賴的一收種灌坐注樁東。6/讀30致/2怒02戰(zhàn)318沉管真灌注異樁是昂最早丘出現(xiàn)缺的現(xiàn)說場灌階注樁堡，其統(tǒng)施工術(shù)程序酒一般歲包括緩四個藥步驟享：沉零管、龍放籠賠、灌和注、臘拔管渴，如永圖所泥示。揉沉管昌灌注微樁的船優(yōu)點隱是在柜鋼管合內(nèi)無泥水環(huán)貼境中煙沉放仿鋼筋寒籠混矮凝土草，從寺而為素樁身淹混凝畜土的嶼質(zhì)量她提供桿了保漢障。夯擴孔灌注龍樁是在碧錘擊崖沉管泰灌注民樁的足機械資設(shè)備浩與施膠工方受法的窗基礎(chǔ)豬上加噸以改波進，眉增加盞一根飼內(nèi)夯匙管，餐按照專一定討的施特工工痕藝，污采用議夯擴拔的方頁式將博樁端猶現(xiàn)澆簡混凝啄土擴遍大成括大頭賠形的重一種踩樁型通，通閑過擴鵝大樁黎端截藝面積肉和擠漫密地嬌基土鐮，使揀樁端網(wǎng)土的兼承載聞力有灘較大惜幅度偵的提愉高：科同時柿樁身顫混凝冰土在迷柴油查錘和輝內(nèi)夯召管的輸壓力采作用淹下成娛型，露避免沈了“赴縮頸蔑”現(xiàn)烈象，腰使樁遼身質(zhì)觸量得亡以保蠢證。6/刑30猶/2尚02啊3196/攏30細/2毀02頸320預(yù)制銷樁、嶺沉管丙灌注乎樁在歐錘擊芽或振幼動法假下沉直時，催施工稼噪音竭大，遮污染滑環(huán)境柜，不練宜在匯居住恐區(qū)周稿圍使更用。預(yù)制愿樁用掃靜壓跡法施疫工可街消除碌噪音夠污染留，是竹城區(qū)伍預(yù)制冬樁的虜主要屢施工在方法時。鉆孔乓樁的派施工裕過程孝振動橫、噪唐音小載，是沉城區(qū)悅建筑更的常史用樁鋒型。2．奇擠土寇效應(yīng)鉆孔搞灌注諸樁、犧挖孔垂灌注鍋樁為非擠陷土樁，對叼鄰近鎖建筑乞物及開地下嘆管線響危害川很小纏。端部皆開口竹或半晶閉口辯管樁家為部分鬧擠土秀樁，但蓋端部扁“土送塞”禍的承蜂載力炕較封成閉式莊樁小尿?！巴裂谌倍诵?yīng)二、鋸各類縫樁的盒主要睬特點指及比爹較1．裕振動儲、噪叉聲6/煉30季/2障02鼓321預(yù)制賓鋼筋賺混凝反土樁肢、沉座管灌斑注樁憤（無籃論打衡入、挖壓入攝或振六入）槍均屬賭于擠土瞧樁。擠土跨樁的鳴危害狠：在逐飽和撇軟土綱中進究行密縱集樁仁群施只工將產(chǎn)使土鈔中超怪靜水絲式孔隙乒水壓嘗力劇毀增(愛例如叔達上破覆土陷重的遞1.允4倍裳，甚靠至更球高)昆、地昏表隆戰(zhàn)起(換例如填樁區(qū)絕內(nèi)5瓶0m，隆亞起總攜體積塵約為巴樁入告土體茶積的統(tǒng)40雄％)中、淺瓦層土也體水喚平位特移(敢影響偽范圍暖達1粘倍樁辛長以船上)馬、深是層土雙體位蹄移、向先打幻玉設(shè)的萄樁被堤抬起而和擠剝偏及歷至彎啦曲和愚斷裂例。這蛇將造立成各墊種危甚害，逝包括磨原有待建筑臥物下勾沉或線局部陰抬起晃以致否結(jié)構(gòu)揚損壞征，鄰潔近路百面開擱裂以濕及地播下管浙線位愈移或巧破壞罩?？刂聘┏翗秱D土題效應(yīng)哥是市鍵區(qū)選放用預(yù)揭制樁卸的前運提，塞控制討和減焦輕沉態(tài)樁擠懇土影暫響的港方法粉：設(shè)畫置防如振溝慚、擠軟土井恩、預(yù)要鉆孔引、排油水砂陜井、洗控制只沉樁齒速度懇以及詢調(diào)整縣打樁段流水光等。6/你30婆/2訂02欺322受設(shè)濫備能襪力的罵限制孤，單嗎節(jié)預(yù)批制樁刮的長疲度不春能過則長，亞一般捷在3鞋0m資以內(nèi)渾，更融長時問需接癥樁。翅預(yù)制敞鋼筋卸混凝名土樁杜不易棉穿透儉較厚泄的堅水硬地親層，菜沉樁退困難忌時需廳采用蘋射水碗輔助同振動端沉樁叫法。置由于歸節(jié)長閥規(guī)格仇無法拾臨時前變更輛，沉甜樁無脈法達餅到設(shè)睡計標納高時甜，就洪不得鋒不截城樁。消因此絨除鋼脖樁、幫嵌巖梢樁外鍛，受剪沉樁亦能力疏的限趟制，籌預(yù)制絮混凝立土樁腎、沉田管灌段注樁鴨樁徑催、樁忌長不驕可太扔大，慣單樁從極限料承載炮力一厲般不糠超過腰60伙00批kN膨。鉆孔籃灌注著樁直律徑可麻大至其1～粘2m忽，樁士長可天達1楊00次m，呼可適虎用于景各種峽地層解，樁猴端不群僅可坊進入駱微風型化基闊巖而伴且可釣擴底曉，挖蔑孔灌瓜注樁蘭直徑限更可唯擴大營至2肢～3晶m，核因此堆單樁絡(luò)的總禮承載烈能力姨大，灶單樁低極限事承載熊力可窩達1勾50銷00惕kN顧以上混。3.瞞沉樁挎能力敗與承住載力6/惰30儲/2摟02壇323預(yù)制升樁的質(zhì)配筋斤往往沙是由踩搬運著起吊轟和錘源擊時避的施腦工工避況來造控制浩的，出遠遠互超過勺正常漫工作提荷載紫對強扒度的有要求鬧，因澇此樁頌身混擔凝土緒標號舅高、路含筋妖率高程，主預(yù)筋要潤求通環(huán)長配牌置，宏用鋼暴量大壇。灌注什樁的斜優(yōu)點陳是省茂去了咳預(yù)制耍樁的涉制作材、運暑輸、樓吊裝滔和打影入等知工序養(yǎng)，樁爬不承則受這澇些過悲程中丹的彎探折和流錘擊殃應(yīng)力糕，從雀而節(jié)賣省了黨鋼材刺和造廚價。交僅承堪受軸粘向壓者力時眨，按拆工作賀荷載某要求澇通常籍只在篩上部供配筋合，混謝凝土與不用縣接頭堤，節(jié)歷約了感鋼的拜用量哄，也底不需躁使用春高標然號混菊凝土秒，一都般情添況下晃，比繁預(yù)制矮樁經(jīng)場濟。4.骨施俯工應(yīng)渠力與揪配筋璃量6/窯30聞/2籠02尾324預(yù)制饑樁―節(jié)―接母頭常前形成巧樁身紗的薄肝弱環(huán)柿節(jié)，面沉樁倆的擠博土效頂應(yīng)可旅使先辣打入努的樁掌被抬樹起，封如果悉接樁項不牢胳固，澇可使炭上下縣兩節(jié)表樁脫研開。沉管湊灌注駕樁―峽―擠忠土效舅應(yīng)可翼能使弟混凝奸土尚提未結(jié)依硬的剝鄰樁斗被剪茅斷，君對策版是采傷取“抹跳打肢”順帳序施闖工，殃待混晌凝土錯強度請足夠許時再裁在它遇的近串旁施快打相槽鄰樁襖。