土木工程施工 課件 第二章 地基處理與樁基工程

第二章地基處理與樁基工程第一節(jié)基坑驗(yàn)槽若地基為必須加固處理的天然地基，當(dāng)基坑（槽）挖至基底設(shè)計(jì)標(biāo)高后，施工單位必須會(huì)同勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位和業(yè)主共同驗(yàn)槽，合格后方能進(jìn)行基礎(chǔ)工程施工。一、觀察驗(yàn)槽檢查內(nèi)容：a、基坑（槽）的位置b、斷面尺寸c、標(biāo)高d、邊坡e、坑（槽）底的土質(zhì)驗(yàn)槽的重點(diǎn)：柱基、墻角、承重墻下或其他受力較大的部位。二、釬探驗(yàn)槽釬探是用錘將鋼釬打入坑（槽）底以下土層內(nèi)的一定深度，根據(jù)錘擊次數(shù)和入土難易程度來(lái)判斷土的軟硬情況及有無(wú)土洞、枯井、墓穴和軟弱下臥土層。注意：1、打釬時(shí)，要求用力一致，落距一致。每貫入30cm，記錄一次錘擊數(shù)。2、釬探后的孔要用砂填實(shí)。第二節(jié)地基加固處理一、地基加固的原理地基加固的原理：“將土質(zhì)由松變實(shí)”，“將土的含水量由高變低”，即可達(dá)到地基加固的目的。工程中常用的加固方法：機(jī)械碾壓法、重錘夯實(shí)法、擠密樁法、化學(xué)加固法、深層攪拌法等等。

在擬定地基加固處理方案時(shí)，應(yīng)充分考慮地基與上部結(jié)構(gòu)共同工作的原則，從地基處理、建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工方面均應(yīng)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行綜合治理。二、地基加固的方法根據(jù)地基加固的原理，采取不同的加固方法。這些方法可歸納為“挖、填、換、夯、壓、擠、拌”七個(gè)字。（1）挖：挖去軟土層，將基礎(chǔ)埋置在承載力大的基巖或者堅(jiān)硬的土層中。適用于軟土層不厚時(shí)。（2）填：在軟土層上直接回填一層一定厚度的好土。適用于軟土層很厚，而又需大面積對(duì)地基進(jìn)行加固處理時(shí)。（3）換：就是將挖和填相結(jié)合，即換土墊層法。適用于軟土層較厚，而僅對(duì)局部地基進(jìn)行加固處理時(shí)。（4）夯：利用打夯工具或機(jī)具夯擊土壤，排除土壤中的水分，加速土壤固結(jié)，以提高土壤的密實(shí)度和承載力。適用于黏性土、濕陷性黃土及人工填土地基的深層加固。（5）壓：利用壓路機(jī)、羊足碾、輪胎碾等機(jī)械碾壓地基土壤，使地基壓實(shí)排水固結(jié)。也可采用預(yù)壓固結(jié)法，即先在地基范圍的地面上，堆置重物預(yù)壓一段時(shí)間，使地基壓密，以提高承載力，減少沉降量。（6）擠：先用帶樁靴的工具式樁管打入土中，擠壓土壤形成樁孔，然后拔出樁管，再在樁孔中灌入沙石或石灰、素土、灰土等填充料進(jìn)行搗實(shí)，或者隨著填充料的灌入逐漸拔出樁管。最適用于加固松軟飽和土地基，其原理就是擠密土壤，排水固結(jié)，以提高地基的承載力，所以也叫擠密樁。（7）拌：是指用旋噴法或深層攪拌法加固地基。其原理是利用高壓射流切削土壤，旋噴漿液，攪拌漿土，使?jié){液和土壤混合，凝結(jié)成堅(jiān)硬的柱體或土壁。第三節(jié)樁基施工樁基礎(chǔ)按照受力分：摩擦型樁和端承型樁。按施工方法分類：預(yù)制樁和灌注樁非擠土樁：鉆孔、挖孔按排土分類擠土樁：打入、靜壓、振動(dòng)、預(yù)鉆孔、沉管、擰入等。按材料分類：木、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼管樁。樁基

(a)端承樁;(b)摩擦樁(a)(b)一、鋼筋砼預(yù)制樁錘擊法施工1、鋼筋砼預(yù)制樁（1）優(yōu)點(diǎn)：（常規(guī)擠土）承載力大，施工速度快，質(zhì)量好，工藝簡(jiǎn)單，不受地下水影響。缺點(diǎn)：耗鋼量大，端承型樁有接樁和截樁，硬土沉樁困難。（2）截面形式實(shí)心樁：方形，邊長(zhǎng)一般200～500mm管樁：空心圓柱形截面，采用離心法生產(chǎn)，外徑400～500mm，施工包括:制作→（運(yùn)輸→堆放→）起吊→沉樁。（一）、制作:

砼強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C30,一般為C40～C50（1）方法：a、并列法b、間隔法

c、重疊法

d、翻模法（2）鋼筋要求：主筋連接宜采用對(duì)焊，且接頭位置應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)。鋼筋砼預(yù)制樁制作－鋼筋、模板施工鋼筋混凝土預(yù)制樁制作－混凝土澆筑（3）混凝土：A、由樁頂向樁尖連續(xù)澆筑，嚴(yán)禁中斷。B、制作完成后，應(yīng)該灑水養(yǎng)護(hù)不少于7d。（二）、起吊和運(yùn)輸:

鋼筋混凝土預(yù)制樁應(yīng)在混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%方可起吊，達(dá)到100%方能運(yùn)輸和打樁。0.707l0.293l0.207l0.207l0.586l0.145l0.145l0.355l0.355ll樁的合理吊點(diǎn)位置(a)-點(diǎn)起吊;(b)兩點(diǎn)起吊;(c)三點(diǎn)起吊(a)(b)(c)樁的堆放要求：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)上下對(duì)齊，并位于同一垂直線上，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。2、打樁設(shè)備包括樁錘、樁架和動(dòng)力裝置。樁錘主要有落錘、汽錘、柴油錘和液壓錘等，目前應(yīng)用最多折為柴油錘。（1）落錘：落錘為一鑄鐵塊，重0.5～2.0t，構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便，能隨意調(diào)整落距，但錘擊速度慢，貫入能力低，效率不高且對(duì)樁的損傷較大。(a)普通落錘;(b)自動(dòng)掛鉤落錘

打入樁施工（2）汽錘利用蒸汽或壓縮空氣為動(dòng)力進(jìn)行錘擊，根據(jù)其工作情況可分為單動(dòng)汽錘與雙汽錘。A、單動(dòng)汽錘：樁錘落距短，打樁速度及沖擊力大，效率較高，適宜于打各種類型的樁。B、雙動(dòng)汽錘：樁錘沖擊次數(shù)多、沖擊力大、效率高，不僅適用于一般打樁工程，而且還可用于打斜樁、水下打樁和拔樁。（3）柴油錘柴油錘本身附有樁架、動(dòng)力等設(shè)備，不需外部能源，機(jī)架輕便，打樁迅速，常用以打設(shè)木樁、鋼板柱和長(zhǎng)度在12m以內(nèi)的鋼筋混凝土樁。但不適用在硬土和松軟土中打樁，并且由于噪音、振動(dòng)和空氣的污染等公害，在城市施工受到一定的限制。柴油錘打樁過(guò)程（4）液壓錘液壓錘是一種新型打樁設(shè)備，它的沖擊缸體通過(guò)液壓油提升與降落。液壓錘不排出任何廢氣，無(wú)噪音，沖擊頻率高，并適合水下打樁，是理想的沖擊式打樁設(shè)備，但構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)高。打樁時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題：用錘擊法沉樁時(shí)，選擇樁錘是關(guān)鍵。樁錘的選擇應(yīng)先根據(jù)施工條件確定樁錘的類型，然后再?zèng)Q定錘重。當(dāng)錘重大于樁重的1.5～2倍時(shí)，能取得良好的效果，但樁錘亦不能過(guò)重，過(guò)重易將樁打壞；當(dāng)樁重大于2t時(shí)，可采用比樁輕的樁錘，但亦不能小于樁重的75%。

樁架：

樁架是支持樁身和樁錘，在打樁過(guò)程中引導(dǎo)樁的方向，并保證樁錘能沿著所要求方向沖擊的打樁設(shè)備。樁架的形式多種多樣，常用的通用樁架（能適應(yīng)多種樁錘）有兩種基本形式：一種是沿軌道行駛的多功能樁架；另一種是裝在履帶底盤(pán)上的履帶式樁架。

在施工中，宜采用“重錘低擊”，這樣樁錘不易產(chǎn)生回躍，不致?lián)p壞樁頭，且樁易打入土中，效率高。3、打樁施工打樁前應(yīng)做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作：清除妨礙施工的地上和地下的障礙物；平整施工場(chǎng)地；定位放線；設(shè)置供電、供水系統(tǒng)；安設(shè)打樁機(jī)等。（一）打樁順序（1）根據(jù)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)標(biāo)高：先深后淺。（2）根據(jù)樁的規(guī)格：先大后小，先長(zhǎng)后短（3）行走路線：頂打和倒打（4）根據(jù)樁的密集程度:A、自中間向兩側(cè)對(duì)稱進(jìn)行(樁距≤4d)B、自中間向四周進(jìn)行(樁距≤4d)C、由一側(cè)向單一方向進(jìn)行(樁距>4d)（二）打樁方法打樁機(jī)就位后，將樁錘和樁帽吊起來(lái)，然后吊樁并送至導(dǎo)桿內(nèi)，垂直對(duì)準(zhǔn)樁位緩緩送下插入土中，垂直度偏差≯0.5％，然后固定樁帽和樁錘，使樁、樁帽、樁錘在同一垂線上，確保樁能垂直下沉。在樁錘和樁帽之間應(yīng)加彈性襯墊，樁帽與樁頂周?chē)鷳?yīng)有5～10mm的間隙，以防損傷樁頂。打入預(yù)制樁－第一節(jié)樁體打入預(yù)制樁－電焊接樁打入預(yù)制樁－末節(jié)樁體（三）打樁的質(zhì)量控制貫入度：每錘擊一次樁的入土深度。最后貫入度：最后10擊樁的平均入土深度。（1）施工前：a、對(duì)預(yù)制樁進(jìn)行外觀檢查；b、樁位放樣允許偏差對(duì)群樁為20mm、對(duì)單排樁為10mm。（2）施工中：應(yīng)檢查垂直度，貫入度應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。（3）施工后：打樁施工結(jié)束后，應(yīng)進(jìn)行樁基工程的樁位驗(yàn)收。打入樁的樁位偏差，必須符合下表的規(guī)定。序號(hào)項(xiàng)目允許偏差（mm）1蓋有基礎(chǔ)梁的樁垂直于基礎(chǔ)梁中心線100+0.01H沿基礎(chǔ)梁中心線150+0.01H2樁數(shù)為1～3根樁基中的樁1003樁數(shù)為4～16根樁基中的樁1/3樁徑或邊長(zhǎng)4樁數(shù)大于16根樁基中的樁最外邊的樁1/3樁徑或邊長(zhǎng)中間樁1/2樁徑或邊長(zhǎng)注：H為施工現(xiàn)場(chǎng)地面標(biāo)高與設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高的距離。二、其他施工方式1、靜力壓樁靜力壓樁是利用靜壓力將樁壓入土中，施工中雖然仍然存在擠土效應(yīng)，但沒(méi)有振動(dòng)和噪音。靜力壓樁適用于軟弱土層，當(dāng)存在厚度大于2m的中密以上砂夾層時(shí)，不宜采用靜力壓樁。靜力壓樁施工動(dòng)畫(huà)2、振動(dòng)沉樁：振動(dòng)法沉樁是利用振動(dòng)樁錘，將樁與振動(dòng)樁錘剛接在一起。振動(dòng)樁錘產(chǎn)生的振動(dòng)力通過(guò)樁身使土體振動(dòng)，土體的內(nèi)摩擦角減小，強(qiáng)度降低而將樁沉入土中。在砂土中效率較高。3、射水沉樁：錘擊沉樁的一共輔助方法，利用高壓水流經(jīng)過(guò)樁側(cè)面或空心樁內(nèi)部的射水管沖擊樁尖附近的土層，便于錘擊。

三、混凝土灌注樁施工灌注樁是直接在樁位上就地成孔，然后在孔內(nèi)灌注混凝土而成。根據(jù)成孔工藝的不同分為：1、干作業(yè)成孔的灌注樁2、泥漿護(hù)壁成孔的灌注樁3、套管成孔的灌注樁4、爆擴(kuò)成孔的灌注樁5、人工挖孔灌注樁1、干作業(yè)成孔灌注樁（1）適用范圍：地下水位以上的黏性土、砂土及人工填土。不宜用于地下水以下的各類土及碎石土、淤泥和淤泥質(zhì)土。（2）鉆孔機(jī)械：目前常用螺旋鉆機(jī)成孔，也有用洛陽(yáng)鏟成孔的。（3）施工要點(diǎn)：

a、在鉆進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)清理孔口積土，遇有塌孔、縮孔等異常情況，應(yīng)及時(shí)研究解決。

b、鋼筋籠應(yīng)一次綁扎好，放入孔內(nèi)后再次測(cè)量虛土厚度。

c、混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑，每次澆筑高度不得大于1.5m。2、泥漿護(hù)壁成孔灌注樁（1）適用范圍：用泥漿保護(hù)孔壁、防止塌孔和排出土渣而成孔，對(duì)不論地下水位高或低的土層都適用。（2）鉆孔機(jī)械：回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、潛水鉆機(jī)、沖擊鉆等。

設(shè)泥漿池制備泥漿┐┌→泥漿循環(huán)清渣↓↓測(cè)定樁位→埋設(shè)護(hù)筒→樁機(jī)就位→成孔→清孔→安放鋼筋籠→澆筑水下混凝土3、套管成孔灌注樁是利用錘擊打樁法或振動(dòng)打樁法，將帶有鋼筋混凝土樁靴或帶有活瓣式樁靴的鋼套管沉入土中，然后灌注混凝土并拔管而成。根據(jù)沉樁方法不同可分為：

1、錘擊灌注樁：利用錘擊沉樁設(shè)備沉管、拔管。適用于一般黏性土、淤泥質(zhì)土、砂土和人工填土地基。

2、振動(dòng)灌注樁：采用激振器或振動(dòng)沖擊錘沉管。其適用范圍除與適用錘擊灌注樁相同外，還適用于稍密及中密的碎石土地基。套管成孔灌注樁易產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題及處理:(1)斷樁：指樁身出現(xiàn)水平或略有傾斜且貫通全截面的裂縫。原因：①樁距過(guò)??；②樁混凝土終凝不久受振動(dòng)或外力。措施：①樁中心距>3.5d；②新打樁應(yīng)避免或減少干擾；③跳打法。處理：拔除補(bǔ)作樁身。(2)縮頸：亦稱瓶頸，指樁身局部直徑小于設(shè)計(jì)直徑原因：①含水量大的黏性土，孔隙水壓力大②樁間距過(guò)?、郯喂苓^(guò)快，管內(nèi)混凝土少和易性差。措施：①控制拔管速度；②管內(nèi)混凝土盡量高；③可能部位反插法。處理：復(fù)打法(3)吊腳樁：指樁底部的混凝土隔空或混入泥沙，在樁底部形成松軟層。原因：①預(yù)制樁尖質(zhì)量差；②活瓣樁尖未及時(shí)張開(kāi)。措施：①嚴(yán)格控制樁尖質(zhì)量；②密振慢抽，樁尖處多次反插；③停抽多振或密擊。處理：拔管填砂重沉（4）樁尖進(jìn)水進(jìn)泥:原因：①

地下水位高，含水量大的淤泥和粉砂土層。