2、基礎(chǔ)工程解析

高職高專院校建筑工程專業(yè)《建筑施工技術(shù)》主講：黃新倫二00六年九月第二章基礎(chǔ)工程一.基礎(chǔ)工程概述1.基礎(chǔ)的作用和要求基礎(chǔ)是建筑結(jié)構(gòu)最下面的承力構(gòu)件；建筑結(jié)構(gòu)中最重要的構(gòu)件；工作狀況最差的構(gòu)件；要有足夠的強(qiáng)度，變形不能太大。2.地基的作用和要求地基與基礎(chǔ)相接，直接承受基礎(chǔ)傳來荷載，并把它分散到下部更深的土層中。持力層要有適當(dāng)厚度，足夠的強(qiáng)度；要限制它的變形；3.淺基礎(chǔ)如果上部的土層較好，能滿足強(qiáng)度和變形的要求，可以采用天然地基上的淺基礎(chǔ)。如：墩式、條式、十字交叉式、筏板式等；使用的材料有：灰土夯實(shí)，石砌體，磚砌體，素混凝土和鋼筋混凝土等。4.深基礎(chǔ)如果地基表層土質(zhì)較差，承載力弱，或變形過大，或上部荷載很大，用加固的方法也達(dá)不到要求，或?qū)Ρ瘸杀咎邥r(shí)，可用深基礎(chǔ)---樁基礎(chǔ)來解決。本章是本課程的第二個(gè)重點(diǎn)。二．樁基礎(chǔ)概述1.作用：⑴．把上部較大的荷載傳遞到深層巖層或承載力較大的土層中；⑵．打樁時(shí)把地基土擠密，相當(dāng)于加固了地基；⑶．樁、承臺(tái)、樁周土三者共同作用，承載力加大，地基變形減少。2．樁的基本工作性能：⑴．承受豎向壓力荷載的樁（房屋建筑工程大多是這種樁）；⑵．承受豎向、水平荷載和彎矩共同作用的樁；⑶．承受豎向拉拔力的樁；

⑷．承受側(cè)向土壓力的支護(hù)樁。3．樁基礎(chǔ)的特點(diǎn)⑴．樁是一種很古老而又一直使用的深基礎(chǔ)，樁型很多，與當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等條件有關(guān)，不斷變化；

⑵．樁型取決于下部的自然地質(zhì)條件，上部的結(jié)構(gòu)型式和受荷情況；

⑶．要選擇一種安全可靠、便于施工、質(zhì)檢簡(jiǎn)捷、經(jīng)濟(jì)合理的樁型，涉及到勘察、設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)等各個(gè)方面；

⑷.樁在建筑結(jié)構(gòu)中的地位十分重要，它是一項(xiàng)隱蔽工程。場(chǎng)地的自然條件性質(zhì)多變，目前的勘察技術(shù)有一定的局限性，施工過程影響因素多，完工后終檢局限性很大，到那時(shí)如發(fā)現(xiàn)不合格，補(bǔ)救處理較難，迫使我們訂出一套管理辦法來進(jìn)行質(zhì)量控制。三．樁的分類1.按承力特點(diǎn)來分類：⑴．端承樁；⑵．摩擦端承樁；⑶．端承摩擦樁；⑷．摩擦樁。成樁方法材料或工藝樁身與樁尖施工工藝預(yù)制樁（擠土型）混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁傳統(tǒng)尖，鋼樁尖錘擊振動(dòng)靜壓空心方樁傳統(tǒng)樁尖混凝土管樁高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁尖底平底鋼鋼管樁開口閉口H型鋼樁灌注樁沉管成孔（擠土型）預(yù)制混凝土樁尖內(nèi)擊擴(kuò)底夯擴(kuò)樁沖、鉆、挖成孔（非擠土型）直樁身人挖、機(jī)鉆、機(jī)沖，壓槳與不壓槳擴(kuò)底2.按成樁方法和施工工藝來分類：四.樁基施工前的準(zhǔn)備工作1.準(zhǔn)備工作做得好不好，對(duì)成樁質(zhì)量有十分重要的影響。2.要做哪些準(zhǔn)備工作？⑴．熟悉設(shè)計(jì)圖紙，充分了解設(shè)計(jì)意圖；⑵．弄清地上情況，如地形地貌、四鄰空中，供水電條件；⑶．弄清地下情況，如水文、地質(zhì)、管線、舊基礎(chǔ)的情況；⑷．有針對(duì)性的制定安全可靠、切實(shí)可行的施工方案；⑸．確定測(cè)量控制網(wǎng)；掌握四鄰建筑物的結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀資料；⑹．試樁，數(shù)量按設(shè)計(jì)要求，但不得少于2根；用來校核設(shè)計(jì)依椐和施工方案。專門的試樁要壓至呈破壞狀態(tài)（加荷再也上不去，樁被壓壞或變形超過規(guī)定），工程樁兼試樁要壓至2倍。3.機(jī)械設(shè)備的準(zhǔn)備⑴.錘擊式打樁機(jī)，靠重錘自由落下的動(dòng)能使樁下沉；⑵.振動(dòng)沉樁機(jī)，靠偏心轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)力使樁下沉；⑶.靜力壓樁機(jī)，靠液壓驅(qū)動(dòng)的壓樁器產(chǎn)生的抱壓力使樁下沉；⑷.灌注樁用的各種成孔機(jī)械;⑸.混凝土澆筑設(shè)備。五．錘擊法打預(yù)制樁(P58-61)1.樁的來源：⑴．現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制，按預(yù)制構(gòu)件的方法生產(chǎn)，養(yǎng)護(hù)達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度才可以起吊施打；⑵．向?qū)ｉT的生產(chǎn)廠采購(gòu)，目前用得最多的是高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉。2.打樁設(shè)備：①．樁錘（重量、落距）；②．打樁架（高度）；③．動(dòng)力設(shè)備（功率大小）。3.確定打樁路線對(duì)擠土樁才有此要求：由里到外或由一邊轉(zhuǎn)到另一邊；先打受力大的后打受力小的樁；先打長(zhǎng)樁后打短樁；盡量減少擠土效應(yīng)。4．打樁過程放樁頭，樁起吊就位，試輕擊，打順后全落距施打，接樁，記錄每下沉1m的錘擊數(shù)和下沉量，測(cè)量完成后的樁頂標(biāo)高和地面標(biāo)高。5．收錘標(biāo)準(zhǔn)：最后3陣10錘的貫入度要符合設(shè)計(jì)要求，樁長(zhǎng)與原來預(yù)計(jì)的長(zhǎng)度基本相符。6.怎樣接樁？⑴．在樁端預(yù)埋低碳鋼環(huán)，現(xiàn)場(chǎng)焊接，待焊口冷卻后繼續(xù)施打；⑵．在樁端預(yù)留洞口，現(xiàn)場(chǎng)插筋加硫磺膠泥粘結(jié)；⑶．在樁端預(yù)留連接口，現(xiàn)場(chǎng)插扣直接壓接，此項(xiàng)為新技術(shù)。7.特殊情況的處理：⑴．樁錘突然有較大的回彈，可能遇到了硬夾層；⑵．貫入度突然變大，可能樁端或樁身被打壞了；⑶．到了預(yù)定深度收不了樁，要作具體分析。

8．特點(diǎn)及適用性:錘擊沉樁法施工速度快，機(jī)械化程度高，適用范圍廣，穿透能力強(qiáng)；但施工時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪音、振動(dòng)，對(duì)土體產(chǎn)生擠壓，不適用于大城市的中心區(qū)，夜間施工也有所限制。六．預(yù)應(yīng)力管樁靜壓施工(補(bǔ)充內(nèi)容)1.靜力壓樁的原理：通過液壓油缸控制的夾具夾住樁身并向下施壓，當(dāng)壓樁力大于“端阻+摩阻”時(shí)，樁往下沉，達(dá)到設(shè)計(jì)終壓力或預(yù)計(jì)的樁長(zhǎng)時(shí)收樁。2.預(yù)應(yīng)力管樁的來源：在專門的工廠生產(chǎn)，用C80的混凝土，高強(qiáng)鋼絞線，離心成型，蒸壓養(yǎng)護(hù)，φ300---φ600mm常用。3.壓樁的設(shè)備：專用的抱壓式靜力壓樁機(jī)，目前壓樁力有800kN----8000kN,有些配有專門的邊樁機(jī)構(gòu)，以解決邊樁距周邊太近的矛盾。4.壓樁過程：定位，放樁，試壓，正常壓，至地面以上0.5m時(shí)灌槳封孔，接樁，再壓，達(dá)到終壓標(biāo)準(zhǔn)后，持荷，復(fù)壓，收樁，測(cè)量、記錄。5.終壓條件：對(duì)純摩擦樁，以設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為控制條件；對(duì)L≥21m的端承摩擦樁，以設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)控制為主，終壓力作參考；對(duì)樁長(zhǎng)在14m—21m的樁，以終壓力達(dá)到滿載值為終壓控制條件；對(duì)樁長(zhǎng)小于14m的樁，滿載終壓后宜連續(xù)多次復(fù)壓。6．終壓力與豎向極限承載力之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系：（廣東總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)公式）設(shè)有效樁長(zhǎng)為L(zhǎng)，豎向極限承載力為Q，施工時(shí)的終壓力為P;6m≤L≤8m時(shí)，Q=(0.6—0.8)P;8m＜L≤15m時(shí)，Q=（0.7—1.0）P;15m＜L≤23m時(shí)，Q=(0.85—1.0)P；L＞23m時(shí)，Q=(1.0—1.15)P。7．對(duì)場(chǎng)地的要求：因設(shè)備笨重，靠前后和左右兩對(duì)靴來移動(dòng)，要求場(chǎng)地平整，表土的承載力在140kN/m2以上。一般的邊樁至外緣的最小間距3.80m。8．特點(diǎn)及其適用性：⑴．無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng)，噸力造價(jià)較低，機(jī)械化程度高，現(xiàn)場(chǎng)文明，檢測(cè)方便，適合軟土地區(qū)和城市中心區(qū)施工，是很有發(fā)展前景。⑵．壓樁力要多大壓樁設(shè)備就要多重，龐大笨重；設(shè)備價(jià)貴，遷移困難；對(duì)場(chǎng)地有一定的要求，對(duì)邊樁有一定要求，有硬夾層時(shí)較難處理，對(duì)樁的要求較高。⑶．適用于：?jiǎn)螛冻休d力設(shè)計(jì)值1500—5000kN；基巖埋深15—30m；有較厚的強(qiáng)風(fēng)化巖層作持力層，強(qiáng)風(fēng)化以上為較厚的軟弱土層；采用其它樁型容易出現(xiàn)質(zhì)量事故時(shí)。七．人工挖孔灌注樁(P68-70)1．成樁原理和施工工藝：澆筑井口環(huán)，挖土，支模，澆筑護(hù)壁，養(yǎng)護(hù)，拆模，繼續(xù)往下挖土，反復(fù)循環(huán)推進(jìn)，至設(shè)計(jì)標(biāo)高，放鋼筋籠，澆筑樁心混凝土成樁。2.技術(shù)關(guān)鍵：護(hù)壁要專門設(shè)計(jì)，以保證質(zhì)量；護(hù)壁養(yǎng)護(hù)到足夠強(qiáng)度才能往下挖土；遇流砂或軟弱夾層要有專門的防護(hù)措施，到了一定深度后要注意通風(fēng)，整個(gè)施工過程要注意安全（防墜落、觸電、涌水、塌方、毒氣等）。3．特點(diǎn)和適用性：⑴．直觀可靠，可以看到每一根樁經(jīng)過什么土層、樁端放在什么地方，可以讓樁端入巖。設(shè)備簡(jiǎn)單，技術(shù)不復(fù)雜，可以全面開工，輪流推進(jìn)。適用于土質(zhì)較好，地下水不大，無(wú)軟弱夾層，深度在20m以內(nèi),要有相應(yīng)的安全防護(hù)措施。⑵．由于人工挖孔樁施工時(shí)，塌方、毒氣、墜物、觸電等事故時(shí)有發(fā)生，是一種危險(xiǎn)性高、作業(yè)環(huán)境惡劣，難以實(shí)現(xiàn)安全施工的樁型，廣東省自2003年起已限制使用并逐步淘汰。八．泥槳護(hù)壁沖（鉆）孔灌注樁(P63-66)⒈成樁原理：用機(jī)鉆或沖擊現(xiàn)場(chǎng)直接成孔，用一定重度的特種泥槳保護(hù)孔壁，用污水泵抽走泥和水，成孔后放鋼筋籠，水下澆灌混凝土成樁。2.工藝流程：定位---護(hù)筒---鉆機(jī)就位---成孔---泥槳護(hù)壁、循環(huán)清渣---清孔---放鋼筋籠---水下澆筑混凝土。3.技術(shù)關(guān)鍵：泥槳護(hù)壁保護(hù)鉆成的井孔不塌孔，清孔保證樁身混凝土質(zhì)量，水下連續(xù)澆筑混凝土是保證樁身強(qiáng)度的關(guān)鍵。4．特點(diǎn)：⑴.與預(yù)制樁相比，節(jié)省材料，降低成本；對(duì)鄰近建筑物及周圍環(huán)境影響??；樁長(zhǎng)、樁徑可按要求；樁端可以入巖；單樁承載力大。⑵.成樁工藝復(fù)雜，操作要求較嚴(yán)，易發(fā)生質(zhì)量事故；施工時(shí)間長(zhǎng)，成樁后不能馬上承受荷載，需要專門養(yǎng)護(hù)。5.適用性：適用于不宜用人工挖孔樁的地方；有軟或硬夾層的地方；地下水比較豐富的地方；對(duì)于巖溶地區(qū)，采取一定的措施后也可以用。九．樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)價(jià)1.為什么要特別強(qiáng)調(diào)做好這項(xiàng)工作？⑴.是一項(xiàng)隱蔽工程，只有驗(yàn)收合格后才能做下一個(gè)工序的施工；⑵.樁基質(zhì)量的好壞，關(guān)系到整幢建筑物的安危；⑶.樁基質(zhì)量的優(yōu)劣，不能用肉眼來鑒別，若把不合格的樁評(píng)為合格，等到上部結(jié)構(gòu)做好了才發(fā)現(xiàn)有問題，很難處理。2.達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)才算合格？下列4項(xiàng)要同時(shí)達(dá)到：⑴.樁的平面位置、垂直度、標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求；⑵.樁長(zhǎng)、樁端深入持力層的位置符合設(shè)計(jì)規(guī)定；⑶.樁身質(zhì)量完整，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求；⑷.單樁承載力設(shè)計(jì)值達(dá)到設(shè)計(jì)要求。3.怎樣進(jìn)行驗(yàn)樁？⑴.“查”：全面檢查整個(gè)施工過程的技術(shù)資料；⑵.“