第二章樁基礎(chǔ)工程_土木工程施工

1、1 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 概概 述述 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 2 概 述 當(dāng)?shù)鼗^好時(shí)一般建筑物或構(gòu)筑物多采用天然淺基礎(chǔ)， 它造價(jià)低、施工簡(jiǎn)便。 如果地基土較弱，可采用機(jī)械壓實(shí)、強(qiáng)夯、堆載預(yù)壓、 深層攪拌、化學(xué)加固等方法進(jìn)行人工加固，進(jìn)行地基處理。 如深部土層也軟弱，或上部荷載較大，或?qū)Τ两涤袊?yán) 格要求的建筑物、構(gòu)筑物以及橋梁基礎(chǔ)等，則往往需采用 深基礎(chǔ)。 樁基礎(chǔ)是一種常用的深基礎(chǔ)形式，它由樁和承臺(tái)組成。 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 3 1. 樁的類型 摩擦型樁 摩 擦 樁 端承摩擦樁 端承型樁 端 承 樁 摩擦端承樁 樁按承載性狀分類 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工

2、程樁基礎(chǔ)工程 4 1. 樁的類型 摩 擦 樁 在極限承載力下，樁頂荷載 由樁側(cè)阻力承受； 端承摩擦樁 在極限承載力下，樁頂荷載 主要由樁側(cè)阻力承受； 端 承 樁 在極限承載力下，樁頂荷載 由樁端阻力承受； 摩擦端承樁在極限承載力下，樁頂荷載 主要由樁端阻力承受。 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 5 預(yù)制樁 木 樁 混 凝 土 樁 混凝土方樁 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁 鋼 樁 鋼 管 樁 H 型 鋼 樁 灌注樁 干作業(yè)成孔 人 工 挖 孔 螺旋鉆鉆孔 洛陽鏟成孔 泥漿護(hù)壁成孔 回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔 潛水鉆機(jī)成孔 套 管 成 孔 錘 擊 成 孔 振動(dòng)錘成孔 按樁的施工方法分類 2. 樁按施工方法分類 第二章第

3、二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 6 1 混凝土預(yù)制樁 一 混凝土預(yù)制樁的制作、起吊、運(yùn)輸和堆放 （一） 制作 混凝土預(yù)制方樁多數(shù)是在施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制，亦可在 預(yù)制廠生產(chǎn)； 混凝土預(yù)應(yīng)力管樁則均在工廠生產(chǎn)。 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 7 1、截面： 方樁的截面邊長多為250550mm； 管樁直徑一般300800mm，常用的為400600mm 、長度：?jiǎn)胃鶚痘蚨喙?jié)樁的單節(jié)長度，應(yīng)根據(jù)樁架高度、 制 作條件、運(yùn)輸能力等確定。 工廠制作不超過12m；現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制不超過 30m 、混凝土強(qiáng)度等級(jí)： 不宜低于C30（靜壓法沉樁時(shí)不宜低于C20） 、樁身配筋： 錘擊沉樁的縱向鋼筋配筋率不宜小于0.8%； 靜壓

4、樁不宜小于 0.4%； 樁頂一定范圍內(nèi)的箍筋應(yīng)加密，并設(shè)置鋼筋網(wǎng)片 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 8 方樁的疊澆法制作 為節(jié)省場(chǎng)地，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制方樁多用疊澆法制作。 重疊層數(shù)： 取決于地面允許荷載和施工條件，一般不宜超過4層。 場(chǎng)地要求： 場(chǎng)地應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí)，不得產(chǎn)生不均勻沉降。 隔離劑： 樁與樁間應(yīng)做好隔離層，樁與鄰樁、底模間的接觸面 不得發(fā)生粘結(jié)。 澆筑時(shí)間： 上層樁或鄰樁的澆筑，必須在下層樁或鄰樁的混凝土 達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%后方可進(jìn)行。 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 9 鋼筋混凝土預(yù)制樁制作鋼筋、模板施工 （預(yù)制廠制作） 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 10 鋼筋混凝土預(yù)制樁

5、制作混凝土澆筑 （現(xiàn)場(chǎng)制作） 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 11 （二） 樁的起吊與運(yùn)輸 混凝土強(qiáng)度： 達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%方 可起吊；達(dá)到100%方可運(yùn) 輸和打樁。 起吊吊點(diǎn)： 應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，一般 吊點(diǎn)的設(shè)置如圖2-1所示。 0.707L0.293L a) 0.207L 0.568L 0.207L b) c) 0.145L 0.355L 0.145L 0.355L l a）一點(diǎn)起吊；b）兩點(diǎn)起吊；c）三點(diǎn)起吊 圖2-1 樁的合理吊點(diǎn) 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 12 （三）堆放 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

6、宜超過4層； 不同規(guī)格的樁，應(yīng)分別堆放。 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 13 二. 預(yù)制樁沉樁 （一） 錘擊法施工 1打樁設(shè)備 2. 打樁前的準(zhǔn)備工作 3. 打樁順序 4. 打樁方法要點(diǎn) 5. 打樁的質(zhì)量控制 6. 打樁的公害 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 14 . 打樁設(shè)備 打樁設(shè)備打樁機(jī) 打樁機(jī)主要包括: 樁錘、樁架和動(dòng)力裝置。 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 15 錘 型 錘擊動(dòng)力 適用性 優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 落 錘重 力 小型樁工程 構(gòu)造簡(jiǎn)單、使 用方便 效率低、 樁身易損失壞 柴油錘 燃油爆炸 能量 適用面廣、 特別適用于 大型混凝土樁 和鋼管樁等 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使

7、用方便； 不需從外部供 應(yīng)能源 過軟的土中會(huì)使工 作循環(huán)中斷； 污染大 蒸汽錘 蒸汽動(dòng)力 適用面廣 沖擊力較大； 無污染 需配備鍋爐設(shè)備； 液壓錘 液壓作用 適合水下打樁 能獲得較大的 貫入度 構(gòu)造復(fù)雜、 造價(jià)高 a樁 錘 （）樁 錘 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 16 b. 樁錘的選擇 用錘擊沉樁時(shí)，為防止樁受沖擊應(yīng)力過大而損 壞，應(yīng)采用“重錘輕擊”。如采用輕錘重?fù)?，錘擊 功能很大一部分被樁身吸收，樁不易打入，且樁頭 容易打碎。 錘重一般根據(jù)土質(zhì)、樁的規(guī)格等進(jìn)行選擇，如能 進(jìn)行錘擊應(yīng)力計(jì)算則更為科學(xué)。 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 17 （）樁 架 a樁架的作用 懸吊樁錘，并為樁

8、錘導(dǎo)向，它還能起吊樁并可 在小范圍內(nèi)移動(dòng)樁位。 樁架的高度是選擇樁架時(shí)需考慮的一個(gè)重要問 題。 樁架的高度 = 樁長 + 滑輪組高度 + 樁錘高度 + 樁帽高度 + 起錘移位高度（取12m） 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 18 b樁架的形式 多能樁架 （圖2-2） 多能樁架的機(jī)動(dòng)性 和適應(yīng)性很大，水平方 向可作360回轉(zhuǎn)，立柱 可前后傾斜，可在軌道 上行走，但其機(jī)構(gòu)較龐 大。 圖2-2 多能樁架 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 19 履帶式樁架（圖2-3） 履帶式樁架以履帶式起 重機(jī)為底盤，增加立柱和斜 撐用以打樁。 其性能靈活，移動(dòng)方便， 可適應(yīng)各種預(yù)制樁施工，目 前應(yīng)用最多。 1

9、 5 6 2 3 4 圖2-3履帶式樁架 1-樁錘；2-樁帽；3-樁； 4-立柱；5-斜撐；6-車體 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 20 打樁施工 （）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)、 安裝打樁機(jī)等。 樁基軸線的定位點(diǎn)及水準(zhǔn) 點(diǎn)，應(yīng)設(shè)置在不受打樁影響的 地點(diǎn)，水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置不少于2個(gè)。 在施工過程中可據(jù)此檢查樁位 的偏差以及樁的入土深度。 打入預(yù)制樁第一節(jié)樁體 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 21 （）打樁順序 a避免擠土影響 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。 根據(jù)樁群的密集程度，可選用下述打樁順序：

10、 a)b)c) 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 圖2-4 打樁順序 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 22 b減小后施工的樁對(duì)先施工的樁的影響 根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高及樁的規(guī)格， 應(yīng)遵循以下原則： 宜先深后淺、先大后小、先長后短 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 23 錘擊打入預(yù)制樁 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 24 （） 打樁方法 a控制入土?xí)r的垂直度 插入土中的垂直度偏差不得超過0.5%，樁、樁帽、樁錘在同 一鉛垂線上，確保樁身垂直下沉。 b樁頭保護(hù) 在樁錘和樁帽之間應(yīng)加彈性襯墊，樁帽和樁頂周圍四周應(yīng)有 510mm的間隙，以防損傷樁頂。 c打樁

11、開始錘擊落距應(yīng)較小，入土穩(wěn)定后，最大落距不宜大于1m； 打樁中遇有貫入度劇變或異常，應(yīng)暫停打樁，研究處理； 樁頂標(biāo)高低于自然土面，則需用送樁管將樁送入土中。 d接樁 混凝土樁 焊接、法蘭接以及硫磺膠泥錨接三種方法； 鋼樁 一般均用焊接法。 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 25 電焊接樁打入預(yù)制樁 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 26 錘擊樁動(dòng)畫 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 27 （） 打樁的質(zhì)量控制 a樁的垂直偏差應(yīng)控制在1%之內(nèi)； b平面位置的允許偏差（見下表） 基礎(chǔ)形式 允許偏差 單排或雙排樁的條形樁 基 垂直于條形樁基縱 軸線方向 平行于條形樁基 縱軸線方向 100mm

12、150mm 承臺(tái) 樁數(shù)為13根 100mm 樁數(shù)為416根 1/3樁徑或1/3邊長 樁數(shù)大于16根 最外邊的樁 中間樁 1/3樁徑或1/3邊長 1/2樁徑或1/2邊長 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 28 c貫入度與標(biāo)高控制 端承型樁 以貫入度控制為主， 樁尖進(jìn)入持力層深度或樁尖 標(biāo)高可作參考； 摩擦型樁 以樁尖設(shè)計(jì)標(biāo)高控制為主， 貫入度可作參考。 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 29 （） 打樁的公害 a公害 擠土、震動(dòng)、噪音、大氣污染等 b防止措施 防止擠土影響 挖防振溝、砂井排水（或塑料排水板排水）、預(yù) 鉆孔取土打樁、采取合理打樁順序、控制打樁速度等。 防止震動(dòng)、噪音、大氣污染等

13、 選擇合適的打樁方法，如靜力壓樁、灌注樁等 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 30 錘擊樁視頻 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 31 （二） 靜力壓樁 靜力壓樁是利用靜壓力將樁壓入土 中，施工中沒有振動(dòng)和噪音，但仍存 在擠土效應(yīng)。該方法適用于軟弱土層 和鄰近有怕振動(dòng)的建（構(gòu)）筑物的情 況。 靜力壓樁機(jī)有機(jī)械式和液壓式兩 類，目前使用的多為液壓式靜力壓樁 機(jī)，壓力可達(dá)5000KN以上，如圖2-5示。 11 6 7 9 8 5 3 478 10 2 1 圖2-5 液壓式靜力壓樁機(jī) 1-操縱室；2-電氣控制臺(tái)；3-液壓系統(tǒng)； 4-導(dǎo)向架；5-配重；6-夾持裝置； 7-吊樁把桿； 8-支腿平臺(tái)；

14、9-橫向行走與回轉(zhuǎn)裝置； 10-縱向行走裝置；11-樁 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 32 靜壓樁動(dòng)畫 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 33 （三）振動(dòng)法沉樁 振動(dòng)法是利用振動(dòng)錘（圖 2-6）沉樁，將樁與振動(dòng)錘連接 在一起，振動(dòng)錘產(chǎn)生的振動(dòng)力 通過樁身帶動(dòng)土體振動(dòng)，使土 體的內(nèi)摩擦角減小、強(qiáng)度降低 而將樁沉入土中。 該方法適用于砂土中沉樁。 2 1 5 7 6 3 4 圖2-6 振動(dòng)錘 1-振動(dòng)器；2-橫梁；3-豎軸；4-彈簧； 5-吸振器；6-加壓滑輪；7-起重環(huán) 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 34 靜力壓樁 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 35 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程

15、樁基礎(chǔ)工程 第二節(jié)第二節(jié) 灌注樁施工灌注樁施工 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 36 2 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) 安放鋼筋籠灌注混凝土而成。 灌注樁能適應(yīng)各種地層的變化，無需接樁，施工 時(shí)無振動(dòng)、無擠土、噪音小，宜在建筑物密集地區(qū) 使用。 但其操作要求嚴(yán)格，施工后需較長的養(yǎng)護(hù)期方可 承受荷載，成孔時(shí)有大量土渣或泥漿排出。 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 37 灌注樁成孔方法主要有： 1.人工挖孔； 2.干作業(yè)成孔； 3.泥漿護(hù)壁成孔； 4.套管成孔。 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 38 一、 干作業(yè)成孔灌注樁 干作業(yè)成孔灌注樁適用于地下水位較低在 成

16、孔深度內(nèi)無地下水的土質(zhì)，不需護(hù)壁可直接 取土成孔。 目前常用螺旋鉆機(jī)成孔，亦有用洛陽鏟成孔 的。 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 39 螺旋鉆機(jī) 螺旋鉆成孔灌注樁是利 用動(dòng)力旋轉(zhuǎn)鉆桿，使鉆頭的 螺旋葉片旋轉(zhuǎn)削土，土塊沿 螺旋葉片上升排出孔外（圖 2-7）。 全葉片螺旋鉆機(jī)成孔 直徑一般為300600mm，鉆 孔深度820m。 1 23 4 5 6 7 8 圖2-7 步履式螺旋鉆機(jī) 1-上底盤；2-下底盤；3-回轉(zhuǎn)滾輪； 4-行車滾輪；5-鋼絲滑輪；6-回轉(zhuǎn)軸； 7-行車油缸；8-支盤 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 40 二、 泥漿護(hù)壁成孔 泥漿護(hù)壁成孔是用鉆機(jī)成孔的同時(shí)，用泥 漿保護(hù)

17、孔壁并排出土碴。 它不論地下水位高低都能適用，一般用于 地下水位以下土的成孔。 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 41 （一） 泥漿的作用與組成 泥漿一般需專門配制，當(dāng)在粘土中成孔時(shí)，也可 用孔內(nèi)鉆碴原土自造泥漿。 1、泥漿作用 泥漿具有保護(hù)孔壁、防止塌孔、排出土碴以及冷 卻與潤滑鉆頭的作用。 2、泥漿的組成 護(hù)壁泥漿是由高塑性粘土或膨潤土和水拌合的混 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。 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 42 3、泥漿性能要求 項(xiàng) 次 項(xiàng) 目 性能指標(biāo)檢驗(yàn)方法 1 相對(duì)密度1.051.25泥漿密度計(jì) 2粘 度18-25s500/700m

18、L漏斗法 3含砂率98%量杯法 5失水量30mL/30min失水量儀 6泥皮厚度13mm/30min失水量儀 7靜切力 1min 23Pa 10min 510Pa 靜切力計(jì) 8穩(wěn)定性0.03g/cm2 9pH 值7-9PH試紙 膨潤土泥漿的性能指標(biāo) 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 43 （二） 回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔 1、回轉(zhuǎn)鉆機(jī) 回轉(zhuǎn)鉆機(jī)是由動(dòng)力 裝置帶動(dòng)鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)裝 置轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)帶有鉆 頭的鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)，由鉆頭 切削土壤。 鉆孔灌注樁 鉆進(jìn)施工 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 44 （1）泥漿循環(huán) 切削形成的土碴，通過泥漿循環(huán)排出樁孔。 根據(jù)泥漿循環(huán)方式的不同，分為正循環(huán)和反循環(huán)。 第二章第二

19、章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 45 （1）泥漿循環(huán) 切削形成的土碴，通過泥漿循環(huán)排出樁孔。根據(jù)泥漿循 環(huán)方式的不同，分為正循環(huán)和反循環(huán)。 a. 泥漿正循環(huán) 圖2-8 泥漿正循環(huán)成孔工藝 1-鉆頭；2-泥漿循環(huán)方向； 3-沉淀池；4-泥漿池；5-泥漿泵； 6-砂石泵；7-水龍頭； 8-鉆桿；9-鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 a) 4 5 7 8 9 3 2 1 46 泥漿的正循環(huán) 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 47 b. 泥漿反循環(huán) 圖2-9 泥漿反循環(huán)成孔工藝 1-鉆頭；2-泥漿循環(huán)方向；3-沉淀池；4-泥漿池； 5-泥漿泵；6-砂石泵；7-水龍頭；8-鉆桿；9-鉆機(jī)回轉(zhuǎn)

20、裝置 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 7 8 9 b) 4 3 86 1 2 48 泥漿的反循環(huán) 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 49 鉆孔灌注樁施工視頻 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 50 2. 潛水鉆機(jī)成孔 潛水鉆機(jī)時(shí)一種旋轉(zhuǎn)式 鉆孔機(jī)械，其動(dòng)力、變速機(jī) 構(gòu)和鉆頭連在一起，加以密 封，因而可以下放至孔中地 下水位以下進(jìn)行切削土壤成 孔（圖2-10）。用正循環(huán)工藝 輸入泥漿，進(jìn)行護(hù)壁和將鉆 下的土碴排出孔外。 潛水鉆機(jī)成孔的施工過程 皆與回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔相似。 10 9 7 6 5 4 3 2 1 8 圖2-10 潛水鉆機(jī) 1-鉆頭；2-潛水鉆機(jī)；3-電纜；4-護(hù)筒； 5-水管；6-滾輪支點(diǎn)；7-鉆桿；8-電纜盤； 9-卷揚(yáng)機(jī)；10-控制箱 第二章第二章 樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)工程 5