深基礎(chǔ)工程(上)

2023/2/41深基礎(chǔ)主要形式樁基礎(chǔ)、墩基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、沉箱基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻第二章深基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)簡介樁基礎(chǔ)形式若干根單樁+承臺或承臺梁(deepfoundationengineering)2023/2/42◆樁基礎(chǔ)分類①按受力情況分類摩擦樁：樁頂豎向荷載主要由樁側(cè)阻力承受。端承樁：樁頂豎向荷載主要由樁端阻力承受。②按施工方法分類預(yù)制樁和灌注樁③按排土分類擠土樁：打入、靜壓、振動、預(yù)鉆孔、沉管等非擠土樁：鉆孔、挖孔④按材料分類木、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼管樁◆樁的發(fā)展①提高承載力②向攻克樁成孔難點(diǎn)方向發(fā)展；③向低公害方向發(fā)展。2023/2/43樁之最主墩樁基礎(chǔ)長達(dá)104m至106m，直徑3m是廣東省內(nèi)橋梁施工第一長樁蘇通大橋的主墩基礎(chǔ)由131根長約120米、直徑2.5米/2.8米的鉆孔灌注樁組成軟弱地基群樁基礎(chǔ)湖北滬蓉西高速公路水南特大橋最深孔樁98米，目前國內(nèi)公路、鐵路最深人工挖孔樁金貿(mào)大廈樁深８３.５米

溫州某工程基礎(chǔ)為靜力壓樁，樁長70米甬江特大橋索塔基礎(chǔ)為直徑220cm深130m的嵌巖磨擦樁2023/2/442.1鋼筋混凝土預(yù)制樁

(reinforcedconcreteprecastpile)優(yōu)點(diǎn)：（常規(guī)擠土）承載力大，施工速度快，質(zhì)量好，工藝簡單，不受地下水影響。缺點(diǎn)：耗鋼量大，有接樁和截樁，硬土沉樁困難。2023/2/45一、樁的預(yù)制、起吊、運(yùn)輸、堆放截面形式：┏實(shí)心樁：方形，邊長一般200～550mm┗空心樁：常圓形，離心法生產(chǎn)單根樁長：由樁架的高度、運(yùn)輸決定，現(xiàn)場制作一般在27m以內(nèi)，工廠制作長度不宜超過10m。2023/2/46

管樁生產(chǎn)：生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定，可制作特殊規(guī)格和要求的樁；運(yùn)輸不便，只能生產(chǎn)短樁。2023/2/471場地要求

靠近施工地點(diǎn)，場地平整并經(jīng)夯實(shí)，不能產(chǎn)生沉降2預(yù)制模板疊澆預(yù)制不超過4層。澆筑從柱頂?shù)街膺B續(xù)澆注。上下層預(yù)制，下層混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)的30%

養(yǎng)護(hù)澆水養(yǎng)護(hù)不少于7d。3起吊前提條件：混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%，運(yùn)輸或打樁時要達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%

提前起吊需要驗(yàn)算。2023/2/48起吊點(diǎn)位置要求4運(yùn)輸與堆放原則：隨打隨運(yùn)，減少二次搬運(yùn)運(yùn)輸工具：載重汽車、平板車堆放要求：場地附近，區(qū)分規(guī)格。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)2023/2/49二、施工工藝現(xiàn)場準(zhǔn)備→預(yù)制→起吊→堆放→運(yùn)輸→沉樁沉樁方式

1.錘擊沉樁2.靜力壓樁

3.振動沉樁4.水沖沉樁考點(diǎn)與重點(diǎn)：

預(yù)制樁起吊、運(yùn)輸、打樁對混凝土強(qiáng)度的要求，單點(diǎn)起吊點(diǎn)的位置。2023/2/4102.1.2錘擊沉樁(打入樁)一、打樁機(jī)具（樁錘、樁架、動力裝置）1樁錘落錘汽錘液壓錘柴油錘單動汽錘雙動汽錘

打入樁施工①落錘一般為鑄鐵，重0.5～1.5t。

特點(diǎn)：能量來自落錘勢能，沖擊力大；速度慢，適用于粘土、含礫石較多的土層。2023/2/411②汽錘利用蒸汽或壓縮空氣提升樁錘，自由下落沉樁。2023/2/412柴油錘工作過程動畫③柴油錘工作原理：單缸內(nèi)燃機(jī)提升樁錘→下落→壓縮空氣→噴油→點(diǎn)燃空氣膨脹上拋活塞→反推樁頂→樁錘上升速度：40～70次/min，不適用松軟土層打樁2023/2/4132樁架作用：吊樁、吊樁錘、引導(dǎo)方向形式：多功能樁架：可配置長螺旋、振動錘、柴油錘、深層攪拌等機(jī)具。

履帶式樁架：開行方便。2023/2/4143動力設(shè)備二、打樁施工1準(zhǔn)備

清障、平整場地、定樁位、資源供應(yīng)、打樁順序檢查樁位的水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置。2打樁順序選擇考慮因素：保質(zhì)量、進(jìn)度（減少鄰樁造成的擠壓對后入土樁的影響）、周圍建筑物保護(hù)、樁架移動方便。2023/2/415常見打樁順序依據(jù)①根據(jù)樁的密集程度（1）自中間向兩側(cè)對稱進(jìn)行(樁距≤4d)

（2）自中間向四周進(jìn)行(樁距≤4d)

（3）由一側(cè)向單一方向進(jìn)行(樁距>4d)2023/2/416②根據(jù)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)標(biāo)高，先深后淺；③根據(jù)樁的規(guī)格：先大后小，先長后短；3打樁施工①打樁方法輕錘高落距重錘低落距H1H2Q1Q2

兩種打樁方法(a)“輕錘高擊”;(b)“重錘低擊”(a)(b)2023/2/417②施工工藝

起吊→送入樁架導(dǎo)桿→入土調(diào)正→檢查樁帽落錘觀察（一平，三同線。平：樁帽與錘底面兩平面平行；錘、帽、樁身的中心線在同一軸線）→小落距捶擊→校正→適當(dāng)增大落距正常施打原則：重錘輕擊（落距不宜過大）注意：觀察回彈與貫入度，做好原始記錄2023/2/418打樁施工記錄

鋼筋混凝土預(yù)制樁施工記錄施工單位工程名稱施工班組樁的規(guī)格樁錘類型及沖擊部分重量自然地面標(biāo)高樁帽重量樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高編號打樁日期樁入土每米錘擊次數(shù)1234……落距(mm)樁頂高出或低于設(shè)計(jì)標(biāo)高(m)最后貫入度(mm/10擊)備注工程負(fù)責(zé)人:記錄:2023/2/419

4質(zhì)量控制①貫入度每捶一次樁的入土深度最后貫入度：最后10擊的平均入土深度條件：落距、有無偏心、樁帽是否正常②質(zhì)量控制指標(biāo)（1）貫入度、樁尖標(biāo)高（入土深度）；（2）樁的位置偏差。③質(zhì)量控制原則（1）當(dāng)樁尖位于硬土層(如堅(jiān)硬、硬塑的粘土、碎石土、中密以上的砂土或風(fēng)化巖等)時(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)高為參考；2023/2/420

當(dāng)貫入度已達(dá)到要求，而樁尖標(biāo)高未達(dá)到時，應(yīng)繼續(xù)錘擊3陣，每陣10擊的平均貫入度不應(yīng)大于規(guī)定的數(shù)值。（2）當(dāng)樁尖位于軟土層時（摩擦型樁），以樁尖設(shè)計(jì)標(biāo)高控制為主，貫入度為參考。重點(diǎn)與考點(diǎn)：柴油錘的工作原理，適宜土質(zhì)；常見打樁順序依據(jù)，打樁方法，施工工藝，貫入度與最后貫入度。2023/2/4212.1.3靜力壓樁一、原理利用樁機(jī)自重和配重將預(yù)制樁壓入土中。適用：淤泥質(zhì)土、軟土。特點(diǎn)：樁截面較?。ㄒ话阍?00×400以下），無噪聲、無振動、節(jié)約鋼筋、降低工程成本，可預(yù)估和驗(yàn)證樁承載力。二、施工機(jī)械與施工工藝

1機(jī)械式（頂壓式）①組成

樁架、配重、卷揚(yáng)機(jī)、

行走機(jī)構(gòu)、起吊機(jī)構(gòu)等。2023/2/422②施工工藝

樁就位→卷揚(yáng)機(jī)牽動鋼絲繩及壓梁將壓樁機(jī)的自重傳遞至樁頂→壓樁③缺點(diǎn)樁機(jī)龐大、笨重、壓樁速度慢、效率低。2023/2/4232液壓式（箍壓式）①組成壓樁系統(tǒng)、配重、行走機(jī)構(gòu)、起吊機(jī)構(gòu)。②施工工藝吊樁→箍樁就位→施壓→上移箍樁器→施壓→至設(shè)計(jì)深度2023/2/424壓樁程序(a)(e)11215255321553215534(b)(d)(c)壓樁架操作平臺線地平線

壓樁程序示意圖(a)準(zhǔn)備壓第一段樁;(b)接第二段樁;(c)接第三段樁;(d)整根樁壓平至地面;(e)采用送樁壓樁完畢；1-第一段;2-第二段;3-第三段;4-送樁;5-接樁處2023/2/4253接樁

321314565715d16d(a)(b)

樁的接頭型式(a)、(b)焊接接合;(c)管式接合;(d)管樁螺栓接合;(e)硫磺砂漿錨筋接合

1-角鋼與主筋焊接;2-鋼板;3-焊縫;4-預(yù)埋鋼管;5-漿錨孔

6-預(yù)埋法蘭;7-預(yù)埋錨筋;d-錨栓直徑(c)(d)(e)2023/2/426重點(diǎn)與考點(diǎn)：靜力壓樁的特點(diǎn)，管樁的連接方法。2023/2/4272.2混凝土及鋼筋混凝土灌注樁(Concreteandreinforcedconcretepouringpile)

優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約鋼筋、模板，無需接樁、截樁

缺點(diǎn)：技術(shù)間歇時間長，需嚴(yán)格控制施工質(zhì)量

項(xiàng)目適用范圍泥漿護(hù)壁成孔沖抓沖擊回轉(zhuǎn)鉆碎石土、砂土、粘土及風(fēng)化巖潛水鉆粘性土、淤泥、淤泥質(zhì)土及砂土

干作業(yè)成孔螺旋鉆地下水位以上的粘性土、砂土及人工填土鉆孔擴(kuò)底地下水位以上的堅(jiān)硬、硬塑的粘性土及中密以上的砂土機(jī)動洛陽鏟(人工)地下水位以上的粘性土、黃土及人工填土

套管成孔錘擊振動可塑、軟塑、流塑的粘性土,稍密及松散的砂土灌注樁適用范圍282.2.1泥漿護(hù)壁成孔灌注樁

工程實(shí)例適用：地下水位以下的各種土層,成孔直徑較大。2.2混凝土及鋼筋混凝土灌注樁(Concreteandreinforcedconcretepouringpile)京滬高鐵跨三環(huán)橋樁基嘉紹高速跨江橋樁基洛陽某高層樁基潤陽大橋南引橋樁基2023/2/429一、泥漿的作用與制備

（3）成孔形成的土石渣，浮于泥漿中，隨泥漿的循環(huán)排出；（4）并使鉆頭降溫。1原理（1）泥漿具有一定的密度，液面高出地下水（靜水壓力）防止塌孔；（2）泥漿滲填孔壁空隙，形成透水性很低的“泥皮”，保護(hù)孔壁的穩(wěn)定；2作用護(hù)壁、攜渣、冷卻、潤滑。2023/2/4303泥漿制備（1）原土造漿：當(dāng)土質(zhì)為粘土和粉質(zhì)粘土?xí)r，加清水；排渣時泥漿比重為1.1～1.2t/m3。（2）制備泥漿：粘性土（除去雜質(zhì)）水（+穩(wěn)定漿）；干凈泥漿比重1.1t/m3左右，排出泥漿1.2～1.4t/m3，當(dāng)穿過砂夾卵石層或易坍孔的土層1.3～1.5t/m3；（3）聚合物制漿。二、泥漿攜渣方式311正循環(huán)泥漿由泥漿泵從泥漿池里抽到鉆桿里，通過鉆桿不斷的輸送到鉆井里，然后從鉆井井口排出來，同時把鉆渣帶出到地面上來。動畫2反循環(huán)用泥漿泵從井口向鉆井里輸送，從鉆桿的中間抽出來。循環(huán)能力和排渣能力都比較強(qiáng)。動畫2023/2/433三、護(hù)筒的作用埋設(shè)護(hù)筒作用：定位導(dǎo)向，保護(hù)孔口，維持水頭。護(hù)筒直徑≥鉆頭D+100mm(回轉(zhuǎn)鉆)+200mm(沖擊鉆)埋設(shè)深度：粘土≥1m，砂土≥1.5m，地表土層較好，開鉆后不坍孔，可不埋設(shè)護(hù)筒；采用泥漿護(hù)壁：保證泥漿面高于地下水位2m以上；高于地面30～60cm。GL2m以上護(hù)簡入土深度護(hù)簡地下水位GL2m以上護(hù)簡入土深度泥漿地下水位泥漿(a)(b)

地下水位與孔內(nèi)水位的關(guān)系(a)地下水位較淺時；(b)地下水位較深時2023/2/435四、成孔方式1沖擊鉆適用：碎石土、砂土、巖層等，直徑800、1000、1200mm

等。2沖抓錐適用：較松散粘土、粉質(zhì)粘土、砂卵石層及其它軟質(zhì)土層，直徑450～600mm。2023/2/436123456783潛水鉆

適用：粘性土、淤泥、淤泥質(zhì)土、砂土、風(fēng)化巖石等，直徑500～1500mm，深達(dá)50m。4旋挖鉆

適用：粘性土、風(fēng)化巖石、大塊卵礫石層等，最大挖深90m。特點(diǎn)：即挖孔、又可排土。2023/2/437五、施工工藝測定樁位→埋設(shè)護(hù)筒→樁機(jī)就位→成孔→清孔→安放鋼筋籠→澆筑水下混凝土設(shè)泥漿池制備泥漿泥漿循環(huán)清渣2023/2/438六、水下灌注混凝土（導(dǎo)管法）2023/2/439(a)300～5004>1.5m321(b)(c)(d)(e)(f)

滑閥式(隔水塞)導(dǎo)管法施工(a)安設(shè)導(dǎo)管(導(dǎo)管底部與孔底之間預(yù)留出300～500m空隙)；(b)懸掛隔水塞(或滑閥),使其與導(dǎo)水管面緊貼；(c)灌入混凝土；(d)剪斷鐵絲,隔水塞(或滑閥)