深基礎工程(上)

2023/2/41深基礎主要形式樁基礎、墩基礎、沉井基礎、沉箱基礎、地下連續(xù)墻第二章深基礎工程樁基礎簡介樁基礎形式若干根單樁+承臺或承臺梁(deepfoundationengineering)2023/2/42◆樁基礎分類①按受力情況分類摩擦樁：樁頂豎向荷載主要由樁側阻力承受。端承樁：樁頂豎向荷載主要由樁端阻力承受。②按施工方法分類預制樁和灌注樁③按排土分類擠土樁：打入、靜壓、振動、預鉆孔、沉管等非擠土樁：鉆孔、挖孔④按材料分類木、鋼筋混凝土、預應力混凝土、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樁之最主墩樁基礎長達104m至106m，直徑3m是廣東省內橋梁施工第一長樁蘇通大橋的主墩基礎由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湖北滬蓉西高速公路水南特大橋最深孔樁98米，目前國內公路、鐵路最深人工挖孔樁金貿大廈樁深８３.５米

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

(reinforcedconcreteprecastpile)優(yōu)點：（常規(guī)擠土）承載力大，施工速度快，質量好，工藝簡單，不受地下水影響。缺點：耗鋼量大，有接樁和截樁，硬土沉樁困難。2023/2/45一、樁的預制、起吊、運輸、堆放截面形式：┏實心樁：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、運輸決定，現(xiàn)場制作一般在27m以內，工廠制作長度不宜超過10m。2023/2/46

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

靠近施工地點，場地平整并經(jīng)夯實，不能產(chǎn)生沉降2預制模板疊澆預制不超過4層。澆筑從柱頂?shù)街膺B續(xù)澆注。上下層預制，下層混凝土強度達設計的30%

養(yǎng)護澆水養(yǎng)護不少于7d。3起吊前提條件：混凝土強度達設計強度的75%，運輸或打樁時要達到設計強度的100%

提前起吊需要驗算。2023/2/48起吊點位置要求4運輸與堆放原則：隨打隨運，減少二次搬運運輸工具：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

樁的合理吊點位置(a)-點起吊;(b)兩點起吊;(c)三點起吊(a)(b)(c)2023/2/49二、施工工藝現(xiàn)場準備→預制→起吊→堆放→運輸→沉樁沉樁方式

1.錘擊沉樁2.靜力壓樁

3.振動沉樁4.水沖沉樁考點與重點：

預制樁起吊、運輸、打樁對混凝土強度的要求，單點起吊點的位置。2023/2/4102.1.2錘擊沉樁(打入樁)一、打樁機具（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：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：單缸內燃機提升樁錘→下落→壓縮空氣→噴油→點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、深層攪拌等機具。

履帶式樁架：開行方便。2023/2/4143動力設備二、打樁施工1準備

清障、平整場地、定樁位、資源供應、打樁順序檢查樁位的水準點設置。2打樁順序選擇考慮因素：保質量、進度（減少鄰樁造成的擠壓對后入土樁的影響）、周圍建筑物保護、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）自中間向兩側對稱進行(樁距≤4d)

（2）自中間向四周進行(樁距≤4d)

（3）由一側向單一方向進行(樁距>4d)2023/2/416②根據(jù)基礎的設計標高，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→送入樁架導桿→入土調正→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高樁帽重量樁頂設計標高編號打樁日期樁入土每米錘擊次數(shù)1234……落距(mm)樁頂高出或低于設計標高(m)最后貫入度(mm/10擊)備注工程負責人:記錄:2023/2/419

4質量控制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質量控制指標（1）貫入度、樁尖標高（入土深度）；（2）樁的位置偏差。③質量控制原則（1）當樁尖位于硬土層(如堅硬、硬塑的粘土、碎石土、中密以上的砂土或風化巖等)時(端承型樁），以貫入度控制為主，樁尖進入持力層深度或樁尖標高為參考；2023/2/420

當貫入度已達到要求，而樁尖標高未達到時，應繼續(xù)錘擊3陣，每陣10擊的平均貫入度不應大于規(guī)定的數(shù)值。（2）當樁尖位于軟土層時（摩擦型樁），以樁尖設計標高控制為主，貫入度為參考。重點與考點：柴油錘的工作原理，適宜土質；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、原理利用樁機自重和配重將預制樁壓入土中。適用：淤泥質土、軟土。特點：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，可預估和驗證樁承載力。二、施工機械與施工工藝

1機械式（頂壓式）①組成

樁架、配重、卷揚機、

行走機構、起吊機構等。2023/2/422②施工工藝

樁就位→卷揚機牽動鋼絲繩及壓梁將壓樁機的自重傳遞至樁頂→壓樁③缺點樁機龐大、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、行走機構、起吊機構。②施工工藝吊樁→箍樁就位→施壓→上移箍樁器→施壓→至設計深度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-預埋鋼管;5-漿錨孔

6-預埋法蘭;7-預埋錨筋;d-錨栓直徑(c)(d)(e)2023/2/426重點與考點：靜力壓樁的特點，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：節(jié)約鋼筋、模板，無需接樁、截樁

缺點：技術間歇時間長，需嚴格控制施工質量

項目適用范圍泥漿護壁成孔沖抓沖擊回轉鉆碎石土、砂土、粘土及風化巖潛水鉆粘性土、淤泥、淤泥質土及砂土

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底地下水位以上的堅硬、硬塑的粘性土及中密以上的砂土機動洛陽鏟(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泥漿護壁成孔灌注樁

工程實例適用：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”，保護孔壁的穩(wěn)定；2作用護壁、攜渣、冷卻、潤滑。2023/2/4303泥漿制備（1）原土造漿：當土質為粘土和粉質粘土時，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）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。動畫2023/2/433三、護筒的作用埋設護筒作用：定位導向，保護孔口，維持水頭。護筒直徑≥鉆頭D+100mm(回轉鉆)+200mm(沖擊鉆)埋設深度：粘土≥1m，砂土≥1.5m，地表土層較好，開鉆后不坍孔，可不埋設護筒；采用泥漿護壁：保證泥漿面高于地下水位2m以上；高于地面30～60cm。GL2m以上護簡入土深度護簡地下水位GL2m以上護簡入土深度泥漿地下水位泥漿(a)(b)

地下水位與孔內水位的關系(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、粉質粘土、砂卵石層及其它軟質土層，直徑450～600mm。2023/2/436123456783潛水鉆

適用：粘性土、淤泥、淤泥質土、砂土、風化巖石等，直徑500～1500mm，深達50m。4旋挖鉆

適用：粘性土、風化巖石、大塊卵礫石層等，最大挖深90m。特點：即挖孔、又可排土。2023/2/437五、施工工藝測定樁位→埋設護筒→樁機就位→成孔→清孔→安放鋼筋籠→澆筑水下混凝土設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（導管法）2023/2/439(a)300～5004>1.5m321(b)(c)(d)(e)(f)

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