第2章 地基及基礎(chǔ)工程施工 姚永仲

建筑施工技術(shù)

湖南有色金屬職業(yè)技術(shù)學(xué)院第二章地基及基礎(chǔ)工程施工湖南有色金屬職業(yè)技術(shù)學(xué)院2.1

地基處理與加固

2.2淺基礎(chǔ)工程施工

2.3樁基礎(chǔ)工程施工

2.5

箱型基礎(chǔ)工程施工2.4地下連續(xù)墻施工

本章作業(yè)

End本章內(nèi)容

地基：

是指建筑物荷載作用下基底下方產(chǎn)生的形不可忽略的那部分土層。

基礎(chǔ)：

是指將建筑物荷載傳遞給地基的下部結(jié)構(gòu)。作為支承建筑物荷載的地基，必須能防止強度破壞和推移，同時，必須控制基礎(chǔ)的沉降不超過地基的變形允許值。在滿足上述要求的前提下，盡量采用寬基淺的自然基礎(chǔ)。

4第2章地基與基礎(chǔ)工程施工2.1地基處理與加固提高軟弱地基的強度、保證地基的穩(wěn)定性；降低軟弱地基的壓縮性、減少基礎(chǔ)的沉降；防止地震時地基土的振動液化；消除特殊土的濕陷性、脹縮性和凍脹性。地基處理的目的堅實穩(wěn)定的建筑地基在可靠地基上建造的基礎(chǔ)2.1地基處理與加固提高軟弱地基的強度、保證地基的穩(wěn)定性；降低軟弱地基的壓縮性、減少基礎(chǔ)的沉降；防止地震時地基土的振動液化；消除特殊土的濕陷性、脹縮性和凍脹性。2.1.2

地基處理的目的堅實穩(wěn)定的建筑地基在可靠地基上建造的基礎(chǔ)2.1

地基處理與加固地基加固處理的原理是：將土質(zhì)由松變實，將水的含水量由高變低。即可達到地基加固的目的。常用的人工地基處理方法有換填法、重錘夯實法、機械碾壓法、擠密樁法、深層攪拌法、化學(xué)加固法等。

“將土質(zhì)由松變實”，“將土的含水量由高變低”，即可達到地基加固的目的。工程實踐中的各種加固方法均是從這一加固原理出發(fā)。2.1.1

地基加固原理地基碾壓加固第3節(jié)基坑工程第7講1.3.2土方邊坡與土壁支撐

土壁穩(wěn)定，主要是由土體內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力保持平衡，一旦失去平衡，土壁就會塌方。造成土壁塌方的主要原因有：

邊坡過陡，使土體本身穩(wěn)定性不夠，尤其是在土質(zhì)差、開挖深度大的坑槽中，常引起塌方。雨水、地下水滲入基坑，使土體重力增大及抗剪能力降低，是造成塌方的主要原因。基坑(槽)邊緣附近大量堆土，或停放機具、材料，或由于動荷載的作用，使土體產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過土體的抗剪強度。

1.3.2.1土方邊坡

土方邊坡的坡度以挖方深度(或填方深度)

h與底寬b之比表示(圖1.11)，即

土方邊坡坡度=

h/b=1/(b/h)=1∶m式中m=b/h稱為邊坡系數(shù)。

當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好、土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標高時，挖方邊坡可做成直立壁不加支撐，但深度不宜超過下列規(guī)定：密實、中密的砂土和碎石類土(充填物為砂土)：1.0m；

硬塑、可塑的粉土及粉質(zhì)粘土：1.25m；

硬塑、可塑的粘土和碎石類土(充填物為粘性土)：

1.5m；

堅硬的粘土：2m。

挖土深度超過上述規(guī)定時，應(yīng)考慮放坡或做成直立壁加支撐。

當(dāng)挖地基坑較深或晾槽時間較長時，應(yīng)根據(jù)實行情況采取護面措施。常用的坡面保護方法有帆布、塑料薄膜覆蓋法，坡面拉網(wǎng)法或掛網(wǎng)。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好，土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標高時，挖方深度在5m以內(nèi)且不加支撐的邊坡的最陡坡度應(yīng)符合表1.4規(guī)定。

基坑(槽)或管溝挖好后，應(yīng)及時進行基礎(chǔ)工程或地下結(jié)構(gòu)工程施工。在施工過程中，應(yīng)經(jīng)常檢查坑壁的穩(wěn)定情況。表1.4深度在5m內(nèi)的基坑(槽)、管溝邊坡的最陡坡度

永久性挖方邊坡坡度應(yīng)按設(shè)計要求放坡。臨時性挖方的邊坡值應(yīng)符合表1.5的規(guī)定。

表1.5臨時性挖方邊坡值

1.3.2.2土壁支撐

土壁支撐形式應(yīng)根據(jù)開挖深度和寬度、土質(zhì)和地下水條件以及開挖方法、相鄰建筑物等情況進行選擇和設(shè)計。橫撐式支撐由擋土板、楞木和工具式橫撐組成，用于寬度不大、深度較小溝槽開挖的土壁支撐。根據(jù)擋土板放置方式不同，分為水平擋土板和垂直擋土板兩類(見圖1.12)。

(1)橫撐式支撐(2)板樁式支撐板樁式支撐特別適用于地下水位較高且土質(zhì)為細顆粒、松散飽和土的支護，可防治流砂現(xiàn)象產(chǎn)生。

板樁支撐作用：使地下水在土中的滲流路線延長，減小了動水壓力，從而可預(yù)防流砂的產(chǎn)生；板樁支撐既擋土又防水，特別適于開挖較深、地下水位較高的大型基坑；可以防止基坑附近建筑物基礎(chǔ)下沉。

打入板樁的質(zhì)量要求：板樁位置在板樁的軸線上，板壁面垂直，保證平面尺寸準確和垂直度；封閉式板樁墻要求封閉合攏；埋置達到規(guī)定深度要求，有足夠的抗彎強度和防水性能。

鋼板樁又可分平板樁和波浪式板樁兩類。平板樁(圖1.13(.a.))防水和承受軸向壓力性能良好，易打入地下，但長軸方向抗彎強度較小；波浪式板樁（圖1.13(.b.)）的防水和抗彎性能都較好，施工中多采用。鋼板樁施工

板樁施工要正確選擇打樁方法、打樁機械和流水段劃分，以保證打設(shè)后的板樁墻有足夠的剛度和防水作用。鋼板樁打入法一般分為單獨打入法、雙層圍檁插樁法和分段復(fù)打法。

鋼板樁單獨打入法適用于樁長小于10m，且工程要求不高的鋼板樁支撐施工。A打樁方法的選擇雙層圍檁插樁法是在樁的軸線兩側(cè)先安裝雙層圍檁(一定高度的鋼制柵欄)支架后，將鋼板樁依次鎖口咬合全部插入雙層圍檁間。詳見圖1.14。分段復(fù)打法是在板樁軸線一側(cè)安裝好單層圍檁支架，將10～20塊鋼板樁拼裝組成施工段插入土中一定深度，形成一段鋼板樁墻，即屏風(fēng)墻。詳見圖1.15。B合理劃分流水段

施工流水段的劃分應(yīng)使板樁墻面垂直，滿足墻面支撐安裝要求，有利于封閉合攏，使行車路線短。

C鋼板樁打設(shè)準備工作E鋼板樁的拔除D鋼板樁的打設(shè)鋼板樁、圍檁支架的矯正修理

按施工圖放板樁的軸線進行測標高，作為控制板樁入土深度的依據(jù)。樁錘不宜過重，以防樁頭因過大錘擊而產(chǎn)生縱向彎曲。

準確安裝好圍檁支架。

房屋定位：在基礎(chǔ)施工之前根據(jù)建筑總平面圖設(shè)計要求，將擬建房屋的平面位置和零點標高在地面上固定下來。定位一般用經(jīng)緯儀、水準儀和鋼尺等測量儀器，根據(jù)主軸線控制點，將外墻軸線的四個交點用木樁測設(shè)在地面上(圖1.29)。

房屋外墻軸線測定后，根據(jù)建筑平面圖將內(nèi)部縱橫的所有軸線都一一測出，并用木樁及樁頂面小釘標識出來。1.5基坑(槽)施工1.5.1房屋定位放線：房屋定位后，根據(jù)基礎(chǔ)的寬度、土質(zhì)情況、基礎(chǔ)埋置深度及施工方法，計算確定基槽(坑)上口開挖寬度，拉通線后用石灰在地面上畫出基槽(坑)開挖的上口邊線即放線(圖1.30)。

1.5.2放線基槽開挖寬度的計算：

(1)不放坡，不加擋土板支撐(2)不放坡，但要留工作面

一般，當(dāng)基槽(坑)底在地下水位以上時，每邊留出工作面寬度為300mm(圖1.31)，基槽放灰線尺寸為：

式中d——基礎(chǔ)放灰線寬，mm；a——基礎(chǔ)底寬，mm；c—工作面寬(一般取300mm)(1.15)(3)留工作面并加支撐

當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深，場地又狹窄不能放坡時，為防止土壁坍塌，必須設(shè)置支撐。此時，放灰線尺寸除考慮基礎(chǔ)底寬、工作面寬外，還需加上支撐所需尺寸(一般為100mm)。(4)放坡

如果基槽深度超過《土方和爆破工程施工及驗收規(guī)范》的規(guī)定時，即使土質(zhì)良好且無地下水，亦需根據(jù)挖土深度和土質(zhì)情況，參照表1.5放坡。放灰線尺寸為(圖1.32)：式中b——放坡寬度，b=mh；m——坡度系數(shù)；h—基槽開挖深度。

(1.16)1.5.3基槽(坑)土方開挖基槽(坑)開挖有人工開挖和小型液壓挖土機開挖兩種形式。開挖基槽(坑)應(yīng)按規(guī)定的尺寸，合理安排開挖順序和分層進行，且連續(xù)施工。土方開挖的順序、方法必須與設(shè)計工況一致，并遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴禁超挖”的原則。1.5.3.1基槽(坑)開挖深度控制

當(dāng)基槽(坑)挖到離坑底0.5m左右時，根據(jù)龍門板上標高及時用水準儀抄平，在土壁上打上水平樁，作為控制開挖深度的依據(jù)。

1.5.3.2基槽(坑)開挖中注意事項

在開挖基槽(坑)之前，應(yīng)檢查龍門板、軸線樁有無走動現(xiàn)象，并根據(jù)設(shè)計圖紙校核基礎(chǔ)軸線的位置、尺寸及水準點的標高等?；?坑)、管溝的挖土應(yīng)分層進行。在施工過程中，基槽(坑)、管溝邊堆置土方不應(yīng)超過設(shè)計荷載?；?坑)土方施工中及雨后，應(yīng)對支護結(jié)構(gòu)、周圍環(huán)境進行觀察和監(jiān)測，如出現(xiàn)異常情況應(yīng)及時處理，待恢復(fù)正常后方可繼續(xù)施工。

基槽(坑)開挖時，要加強垂直高度方向的測量，防止超挖，防止攪動基底土層。對特大型基坑，應(yīng)分區(qū)分塊挖至設(shè)計標高，分區(qū)分塊及時澆筑墊層。土方開挖施工中，若發(fā)現(xiàn)古墓及文物等，要保護好現(xiàn)場，并立即通知文物管理部門，經(jīng)查看處理后方可施工。1.5.3.3驗槽基槽(坑)開挖完畢并清理好以后，在墊層施工以前，施工單位應(yīng)會同勘察、設(shè)計單位、監(jiān)理單位、建設(shè)單位一起進行現(xiàn)場檢查并驗收基槽，通常稱為驗槽。

驗槽(坑)的主要內(nèi)容和方法如下：核對基槽(坑)的位置、平面尺寸、坑底標高。核對基槽(坑)土質(zhì)和地下水情況?？昭?、古墓、古井、防空掩體及地下埋設(shè)物的位置、深度、形狀。對整個基槽(坑)底進行全面觀察，注意土的顏色是否一致，土的堅硬程度是否一樣，有無軟硬不一或弱土層，局部的含水量有無異?，F(xiàn)象，走上去有無顫動的感覺等。驗槽的重點應(yīng)選擇在樁基、承重墻或其他受力較大部位。

1.7地基局部處理地基局部處理：指在淺基礎(chǔ)開挖基槽(坑)的施工中或驗槽(坑)時，發(fā)現(xiàn)基槽(坑)范圍內(nèi)有洞穴、軟弱土層或巖基、墻基等局部異常地基的處理。處理的方法和原則：將局部軟弱層或硬物盡可能挖除，回填與天然土壓縮性相近的材料，分層夯實；處理后的地基應(yīng)保證建筑物各部位沉降量趨于一致，以減少地基的不均勻下沉。1.7.1軟松土坑(填土、墓穴、淤泥)的處理將坑中的軟松土、虛土全部挖除，使坑底及四周均見天然土，然后用與坑邊天然土層相近的材料分層夯實回填至坑底標高處。常用回填材料有砂、砂礫石、天然土、3∶7或2∶8的灰土。采用天然土分層夯實回填時，每層厚度200mm，如圖1.36(a)所示。軟松土坑范圍較大，超過地槽的寬度時，應(yīng)將該范圍內(nèi)的基槽適當(dāng)加寬，挖至天然層，將部分基礎(chǔ)加深，做成1∶2踏步與兩端相接，如圖1.36(c)所示。對于范圍和深度較大的軟土坑，由于回填材料與天然地基密實度相差較大，會造成基礎(chǔ)不均勻下沉，所以還要考慮加強上部結(jié)構(gòu)的強度，以抵抗地基不均勻沉降而引起的內(nèi)力。在防潮層下設(shè)鋼筋混凝土或鋼筋磚圈梁(圖1.37)1.7.2磚井、枯井、土井的處理方法

當(dāng)井在基槽范圍內(nèi)時，應(yīng)將井的井圈拆至地槽下1m以上，井內(nèi)用中砂、砂卵石材料分層夯填處理，在拆除范圍內(nèi)用2∶8或3∶7灰土分層回填夯實至槽底(圖1.38)。1.7.3局部范圍內(nèi)(硬物)的處理

當(dāng)樁基或部分基槽下有基巖、舊墻基、老灰土、壓實路面等硬土或堅硬物時，首先在地坑、地槽范圍內(nèi)盡可能地挖除，以免基礎(chǔ)局部落在硬物上造成不均勻沉降使上部建筑物開裂。硬土、硬物挖除后，若深度小于15m時，可用砂、砂卵石或灰土回填；若長度大于5m時，則將槽底做1∶2踏步灰土墊層與兩端緊密連接，然后做落深基礎(chǔ)。

1.7.4橡皮土的處理

當(dāng)?shù)鼗鶠檎承酝粒看笄亿呌陲柡蜁r，如果直接夯打或反復(fù)碾壓，就容易形成有顫動彈性感的“橡皮土”。對于含水量高的粘性土，施工中避免直接夯拍，擬采用晾槽或摻石灰粉的辦法降低含水量后壓實。若施工中已出現(xiàn)橡皮土，則應(yīng)將橡皮土層挖除，然后在槽底適當(dāng)加深的情況下鋪墊一層承載力高、適應(yīng)設(shè)計要求的墊層地基，如砂土或級配砂石墊層等。

2樁基礎(chǔ)工程學(xué)習(xí)重點：鋼筋混凝土預(yù)制樁和混凝土灌注樁施工及質(zhì)量檢驗標準，對泥漿護壁成孔灌注樁施工過程及方法。學(xué)習(xí)要求：了解樁基礎(chǔ)組成及分類；掌握預(yù)制樁施工順序確定、注意事項、質(zhì)量事故產(chǎn)生的原因和預(yù)防措施；了解靜力壓樁特點和施工方法；了解泥漿護壁成孔施工過程及工藝原理；掌握沉管灌注樁、大直徑人工挖孔灌注樁的施工方法，常見質(zhì)量事故的預(yù)防和處理，安全施工措施；了解預(yù)制樁、灌注樁質(zhì)量檢驗標準。

樁基礎(chǔ)是深基礎(chǔ)應(yīng)用最多的一種基礎(chǔ)形式，它由若干個沉入土中的樁和連接樁頂?shù)某信_或承臺梁組成。樁的作用是將上部建筑物的荷載傳遞到深處承載力較強的土層上，或?qū)④浫跬翆訑D密實以提高地基土的承載能力和密實度。樁按受力情況分為端承樁和摩擦樁兩種(圖2.1)端承樁是穿過軟弱土層而達到堅硬土層或巖層上的樁，上部結(jié)構(gòu)荷載主要由巖層阻力承受；施工時以控制貫入度為主，樁尖進入持力層深度或樁尖標高可作參考。摩擦樁完全設(shè)置在軟弱土層中，將軟弱土層擠密實，以提高土的密實度和承載能力，上部結(jié)構(gòu)的荷載由樁尖阻力和樁身側(cè)面與地基土之間的摩擦阻力共同承受，施工時以控制樁尖設(shè)計標高為主，貫入度可作參考。

樁按施工方法分為預(yù)制樁和灌注樁預(yù)制樁根據(jù)沉入土中的方法，可分打入樁、水沖沉樁、振動沉樁和靜力壓樁等；灌注樁是在樁位處成孔，然后放入鋼筋骨架，再澆筑混凝土而成的樁。灌注樁按成孔方法不同，有鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁、沖孔灌注樁、套管成孔灌注樁及爆擴成孔灌注樁等。2.1鋼筋混凝土預(yù)制樁施工本章小結(jié)

本章內(nèi)容End本章作業(yè)

2.2混凝土灌注樁施工2.1鋼筋混疑土預(yù)制樁施工鋼筋混凝土預(yù)制樁：在預(yù)制構(gòu)件廠或施工現(xiàn)場預(yù)制，用沉樁設(shè)備在設(shè)計位置上將其沉入土中，其特點：堅固耐久，不受地下水或潮濕環(huán)境影響，能承受較大荷載，施工機械化程度高，進度快，能適應(yīng)不同土層施工。

鋼筋混凝土預(yù)制樁是我國目前廣泛采用的一種樁型。鋼筋混凝土預(yù)制樁有方形實心斷面樁和圓柱體空心斷面樁。鋼筋混凝土預(yù)制樁施工前，應(yīng)根據(jù)施工圖設(shè)計要求、樁的類型、成孔過程對土的擠壓情況、地質(zhì)探測和試樁等資料，制定施工方案。其主要內(nèi)容包括：確定施工方法，選擇打樁機械，確定打樁順序，樁的預(yù)制、運輸，以及沉樁過程中的技術(shù)和安全措施。2.1.1施工準備場地平整及周邊障礙物處理定樁位及埋設(shè)水準點依據(jù)施工圖設(shè)計要求，把樁基定位軸線樁的位置在施工現(xiàn)場準確地測定出來，并作出明顯的標志。在打樁現(xiàn)場附近設(shè)置2～4個水準點，用以抄平場地和作為檢查樁入土深度的依據(jù)。樁基軸線的定位點及水準點，應(yīng)設(shè)置在不受打樁影響的地方。樁帽、墊襯和送樁設(shè)備機具準備管樁及長度在10m以內(nèi)的方樁在預(yù)制廠制作，較長的方樁在打樁現(xiàn)場制作。

模板可以保證樁的幾何尺寸準確，使樁面平整挺直；樁頂面模板應(yīng)與樁的軸線垂直；樁尖四棱錐面呈正四棱錐體，且樁尖位于樁的軸線上；底模板、側(cè)模板及重疊法生產(chǎn)時，樁面間均應(yīng)涂刷好隔離層，不得粘結(jié)。

2.1.2樁的制作、運輸、堆放

鋼筋骨架的主筋連接宜采用對焊；主筋接頭配置在同一截面內(nèi)數(shù)量不超過50%；同一根鋼筋兩個接頭的距離應(yīng)大于30d0并不小于500mm。樁頂和樁尖直接受到?jīng)_擊力易產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力，樁頂和樁尖鋼筋配置(如圖2.2所示)應(yīng)作特殊處理。鋼筋骨架制作允許偏差應(yīng)符合表2.1的規(guī)定。

表2.1預(yù)制樁鋼筋骨架質(zhì)量檢驗標準

混凝土制作宜用機械攪拌、機械振搗；澆筑混凝土過程中應(yīng)嚴格保證鋼筋位置正確，樁尖應(yīng)對準縱軸線，縱向鋼筋頂部保護層不宜過厚，鋼筋網(wǎng)片的距離應(yīng)正確，以防錘擊時樁頂破壞及樁身混凝土剝落破壞。采用疊層法生產(chǎn)時，上層樁和鄰樁澆筑，必須在下層和鄰樁的混凝土強度達到設(shè)計強度的30%以后才能進行。澆筑完畢后，立即加強養(yǎng)護，防止由于混凝土收縮產(chǎn)生裂縫，養(yǎng)護時間不少于7d。鋼筋混凝土預(yù)制樁的質(zhì)量檢驗標準應(yīng)符合表2.2的規(guī)定。

表2.2鋼筋混凝土預(yù)制樁的質(zhì)量檢驗標準

鋼筋混凝土預(yù)制樁應(yīng)達到設(shè)計強度的70%才可起吊；達到100%設(shè)計強度才能運輸和打樁。若提前吊運，必須采取措施并經(jīng)過驗算合格方可進行。樁在起吊搬運時，必須做到平穩(wěn)，避免沖擊和振動，吊點應(yīng)同時受力，且吊點位置應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定。如無吊環(huán)，設(shè)計又未作規(guī)定時，綁扎點的數(shù)量及位置按樁長而定，應(yīng)符合起吊彎矩最小的原則，可按圖2.3所示的位置捆綁。2.1.3打入法施工

打入法也稱錘擊法，是利用樁錘落到樁頂上的沖擊力來克服土對樁的阻力，使樁沉到預(yù)定的深度或達到持力層的一種打樁施工方法。錘擊沉樁是混凝土預(yù)制樁常用的沉樁方法，它施工速度快，機械化程度高，適用范圍廣，但施工時有沖撞噪聲和對地表層有振動，在城區(qū)和夜間施工有所限制。2.1.3.1打樁設(shè)備及選擇打樁設(shè)備包括樁錘、樁架和動力裝置。

(1)樁錘樁錘可選用落錘、汽錘、柴油打樁錘和振動錘。落錘一般由鑄鐵制成。有穿心錘和龍門錘兩種，重0.2～2t。它利用繩索或鋼絲繩通過吊鉤由卷揚機沿樁架導(dǎo)桿提升到一定高度，然后自由落下?lián)舸驑俄?如圖2.4)。汽錘是以高壓蒸汽或壓縮空氣為動力的打樁機械，有單動汽錘和雙動汽錘兩種(如圖2.5)。柴油打樁錘利用燃油爆炸來推動活塞往返運動進行錘擊打樁，柴油樁錘與樁架、動力設(shè)備配套組成柴油打樁機。振動錘是利用機械強迫振動，通過樁帽傳到樁上使樁下沉。錘重選擇應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、工程結(jié)構(gòu)、樁的類型、密集程度及施工條件等參考表2.3選用。表2.3錘重選擇表

(2)樁架樁架是支持樁身和樁錘，在打樁過程中引導(dǎo)樁的方向及維持樁的穩(wěn)定，并保證樁錘沿著所要求方向沖擊的設(shè)備。

樁架一般由底盤、導(dǎo)向桿、起吊設(shè)備、撐桿等組成。根據(jù)樁的長度、樁錘的高度及施工條件等選擇樁架和確定樁架高度。樁架高度=樁長+樁錘高度+滑輪組高樁架用鋼材制作，按移動方式有輪胎式、履帶式、軌道式等。履帶式樁架(圖2.6)以履帶式起重機為主機，配備樁架工作裝置而組成。操作靈活，移動方便，適用于各種預(yù)制樁和灌注樁的施工。(3)動力裝置

打樁機械的動力裝置是根據(jù)所選樁錘而定的。當(dāng)采用空氣錘時，應(yīng)配備空氣壓縮機；當(dāng)選用蒸汽錘時，則要配備蒸汽鍋爐和絞盤。2.1.3.2打樁順序的確定打樁順序直接影響到樁基礎(chǔ)的質(zhì)量和施工速度，應(yīng)根據(jù)樁的密集程度(樁距大小)、樁的規(guī)格、長短、樁的設(shè)計標高、工作面布置、工期要求等綜合考慮，合理確定打樁順序。

根據(jù)樁的密集程度，打樁順序一般分為逐段打設(shè)、自中部向四周打設(shè)和由中間向兩側(cè)打設(shè)三種，如圖2.7所示。當(dāng)樁的中心距不大于4倍樁的直徑或邊長時，應(yīng)由中間向兩側(cè)對稱施打(圖2.7(c))，或由中間向四周施打(圖2.7(b))。當(dāng)樁的中心距大于4倍樁的邊長或直徑時，可采用上述兩種打法，或逐排單向打設(shè)(圖2.7(a))。根據(jù)基礎(chǔ)的設(shè)計標高和樁的規(guī)格，宜按先深后淺、先大后小、先長后短的順序進行打樁。2.1.3.3打樁打樁機就位時，樁架應(yīng)垂直平穩(wěn)，導(dǎo)桿中心線與打樁方向一致。

樁開始打入時，應(yīng)控制錘的落距，采用短距輕擊；待樁入土一定深度(1～2m)穩(wěn)定以后，再以規(guī)定落距施打。樁的施打原則是重錘低擊，這樣樁錘對樁頭的沖擊小，回彈也小，樁頭不易損壞，大部分能量都用于克服樁身與土的摩阻力和樁尖阻力上，樁能較快地沉入土中。

樁入土深度是否已達到設(shè)計位置，是否停止錘擊，其判斷方法和控制原則與樁的類型有關(guān)。

2.1.3.4打樁質(zhì)量要求和測量記錄(1)打樁質(zhì)量要求端承樁最后貫入度不大于設(shè)計規(guī)定貫入度數(shù)值時，樁端設(shè)計標高可作參考；摩擦樁端標高達到設(shè)計規(guī)定的標高范圍時，貫入度可作參考。打(壓)入樁(預(yù)制混凝土方樁、先張法預(yù)應(yīng)力管樁、鋼樁)的樁位偏差，必須符合表2.4的規(guī)定。樁的承載力檢驗

表2.4預(yù)制樁(鋼樁)樁位的允許偏差

(2)混凝土預(yù)制樁施工記錄

打樁工程是隱蔽工程，施工中應(yīng)做好每根樁的觀測和記錄，這是工程驗收時檢驗質(zhì)量的依據(jù)。各項觀測數(shù)據(jù)應(yīng)記入混凝土預(yù)制樁施工記錄，見表2.5所示。表2.5混凝土預(yù)制樁施工記錄

2.1.3.5打樁施工常見問題的分析在打樁施工過程中會遇見各種各樣的問題，例如樁頂破碎，樁身斷裂，樁身位移、扭轉(zhuǎn)、傾斜，樁錘跳躍，樁身嚴重回彈等。發(fā)生這些問題的原因有鋼筋混凝土預(yù)制樁制作質(zhì)量、沉樁操作工藝和復(fù)雜土層等三個方面的原因。工程及施工驗收規(guī)范規(guī)定，打樁過程中如遇到上述問題，都應(yīng)立即暫停打樁，施工單位應(yīng)與勘察、設(shè)計單位共同研究，查明原因，提出明確的處理意見，采取相應(yīng)的技術(shù)措施后，方可繼續(xù)施工。

(1)樁頂破碎打樁時，樁頂直接受到樁錘的沖擊而產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力，如果樁頂鋼筋網(wǎng)片配置不當(dāng)、混凝土保護層過厚、樁頂平面與樁的中心軸線不垂直及樁頂不平整等制作質(zhì)量問題都會引起樁頂破碎。在沉樁工藝方面，若樁墊材料選擇不當(dāng)、厚度不足，樁錘施打偏心或施打落距過大等也會引起樁頂破碎。(2)樁身被打斷制作時，樁身有較大的彎曲凸肚，局部混凝土強度不足，在沉樁時樁尖遇到硬土層或孤石等障礙物，增大落距，反復(fù)過度沖擊等都可能引起樁身斷裂。(3)樁身位移、扭轉(zhuǎn)或傾斜樁尖四棱錐制作偏差大，樁尖與樁中心線不重合的制作原因，樁架傾斜，樁身與樁帽、樁錘不在同一垂線上的施工操作原因以及樁尖遇孤石等都會引起樁身位移、扭轉(zhuǎn)或傾斜。(4)樁錘回躍，樁身回彈嚴重選擇樁錘較輕，能引起較大的樁錘回躍；樁尖遇到堅硬的障礙物時，樁身則嚴重回彈。

2.1.3.6打樁過程中的注意事項樁機就位后，樁架應(yīng)垂直平穩(wěn)，樁帽與樁頂應(yīng)鎖緊牢靠，連接成整體。打樁時，應(yīng)密切觀察樁身下沉貫入度的變化情況。在正常情況下，沉樁應(yīng)連續(xù)施工，打入土的速度應(yīng)均勻，應(yīng)避免因間歇時間過長，土的固結(jié)作用而使樁難以下沉。

打樁時振動大，對土體有擠壓作用，可能影響周圍建筑物、道路及地下管線的安全和正常使用，施工過程中要有專人巡視檢查，及時發(fā)現(xiàn)和處理有關(guān)問題。

嚴禁非施工人員進入打樁現(xiàn)場；對樁機的正常運行、樁架的穩(wěn)定經(jīng)常進行檢查，嚴格按操作規(guī)程進行施工，確保安全。2.1.3.7樁頭的處理

在打完各種預(yù)制樁開挖基坑時，按設(shè)計要求的樁頂標高將樁頭多余的部分截去。截樁頭時不能破壞樁身，要保證樁身的主筋伸入承臺，長度應(yīng)符合設(shè)計要求。當(dāng)樁頂標高在設(shè)計標高以下時，在樁位上挖成喇叭口，鑿掉樁頭混凝土，剝出主筋并焊接接長至設(shè)計要求長度，與承臺鋼筋綁扎在一起，用樁身同強度等級的混凝土與承臺一起澆筑接長樁身。2.1.4靜力壓樁

靜力壓樁是利用無噪聲、無振動的靜壓力將樁壓入土中，常用于土質(zhì)均勻的軟土地基的沉樁施工。靜力壓樁(圖2.8)利用壓樁架的自重和配重，通過卷揚機牽引，由鋼絲繩、滑輪和壓梁，將整個樁機的重力(800～1500kN)反壓在樁頂上，以克服樁身下沉?xí)r與土的摩擦力，迫使預(yù)制樁下沉。壓樁施工一般采取分節(jié)壓入、逐段接長的施工方法。接樁的方法目前有三種：焊接法(圖2.9)、法蘭螺栓連接法、硫磺漿錨法(圖2.10)。

2.2混疑土灌注樁施工灌注樁：直接在樁位上用機械成孔或人工挖孔，在孔內(nèi)安放鋼筋、灌注混凝土而成型的樁。

與預(yù)制樁相比，灌注樁具有不受地層變化限制，不需要接樁和截樁，節(jié)約鋼材、振動小、噪聲小等特點。灌注樁按成孔方法分為泥漿護壁成孔灌注樁、沉管灌注樁、干作業(yè)鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁等。2.2.1干作業(yè)鉆孔灌注樁

干作業(yè)鉆孔灌注樁施工過程如圖2.11所示。干作業(yè)成孔一般采用螺旋鉆機鉆孔。螺旋鉆頭外徑分別為Φ400mm、Φ500mm、Φ600mm，鉆孔深度相應(yīng)為12m、10m、8m。適用于成孔深度內(nèi)沒有地下水的一般粘土層、砂土及人工填土地基，不適于有地下水的土層和淤泥質(zhì)土。鉆機就位后，鉆桿垂直對準樁位中心，開鉆時先慢后快，減少鉆桿的搖晃，及時糾正鉆孔的偏斜或位移。鉆孔至規(guī)定要求深度后，進行孔底清土。清孔的目的是將孔內(nèi)的浮土、虛土取出，減少樁的沉降。方法是鉆機在原深處空轉(zhuǎn)清土，然后停止旋轉(zhuǎn)，提鉆卸土。鋼筋骨架的主筋、箍筋、直徑、根數(shù)、間距及主筋保護層均應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定，綁扎牢固，防止變形。用導(dǎo)向鋼筋送入孔內(nèi)，同時防止泥土雜物掉進孔內(nèi)。鋼筋骨架就位后，應(yīng)立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注時，應(yīng)分層澆筑、分層搗實，每層厚度50～60cm。2.2.2泥漿護壁成孔灌注樁泥漿護壁成孔是利用泥漿保護穩(wěn)定孔壁的機械鉆孔方法。它通過循環(huán)泥漿將切削碎的泥石渣屑懸浮后排出孔外，適用于有地下水和無地下水的土層。成孔機械有潛水鉆機、沖擊鉆機、沖抓錐等。泥漿護壁成孔灌注樁的施工工藝流程：測定樁位、埋設(shè)護筒、樁機就位、制備泥漿、機械(潛水鉆機、沖擊鉆機等)成孔、泥漿循環(huán)出渣、清孔、安放鋼筋骨架、澆筑水下混凝土。2.2.2.1埋設(shè)護筒和制備泥漿

鉆孔前，在現(xiàn)場放線定位，按樁位挖去樁孔表層土，并埋設(shè)護筒。護筒高2m左右，上部設(shè)1～2個溢漿孔，是用厚4～8mm鋼板制成的圓筒，其內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑200mm。護筒的作用是固定樁孔位置，保護孔口，防止地面水流入，增加孔內(nèi)水壓力，防止塌孔，成孔時引導(dǎo)鉆頭的方向。

在鉆孔過程中，向孔中注入相對密度為1.1～1.5的泥漿，使樁孔內(nèi)孔壁土層中的孔隙滲填密實，避免孔內(nèi)漏水，保持護筒內(nèi)水壓穩(wěn)定；泥漿相對密度大，加大了孔內(nèi)的水壓力，可以穩(wěn)固孔壁，防止塌孔；通過循環(huán)泥漿可將切削的泥石渣懸浮后排出，起到攜砂、排土的作用。2.2.2.2成孔

(1)潛水鉆機成孔

潛水鉆機成孔示意圖如圖2.12所示。潛水鉆機是一種旋轉(zhuǎn)式鉆孔機，其防水電機變速機構(gòu)和鉆頭密封在一起，由樁架及鉆桿定位后可潛入水、泥漿中鉆孔。注入泥漿后通過正循環(huán)或反循環(huán)排渣法將孔內(nèi)切削土粒、石渣排至孔外。潛水鉆機成孔排渣有正循環(huán)排渣和泵舉反循環(huán)排渣兩種方式，如圖2.13所示。

正循環(huán)排渣法:在鉆孔過程中，旋轉(zhuǎn)的鉆頭將碎泥渣切削成漿狀后，利用泥漿泵壓送高壓泥漿，經(jīng)鉆機中心管、分叉管送入到鉆頭底部強力噴出，與切削成漿狀的碎泥渣混合，攜帶泥土沿孔壁向上運動，從護筒的溢流孔排出。泵舉反循環(huán)排渣法:砂石泵隨主機一起潛入孔內(nèi)，直接將切削碎泥渣隨泥漿抽排出孔外。

(2)沖擊鉆成孔

沖擊鉆機通過機架、卷揚機把帶刃的重鉆頭(沖擊錘)提高到一定高度，靠自由下落的沖擊力切削破碎巖層或沖擊土層成孔(圖2.14)。沖擊鉆頭形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形沖擊鉆頭(圖2.15)。沖孔前應(yīng)埋設(shè)鋼護筒，并準備好護壁材料。沖擊鉆機就位后，校正沖錘中心對準護筒中心，在沖程0.4～0.8m范圍內(nèi)應(yīng)低提密沖，并及時加入石塊與泥漿護壁，直至護筒下沉3～4m以后，沖程可以提高到1.5～2.0m，轉(zhuǎn)入正常沖擊，隨時測定并控制泥漿相對密度。施工中，應(yīng)經(jīng)常檢查鋼絲繩損壞情況，卡機松緊程度和轉(zhuǎn)向裝置是否靈活，以免掉鉆。

(3)沖抓錐成孔沖抓錐(圖2.16)錐頭上有一重鐵塊和活動抓片，通過機架和卷揚機將沖抓錐提升到一定高度，下落時松開卷筒剎車，抓片張開，錐頭便自由下落沖入土中，然后開動卷揚機提升錐頭，這時抓片閉合抓土。沖抓錐整體提升至地面上卸去土渣，依次循環(huán)成孔。沖抓錐成孔施工過程、護筒安裝要求、泥漿護壁循環(huán)等與沖擊成孔施工相同。適用于松軟土層(砂土、粘土)中沖孔，但遇到堅硬土層時宜換用沖擊鉆施工。2.2.2.3清孔驗孔是用探測器檢查樁位、直徑、深度和孔道情況；清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以減少樁基的沉降量，提高承載能力。泥漿護壁成孔清孔時，對于土質(zhì)較好不易坍塌的樁孔，可用空氣吸泥機清孔，氣壓為0.5MPa，使管內(nèi)形成強大高壓氣流向上涌，同時不斷地補足清水，被攪動的泥渣隨氣流上涌從噴口排出，直至噴出清水為止。

對于穩(wěn)定性較差的孔壁應(yīng)采用泥漿循環(huán)法清孔或抽筒排渣，清孔后的泥漿相對密度應(yīng)控制在1.15～1.25。

2.2.2.4燒筑水下混疑土泥漿護壁成孔灌注混凝土的澆筑是在水中或泥漿中進行的，故稱為澆筑水下混凝土。水下混凝土宜比設(shè)計強度提高一個強度等級，必須具備良好的和易性，配合比應(yīng)通過試驗確定。水下混凝土澆筑常用導(dǎo)管法(圖2.17)。

澆筑時，先將導(dǎo)管內(nèi)及漏斗灌滿混凝土，其量保證導(dǎo)管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上，然后剪斷懸吊隔水栓的鋼絲，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞進入水中。

2.2.3沉管灌注樁沉管灌注樁是利用錘擊打樁設(shè)備或振動沉樁設(shè)備，將帶有鋼筋混凝土的樁尖(或鋼板靴)或帶有活瓣式樁靴的鋼管沉入土中(鋼管直徑應(yīng)與樁的設(shè)計尺寸一致)，造成樁孔，然后放入鋼筋骨架并澆筑混凝土，隨之拔出套管，利用拔管時的振動將混凝土搗實，便形成所需要的灌注樁。利用錘擊沉樁設(shè)備沉管、拔管成樁，稱為錘擊沉管灌注樁(圖2.18)；利用振動器振動沉管、拔管成樁，稱為振動沉管灌注樁(圖2.19)。在沉管灌注樁施工過程中，對土體有擠密作用和振動影響，施工中應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場施工條件，考慮成孔的順序。間隔一個或兩個樁位成孔；在鄰樁混凝土初凝前或終凝后成孔；一個承臺下樁數(shù)在5根以上者，中間的樁先成孔，外圍的樁后成孔。為了提高樁的質(zhì)量和承載能力，沉管灌注樁常采用單打法、復(fù)打法、翻插法等施工工藝。單打法(又稱一次拔管法)：拔管時，每提升0.5～1.0m，振動5～10s，然后再拔管0.5～1.0m，這樣反復(fù)進行，直至全部拔出。復(fù)打法：在同一樁孔內(nèi)連續(xù)進行兩次單打，或根據(jù)需要進行局部復(fù)打。施工時，應(yīng)保證前后兩次沉管軸線重合，并在混凝土初凝之前進行。翻插法：鋼管每提升0.5m，再下插0.3m，這樣反復(fù)進行，直至拔出。2.2.3.1錘擊沉管灌注樁

錘擊沉管灌注樁適宜于一般粘性土、淤泥質(zhì)土和人工填土地基，其施工過程見圖2.20所示。錘擊沉管灌注樁施工要點：樁尖與樁管接口處應(yīng)墊麻(或草繩)墊圈，以防地下水滲入管內(nèi)和作緩沖層。沉管時先用低錘錘擊，觀察無偏移后，才正常施打。拔管前，應(yīng)先錘擊或振動套管，在測得混凝土確已流出套管時方可拔管。樁管內(nèi)混凝土盡量填滿，拔管時要均勻，保持連續(xù)密錘輕擊，并控制拔管速度，一般土層以不大于1m/min為宜，軟弱土層與軟硬交界處，應(yīng)控制在0.8m/min以內(nèi)為宜。在管底未拔到樁頂設(shè)計標高前，倒打或輕擊不得中斷，注意使管內(nèi)的混凝土保持略高于地面，并保持到全管拔出為止。樁的中心距在5倍樁管外徑以內(nèi)或小于2m時，均應(yīng)跳打施工；中間空出的樁須待鄰樁混凝土達到設(shè)計強度的50%以后，方可施打。2.2.3.2振動沉管灌注樁振動沉管灌注樁采用激振器或振動沖擊沉管。其施工過程為：樁機就位沉管

上料

拔管2.2.3.3沉管灌注樁容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題及處理方法

(1)頸縮頸縮：指樁身的局部直徑小于設(shè)計要求的現(xiàn)象。當(dāng)在淤泥和軟土層沉管時，由于受擠壓的土壁產(chǎn)生空隙水壓，拔管后便擠向新灌注的混凝土，樁局部范圍受擠壓形成頸縮。當(dāng)拔管過快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差時，周圍淤泥質(zhì)土趁機填充過來，也會形成頸縮。處理方法：拔管時應(yīng)保持管內(nèi)混凝土面高于地面，使之具有足夠的擴散壓力，混凝土坍落度應(yīng)控制在50～70mm。拔管時應(yīng)采用復(fù)打法，并嚴格控制拔管的速度。(2)斷樁斷樁：指樁身局部分離或斷裂，更為嚴重的是一段樁沒有混凝土。原因：樁距離太近，相鄰樁施工時混凝土還未具備足夠的強度，已形成的樁受擠壓而斷裂。處理方法：施工時，控制中心距離不小于4倍樁徑；確定打樁順序和行車路線，減少對新灌注混凝土樁的影響。采用跳打法或等已成型的樁混凝土達到60%設(shè)計強度后，再進行下根樁的施工。(3)吊腳樁吊腳樁是指樁底部混凝土隔空或松軟，沒有落實到孔底地基土層上的現(xiàn)象。原因：當(dāng)?shù)叵滤畨毫Υ髸r，或預(yù)制樁尖被打壞，或樁靴活瓣縫隙大時，水及泥漿進入套筒鋼管內(nèi)，或由于樁尖活瓣受土壓力，拔管至一定高度才張開，使得混凝土下落，造成樁腳不密實，形成松軟層。處理方法：為防止活瓣不張開，開始拔管時，可采用密張慢拔的方法，對樁腳底部進行局部翻插幾次，然后再正常拔管。樁靴與套管接口處使用性能較好的墊襯材料，防止地下水及泥漿的滲入。(4)混凝土灌注過量

如果灌樁時混凝土用量比正常情況下大1倍以上，這可能是由于孔底有洞穴，或者在飽和淤泥中施工時，土體受到擾動，強度大大降低，在混凝土側(cè)壓力作用下，樁身擴大而混凝土用量增大所造成的。因此，施工前應(yīng)詳細了解現(xiàn)場地質(zhì)情況，對于在飽和淤泥軟土中采用沉管灌注樁時，應(yīng)先打試樁。若發(fā)現(xiàn)混凝土用量過大時，應(yīng)與設(shè)計單位聯(lián)系，改用其他樁型。2.2.4人工挖孔大直徑灌注樁大直徑灌注樁是采用人工挖掘方法成孔，放置鋼筋籠，澆筑混凝土而成的樁基礎(chǔ)，也稱墩基礎(chǔ)。它由承臺、樁身和擴大頭組成(圖2.21)，穿過深厚的軟弱土層而直接坐落在堅硬的巖石層上。優(yōu)點是樁身直徑大，承載能力高；施工時可在孔內(nèi)直接檢查成孔質(zhì)量，觀察地質(zhì)土質(zhì)變化情況；樁孔深度由地基土層實際情況控制，樁底清孔除渣徹底、干凈，易保證混凝土澆筑質(zhì)量。2.2.4.1人工挖掘成孔護壁方法施工

坍落的支護措施有現(xiàn)澆混凝土護壁、沉井護壁、噴射混凝土護壁等。(1)現(xiàn)澆混凝土護壁法施工

即分段開挖、分段澆筑混凝土護壁，既能防止孔壁坍塌，又能起到防水作用。樁孔采取分段開挖，每段高度取決于土壁直立狀態(tài)的能力，一般0.5～1.0m為一施工段，開挖井孔直徑為設(shè)計樁徑加混凝土護壁厚度。護壁施工段，即支設(shè)護壁內(nèi)模板(工具式活動鋼模板)后澆筑混凝土，其強度一般不低于C15，護壁混凝土要振搗密實；當(dāng)混凝土強度達到1MPa(常溫下約24h)可拆除模板，進入下一施工段。如此循環(huán)，直至挖到設(shè)計要求的深度。

(2)沉井護壁法施工當(dāng)樁徑較大，挖掘深度大，地質(zhì)復(fù)雜，土質(zhì)差(松軟弱土層)，且地下水位高時，應(yīng)采用沉井護壁法挖孔施工。沉井護壁施工是先在樁位上制作鋼筋混凝土井筒，井筒下?lián)v制鋼筋混凝土刃腳，然后在筒內(nèi)挖土掏空，井筒靠其自重或附加荷載來克服筒壁與土體之間的摩擦阻力，邊挖邊沉，使其垂直地下沉到設(shè)計要求深度。2.2.4.2施工中應(yīng)該注意的幾個問題

樁孔中心線平面位置偏差不宜超過50mm，樁的垂直度偏差不得超過0.5%，樁徑不得小于樁設(shè)計直徑。挖掘成孔區(qū)內(nèi)，不得堆放余土和建筑材料，并防止局部集中荷載和機械振動。樁基礎(chǔ)一定要坐落在設(shè)計要求的持力層上，樁孔的挖掘深度應(yīng)由設(shè)計人員根據(jù)現(xiàn)場地基土層的實際情況決定。人工挖掘成孔應(yīng)連續(xù)施工，成孔驗收后立即進行混凝土澆筑。認真清除孔底浮渣余土，排凈積水，澆筑過程中防止地下水流入。人工挖掘成孔過程中，應(yīng)嚴格按操作規(guī)程施工。

井面應(yīng)設(shè)置安全防護欄，當(dāng)樁孔凈距小于2倍樁徑且小于2.5m時，應(yīng)間隔挖孔施工。

2.2.5灌注樁施工質(zhì)量要求及完全技術(shù)灌注樁施工質(zhì)量檢查包括成孔及清孔、鋼筋骨架制作及安放、混凝土攪拌及灌注等三個施工過程的質(zhì)量檢查。施工前應(yīng)對水泥、砂、石子、鋼材等原材料進行檢查，對施工組織設(shè)計中制定的施工順序、監(jiān)測手段也應(yīng)進行檢查。2.2.5.1成孔質(zhì)量檢查及要求(1)樁的樁位偏差必須符合表2.6的規(guī)定，樁頂標高至少要比設(shè)計標高高出0.5m。(2)灌注樁成孔深