第二章樁基礎(chǔ)工程

第2章樁基礎(chǔ)工程2.1預(yù)制樁施工2.2灌注樁施工2/5/20231濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所

§2.1預(yù)制樁施工

預(yù)制樁包括混凝土預(yù)制樁、鋼樁兩種?；炷令A(yù)制樁常用的有鋼筋混凝土實(shí)心方樁、預(yù)應(yīng)力混凝土空心管樁。鋼樁有鋼管樁、H型鋼樁、其他異性鋼樁。

沉樁方法有錘擊沉樁、振動(dòng)沉樁和靜力沉樁等。本節(jié)以鋼筋混凝土方樁為例介紹沉樁的施工工藝，其它樁形施工方法類似，不再重復(fù)。

2/5/20232濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所2.1.1預(yù)制樁的制作

場(chǎng)地應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí)，不得產(chǎn)生不均勻沉降；疊澆層數(shù)≯4層，上下層及鄰樁之間應(yīng)做好隔離層，混凝土的澆筑應(yīng)待下層或鄰樁設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)到30％以上方可進(jìn)行；樁所用混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C30;預(yù)應(yīng)力樁不宜低于C40；

樁的縱向鋼筋配筋率：錘擊沉樁不宜小于0.8%，靜力壓樁不宜小于0.6%；樁頂范圍內(nèi)的箍筋應(yīng)加密，并設(shè)置鋼筋網(wǎng)片；主筋位置必須正確，保護(hù)層不得過厚；鋼筋接長(zhǎng)用對(duì)焊，接頭錯(cuò)開；混凝土由樁頂至樁尖連續(xù)澆筑，嚴(yán)禁中斷；樁頂應(yīng)制作平整。2/5/20233濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所2.1.2預(yù)制樁的起吊、運(yùn)輸、堆放預(yù)制樁的起吊混凝土強(qiáng)度：起吊移位——≮70％設(shè)計(jì)強(qiáng)度；運(yùn)輸、打樁——≮100％設(shè)計(jì)強(qiáng)度。運(yùn)輸：合理設(shè)置吊點(diǎn)：正負(fù)彎矩值基本相等。+M－M2/5/20234濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所2.預(yù)制樁運(yùn)輸3.預(yù)制樁堆放堆放地點(diǎn)應(yīng)平整堅(jiān)實(shí)，排水通暢；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)不宜過多，一般不宜超過4層；避免二次搬運(yùn)。吊、運(yùn)平穩(wěn)，避免損壞。當(dāng)運(yùn)距不大時(shí)，可采用滾筒、卷?yè)P(yáng)機(jī)等拖動(dòng)樁身運(yùn)輸；當(dāng)運(yùn)距較大時(shí)可采用小平臺(tái)車運(yùn)輸。運(yùn)輸過程中支點(diǎn)應(yīng)與吊點(diǎn)位置一致。2/5/20235濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所2.1.3預(yù)制樁沉樁（1）打樁機(jī)械打樁機(jī)具主要包括樁錘、樁架和動(dòng)力裝置三個(gè)部分。樁錘是對(duì)樁施加沖擊力，將樁打入土中的機(jī)具；樁架的作用是將樁吊到打樁位置，并在打樁過程中引導(dǎo)樁的方向，保證樁錘能沿要求的方向沖擊；動(dòng)力裝置包括驅(qū)動(dòng)樁錘及卷?yè)P(yáng)機(jī)用的動(dòng)力設(shè)備。

1.錘擊沉樁的施工方法2/5/20236濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所在選擇打樁機(jī)具時(shí)，應(yīng)根據(jù)地基土壤的性質(zhì)、工程的大小、樁的種類、施工期限、動(dòng)力供應(yīng)條件和現(xiàn)場(chǎng)情況確定。

施工中常見的樁錘有落錘、單動(dòng)汽錘、雙動(dòng)汽錘、柴油汽錘和振動(dòng)樁錘。

落錘

是指樁錘用人力或機(jī)械拉升，然后自由落下，利用自重夯擊樁頂。

優(yōu)缺點(diǎn)：

構(gòu)造簡(jiǎn)單、使用方便、沖擊力大，能隨意調(diào)整落距，但錘打速度慢，效率較低。

適用范圍

適宜打各種樁；粘土、含礫石的土和一般土層均可使用。2/5/20237濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所優(yōu)缺點(diǎn)：

構(gòu)造簡(jiǎn)單、落距短，對(duì)設(shè)備和樁頭不易損壞，打樁速度及沖擊力較落錘大，效率較高。適用范圍

適于打各種樁。B.單動(dòng)汽錘單動(dòng)汽錘工作原理圖利用蒸汽或壓縮空氣的壓力將錘頭上舉，然后由錘的自重向下沖擊沉樁。2/5/20238濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所雙動(dòng)汽錘工作原理圖C.雙動(dòng)汽錘利用蒸汽或壓縮空氣的壓力將錘頭上舉及下沖，增加夯擊能量。優(yōu)缺點(diǎn)：

沖擊次數(shù)多、沖擊力大、工作效率高，可不用樁架打樁，但需鍋爐或空壓機(jī)，設(shè)備笨重，移動(dòng)較困難。

適用范圍

適宜打各種樁，便于打斜樁；使用壓縮空氣時(shí)可在水下打樁；可用于拔樁。

2/5/20239濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所D.柴油錘利用燃油爆炸，推動(dòng)活塞，引起錘頭跳動(dòng)。優(yōu)缺點(diǎn)：附有樁架、動(dòng)力等設(shè)備，機(jī)架輕、移動(dòng)便利、打樁快、燃料消耗少，有重量輕和不需要外部能源等優(yōu)點(diǎn)。適用范圍最宜用于打木樁、鋼板樁；不適于在過硬或過軟的土中打樁。導(dǎo)桿式柴油錘工作原理圖2/5/202310濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所E.振動(dòng)樁錘利用偏心輪引起激振，通過剛性連接的樁帽傳到樁上。優(yōu)缺點(diǎn)：沉樁速度快，適應(yīng)性大，施工操作簡(jiǎn)易安全，能打各種樁并幫助卷?yè)P(yáng)機(jī)拔樁。

適用范圍適宜于打鋼板樁、鋼管樁、鋼筋混凝土和土樁；宜用于砂土，塑性粘土及松軟砂粘土；在卵石夾砂及緊密粘土中效果較差。2/5/202311濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所JZZ75振動(dòng)樁機(jī)，功率43.5kW，最大沉樁直徑0.50m，最大沉樁深度31m，適用于振動(dòng)沉管灌注樁施工。

2/5/202312濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所2/5/202313濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所樁架作用：支撐錘樁吊樁就位打樁導(dǎo)向類型（常用）：

多功能樁架：機(jī)動(dòng)適應(yīng)性好；大、裝拆運(yùn)麻煩。履帶式樁架：移動(dòng)方便，適用范圍廣。 步履式樁架：移動(dòng)方便，穩(wěn)定性好,適應(yīng)性強(qiáng)。2/5/202314濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所履帶式樁架多功能樁架2/5/202315濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所（2）打樁施工A.準(zhǔn)備工作（1）場(chǎng)地準(zhǔn)備：清除地上、地下障礙物，平整、壓實(shí)場(chǎng)地，設(shè)置排水溝；（2）放軸線、定樁位、設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)（≮2個(gè)）；（3）確定打樁順序：擠土直接影響打樁進(jìn)度、施工質(zhì)量以及周圍環(huán)境。（4）接通現(xiàn)場(chǎng)的水、電管線，準(zhǔn)備好施工機(jī)具；做好對(duì)樁的質(zhì)量檢驗(yàn)。

（5）進(jìn)行打樁試驗(yàn)：≮2根，檢驗(yàn)工藝、設(shè)備是否符合要求。2/5/202316濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所B.打樁順序

防止土向一個(gè)方向擠壓，這樣有可能最后打入的樁難打或者樁的入土深度減少，直接影響打樁進(jìn)度和施工質(zhì)量。打樁順序是否合理，還應(yīng)考慮擠土對(duì)周圍環(huán)境（如建筑物）的影響。2/5/202317濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所（1)當(dāng)樁中心距<4倍樁徑時(shí)，可：①自中間向四周打設(shè)；②由中心向兩側(cè)對(duì)稱打；③分段對(duì)稱打。（2)當(dāng)樁中心距4倍樁徑時(shí)，可按施工方便打；（3)當(dāng)樁的規(guī)格不同時(shí)，先大后小，先長(zhǎng)后短；（4)當(dāng)樁尖設(shè)計(jì)標(biāo)高不同時(shí)，先深后淺。2/5/202318濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所C.打樁工藝工藝順序：設(shè)置標(biāo)尺→樁架就位→吊樁就位→扣樁帽、落錘、脫吊鉤→低錘輕打→正式打（接樁，截樁，靜、動(dòng)載試驗(yàn)，承臺(tái)施工）。要點(diǎn)：采用重錘低擊，開始要輕打；連續(xù)施打，減少回彈固結(jié)；注意貫入度變化，做好打樁記錄（編號(hào)、每米錘擊數(shù)、樁頂標(biāo)高、最后貫入度…）；如遇異常情況（貫入度劇變；樁身突然傾斜、位移、回彈；樁身嚴(yán)重裂縫或樁頂破碎），暫停施打，與有關(guān)單位研究處理。2/5/202319濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所（3）打樁的質(zhì)量控制1）滿足承載力要求：端承樁－控制最后貫入度為主(參考標(biāo)高)

摩擦樁－控制沉樁標(biāo)高為主(參考最后貫入度)2）偏差:

樁位偏差：排樁―偏軸≯100，順軸≯150mm；

群樁－

≯

1/3樁徑或邊長(zhǎng)；垂直偏差:

≯1%;3）樁不受損：樁頂、樁身不打壞，樁頂下1/3樁長(zhǎng)內(nèi)無水平裂縫。2/5/202320濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所（4）打樁對(duì)周邊環(huán)境的影響及其防治1）打樁對(duì)周邊環(huán)境的影響振動(dòng)、噪音、擠土、孔隙水壓力增大2）防治

預(yù)鉆孔沉樁袋裝砂井或塑料排水板挖防震溝重錘低擊控制打樁速度和打樁順序靜力壓樁水沖法輔助打樁2/5/202321濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所2.靜力壓樁靜力壓樁是在均勻軟弱土中利用壓樁架（型鋼制作）的自重和配重，通過卷?yè)P(yáng)機(jī)的牽引傳到樁頂，將樁逐節(jié)壓入土中的一種沉樁方法。這種沉樁方法無振動(dòng)、無噪音、對(duì)周圍環(huán)境影響小，適合在城市中施工。

2/5/202322濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所

靜力壓樁機(jī)構(gòu)造原理圖

活動(dòng)壓梁油壓表樁帽上段樁上段樁錨筋下段樁加壓重物底盤軌道導(dǎo)籠口操作平臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)加壓鋼絲繩滑輪組樁架導(dǎo)向籠2/5/202323濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所1－1全液壓式靜力壓樁機(jī)壓樁示意圖2/5/202324濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所壓樁過程中，當(dāng)樁尖碰到夾砂層時(shí)，壓樁阻力可能突然增大，甚至超過壓樁能力而使樁機(jī)上抬。這時(shí)可以最大的壓樁力作用在樁頂，采取停車再開、忽停忽開的辦法，使樁有可能緩慢下沉穿過砂層。如果工程中有少量樁確實(shí)不能壓至設(shè)計(jì)標(biāo)高而相差不多時(shí)，可以采取截去樁頂?shù)霓k法。

壓樁與打樁相比:由于避免了錘擊應(yīng)力，樁的混凝土強(qiáng)度及其配筋只要滿足吊裝彎矩和使用期受力要求就可以，因而樁的斷面和配筋可以減小;壓樁引起的擠土也小的多，因此壓樁是軟土地區(qū)一種較好的沉樁方法。

2/5/202325濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所§2.1灌注樁施工

砼灌注樁的過程控制成孔清渣放置鋼筋籠灌注砼2/5/202326濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所

灌注樁：是指直接在樁位上就地成孔，然后在孔內(nèi)安裝鋼筋籠、灌注混凝土而成。

鉆孔灌注樁干式作業(yè)成孔濕式作業(yè)成孔螺旋鉆機(jī)工程地質(zhì)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)或潛水鉆機(jī)人工挖孔灌注樁砼護(hù)圈鋼套管護(hù)圈鋼支撐和波紋細(xì)板護(hù)圈沉管灌注樁錘擊式振動(dòng)式夯擴(kuò)灌注樁沖抓成孔灌注樁沉管灌注樁設(shè)備改造而成（內(nèi)夯管）用沖抓錘或沖抓斗泥漿護(hù)壁下成孔2/5/202327濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所2.2.1干作業(yè)成孔灌注樁1.適用范圍：地下水位以上的土。2.成孔方法：螺旋鉆機(jī)成孔人工挖孔2/5/202328濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所螺旋鉆

長(zhǎng)：鉆桿長(zhǎng)10m以上,φ400～600

短：鉆桿長(zhǎng)3～5m，φ300～400

螺旋鉆錄像2/5/202329濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所2/5/202330濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所3.施工

(1)工藝順序平整場(chǎng)地，挖排水溝→定樁位→鉆機(jī)對(duì)位、校垂直→開鉆出土→清孔→檢查垂直度及虛土情況→放鋼筋骨架→澆混凝土。鉆孔放入鋼筋骨架澆筑混凝土清孔2/5/202331濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所（2）施工要點(diǎn)

①偏差要求：位置偏差≯70～150mm；

垂直度偏差≯1％②孔底虛土厚度：端承樁≯50mm；

摩擦樁≯150mm。③避免出現(xiàn)縮徑和斷樁①土質(zhì)差、有振動(dòng)、間距小時(shí)：間隔鉆孔制作；②軟塑土層、含水量大：用疏紋葉片鉆桿；可塑、硬塑粘土，含水量較小的砂土：用密紋葉片鉆桿；③及時(shí)灌注混凝土，防止孔壁坍塌；④澆混凝土?xí)r放護(hù)筒，混凝土坍落度5～9cm，每層澆筑高度≯1.5m。

（3）質(zhì)量要求2/5/202332濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所2.2.2泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁2/5/202333濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所1.泥漿護(hù)壁（1）泥漿的作用護(hù)壁作用攜渣作用冷卻和潤(rùn)滑作用（2）泥漿的成分護(hù)壁泥漿通常有：制備泥漿、自成泥漿、半自成泥漿。膨潤(rùn)土泥漿的主要成分有：膨潤(rùn)土水外加劑：分散劑、增粘劑、加重劑、防漏劑2/5/202334濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所（3）泥漿循環(huán)水龍頭鉆桿鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置泥漿泵泥漿池沉淀池泥漿循環(huán)方向鉆頭砂石泵鉆頭新泥漿流向沉淀池水龍頭鉆桿鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置泥漿循環(huán)方向2/5/202335濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所2.成孔機(jī)械回轉(zhuǎn)鉆機(jī)潛水鉆機(jī)沖擊鉆機(jī)2/5/202336濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所2/5/202337濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所3.施工（1）工藝順序平整場(chǎng)地、挖排水溝→定樁位→埋護(hù)筒→配泥漿→鉆孔、灌泥漿→清孔→放鋼筋骨架→水下灌注混凝土。

（2）要點(diǎn)

1）護(hù)筒直徑比鉆頭大100，開設(shè)1～2個(gè)溢漿口，埋入土中≮1m；

2）泥漿比重1.1左右（粘土?xí)r可自造），隨鉆隨灌，保持高于水位面。2/5/202338濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所3）防止坍孔成孔孔壁坍塌泥漿泥漿的質(zhì)量泥漿液面的高低地質(zhì)條件地下水位土質(zhì)條件施工作業(yè)鉆進(jìn)參數(shù)、擱置時(shí)間、地面荷載、吊放鋼筋籠2/5/202339濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所4）清孔為什么要清孔？清孔的方法：泥漿正循環(huán)清孔泵吸反循環(huán)清孔壓縮空氣清孔后注漿技術(shù)2/5/202340濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所清孔泥漿正循環(huán)清孔2/5/202341濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所清孔b）泵吸反循環(huán)清孔2/5/202342濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所清孔C）壓縮空氣清孔2/5/202343濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所樁基施工——清孔d）后注漿技術(shù)2/5/202344濟(jì)南大學(xué)城市環(huán)境巖土工程研究所沉渣檢查沉渣測(cè)試儀器不成熟1）重錘測(cè)試2）沉渣測(cè)試儀