第九章樁基礎(chǔ)

基礎(chǔ)工程第九章樁基礎(chǔ)9－1概述一、樁基及其作用樁基構(gòu)成：樁+承臺(tái)（可為獨(dú)立、條形、筏、箱）有高、低兩種，前者用于水中樁之作用：（1）將荷載傳至硬土層（圖4-1a），或分配到較大的深度范圍（圖4-1b），以提高承載力。（2）減小沉降，從而也減小沉降差，故地基強(qiáng)度夠，而變形不合要求時(shí)亦用。兩塔過(guò)近，會(huì)相對(duì)傾斜，用樁基解決廠房?jī)?nèi)堆載，使柱下基礎(chǔ)傾斜，導(dǎo)致柱子開(kāi)裂。可用樁基解決。（3）抗拔：用于抗風(fēng)、抗震、抗浮等（圖4-1c）（4）有一定抗水平荷載能力，特別是斜樁（圖4-1b）（5）抗液化：深層土不易液化，淺層土液化后，有樁支撐，有助于上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

所以應(yīng)用廣泛，沿海、內(nèi)陸地區(qū)均用。同基坑支護(hù)、地基處理并為土木工程三大熱點(diǎn)。樁基古已應(yīng)用。上海龍華塔，7層，40.4m,相當(dāng)于13層樓高,初建于三國(guó)東吳時(shí)代(AD220-280),重建于宋代AD977年,用木樁,樁周用灰土防腐，是軟基上建高層的范例。近年來(lái)，樁基成為高層建筑的主要基礎(chǔ)形式，為設(shè)計(jì)樁基，須了解其類(lèi)型、機(jī)理、承載力及變形驗(yàn)算等。2、重型工業(yè)廠房、倉(cāng)庫(kù)、料倉(cāng)；1、高層、重要建筑物；樁基適用范圍：樁基設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：樁型選擇、單樁承載力確定、群樁承載力和沉降驗(yàn)算，樁身強(qiáng)度和承臺(tái)計(jì)算。4、精密或大型設(shè)備基礎(chǔ)；5、表層軟弱土層、需處理土層；6、地震區(qū)。3、較大水平荷載或上拔力的構(gòu)筑物基礎(chǔ)；二、樁的類(lèi)型按承臺(tái)與地面相對(duì)位置分低承臺(tái)樁基高承臺(tái)樁基按樁軸線方向分斜樁豎直樁叉樁1、按材料分：木、鋼、鋼筋混凝土木樁—水位以上耐久性差，強(qiáng)度低，我國(guó)森林資源不足，應(yīng)少用鋼樁—本身強(qiáng)度高，易加工，接頭容易，運(yùn)輸方便，但造價(jià)是混凝土的3-4倍，用于海洋平臺(tái)及陸上重要工程，如寶鋼高爐、金茂大廈用鋼管樁。鋼砼樁—取材方便，價(jià)格便宜，耐久性好，可預(yù)制、現(xiàn)澆，尺寸易調(diào)，適用性強(qiáng)，故應(yīng)用廣泛，是主要研究對(duì)象。（一）樁的分類(lèi)2、按樁的制作方法分預(yù)制樁—質(zhì)量易保證、現(xiàn)場(chǎng)整潔、用時(shí)間少，但配筋由運(yùn)輸、打樁控制，配筋率較大，長(zhǎng)度不可過(guò)大，現(xiàn)場(chǎng)接樁、截樁難。灌注樁—鉆孔、放鋼筋籠、澆砼。尺寸靈活，還可擴(kuò)頭，配筋率可以小，但現(xiàn)場(chǎng)臟，質(zhì)量難保證，例斷樁、縮頸、露筋、清底不充分等。3、按設(shè)置效應(yīng)分—是否擠土擠土樁—打入或壓入，預(yù)制樁或沉管灌注樁。擠土使土密實(shí)，但打入有噪聲，擠土?xí)l(fā)生漂樁，還會(huì)破壞周邊設(shè)施例上海某電話局機(jī)務(wù)大樓，打樁使周邊房屋破壞，賠40萬(wàn)。解決方法：挖地溝、合理安排打樁順序。非擠土樁—鉆、挖孔樁，樁長(zhǎng)、樁徑可較大，可穿越硬土層。無(wú)擠密效果，但有些土（飽和軟粘土）本不可擠密。部分?jǐn)D土樁—鉆小口徑孔，再打入，或鋼管、砼管樁4、按荷載傳遞方式分樁端土差、樁很長(zhǎng)、灌注樁清底差樁端為巖石、大頭樁(一)

摩擦樁(二)

端承樁5、按直徑大小分—一般直徑樁、微樁、大直徑樁微樁（樹(shù)根樁）—d<250，多用于地基加固、托換（例安外一工程）大直徑樁—d>800，往往是端承，一柱一樁，人工挖孔一般直徑樁—(250<d<800mm)1、預(yù)制鋼砼樁（RC樁）斷面有方、圓兩種,方樁邊長(zhǎng)250-550，長(zhǎng)<13.5m;現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制樁長(zhǎng)<25-30m(樁架高),配筋率>0.8%(運(yùn)、吊控制，打樁還會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力)截面大則作成管樁,有時(shí)加預(yù)應(yīng)力(省鋼)。（二）常用樁2、鉆（挖）孔灌注樁超高層多用大直徑樁，甚至直徑>3m，承載力可達(dá)4000t，用一般直徑樁可能擺不開(kāi)。可擴(kuò)孔，用擴(kuò)孔器或爆擴(kuò)（少用）。3、沉管灌注樁（擠土）錘擊或振動(dòng)沉管，下有鋼砼頭，再灌混凝土，拔管，易發(fā)生斷樁、縮頸（軟土中）。有人建議復(fù)打，造價(jià)提高。僅浙江多用。缺點(diǎn)：易產(chǎn)生縮頸、斷樁、局部夾土、混凝土離析等質(zhì)量事故?？s頸常發(fā)生在下列情況：軟、硬土層交界處；鄰樁擠壓。管內(nèi)混凝土少時(shí)；克服縮頸、斷樁辦法：復(fù)打4、鋼管樁有開(kāi)口、閉口，開(kāi)口時(shí)形成土芯后亦有一定擠土，d小則擠土可能性大，是否擠土將影響承載力（規(guī)范5-2-10條）三、樁的兩種極限狀態(tài)（一）樁基承載力極限狀態(tài)1、超過(guò)最大承載力2、產(chǎn)生不適于繼續(xù)承載的變形3、樁基發(fā)生整體失穩(wěn)（二）樁基正常使用極限狀態(tài)變形、耐久性，樁、承臺(tái)等。9－2單樁承載力的確定一、樁、土體系荷載傳遞機(jī)理

Q逐漸增大，影響深度也逐漸增加，qs較qp先發(fā)揮

Q=QS+QP，Qu=Qsu+Qpu

由實(shí)測(cè)，QS先達(dá)極限，對(duì)應(yīng)位移僅4-10mm，和土性、樁徑關(guān)系不大；而QP達(dá)極限需s=0.1d（打入樁），甚至0.3d（灌注樁）了解這些，有助于分析樁的安全儲(chǔ)備

N-q、s-q關(guān)系：以上是針對(duì)摩擦型樁，對(duì)端承樁位移傳遞即刻完成，qs很小，而Q接近Qp2、側(cè)摩阻力qs的大小、分布大?。汉屯列浴侗砻嫘再|(zhì)、樁徑、樁長(zhǎng)、施工方法有關(guān)（打入樁一般大，卵石層中灌入樁很大）分布：同樣和上述因素有關(guān)。不隨深度線性增大

（拱效應(yīng)）,有一臨界深度(10-20d)時(shí)效：粘性土中打入樁，qs開(kāi)始小后逐漸增大；砂土中打入樁，qs開(kāi)始大后逐漸減小。試樁應(yīng)在施工后一段時(shí)間：砂土10天；粘性土15天；淤泥25天。3、極限端阻qpu計(jì)算及其深度效應(yīng)計(jì)算qpu的經(jīng)典理論方法：視樁為埋深l的基礎(chǔ)來(lái)計(jì)算，有整體剪切、局部剪切、刺入三種破壞形式。泰沙基理論按淺基礎(chǔ)整體剪切破壞計(jì)算；Myerhof則考慮樁側(cè)土的強(qiáng)度。xc、xg

、xq—斷面形狀系數(shù)因埋深大，一般為后二種。但樁端土硬，上覆土軟，也可為整體剪切破壞。1、概念原因樁周地面有較大的超載；降低地下水位；當(dāng)樁圍土層由于某種原因相對(duì)于樁向下位移時(shí)，樁側(cè)摩阻力方向向下，稱(chēng)為負(fù)摩阻力。樁穿過(guò)欠固結(jié)(新填)土層；二、樁的負(fù)摩阻力濕陷、凍土融陷。2、負(fù)摩擦發(fā)生的范圍持力層硬，sp

小，則ln大，端承樁ln=l對(duì)一般情況可查表6-1ln可隨時(shí)間變化3、負(fù)摩擦大小估計(jì)影響因素多—樁側(cè)及樁端土性、誘因強(qiáng)弱、土的應(yīng)力歷史、樁型等Bjerrum有效應(yīng)力法公式:zn查表6-2，僅和土類(lèi)有關(guān)，土硬則大。但s=？，不應(yīng)隨深度線性增大。4、消除負(fù)摩擦的措施負(fù)摩擦?xí)哟蟪两?，使樁或土破壞。一般涂適當(dāng)粘度的瀝青以減小負(fù)摩擦。樁所受下拉力：對(duì)于群樁再乘以一個(gè)負(fù)摩擦群樁效應(yīng)系數(shù)hn三、單樁破壞模式破壞模式取決于樁周、樁端土；樁的尺寸；樁的類(lèi)型。1、屈曲破壞2、整體剪切破壞3、刺入破壞小直徑端承樁，細(xì)長(zhǎng)木樁一般的打入式短樁、鉆擴(kuò)短樁鉆孔灌注樁R取決于三個(gè)方面：(三者同時(shí)兼顧，并取最小值)樁本身材料強(qiáng)度；上部結(jié)構(gòu)的容許變形值；土層的支承能力。四、單樁承載力的確定決定于樁和土，一般由土控制，端承、超長(zhǎng)樁等除外。一般穩(wěn)定系數(shù)f=1.0，但下述情況下要考慮壓屈：1）高承臺(tái)；2）樁周土可液化；3）樁周土很軟（fk<50kPa）；自由長(zhǎng)度lc由端部約束及樁土相對(duì)剛度定，再由lc/d查f（見(jiàn)規(guī)范5.5.3)。1、按樁身強(qiáng)度定2、按樁周土支撐能力估計(jì)

（1）靜載試驗(yàn)一級(jí)和部分二級(jí)建筑必須做，試樁數(shù)>1%且不少于3根。裝置、方法：錨樁橫梁裝置（圖），壓重平臺(tái)反力裝置等試樁、錨樁、基準(zhǔn)樁間距>4d，且>2m分級(jí)加載，穩(wěn)定后讀數(shù)，詳見(jiàn)規(guī)范。（2）經(jīng)驗(yàn)公式法僅限初步設(shè)計(jì)階段或不很重要的工程，以下針對(duì)不同樁講qsik

查表6-7，和土性及成樁方法有關(guān)，沉管灌注樁小，因質(zhì)量難保證；對(duì)預(yù)制樁有深度修正系數(shù)（灌注樁不修正）qpk

查表6-8，和土性及入土深度有關(guān)（a）一般預(yù)制樁、灌注樁qP—樁端土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)，對(duì)于鉆、挖、沖孔灌注樁可按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定或現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范表格查取，預(yù)制樁可按表8－5選用；AP—樁身的橫載面面積(m2)；l1l2l3qs1qs2qs3qpQqsi—樁周土的摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)，對(duì)于鉆、挖、沖孔灌注樁可按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定或現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范表格查取，預(yù)制樁可按表6－6選用；li—按土層劃分的各段樁長(zhǎng)(m)。uP—樁身周長(zhǎng)(m)，對(duì)于鉆、挖、沖孔灌注樁應(yīng)采用樁直徑，當(dāng)缺乏經(jīng)驗(yàn)時(shí)可按鉆頭直徑或下列數(shù)值：螺旋鉆10～20cm，潛水鉆30～50cm，機(jī)動(dòng)洛陽(yáng)鏟20～30cm，沖擊鉆40～80cm；（b）大直徑樁d>800qs下降，因一般鉆、挖孔，使土擾動(dòng)，粗粒土猶甚;qp下降，因同樣大小分布荷載使沉降大。qsik同樣查表6-7；qp為d=0.8m的端阻標(biāo)準(zhǔn)值（表6-9）Ysi、Yp—尺寸效應(yīng)修正系數(shù)（表6-10）（c）嵌巖樁以往按端承設(shè)計(jì)，欠妥：樁不很短時(shí)側(cè)阻部分發(fā)揮；嵌深段有側(cè)阻，嵌深>5d則端承極小。zsi—側(cè)阻發(fā)揮系數(shù)。當(dāng)l/d<30，樁端巖石好，無(wú)沉渣時(shí)，對(duì)粗粒土取0.7、細(xì)粒土取0.8;其余情況取1.0hr取值不大于5d及實(shí)際嵌深；frc—單軸抗壓強(qiáng)度zr、

zp—修正系數(shù)（表6-11），hr/d適中時(shí)zr較大所以嵌深度過(guò)大無(wú)用9－3群樁承載力計(jì)算群樁概念；群樁~單樁關(guān)系如何？一、群樁的承載力端承群樁(樁基)，簡(jiǎn)單；摩擦樁基，見(jiàn)圖影響R群的因素有：樁數(shù)、樁距、樁徑、土性、樁長(zhǎng)、群樁平面形狀等。群樁效率系數(shù)＝群樁的極限承載力群樁中各根單樁極限承載力之和模型及載荷試驗(yàn)表明：1、樁距增大時(shí)，提高；2、樁距相同時(shí)，樁數(shù)越多，越低；3、樁距增大至一定值后，增加不顯著；可見(jiàn)，樁距，樁數(shù)及排列是主要因素，規(guī)范歸納為如下原則：端承樁和樁數(shù)n<9根的摩擦樁以及條形基礎(chǔ)下不超過(guò)兩排的摩擦樁，其群樁的豎向抗壓承載力為各單樁豎向抗壓承載力的總和。樁距s<6d，樁數(shù)n9根的摩擦樁基，可視作一假想的實(shí)體深基礎(chǔ)，進(jìn)行基礎(chǔ)下地基承載力驗(yàn)算和沉降計(jì)算。二、群樁的地基強(qiáng)度和變形驗(yàn)算(一)

強(qiáng)度驗(yàn)算假想實(shí)體深基礎(chǔ)如圖(6－10)式中：l0,b0—分別表示矩形承臺(tái)下樁群外緣的長(zhǎng)度和寬度(m)；0

—為樁長(zhǎng)范圍內(nèi)各土層(厚度為hi)內(nèi)摩擦角i的加權(quán)平均值。即在中心荷載下要求樁尖平面處壓應(yīng)力p滿足：(6－11)在偏心荷載下，除滿足式(6－11)外，尚應(yīng)滿足：(6－12)式中：F—上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力設(shè)計(jì)值(kN)；G—樁尖平面以上假想基礎(chǔ)內(nèi)樁與樁周土自重設(shè)計(jì)值(kN)，G=A(d+h)G，G為樁土平均重度，一般可取G=20kN/m3，地下水位以下取浮重度；Mx，My—作用于樁尖平面處外力對(duì)該平面重心的x、y軸的力矩設(shè)計(jì)值(kNm)；Wx，Wy—假想實(shí)體基礎(chǔ)底面分別對(duì)x、y軸的抵抗矩(m3)；f—樁尖平面處地基土的承載力設(shè)計(jì)值(kPa)。當(dāng)樁端以下主要受力層范圍內(nèi)存在軟弱下臥層時(shí)，還應(yīng)按圖6－21計(jì)算圖驗(yàn)算軟弱下臥層，其驗(yàn)算方法與淺基礎(chǔ)相似。(二)

群樁的地基變形驗(yàn)算方法同淺基注：壓縮模量Es按實(shí)際應(yīng)力實(shí)驗(yàn)曲線確；淺基經(jīng)驗(yàn)系數(shù)s不適于樁基，樁基的由地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定。三、樁基中各樁的受力驗(yàn)算軸心受壓時(shí)，式中：Q—樁基中單樁所受的外力設(shè)計(jì)值(kN)；(6－13)G—樁基承臺(tái)自重設(shè)計(jì)值及承臺(tái)上土的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN)；n—樁數(shù)。當(dāng)偏心受壓時(shí)(圖6－17)，式中：xi，yi

—第i根樁分別至通過(guò)樁群重心的y軸和x軸的距離(m)；(6－14)Mi，Mi

—作用于樁群上的外力對(duì)通過(guò)樁群重心的x軸和y軸的力矩設(shè)計(jì)值(kNm)；其余符號(hào)意義同前。離樁群橫載面形心最遠(yuǎn)處(坐標(biāo)為xmax、ymax)的樁所承受的荷載最大，即Qmax。要求其滿足下列條件：(6－15)除要求滿足上式外，還應(yīng)同時(shí)滿足式(6－13)要求。9－4樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)收集資料(上部結(jié)構(gòu)、工程地質(zhì)、施工方面、當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)、場(chǎng)地與環(huán)境條件等)。內(nèi)容與步驟：定樁型、樁長(zhǎng)和樁的截面尺寸，初選承臺(tái)底面標(biāo)高；定單樁承載力R；定群樁承載力及其驗(yàn)算；樁基中各樁的受力驗(yàn)算；樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；承臺(tái)設(shè)計(jì)；繪制樁基施工圖。定樁數(shù)及樁位布置；一、樁型、樁和截面尺寸的選擇據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型、樓層數(shù)目、荷載性質(zhì)、地基條件和施工能力確定。例：層數(shù)<1020~30預(yù)制樁(mm)400>500灌注樁(mm)5001000~1200地基條件：考慮持力層情況。樁長(zhǎng)由樁端持力層定，樁端應(yīng)重入堅(jiān)實(shí)土(巖)層一定深度，規(guī)定：粘性土和砂土：h>(2~3)d(樁徑)碎石土：h>d嵌巖端承樁：hmin>0.5mH>5d(如圖)承臺(tái)埋深同淺基，d>0.5m；要滿足結(jié)構(gòu)要求，方便施工。硬層hH二、確定樁數(shù)及布置樁位(一)

樁的根數(shù)n軸心受壓：式中：F—作用在樁基上的豎向力設(shè)計(jì)值(kN)；R—單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值(kN)。G—承臺(tái)及承臺(tái)上土的重力(kN)；偏心受壓：試算至合適為止。(二)樁的中心距(三)

樁位的布置方形(或矩形)、三角形、梅花形、單排、雙排。原則：盡可能使上部結(jié)構(gòu)的中心與樁群橫截面的形心重合或接近。三、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(一)

鋼筋混凝土預(yù)制樁1、構(gòu)造要求方樁：當(dāng)邊長(zhǎng)b=200~500mm樁長(zhǎng)l=5~30m時(shí)：縱向鋼筋4~8根，=12~25mm含鋼率1％左右，最小不低于0.8%。箍筋6~8mm，@<200mm,樁頂、樁尖處加密。混凝土大于C30。保護(hù)層不小于35mm，預(yù)埋鋼筋吊環(huán)。2、樁身截面強(qiáng)度計(jì)算主筋通過(guò)計(jì)算確定。驗(yàn)算起吊、運(yùn)輸時(shí)樁內(nèi)強(qiáng)度，方法如圖。對(duì)于方形樁：MfyAs(b–2as)式中：M—按圖6－23，根據(jù)起吊方式計(jì)算的樁身最大彎矩值(kNm)；(6－26)fy—受拉鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(kPa)；As—縱向受拉鋼筋的截面積(m2)；b—方形樁的邊長(zhǎng)(m)；as—縱向受拉鋼筋合力作用點(diǎn)荷截面近邊的距離(m)。錘擊法施工時(shí)，錘擊壓應(yīng)力按下式估算：式中：自由落錘：=1，e=0.6；(6－27)柴油錘：=2，e=0.8；AH、Ac、Ap—錘、樁墊、樁的實(shí)際截面積(m2)；EH、Ec、Ep—錘、樁墊、樁的縱向彈性模量(kPa)；H、

c、

p—錘、樁墊、樁的重度(kN/m3)；H—錘的落距(m)。沿樁縱軸向的錘擊拉應(yīng)力，對(duì)于鋼管樁可取(0.33~0.5)p；對(duì)于混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土樁可取(0.23~0.33)p。計(jì)算表明，普通鋼筋混凝土樁的配筋常由起吊立的強(qiáng)度計(jì)算控制。(二)

灌注樁混凝土強(qiáng)度水上不小于C15；骨料不大于40mm，塌落度50~70mm；水下不小于C20；骨料小于1/4(管內(nèi)徑)，塌落度160~200mm.需配筋時(shí)軸心受壓、主筋最小配筋大于0.2%;受彎時(shí)，主筋最小配筋大于0.4%;抗拔時(shí)，通長(zhǎng)配置。箍筋采用環(huán)式或螺旋箍筋，不小于6＠200~300mm,保護(hù)層厚度一般大于30mm水下大于50mm四、承臺(tái)設(shè)計(jì)(一)構(gòu)造要求如圖混凝土等級(jí)大于C20；保護(hù)層厚大于50mm;配筋按計(jì)算定(見(jiàn)下)d50~100mm大于300mm大于600mmb>500mm(二)

承臺(tái)的內(nèi)力計(jì)算1、多樁矩形承臺(tái)多樁矩形承臺(tái)計(jì)算截面可取在柱邊和承臺(tái)高度變化處(杯口外側(cè)或臺(tái)階邊緣)，如圖6－25(a)所示，計(jì)算截面的設(shè)計(jì)彎矩可按下式確定：(6－28)式中Qi

—第i根樁的樁頂外力設(shè)計(jì)值(kN)，可按式(6－13)及式(6－14)計(jì)算，但一般宜扣除樁基承臺(tái)自重及承臺(tái)上的土重；Mx

、My—垂直y軸x軸方向計(jì)算截面處的彎矩設(shè)計(jì)值(kN·m);xi

、yi—垂直y軸x軸方向自樁軸線到相應(yīng)計(jì)算截面的距離(m)。2、等邊三樁承臺(tái)等邊三樁承臺(tái)最常見(jiàn)及最不利的破壞模式分別如圖中曲線I、II所示。一般可利用鋼筋混凝土板的屈服線理論,取兩者的均值作為其計(jì)算公式，即：式中M—由承臺(tái)形心到承臺(tái)邊緣之距離范圍內(nèi)板帶的彎矩設(shè)計(jì)值(kN·m);s—樁的中心距(m);h—方柱的邊長(zhǎng)或圓柱的直徑(m)。3、等腰三樁承臺(tái)等腰三樁承臺(tái)的典型的屈服線基本上都垂直于等腰三樁承臺(tái)的兩腰邊，如圖6－25(c)所示。試件先在長(zhǎng)跨產(chǎn)生開(kāi)裂破壞，然后才在短距內(nèi)產(chǎn)生裂縫。因此根據(jù)試件的破壞形態(tài)并考慮梁的約束影響作用，按梁的理論可得：式中Mx

、My—承臺(tái)形心到承臺(tái)兩腰和底邊距離范圍內(nèi)板帶的彎矩設(shè)計(jì)值(kN·m)h1

、h2—垂直和平行于承臺(tái)底邊的柱截面邊長(zhǎng)(m);s—長(zhǎng)向樁的中心距離(m);—短向樁距與長(zhǎng)向樁距之比，<0.5時(shí)，應(yīng)按變截面的二樁承臺(tái)設(shè)計(jì)4、柱下或墻下條形樁基承臺(tái)梁:柱下承臺(tái)梁按彈性地基梁計(jì)算；墻下承臺(tái)梁按倒置的彈性地基梁考慮；工程實(shí)踐表明：對(duì)于中、小型樁基承臺(tái)梁，樁距在2m以?xún)?nèi)，墻厚在370mm以?xún)?nèi)時(shí)，按構(gòu)建配筋(如圖)尚可。(三)

承臺(tái)厚度及強(qiáng)度計(jì)算先按沖切計(jì)算，后按剪切復(fù)核。有柱對(duì)承臺(tái)沖切和樁對(duì)承臺(tái)沖切，見(jiàn)圖，其受沖切承載力應(yīng)滿足下式要求：式中：

—沖跨比，a/h0，滿足0.3~1.0，樁對(duì)承臺(tái)沖切時(shí)，=1.0；ft

—承臺(tái)混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(kPa)；Um

—沖切破壞錐體h0/2處的周長(zhǎng)(m)；h0

—承臺(tái)沖切錐體的有效高度(m)；FL

—作用于沖切錐體上的沖切力設(shè)計(jì)值(kN)；a

—沖跨(m)，即柱邊到樁邊的水平距離。樁基承臺(tái)梁斜截面的抗剪承載力，按下式計(jì)算：式中：V

—斜載面的最大剪力設(shè)計(jì)值(kN)；fc

—混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(kPa)；b

—承臺(tái)驗(yàn)算載面的寬度(m)，可取驗(yàn)算載面上、下邊的平均值；—計(jì)算載面的剪跨比，

=ap/h0;ap為柱(墻)邊或承臺(tái)臺(tái)階邊至最近一排樁樁邊的距離。當(dāng)

<1.4時(shí)，取

=1.4；當(dāng)

>3時(shí)，取

=3。2.1鋼筋混凝土預(yù)制樁施工本章小結(jié)

本章內(nèi)容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(chǎng)預(yù)制，用沉樁設(shè)備在設(shè)計(jì)位置上將其沉入土中。特點(diǎn)：堅(jiān)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(jī)械化程度高，進(jìn)度快，能適應(yīng)不同土層施工。

鋼筋混凝土預(yù)制樁是我國(guó)目前廣泛采用的一種樁型。鋼筋混凝土預(yù)制樁有方形實(shí)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(jì)要求、樁的類(lèi)型、成孔過(guò)程對(duì)土的擠壓情況、地質(zhì)探測(cè)和試樁等資料，制定施工方案。主要內(nèi)容包括：確定施工方法，選擇打樁機(jī)械，確定打樁順序，樁的預(yù)制、運(yùn)輸，以及沉樁過(guò)程中的技術(shù)和安全措施。2.1.1施工準(zhǔn)備場(chǎng)地平整及周邊障礙物處理定樁位及埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)：依據(jù)施工圖設(shè)計(jì)要求，把樁基定位軸線樁的位置在施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確地測(cè)定出來(lái)，并作出明顯的標(biāo)志。在打樁現(xiàn)場(chǎng)附近設(shè)置2～4個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，用以抄平場(chǎng)地和作為檢查樁入土深度的依據(jù)。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方。樁帽、墊襯和送樁設(shè)備機(jī)具等的準(zhǔn)備。管樁及長(zhǎng)度在10m以?xún)?nèi)的方樁在預(yù)制廠制作，較長(zhǎng)的方樁在打樁現(xiàn)場(chǎng)制作；預(yù)應(yīng)力砼空心管樁一般在工廠加工。模板：保證樁的幾何尺寸準(zhǔn)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(shí)，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(yùn)輸、堆放

鋼筋骨架：主筋連接宜采用對(duì)焊；主筋接頭配置在同一截面內(nèi)數(shù)量不超過(guò)50%；同一根鋼筋兩個(gè)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(yàn)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)序檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值(mm)檢查方法主控項(xiàng)目1主筋距樁頂距離±5用鋼尺量2多節(jié)樁錨固鋼筋位置±5用鋼尺量3多節(jié)樁預(yù)埋鐵件±3用鋼尺量4主筋保護(hù)層厚度±5用鋼尺量一般項(xiàng)目1主筋間距±5用鋼尺量2樁尖中心線10用鋼尺量3箍筋間距±20用鋼尺量4樁頂鋼筋網(wǎng)片±10用鋼尺量5多節(jié)樁錨固鋼筋長(zhǎng)度±10用鋼尺量混凝土制作宜用機(jī)械攪拌、機(jī)械振搗； 澆筑混凝土過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格保證鋼筋位置正確，樁尖應(yīng)對(duì)準(zhǔn)縱軸線，縱向鋼筋頂部保護(hù)層不宜過(guò)厚，鋼筋網(wǎng)片的距離應(yīng)正確，以防錘擊時(shí)樁頂破壞及樁身混凝土剝落破壞。 采用疊層法生產(chǎn)時(shí)，上層樁和鄰樁澆筑，必須在下層和鄰樁的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%以后才能進(jìn)行。 澆筑完畢后，立即加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止由于混凝土收縮產(chǎn)生裂縫，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d。 砼預(yù)制樁的砼強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C30。鋼筋混凝土預(yù)制樁的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表2.2的規(guī)定。

項(xiàng)序檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值(mm)檢查方法單位數(shù)值主控項(xiàng)目1樁體質(zhì)量檢驗(yàn)按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范2樁位偏差見(jiàn)本表用鋼尺量3承載力按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范一般項(xiàng)目1砂、石、水泥、鋼材等原材料(現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制時(shí))符合設(shè)計(jì)要求查出廠質(zhì)保文件或抽樣送檢2混凝土配合比及強(qiáng)度(現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制時(shí))符合設(shè)計(jì)要求檢查稱(chēng)量及查試塊記錄3成品樁外形表面平整、顏色均勻、掉角深度＜10mm，蜂窩面積小于總面積0.5%直觀表2.2鋼筋混凝土預(yù)制樁的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

項(xiàng)序檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值(mm)檢查方法單位數(shù)值一般項(xiàng)目4成品樁裂縫(收縮裂縫或起吊、裝、堆放引起的裂縫)深度＜20mm，寬度＜0.25mm，橫向裂縫不超過(guò)邊長(zhǎng)的一半

裂縫測(cè)定儀，該基在地下水有侵蝕地區(qū)及錘擊數(shù)超過(guò)500擊的長(zhǎng)樁不適用

5成品樁尺寸：橫截面邊長(zhǎng)樁頂對(duì)角線差樁尖中心線樁身彎曲矢高樁頂平整度

mmmmmmmm±5<10<10<L/1000<2用鋼尺量

用鋼尺量

用鋼尺量,L為樁長(zhǎng)用鋼尺量

用鋼尺量

6電焊接樁：焊縫質(zhì)量電焊結(jié)束后停歇時(shí)間上下節(jié)點(diǎn)平面偏差節(jié)點(diǎn)彎曲矢高

minmm>1.0<10<L/1000秒表測(cè)定用鋼尺量用鋼尺量7硫磺膠泥接樁：膠泥澆筑時(shí)間澆筑后停歇時(shí)間

minmin<2>7秒表測(cè)定秒表測(cè)定8樁頂標(biāo)高

mm±50水準(zhǔn)儀9停錘標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計(jì)要求現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)或查沉樁記錄鋼筋混凝土預(yù)制樁應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%才可起吊；達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度才能運(yùn)輸和打樁。 若提前吊運(yùn)，必須采取措施并經(jīng)過(guò)驗(yàn)算合格方可進(jìn)行。樁在起吊搬運(yùn)時(shí)，必須平穩(wěn)，避免沖擊和振動(dòng)；吊點(diǎn)、綁扎點(diǎn)的數(shù)量及位置按樁長(zhǎng)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。砼樁在現(xiàn)場(chǎng)堆放層數(shù)不宜超過(guò)4層；堆放時(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。2.1.3打入法施工

打入法也稱(chēng)錘擊法，是利用樁錘落到樁頂上的沖擊力來(lái)克服土對(duì)樁的阻力，使樁沉到預(yù)定的深度或達(dá)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(jī)械化程度高，適用范圍廣，但施工時(shí)有沖撞噪聲和對(duì)地表層有振動(dòng)，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(dòng)力裝置等。

(1)樁錘樁錘可選用落錘、蒸汽錘、柴油錘、液壓錘和振動(dòng)錘等。落錘一般由鑄鐵制成。重0.2～2t。它利用繩索或鋼絲繩通過(guò)吊鉤由卷?yè)P(yáng)機(jī)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)。費(fèi)用低，但施工速度慢、效率低，樁頂易被打壞；適用于小直徑樁，在軟土層中應(yīng)用較多。汽錘是以高壓蒸汽或壓縮空氣為動(dòng)力的打樁機(jī)械，有單動(dòng)汽錘和雙動(dòng)汽錘兩種(如圖2.5)?？捎糜诖蚋鞣N樁，也可在水下打樁并用于拔樁。柴油打樁錘：利用汽缸內(nèi)沖擊體的沖擊力與燃燒壓力，推動(dòng)錘體跳動(dòng)夯擊樁體。速度快，施工性能好。適用于各種土層及各類(lèi)樁型。但施工時(shí)振動(dòng)大、噪聲高、廢氣污染嚴(yán)重。振動(dòng)錘是利用機(jī)械強(qiáng)迫振動(dòng)，通過(guò)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(lèi)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

錘型

柴油錘(t)202535456072錘的動(dòng)力性能

沖擊部分重(t)2.02.53.54.56.07.2總重(t)4.56.57.29.615.018.0沖擊力(kN)20002000~25002500~40004000~50005000~70007000~10000常用沖程(m)1.8~2.3樁

的

邊長(zhǎng)或直徑

預(yù)制方樁、預(yù)應(yīng)力管樁的邊長(zhǎng)或直徑(cm)25~3535~4040~4545~5050~5555~60鋼管樁直徑(cm)φ40φ60φ90Φ90~100持力層粘性土粉土

一般進(jìn)入深度(m)1~21.5~2.52~32.5~3.53~43~5靜力觸探比貫入阻力Ps平均值(MPa)345>5>5>5砂土一般進(jìn)入深度(m)0.5~10.5~1.51~21.5~2.52~32.5~3.5標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N(未修正)15~2520~3030~4040~4545~5050錘的常用控制貫入度(cm/10擊)2~33~54~8設(shè)計(jì)單樁極限承載力(kN)400~120800~16002500~40003000~50005000~70007000~10000(2)樁架樁架是支持樁身和樁錘，在打樁過(guò)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(pán)、導(dǎo)向桿、起吊設(shè)備、撐桿等組成。根據(jù)樁的長(zhǎng)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(zhǎng)+樁錘高度+滑輪組高+樁帽高度＋起錘移位高度樁架用鋼材制作，按移動(dòng)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(jī)為主機(jī)，配備樁架工作裝置而組成。操作靈活，移動(dòng)方便，適用于各種預(yù)制樁和灌注樁的施工。

(3)動(dòng)力裝置打樁機(jī)械的動(dòng)力裝置是根據(jù)所選樁錘而定的。當(dāng)采用空氣錘時(shí)，應(yīng)配備空氣壓縮機(jī)；當(dāng)選用蒸汽錘時(shí)，則要配備蒸汽鍋爐和絞盤(pán)。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、施工速度及周?chē)h(huán)境。 應(yīng)根據(jù)樁的樁距大小、規(guī)格、長(zhǎng)短、設(shè)計(jì)標(biāo)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)樁的中心距小于4倍樁的直徑或邊長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)由中間向兩側(cè)對(duì)稱(chēng)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(zhǎng)或直徑時(shí)，可采用上述兩種打法，或逐排單向打設(shè)(圖2.7(a))。根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高和樁的規(guī)格，宜按先深后淺、先大后小、先長(zhǎng)后短的順序進(jìn)行打樁。2.1.3.3打樁打樁機(jī)就位時(shí)，樁架應(yīng)垂直平穩(wěn)，導(dǎo)桿中心線與打樁方向一致。

樁開(kāi)始打入時(shí)，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(duì)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(dá)到設(shè)計(jì)位置，是否停止錘擊，其判斷方法和控制原則與樁的類(lèi)型有關(guān)。

2.1.3.4打樁質(zhì)量要求和測(cè)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(jì)規(guī)定貫入度數(shù)值時(shí)，樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高可作參考；摩擦樁端標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的標(biāo)高范圍時(shí)，貫入度可作參考。打(壓)入樁(預(yù)制混凝土方樁、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(yàn)

表2.4預(yù)制樁(鋼樁)樁位的允許偏差

項(xiàng)項(xiàng)目允許偏差(mm)1蓋有基礎(chǔ)梁的樁：(1)垂直基礎(chǔ)梁的中心線(2)沿基礎(chǔ)梁的中心線

100+0.01H150+0.01H2樁數(shù)為1～3根樁基中的樁

1003樁數(shù)為4～16根樁基中的樁

1/2樁徑或邊長(zhǎng)

4樁數(shù)大于16根樁基中的樁：

(1)最外邊的樁(2)中間樁1/3樁徑或邊長(zhǎng)

1/2樁徑或邊長(zhǎng)(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(cè)和記錄，這是工程驗(yàn)收時(shí)檢驗(yàn)質(zhì)量的依據(jù)。各項(xiàng)觀測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)記入混凝土預(yù)制樁施工記錄，見(jiàn)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(jiàn)問(wèn)題的分析在打樁施工過(guò)程中會(huì)遇見(jiàn)各種各樣的問(wèn)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(yán)重回彈等。發(fā)生這些問(wèn)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(gè)方面的原因。工程及施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定，打樁過(guò)程中如遇到上述問(wèn)題，都應(yīng)立即暫停打樁，施工單位應(yīng)與勘察、設(shè)計(jì)單位共同研究，查明原因，提出明確的處理意見(jiàn)，采取相應(yīng)的技術(shù)措施后，方可繼續(xù)施工。

(1)樁頂破碎

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(hù)層過(guò)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(wèn)題都會(huì)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(guò)大等也會(huì)引起樁頂破碎。(2)樁身被打斷

制作時(shí)，樁身有較大的彎曲凸肚，局部混凝土強(qiáng)度不足，在沉樁時(shí)樁尖遇到硬土層或孤石等障礙物，增大落距，反復(fù)過(guò)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(huì)引起樁身位移、扭轉(zhuǎn)或傾斜。(4)樁錘回躍，樁身回彈嚴(yán)重

選擇樁錘較輕，能引起較大的樁錘回躍；樁尖遇到堅(jiān)硬的障礙物時(shí)，樁身則嚴(yán)重回彈。

2.1.3.6打樁過(guò)程中的注意事項(xiàng)樁機(jī)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(shí)，密切觀察樁身下沉貫入度的變化情況。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(shí)間過(guò)長(zhǎng)，土的固結(jié)作用而使樁難以下沉。

打樁時(shí)振動(dòng)大，對(duì)土體有擠壓作用，可能影響周?chē)ㄖ?、道路及地下管線的安全和正常使用，施工過(guò)程中要有專(zhuān)人巡視檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理有關(guān)問(wèn)題。

嚴(yán)禁非施工人員進(jìn)入打樁現(xiàn)場(chǎng)；對(duì)樁機(jī)的正常運(yùn)行、樁架的穩(wěn)定經(jīng)常進(jìn)行檢查，嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行施工，確保安全。2.1.3.7樁頭的處理

打完各種預(yù)制樁開(kāi)挖基坑時(shí)，按設(shè)計(jì)要求的樁頂標(biāo)高將樁頭多余的部分截去。截樁頭時(shí)不能破壞樁身，要保證樁身的主筋伸入承臺(tái)，長(zhǎng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。當(dāng)樁頂標(biāo)高在設(shè)計(jì)標(biāo)高以下時(shí)，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(zhǎng)至設(shè)計(jì)要求長(zhǎng)度，與承臺(tái)鋼筋綁扎在一起，用樁身同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土與承臺(tái)一起澆筑接長(zhǎng)樁身。2.1.4靜力壓樁

靜力壓樁：利用無(wú)噪聲、無(wú)振動(dòng)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)廣泛應(yīng)用于鬧市中心建筑較密集的地區(qū)。壓樁施工一般采取分節(jié)壓入、逐段接長(zhǎng)的施工方法；當(dāng)?shù)谝还?jié)樁壓入土中，其上端距地面1m左右時(shí)將第二節(jié)樁接上，繼續(xù)壓入。接樁的方法目前有三種：焊接法(圖2.9)（應(yīng)用最多）、法蘭螺栓連接法、硫磺膠泥錨接法(圖2.10)（對(duì)抗震不利，且僅用于軟土層）。

2.2混疑土灌注樁施工灌注樁：直接在樁位上用機(jī)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(dòng)小、噪聲小等特點(diǎn)。灌注樁按成孔方法分為：泥漿護(hù)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(guò)程如圖2.11所示。干作業(yè)成孔一般采用螺旋鉆機(jī)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(méi)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(jī)就位后，鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，開(kāi)鉆時(shí)先慢后快，減少鉆桿的搖晃，及時(shí)糾正鉆孔的偏斜或位移。鉆孔至規(guī)定要求深度后，進(jìn)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(jī)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(hù)層均應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，綁扎牢固，防止變形。用導(dǎo)向鋼筋送入孔內(nèi)，同時(shí)防止泥土雜物掉進(jìn)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(shí)，應(yīng)分層澆筑、分層搗實(shí)，每層厚度50～60cm。2.2.2鉆孔灌注樁泥漿護(hù)壁成孔是利用泥漿保護(hù)穩(wěn)定孔壁的機(jī)械鉆孔方法。它通過(guò)循環(huán)泥漿將切削碎的泥渣屑懸浮后排出孔外，適用于有地下水和無(wú)地下水的土層。成孔機(jī)械：潛水鉆機(jī)、沖擊鉆機(jī)、回轉(zhuǎn)鉆機(jī)等。泥漿護(hù)壁成孔灌注樁的施工工藝流程：測(cè)定樁位、埋設(shè)護(hù)筒、樁機(jī)就位、制備泥漿、機(jī)械成孔、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(hù)筒和制備泥漿

鉆孔前，在現(xiàn)場(chǎng)放線定位，按樁位挖去樁孔表層土，并埋設(shè)護(hù)筒。護(hù)筒高2m左右，上部設(shè)1～2個(gè)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(hù)筒的作用：定孔，保護(hù)孔口，防止地面水流入，維持水頭，防止塌孔，成孔時(shí)引導(dǎo)鉆頭的方向等。在鉆孔過(guò)程中，向孔中注入相對(duì)密度為1.1的泥漿。泥漿具有以下作用：保護(hù)孔壁、防止塌孔、排出土渣、冷卻與潤(rùn)滑鉆頭的作用。

(2)沖擊鉆成孔沖擊鉆機(jī)是將沖錘式鉆頭用動(dòng)力提升，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)。適用于粉質(zhì)粘土、砂土及礫石等。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)。沖擊鉆機(jī)施工中需以鋼護(hù)筒、掏渣筒及打撈工具等輔助作業(yè)。

沖擊鉆機(jī)就位后，校正沖錘中心對(duì)準(zhǔn)護(hù)筒中心，在沖程0.4～0.8m范圍內(nèi)應(yīng)低提密沖，并及時(shí)加入石塊與泥漿護(hù)壁，直至護(hù)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(shí)測(cè)定并控制泥漿相對(duì)密度。施工中，應(yīng)經(jīng)常檢查鋼絲繩損壞情況，卡機(jī)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(dòng)抓片，通過(guò)機(jī)架和卷?yè)P(yáng)機(jī)將沖抓錐提升到一定高度，下落時(shí)松開(kāi)卷筒剎車(chē)，抓片張開(kāi)，錐頭便自由下落沖入土中，然后開(kāi)動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)提升錐頭，這時(shí)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(guò)程、護(hù)筒安裝要求、泥漿護(hù)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(jiān)硬土層時(shí)宜換用沖擊鉆施工。

2.2.2.3清孔驗(yàn)孔是用探測(cè)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(hù)壁成孔清孔：對(duì)于土質(zhì)較好不易坍塌的樁孔，可用空氣吸泥機(jī)清孔，使管內(nèi)形成強(qiáng)大高壓氣流向上涌，同時(shí)不斷地補(bǔ)足清水，被攪動(dòng)的泥渣隨氣流上涌從噴口排出，直至噴出清水為止。

對(duì)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(duì)密度應(yīng)控制在1.15～1.25。

2.2.2.澆筑水下混疑土泥漿護(hù)壁成孔灌注混凝土的澆筑是在水中或泥漿中進(jìn)行的，故稱(chēng)為澆筑水下混凝土。水下混凝土宜比設(shè)計(jì)強(qiáng)度提高一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，必須具備良好的和易性，配合比應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。水下混凝土澆筑常用導(dǎo)管法(圖2.17)。

澆筑時(shí)，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(jìn)入水中。

2.2.3沉管灌注樁沉管灌注樁：利用錘擊打樁法或振動(dòng)沉管法，將帶有鋼筋砼樁尖或帶有活瓣式鋼制樁靴的鋼管沉入土中(鋼管直徑應(yīng)與樁的設(shè)計(jì)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(shí)的振動(dòng)將混凝土搗實(shí)，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(chēng)為錘擊沉管灌注樁(圖2.18)；利用振動(dòng)器振動(dòng)沉管、拔管成樁，稱(chēng)為振動(dòng)沉管灌注樁(圖2.19)。沉管灌注樁施工過(guò)程中，對(duì)土體有擠密作用和振動(dòng)影響，施工中應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件，考慮成孔的順序。間隔一個(gè)或兩個(gè)樁位成孔；在鄰樁混凝土終凝后成孔；一個(gè)承臺(tái)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，振動(dòng)灌注樁常采用單打法、復(fù)打法、翻插法等施工工藝。單打法：在沉入土中的套管內(nèi)灌滿砼，開(kāi)動(dòng)振動(dòng)器，振動(dòng)5～10s，開(kāi)始拔管，邊拔邊振。每拔0.5～1.0m，停拔振動(dòng)5～10s，如此反復(fù)進(jìn)行，直至全部拔出。復(fù)打法：在同一樁孔內(nèi)連續(xù)進(jìn)行兩次單打，或根據(jù)需要進(jìn)行局部復(fù)打。施工時(shí)，應(yīng)保證前后兩次沉管軸線重合，并在混凝土初凝之前進(jìn)行。翻插法：在套管內(nèi)灌滿砼后，先振動(dòng)再拔管，每次拔高0.5m～1.0m，向下反插0.3m～0.5m，如此反復(fù)進(jìn)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)土砂土和人工填土地基。在管底未拔到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高之前，輕擊不得中斷。施工中應(yīng)做好施工記錄：每米的錘擊數(shù)和最后1m的錘擊數(shù)；最后3陣，每陣10擊的貫入度及落錘高度。其施工過(guò)程見(jiàn)圖2.20所示。錘擊沉管灌注樁施工要點(diǎn)：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)。沉管時(shí)先用低錘輕擊，觀察無(wú)偏移后，才正常施打。拔管前，應(yīng)先錘擊或振動(dòng)套管，在測(cè)得混凝土確已流出套管時(shí)方可拔管。樁管內(nèi)混凝土盡量填滿，拔管時(shí)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0.3m～0.8m/min以?xún)?nèi)。

在管底未拔到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)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。樁的中心距小于5倍樁管外徑或小于2m時(shí)，均應(yīng)跳打施工；中間空出的樁須待鄰樁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%以后方可施打，以防止因擠土而使前面的樁發(fā)生樁身斷裂。

2.2.3.2振動(dòng)沉管灌注樁振動(dòng)沉管灌注樁采用激振器或振動(dòng)沖擊沉管。其施工過(guò)程為：樁機(jī)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(wèn)題及處理方法

(1)頸縮頸縮：樁身的局部直徑小于設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象。當(dāng)在淤泥和軟土層沉管時(shí)，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(guò)快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差時(shí)，周?chē)倌噘|(zhì)土趁機(jī)填充過(guò)來(lái)，也會(huì)形成頸縮。處理方法：拔管時(shí)應(yīng)保持管內(nèi)混凝土面高于地面，使之具有足夠的擴(kuò)散壓力，混凝土坍落度應(yīng)控制在50～70mm。拔管時(shí)應(yīng)采用復(fù)打法，并嚴(yán)格控制拔管的速度。(2)斷樁斷樁：樁身局部分離或斷裂，更為嚴(yán)重的是一段樁沒(méi)有混凝土。原因：樁距離太近，相鄰樁施工時(shí)混凝土還未具備足夠的強(qiáng)度，已形成的樁受擠壓而斷裂。處理方法：施工時(shí)，控制中心距離不小于4倍樁徑；確定打樁順序和行車(chē)路線，減少對(duì)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(dá)到50%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再進(jìn)行下根樁的施工。

(3)吊腳樁吊腳樁：指樁底部混凝土隔空或松軟，沒(méi)有落實(shí)到孔底地基土層上的現(xiàn)象。原因：當(dāng)?shù)叵滤畨毫Υ髸r(shí)，或預(yù)制樁尖被打壞，或樁靴活瓣縫隙大時(shí)，水及泥漿進(jìn)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(kāi)，使得混凝土下落，造成樁腳不密實(shí)，形成松軟層。處理方法：為防止活瓣不張開(kāi)，開(kāi)始拔管時(shí)，可采用密張慢拔的方法，對(duì)樁腳底部進(jìn)行局部反插幾次，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(guò)量如果灌樁時(shí)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(shí)，土體受到擾動(dòng)，強(qiáng)度大大降低，在混凝土側(cè)壓力作用下，樁身擴(kuò)大而混凝土用量增大所造成的。 因此，施工前應(yīng)詳細(xì)了解現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，對(duì)于在飽和淤泥軟土中采用沉管灌注樁時(shí)，應(yīng)先打試樁。若發(fā)現(xiàn)混凝土用量過(guò)大時(shí)，應(yīng)與設(shè)計(jì)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)。它由承臺(tái)、樁身和擴(kuò)大頭組成(圖2.21)。主要施工過(guò)程：挖孔（挖土、運(yùn)土）、輔助工程（支護(hù)、降水、通風(fēng)）和鋼筋砼工程。優(yōu)點(diǎn)：樁身直徑大（1m～5m），承載能力高； 施工時(shí)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(hù)壁方法施工

支護(hù)方法有鋼筋砼護(hù)壁、沉井護(hù)壁和鋼套管護(hù)壁等。(1)現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁法施工分段開(kāi)挖、分段澆筑混凝土護(hù)壁，既能防止孔壁坍塌，又能起到防水作用。樁孔采取分段開(kāi)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(kāi)挖井孔直徑為設(shè)計(jì)樁徑加混凝土護(hù)壁厚度。支設(shè)護(hù)壁內(nèi)模板后澆筑混凝土，其強(qiáng)度一般不低于C15，護(hù)壁混凝土要振搗密實(shí)；當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到1MPa(常溫下約24h)可拆除模板，進(jìn)入下一施工段。如此循環(huán)，直至挖到設(shè)計(jì)要求的深度。

(2)沉井護(hù)壁法施工沉井護(hù)壁法適合于強(qiáng)透水層。沉井護(hù)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(lái)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(jì)要求深度。2.2.4.2施工中應(yīng)該注意的幾個(gè)問(wèn)題樁孔中心線平面位置偏差不宜超過(guò)50mm，樁的垂直度偏差不得超過(guò)0.5%，樁徑不得小于樁設(shè)計(jì)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(jī)械振動(dòng)。樁基礎(chǔ)一定要坐落在設(shè)計(jì)要求的持力層上，樁孔的挖掘深度應(yīng)由設(shè)計(jì)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地基土層的實(shí)際情況決定。人工挖掘成孔應(yīng)連續(xù)施工，成孔驗(yàn)收后立即進(jìn)行混凝土澆筑。認(rèn)真清除孔底浮渣，排凈積水，澆筑過(guò)程中防止地下水流入。人工挖掘成孔過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程施工。井面應(yīng)設(shè)置安全防護(hù)欄，當(dāng)樁孔凈距小于2倍樁徑且小于2.5m時(shí)，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(gè)施工過(guò)程的質(zhì)量檢查。施工前應(yīng)對(duì)水泥、砂、石子、鋼材等原材料進(jìn)行檢查，對(duì)施工組織設(shè)計(jì)中制定的施工順序、監(jiān)測(cè)手段也應(yīng)進(jìn)行檢查。

2.2.5.1成孔質(zhì)量檢查及要求(1)樁位偏差必須符合表2.6的規(guī)定，樁頂標(biāo)高至少要比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出0.5m。(2)灌注樁成孔深度的控制要求錘擊套管成孔，樁尖位于堅(jiān)硬、硬塑粘性土、碎石土、中密以上的砂土、風(fēng)化巖土層時(shí)，應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的貫入度；樁尖位于其他軟土層時(shí)，樁尖應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的標(biāo)高。泥漿護(hù)壁成孔、干作業(yè)成孔，應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的深度。灌注樁的沉渣厚度：當(dāng)以摩擦力為主時(shí)，不得大于150mm；當(dāng)以端承力為主時(shí)不得大于50mm。

表2.6灌注樁的平面位置和垂直度的允許偏差

序號(hào)成孔方法樁徑允許偏差(mm)垂直度允許偏差(%)樁位允許偏差(mm)1～3根、單排樁基垂直中心線方向和群樁基礎(chǔ)的邊樁條形樁基沿中心線方向和群樁基礎(chǔ)的中間樁1泥漿護(hù)壁灌注樁D≤1000mm±50<1D/6，且不大于100D/4，且不大于150D>1000mm±50100+0.01H150+0.01H2套管成孔灌注樁D≤500mm