樁基礎(chǔ)施工（高速鐵路橋涵施工）

4.1樁基礎(chǔ)類型與特點(diǎn)CONTENTS目錄1樁基礎(chǔ)特點(diǎn)2樁基礎(chǔ)分類3承臺(tái)構(gòu)造及與樁基的連接PART01樁基礎(chǔ)特點(diǎn)一、樁基礎(chǔ)特點(diǎn)樁基礎(chǔ)：是將樁尖下至土層深處，再在樁頂灌注混凝土承臺(tái)，使基樁與承臺(tái)形成整體結(jié)構(gòu)，然后在承臺(tái)上砌筑墩臺(tái)身。這樣，既可將荷載傳至土層深處，又可減少基坑開(kāi)挖量和實(shí)體基礎(chǔ)的圬工量。一、樁基礎(chǔ)特點(diǎn)特點(diǎn):樁基礎(chǔ)具有承載力高、沉降量小且均勻等優(yōu)點(diǎn)，可以承受較大的垂直和水平荷載。樁基礎(chǔ)耗用材料少，施工簡(jiǎn)便，適應(yīng)性強(qiáng)。一、樁基礎(chǔ)特點(diǎn)需使用較多較長(zhǎng)的樁來(lái)傳遞荷載時(shí)，樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性稍差，沉降量也較大；當(dāng)覆蓋層很薄時(shí)，樁的穩(wěn)定性也可能存在問(wèn)題。高速鐵路常用跨度橋梁基礎(chǔ)，非巖石地基一般采用群樁基礎(chǔ)，樁徑大多為1.0m、1.25m、1.5m和2.0m。PART02樁基礎(chǔ)分類二、樁基礎(chǔ)分類1.按承臺(tái)位置分高樁承臺(tái)的底面位于地面或沖刷線以上，低樁承臺(tái)的底面則位于地面或沖刷線以下。高樁承臺(tái)的樁身外露部分稱為樁的自由長(zhǎng)度，而低樁承臺(tái)的自由長(zhǎng)度為零。樁基礎(chǔ):高樁承臺(tái)樁基礎(chǔ)和低樁承臺(tái)樁基礎(chǔ)。二、樁基礎(chǔ)分類1.按承臺(tái)位置分高樁承臺(tái)可減少墩臺(tái)的圬工數(shù)量，避免或減少水下作業(yè)，施工較為方便。近年來(lái)由于大直徑鉆孔灌注樁的采用，樁的剛度、強(qiáng)度都較大，因而高樁承臺(tái)也采用得較多。二、樁基礎(chǔ)分類2.按施工方法分樁基礎(chǔ)就地灌注樁、預(yù)制沉樁和管柱樁。鉆孔灌注樁灌注樁沉管灌注樁和鉆（挖）孔灌注樁。螺旋鉆孔樁、挖孔灌注樁、泥漿護(hù)壁鉆孔樁。二、樁基礎(chǔ)分類2.按施工方法分特點(diǎn):施工設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，適用于各種砂性土、黏性土，也適用于碎卵石類土層和巖層。鉆孔樁的直徑一般為0.8～3.0m，其長(zhǎng)度可由幾米至百米。挖孔樁的直徑不宜小于1.2m，長(zhǎng)度不宜大于20m。二、樁基礎(chǔ)分類2.按施工方法分預(yù)制沉樁:采用預(yù)制樁，經(jīng)錘擊（振動(dòng)）將樁沉入土中。打（沉）入樁適用于樁徑較小(一般直徑在0.6～1.5m)，地基土質(zhì)為砂性土、塑性土、粉土、細(xì)砂以及松散的不含大卵石或漂石的碎卵石類土的情況。二、樁基礎(chǔ)分類2.按施工方法分管柱樁:適用于深水、有（或無(wú)）覆蓋層、巖面起伏等情況，可支承于較密實(shí)的非巖石地基內(nèi)或新鮮巖層面上，也可嵌入巖層內(nèi)。二、樁基礎(chǔ)分類2.按施工方法分1）沉管灌注樁可采用沖擊、振動(dòng)等方法沉管成孔，不產(chǎn)生泥漿，施工速度快，但噪音和震動(dòng)過(guò)大。沉管施工一般有單打、反插和復(fù)打法。樁基礎(chǔ)分類2.按施工方法分單打法：含水量小的土層，反插和復(fù)打法：軟弱飽和土層。一次拔管成樁單打法是在澆筑混凝土并拔出鋼管后，立即在原位重新放置預(yù)制樁尖再次沉管，再次澆筑混凝土。復(fù)打法將鋼管每提升0.5m，再下沉0.3m，反插深度不宜大于活瓣樁尖長(zhǎng)度的2/3，如此反復(fù)直至拔出地面。反插法二、樁基礎(chǔ)分類2.按施工方法分2）長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁是近年來(lái)新工藝適用于：黏土、粉土、中等密實(shí)以上的砂土。特點(diǎn)：低噪音、無(wú)振動(dòng)、效率高、質(zhì)量穩(wěn)定等。二、樁基礎(chǔ)分類鉆孔鉆至預(yù)定標(biāo)高后，泵送混凝土，管內(nèi)空氣從排氣閥排出，待鉆桿內(nèi)管及輸送軟、硬管內(nèi)混凝土連續(xù)時(shí)提鉆。提鉆較晚，鉆頭處水泥漿被擠出造成管路堵塞。泵送混凝土前提鉆，樁端有虛土或樁身縮頸和斷樁。2.按施工方法分二、樁基礎(chǔ)分類3）灌注樁后注漿技術(shù)適用于各種灌注樁及地下連續(xù)墻的沉渣、泥皮和樁底（樁側(cè)）一定范圍內(nèi)土體的加固。2.按施工方法分樁基礎(chǔ)分類樁底后注漿采用管式單向注漿閥，應(yīng)不少于2個(gè)，對(duì)于d＞1200mm且不大于2500mm的樁應(yīng)對(duì)稱布置3個(gè)。2.按施工方法分二、樁基礎(chǔ)分類樁側(cè)后注漿采用外置于樁土界面的彈性注漿管閥，可在離樁底5～15m以上、樁頂8m以下，每隔6～12m設(shè)置一個(gè)；當(dāng)有粗土粒時(shí)，宜將閥置于粗土層下部，對(duì)于干作業(yè)成孔灌注樁宜置于粗土層中部。2.按施工方法分二、樁基礎(chǔ)分類0

1柱樁將樁尖通過(guò)軟弱的覆蓋層后嵌入堅(jiān)硬的巖面，荷載由樁尖直接傳到基巖中，樁像柱子一樣受力當(dāng)基巖埋藏很深，樁尖不可能達(dá)到時(shí)，荷載通過(guò)位于覆蓋層樁的側(cè)壁與土壤間的摩擦力和樁端部的支承力共同承受的樁基礎(chǔ)。摩擦樁0

23.按基礎(chǔ)傳力方式分二、樁基礎(chǔ)分類3.按基礎(chǔ)傳力方式分柱樁承載力較大，較安全可靠，基礎(chǔ)沉降也小，但若巖層埋置很深，就需要采用摩擦樁。3.按基礎(chǔ)傳力方式分二、樁基礎(chǔ)分類4.按樁軸方向分按樁軸方向可分為豎直樁、單向斜樁和多向斜樁樁基等。是否需要設(shè)置斜樁及設(shè)置多大斜度，可根據(jù)荷載、樁的截面尺寸和施工方法等因素確定。對(duì)鉆(挖)孔樁基礎(chǔ)，因受當(dāng)前工藝水平的限制，設(shè)置斜樁的困難較多，常采用豎直樁基礎(chǔ)。二、樁基礎(chǔ)分類4.按樁軸方向分由于鉆(挖)孔樁所采用的樁載面尺寸一般較大，抗彎抗剪強(qiáng)度較強(qiáng)，它可以承受較大的水平力。如采用打入樁基礎(chǔ)，當(dāng)樁基受水平力較大時(shí)，采用帶斜樁的樁基為宜。例如橋墩有時(shí)采用雙向或多向斜樁，橋臺(tái)有時(shí)采用單向斜樁。PART03承臺(tái)的構(gòu)造及與樁基的連接三、承臺(tái)的構(gòu)造及與樁基的連接作用：將樁聯(lián)成整體，并與墩臺(tái)身底部相連，因此承臺(tái)的尺寸和形狀，取決于墩臺(tái)身底部的尺寸和形狀以及樁群外圍輪廓，一般采用矩形和圓端形。最小平面尺寸=墩臺(tái)身底截面尺寸+襟邊寬度其最大平面尺寸，采用鋼筋混凝土承臺(tái)時(shí)，不受剛性角的制約，由力學(xué)檢算確定。三、承臺(tái)的構(gòu)造及與樁基的連接承臺(tái)厚度應(yīng)保證承臺(tái)有足夠的強(qiáng)度和剛度。一般采用鋼筋混凝土剛性承臺(tái)，厚度一般為1.5～3.0m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C30。承臺(tái)底部需布置一層鋼筋網(wǎng)，確保承臺(tái)受力均勻，避免在樁頂荷載作用下開(kāi)裂或破碎。三、承臺(tái)的構(gòu)造及與樁基的連接樁頂:嵌入承臺(tái)內(nèi)應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度，以增強(qiáng)樁與承臺(tái)的聯(lián)結(jié)剛度。鋼筋混凝土樁采用樁頂主筋伸入承臺(tái)10cm(不包括水下混凝土封底的厚度)，預(yù)應(yīng)力混凝土樁則采用樁頂直接伸入承臺(tái)方式。三、承臺(tái)的構(gòu)造及與樁基的連接樁頭:伸入承臺(tái)的鋼筋，可采用喇叭式(圖a)或豎直式(圖b）。前者對(duì)承受拉力的樁有利，而后者施工較為簡(jiǎn)便，特別是對(duì)靠近承臺(tái)邊緣的樁布置有利，不致因采用喇叭式而加大樁承臺(tái)邊緣的距離。多采用喇叭式。圖a圖b4.2鉆孔灌注樁施工CONTENTS目錄1鉆孔灌注樁構(gòu)造2鉆孔灌注樁施工PART01鉆孔灌注樁構(gòu)造PART02鉆孔灌注樁施工鉆孔灌注樁施工鉆機(jī)鉆頭鉆孔機(jī)械和配套設(shè)備泥漿泵抽渣筒檢孔器……制漿池沉淀池工藝裝備貯漿池出漿槽水塔鋼護(hù)筒……鉆孔灌注樁施工選擇鉆機(jī)、場(chǎng)地布置、鉆孔定位、埋設(shè)護(hù)筒、鉆機(jī)定位及泥漿制備施工準(zhǔn)備掌握鉆孔要領(lǐng)及鉆孔事故防治鉆孔清孔制作與吊裝就位施工準(zhǔn)備灌注水下混凝土承臺(tái)施工鉆孔灌注樁的施工程序和主要內(nèi)容鉆孔灌注樁施工1.準(zhǔn)備工作樁位測(cè)量及放樣制作和埋設(shè)護(hù)筒三通一平鉆孔的準(zhǔn)備工作泥漿備料調(diào)制泥漿循環(huán)系統(tǒng)設(shè)置準(zhǔn)備鉆孔機(jī)具鉆孔灌注樁施工2.鉆機(jī)成孔沖擊法鉆進(jìn)方式不同鉆孔樁施工沖抓法旋轉(zhuǎn)法鉆孔灌注樁施工4.鋼筋籠入孔主筋加強(qiáng)筋鋼筋骨架螺旋箍筋定位筋4.3樁基承臺(tái)施工CONTENTS目錄1承臺(tái)基本特點(diǎn)2陸地承臺(tái)施工3水中承臺(tái)施工4大體積混凝土施工PART01承臺(tái)基本特點(diǎn)承臺(tái)的作用是將樁聯(lián)成整體，并與墩臺(tái)身底部相連，因此承臺(tái)的尺寸和形狀，取決于墩臺(tái)身底部的尺寸和形狀以及樁群外圍輪廓，一般采用矩形和圓端形。承臺(tái)的最小平面尺寸等于墩臺(tái)身底截面尺寸加襟邊寬度。其最大平面尺寸，采用鋼筋混凝土承臺(tái)時(shí)，不受剛性角的制約，由力學(xué)檢算確定。一、承臺(tái)的基本特點(diǎn)承臺(tái)厚度應(yīng)保證承臺(tái)有足夠的強(qiáng)度和剛度。一般采用鋼筋混凝土剛性承臺(tái)，厚度一般為1.5～3.0m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C20。承臺(tái)底部需布置一層鋼筋網(wǎng)，確保承臺(tái)受力均勻，避免在樁頂荷載作用下開(kāi)裂或破碎。一、承臺(tái)的基本特點(diǎn)PART02陸地承臺(tái)施工基坑開(kāi)挖樁頭處理和樁基檢測(cè)鋼筋綁扎模板安裝澆筑承臺(tái)混凝土混凝土養(yǎng)生、拆?；踊靥钍┕ち鞒潭?、陸地承臺(tái)施工承臺(tái)底面以上到設(shè)計(jì)高程的樁基頂部范圍，應(yīng)將樁頂錘擊面破損部分清除并露出新鮮混凝土面。清除樁頭采用人工配合機(jī)械方法，但距離設(shè)計(jì)高程30cm以內(nèi)，不得使用大型機(jī)械鑿除。樁頭應(yīng)修整平順，不得任意彎折鋼筋或加熱后修整，將伸入承臺(tái)的樁身鋼筋修整成設(shè)計(jì)形狀，復(fù)測(cè)樁頂高程，樁體埋入承臺(tái)長(zhǎng)度及樁頂主筋錨入承臺(tái)的長(zhǎng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。二、陸地承臺(tái)施工基坑經(jīng)檢驗(yàn)合格后，立即澆筑基礎(chǔ)墊層混凝土。承臺(tái)鋼筋網(wǎng)片與架立筋與樁身鋼筋焊接牢固，同時(shí)按要求焊接好預(yù)埋件。承臺(tái)模板采用整體大塊鋼模，鋼筋骨架綁扎完畢立設(shè)模板，接著綁扎墩身預(yù)埋鋼筋，可與承臺(tái)鋼筋進(jìn)行焊接，形成整體骨架以防移位。二、陸地承臺(tái)施工混凝土澆筑采取由低到高、由四周到中間，分期分批灌筑?；炷练謱庸嘀?，采用插入式振動(dòng)器振搗?；炷翝仓戤吅?，立即給冷卻水管通水降溫，表面澆水養(yǎng)生?；炷翉?qiáng)度達(dá)到2.5MPa以上，且表面及棱角不因拆模而受損，方可拆模。拆模后立即回填基坑并夯實(shí)。二、陸地承臺(tái)施工PART03水中承臺(tái)施工在水中修建承臺(tái)時(shí)，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求和水文條件采取不同的防水結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工。對(duì)低樁承臺(tái)可采用鋼板樁圍堰、單（雙）壁鋼圍堰；對(duì)高樁承臺(tái)可采用鋼吊箱圍堰。圍堰下沉完畢，應(yīng)對(duì)其平面位置、高程進(jìn)行檢測(cè)，堰底泥沙清理干凈，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，方可澆筑封底混凝土。三、水中承臺(tái)施工高承臺(tái)結(jié)構(gòu)中，當(dāng)承臺(tái)及墩臺(tái)混凝土澆筑完成后，應(yīng)將承臺(tái)頂面以上的鋼結(jié)構(gòu)拆除，不得危及通航安全，避免漂浮物的堆積。三、水中承臺(tái)施工鋼吊箱底模板側(cè)模板鋼立柱箱頂縱橫支撐三、水中承臺(tái)施工底板與鋼護(hù)筒間的密封：底板與鋼護(hù)筒通過(guò)上、下兩道密封箍密封，內(nèi)襯10mm厚膠皮板，增加密封效果。下密封箍在吊箱施工前由潛水員作業(yè)安放，上密封箍在吊箱就位后安放。密封箍安放完成后，潛水員潛水作業(yè)，對(duì)密封箍與護(hù)筒的間隙用棉絮塞緊。三、水中承臺(tái)施工吊箱封底：對(duì)吊箱內(nèi)進(jìn)行清理，封底方法采用導(dǎo)管灌注法，為提高混凝土的流動(dòng)性和延長(zhǎng)混凝土的初凝時(shí)間，可摻加粉煤灰和高效緩凝型減水劑。若在水深5.0m時(shí)封底，則鋼護(hù)筒對(duì)混凝土擴(kuò)散會(huì)有一定影響，封底采用泵送混凝土法多點(diǎn)快速灌注，從下游端開(kāi)始依次側(cè)移向上游推進(jìn)施工。三、水中承臺(tái)施工為防止封底時(shí)吊箱內(nèi)水位高于吊箱外水位，應(yīng)預(yù)先在吊箱上節(jié)側(cè)板的箱外水位處開(kāi)孔，封底時(shí)排出箱內(nèi)封底混凝土置換出的水量。吊箱內(nèi)抽水時(shí)，再用鋼板封焊堵孔。三、水中承臺(tái)施工PART04大體積混凝土施工混凝土內(nèi)部的絕熱最高溫升＜65℃混凝土內(nèi)外溫差△T1＜20℃混凝土表面與環(huán)境溫度的溫差△T2＜20℃1個(gè)溫度，2個(gè)溫差四、大體積混凝土施工降低水化熱的措施優(yōu)化混凝土配合比選用低水化熱水泥，改善集料級(jí)配，添加合適的外加劑及摻加劑控制澆筑溫度澆筑安排在溫度較低時(shí)進(jìn)行，避免混凝土用料爆曬分層澆筑分層澆筑厚度不超過(guò)30cm，以利散熱預(yù)埋冷卻水管實(shí)現(xiàn)循環(huán)冷卻，降低混凝土溫升峰值加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)和保溫注意覆蓋保溫，保證內(nèi)外溫差不超過(guò)20℃。同時(shí)加強(qiáng)溫控監(jiān)測(cè)及混凝土施工過(guò)程監(jiān)測(cè)四、大體積混凝土施工降低水化熱的措施冷卻水管的埋設(shè)：