基礎(chǔ)工程3教材

第三章樁基礎(chǔ)第一節(jié)

概述一、樁基礎(chǔ)的基本構(gòu)造和特點(diǎn)

樁基礎(chǔ)可以是單根樁（如一柱一樁的情況），也可以是單排樁或多排樁。對(duì)于雙（多）柱式橋墩單排樁基礎(chǔ)，當(dāng)樁外露在地面上較高時(shí)，樁間以橫系梁相聯(lián)，以加強(qiáng)各樁的橫向聯(lián)系。多數(shù)情況下樁基礎(chǔ)是由多根樁組成的群樁基礎(chǔ)，基樁可全部或部分埋入地基土中。

1-承臺(tái)；2-基樁；3-松軟土層；4-持力層；5-墩身樁基的作用：穿過軟弱的壓縮性土層或水，使樁底坐落在更密實(shí)的地基持力層上。承臺(tái)的作用：將外力傳遞給各樁并將各樁聯(lián)成一整體共同承受外荷載。

樁基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)：承載力高、穩(wěn)定性好、沉降量小而均勻，在深基礎(chǔ)中具有耗用材料少、施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。在深水河道中，可避免（或減少）水下工程，簡(jiǎn)化施工設(shè)備和技術(shù)要求，加快施工速度并改善工作條件。

樁基礎(chǔ)的適應(yīng)性：近代在樁基礎(chǔ)的類型、沉樁機(jī)具和施工工藝以及樁基礎(chǔ)理論等方面都有了很大發(fā)展，因此能以不同類型的樁基礎(chǔ)的施工方法適應(yīng)不同的水文地質(zhì)條件、荷載性質(zhì)和上部結(jié)構(gòu)特征，因此，樁基礎(chǔ)具有較好的適應(yīng)性。二、樁基礎(chǔ)的適用條件

（1）荷載較大，地基上部土層軟弱，適宜的地基持力層位置較深，采用淺基礎(chǔ)或人工地基在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上不合理時(shí)；（2）河床沖刷較大，河道不穩(wěn)定或沖刷深度不易計(jì)算正確，位于基礎(chǔ)或結(jié)構(gòu)物下面的土層有可能被侵蝕、沖刷，如采用淺基礎(chǔ)不能保證基礎(chǔ)安全時(shí)；（3）當(dāng)?shù)鼗?jì)算沉降過大或建筑物對(duì)不均勻沉降敏感時(shí)，采用樁基礎(chǔ)穿過松軟（高壓縮）土層，將荷載傳到較堅(jiān)實(shí)（低壓縮性）土層，以減少建筑物沉降并使沉降較均勻；（4）當(dāng)建筑物承受較大的水平荷載，需要減少建筑物的水平位移和傾斜時(shí)；（5）當(dāng)施工水位或地下水位較高，采用其它深基礎(chǔ)施工不便或經(jīng)濟(jì)上不合理時(shí)；（6）地震區(qū)，在可液化地基中，采用樁基礎(chǔ)可增加建筑物抗震能力，樁基礎(chǔ)穿越可液化土層并伸入下部密實(shí)穩(wěn)定土層，可消除或減輕地震對(duì)建筑物的危害。第二節(jié)

樁與樁基礎(chǔ)的分類一、樁基礎(chǔ)按承臺(tái)位置分類

樁基礎(chǔ)按承臺(tái)位置可分為高樁承臺(tái)基礎(chǔ)和低樁承臺(tái)基礎(chǔ)（簡(jiǎn)稱高樁承臺(tái)、低樁承臺(tái)）。高樁承臺(tái)的承臺(tái)底面位于地面（或沖刷線）以上，低樁承臺(tái)的承臺(tái)底面位于地面（或沖刷線）以下。低樁承臺(tái)高樁承臺(tái)高樁承臺(tái)的特點(diǎn)：由于承臺(tái)位置較高或設(shè)在施工水位以上，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。然而，在水平力的作用下，由于承臺(tái)及基樁露出地面的一段自由長(zhǎng)度周圍無土來共同承受水平外力，基樁的受力情況較為不利，樁身內(nèi)力和位移都比同樣水平外力作用下的低樁承臺(tái)要大，其穩(wěn)定性也比低樁承臺(tái)差。低樁承臺(tái)的特點(diǎn)：施工較為復(fù)雜。在水平力的作用下，由于承臺(tái)及基樁共同承受水平外力，基樁的受力情況較為不利，樁身內(nèi)力和位移都比同樣水平外力作用下的低樁承臺(tái)要小，其穩(wěn)定性比高樁承臺(tái)好。二、樁基礎(chǔ)按施工方法分類

樁基礎(chǔ)沉樁（預(yù)制樁）灌注樁管柱基礎(chǔ)鉆埋空心樁打入樁（錘擊樁）振動(dòng)下沉樁靜力壓樁鉆、挖孔灌注樁沉管灌注樁沉樁——打入樁打入樁是通過錘擊（或以高壓射水輔助）將各種預(yù)先制好的樁（主要是鋼筋混凝土實(shí)心樁或管樁，也有木樁或鋼樁）打入地基內(nèi)達(dá)到所需要的深度。這種施工方法適應(yīng)于樁徑較小（一般直徑在0.60m以下），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。沉樁——振動(dòng)下沉樁振動(dòng)法沉樁是將大功率的振動(dòng)打樁機(jī)安裝在樁頂（預(yù)制的鋼筋混凝土樁或鋼管樁），利用振動(dòng)力以減少土對(duì)樁的阻力，使樁沉入土中。它對(duì)于較大樁徑，土的抗剪強(qiáng)度受振動(dòng)時(shí)有較大降低的砂土等地基效果更為明顯。《公橋基規(guī)》將打入樁及振動(dòng)下沉樁均稱為沉樁。沉樁——靜力壓樁在軟塑粘性土中也可以用重力將樁壓入土中稱為靜力壓樁。這種壓樁施工方法免除了錘擊的振動(dòng)影響，是在軟土地區(qū)，特別是在不允許有強(qiáng)烈振動(dòng)的條件下樁基礎(chǔ)的一種有效施工方法。沉樁預(yù)制樁的特點(diǎn)（1）不易穿透較厚的砂土等硬夾層（除非采用預(yù)鉆孔、射水等輔助沉樁措施），只能進(jìn)入砂、礫、硬粘土、強(qiáng)風(fēng)化巖層等堅(jiān)實(shí)持力層不大的深度。（2）沉樁方法一般采用錘擊，由此產(chǎn)生的振動(dòng)、噪聲污染必須加以考慮。（3）沉樁過程產(chǎn)生擠土效應(yīng)，特別是在飽和軟粘土地區(qū)沉樁可能導(dǎo)致周圍建筑物、道路、管線等的損失。（4）一般說來預(yù)制樁的施工質(zhì)量較穩(wěn)定。（5）預(yù)制樁打入松散的粉土、砂礫層中，由于樁周和樁端土受到擠密，使樁側(cè)表面法向應(yīng)力提高，樁側(cè)摩阻力和樁端阻力也相應(yīng)提高。（6）由于樁的貫入能力受多種因素制約，因而常常出現(xiàn)因樁打不到設(shè)計(jì)標(biāo)高而截樁，造成浪費(fèi)。（7）預(yù)制樁由于承受運(yùn)輸、起吊、打擊應(yīng)力，需要配置較多鋼筋，混凝土標(biāo)號(hào)也要相應(yīng)提高，因此其造價(jià)往往高于灌注樁。灌注樁——鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁系指用鉆（沖）孔機(jī)具在土中鉆進(jìn)，邊破碎土體邊出土渣而成孔，然后在孔內(nèi)放入鋼筋骨架，灌注混凝土而形成的樁。為了順利成孔、成樁，需采用包括制備有一定要求的泥漿護(hù)壁、提高孔內(nèi)泥漿水位、灌注水下混凝土等相應(yīng)的施工工藝和方法。鉆孔灌注樁的特點(diǎn)是施工設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，適應(yīng)于各種砂性土、粘性土，也適應(yīng)于碎、卵石類土層和巖層。但對(duì)淤泥及可能發(fā)生流沙或承壓水的地基，施工較困難，施工前應(yīng)做試樁以取得經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)已施工的鉆孔灌注樁的最大入土深度已達(dá)百余米。灌注樁——挖孔灌注樁依靠人工（用部分機(jī)械配合）在地基中挖出樁孔，然后與鉆孔樁一樣灌注混凝土而成的樁稱為挖孔灌注樁。它的特點(diǎn)是不受設(shè)備限制，施工簡(jiǎn)單；樁徑較大，一般大于1.4m。適應(yīng)于無水或滲水量小的地層；對(duì)可能發(fā)生流沙或含較厚的軟粘土層地基施工較困難（需要加強(qiáng)孔壁支撐）；在地形狹窄、山坡陡峻處可以代替鉆孔樁或較深的剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)。因能直接檢驗(yàn)孔壁和孔底土質(zhì)，所以能保證樁的質(zhì)量。還可采用開挖辦法擴(kuò)大樁底以增大樁底的支承力。灌注樁——沉管灌注樁沉管灌注樁系指采用錘擊或振動(dòng)的方法把帶有鋼筋混凝土樁尖或帶有活瓣式樁尖（沉樁時(shí)樁尖閉合，拔管時(shí)活瓣張開）的鋼套管沉入土層中成孔，然后在套管內(nèi)放置鋼筋籠，并邊灌混凝土邊拔套管而形成的灌注樁，也可將鋼套管打入土中擠土成孔后向套管中灌注混凝土并拔出套管成樁。特點(diǎn)：適用于粘性土、砂性土、砂土地基可以避免鉆孔灌注樁施工中可能產(chǎn)生的流砂、坍孔的危害和由泥漿護(hù)壁所帶來的排渣等弊病樁的直徑較小在軟粘土中易出現(xiàn)混凝土樁縮頸現(xiàn)象灌注樁的特點(diǎn)（1）施工過程無大的噪聲和振動(dòng)（沉管灌注樁除外）。（2）可根據(jù)土層分布情況任意變化樁長(zhǎng)；根據(jù)同一建筑物的荷載分布與土層情況可采用不同樁徑；對(duì)于承受側(cè)向荷載的樁，可設(shè)計(jì)成有利于提高橫向承載力的異形樁，還可設(shè)計(jì)成變截面樁，即在受彎矩較大的上部采用較大的斷面。（3）可穿過各種軟、硬夾層，將樁端置于堅(jiān)實(shí)土層和嵌入基巖，還可擴(kuò)大樁底以充分發(fā)揮樁身強(qiáng)度和持力層的承載力。（4）樁身鋼筋可根據(jù)荷載與性質(zhì)及荷載沿深度的傳遞特征，以及土層的變化配置。無需象預(yù)制樁那樣配置起吊、運(yùn)輸、打擊應(yīng)力筋。其配筋率遠(yuǎn)低于預(yù)制樁，造價(jià)約為預(yù)制樁的40～70%。管柱基礎(chǔ)將預(yù)制的大直徑（直徑1~5m左右）鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土或鋼管柱（實(shí)質(zhì)上是一種巨型的管樁，每節(jié)長(zhǎng)度根據(jù)施工條件決定，一般采用4m、8m或10m，接頭用法蘭盤和螺栓聯(lián)接），用大型的振動(dòng)沉樁錘沿導(dǎo)向結(jié)構(gòu)將其振動(dòng)下沉到基巖（一般以高壓射水和吸泥機(jī)配合幫助下沉），然后在管柱內(nèi)鉆巖成孔，下放鋼筋籠骨架，灌注混凝土特點(diǎn)：沒有水下作業(yè)、不受季節(jié)限制施工動(dòng)力要求較高在一般公路橋梁中很少采用鉆埋空心樁是一種全新的基樁工藝，將預(yù)制樁殼預(yù)拼連接后，吊放沉入已成的樁孔內(nèi)，然后進(jìn)行樁側(cè)填石壓漿和樁底填石壓漿而形成的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心樁叫鉆埋空心樁。它適用于大跨徑橋梁大直徑樁基礎(chǔ)，通常與空心墩相配合，形成無承臺(tái)大直徑空心樁墩。三、樁按設(shè)置效應(yīng)分類

樁基礎(chǔ)擠土樁部分?jǐn)D土樁非擠土樁擠土樁在錘擊或振入過程中都要將樁位處的土大量排擠開（一般把用這類方法設(shè)置的樁稱為打入樁），因而使土的結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?cái)_動(dòng)破壞（重塑）。粘性土由于重塑作用使抗剪強(qiáng)度降低（一段時(shí)間后部分強(qiáng)度可以恢復(fù)）；而原來處于疏松和稍密狀態(tài)的無粘性土的抗剪強(qiáng)度則可提高。樁型：實(shí)心的預(yù)制樁、下端封閉的管樁、木樁以及沉管灌注樁。部分?jǐn)D土樁打樁時(shí)對(duì)樁周土稍有排擠作用，但對(duì)土的強(qiáng)度及變形性質(zhì)影響不大。由原狀土測(cè)得的土的物理、力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)一般仍可用于估算樁基承載力和沉降。樁型：底端開口的鋼管樁、型鋼樁和薄壁開口預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土

。非擠土樁先鉆孔后打入以及鉆（沖、挖）孔樁在成孔過程中將孔中土體清除掉，不會(huì)產(chǎn)生成樁時(shí)的擠土作用。但樁周土可能向樁孔內(nèi)移動(dòng)，使得非擠土樁的承載力常有所減小。四、樁按樁土相互作用特點(diǎn)分類

樁基礎(chǔ)豎向受荷樁橫向受荷樁變截面樁摩擦樁端承樁或柱樁主動(dòng)樁被動(dòng)樁支盤樁擴(kuò)底樁摩擦樁和端承樁摩擦樁：穿過并支承在各種壓縮性土層中，在豎向荷載作用下，基樁所發(fā)揮的承載力以側(cè)摩阻力為主時(shí)，統(tǒng)稱為摩擦樁。端承樁：樁穿過較松軟土層，樁底支承在堅(jiān)實(shí)土層（砂、礫石、卵石、堅(jiān)硬老粘土等）或巖層中，且樁的長(zhǎng)徑比不太大時(shí)，在豎向荷載作用下，基樁所發(fā)揮的承載力以樁底土層的抵抗力為主時(shí)，稱為端承樁或柱樁。a端承樁b摩擦樁五、樁按樁身材料分類

樁基礎(chǔ)木樁鋼樁鋼筋混凝土樁鋼樁的特點(diǎn)：可根據(jù)荷載特征制作成各種有利于提高承載力的斷面。且其抗沖擊性能好、節(jié)頭易于處理、運(yùn)輸方便、施工質(zhì)量穩(wěn)定，還可根據(jù)彎矩沿樁身的變化情況局部加強(qiáng)其斷面剛度和強(qiáng)度。鋼樁的最大缺點(diǎn)是造價(jià)高和存在銹蝕問題。

鋼筋混凝土樁的特點(diǎn)：配筋率較低（一般為0.3~1.0%），而混凝土取材方便、價(jià)格便宜、耐久性好。鋼筋混凝土樁既可預(yù)制又可現(xiàn)澆（灌注樁），還可采用預(yù)制與現(xiàn)澆組合，適用于各種地層，成樁直徑和長(zhǎng)度可變范圍大。因此，樁基工程的絕大部分是鋼筋混凝土樁，樁基工程的主要研究對(duì)象和主要發(fā)展方向也是鋼筋混凝土樁?！豆珮蚧?guī)》規(guī)定：第三節(jié)樁與樁基礎(chǔ)的構(gòu)造

一、樁基礎(chǔ)的基本構(gòu)造和特點(diǎn)

1、鋼筋混凝土灌注樁鉆（挖）孔樁及沉管樁是采用就地灌注的鋼筋混凝土樁，樁身常為實(shí)心斷面?；炷翉?qiáng)度等級(jí)不低于C20，對(duì)僅承受豎直力的基樁可用C15（但水下混凝土仍不應(yīng)低于C20）。鉆孔樁設(shè)計(jì)直徑一般為0.80~1.50m，挖孔樁的直徑或最小邊寬度不宜小于1.40m，沉管灌注樁直徑一般為0.30~0.60m。樁內(nèi)鋼筋應(yīng)按照內(nèi)力和抗裂性的要求布設(shè)，長(zhǎng)摩擦樁應(yīng)根據(jù)樁身彎矩分布情況分段配筋，短摩擦樁和柱樁也可按樁身最大彎矩通長(zhǎng)均勻配筋。鉆孔灌注樁常用的含筋率為0.2~0.6%，較一般預(yù)制鋼筋混凝土實(shí)心樁、管樁與管柱均低。鋼筋混凝土灌注樁1-主筋；2-箍筋；3-加強(qiáng)箍；4-護(hù)筒綁扎鋼筋籠鋼筋籠2、鋼筋混凝土預(yù)制樁沉樁（打入樁和振動(dòng)下沉樁）采用預(yù)制的鋼筋混凝土樁，有實(shí)心的圓樁和方樁（少數(shù)為矩形樁）,有空心的管樁，另外還有管柱（用于管柱基礎(chǔ)）。管樁由工廠以離心旋轉(zhuǎn)機(jī)生產(chǎn)，有普通鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土兩種，直徑為400、550mm，管壁厚80mm，混凝土強(qiáng)度為C25~C40，每節(jié)管樁兩端裝有連接鋼盤（法蘭盤）以供接長(zhǎng)。管柱實(shí)質(zhì)上是一種大直徑薄壁鋼筋混凝土圓管節(jié)，在工廠分節(jié)制成，施工時(shí)逐節(jié)用螺栓接成，它的組成部分是法蘭盤、主鋼筋、螺旋筋，管壁（不低于C25，100~140mm），最下端的管柱具有鋼刃腳，用薄鋼板制成。我國(guó)常用的管柱直徑為1.50~5.80m一般采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管柱。1-實(shí)心方樁；2-空心方樁；3-吊環(huán)預(yù)制方樁綁扎鋼筋籠預(yù)制管樁《公橋基規(guī)》規(guī)定：3、鋼樁型式：主要的有鋼管型和H型鋼樁，常用的是鋼管樁。優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高，能承受強(qiáng)大的沖擊力和獲得較高的承載力；其設(shè)計(jì)的靈活性大，壁厚、樁徑的選擇范圍大，便于割接，樁長(zhǎng)容易調(diào)節(jié)；輕便，易于搬運(yùn)，沉樁時(shí)貫入能力強(qiáng)、速度較快，可縮短工期，且排擠土量小，對(duì)鄰近建筑影響小，也便于小面積內(nèi)密集的打樁施工。缺點(diǎn)：用鋼量大，成本昂貴，在大氣和水土中鋼材具有腐蝕性?！豆珮蚧?guī)》規(guī)定：鋼管樁裸管吊裝

鋼管樁裸管進(jìn)入防腐生產(chǎn)線正在進(jìn)行環(huán)氧粉末噴涂的鋼管樁

鋼管樁成品管吊裝存放

打樁船施工

已打入杭州灣海底的防腐鋼管樁

大橋承臺(tái)施工

二、承臺(tái)的構(gòu)造及樁與承臺(tái)的連接平面尺寸和形狀：應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)（墩、臺(tái)身）底截面尺寸和形狀以及基樁的平面布置而定，一般采用矩形和圓端形。承臺(tái)厚度：應(yīng)保證承臺(tái)有足夠的強(qiáng)度和剛度，公路橋梁墩臺(tái)多采用鋼筋混凝土或混凝土剛性承臺(tái)（承臺(tái)本身材料的變形遠(yuǎn)小于其位移），其厚度不宜小于1.5m?；炷翉?qiáng)度等級(jí)不宜低于C15。樁和承臺(tái)的連接：鉆（挖）孔灌注樁樁頂主筋宜伸入承臺(tái)，樁身伸入承臺(tái)長(zhǎng)度一般為150~200mm（蓋梁式承臺(tái)，樁身可不伸入）。伸入承臺(tái)的樁頂主筋可作成喇叭形（約與豎直線傾斜15°；若受構(gòu)造限制，主筋也可不作成喇叭形。樁和承臺(tái)的連接承臺(tái)底鋼筋網(wǎng)

《公橋基規(guī)》規(guī)定：樁和承臺(tái)的連接樁和承臺(tái)的連接第四節(jié)

樁基礎(chǔ)的施工

一、鉆孔灌注樁的施工

鉆孔灌注樁的施工工序

（一）準(zhǔn)備工作1、準(zhǔn)備場(chǎng)地

施工前應(yīng)將場(chǎng)地平整好，以便安裝鉆架進(jìn)行鉆孔。當(dāng)墩臺(tái)位于無水岸灘時(shí)鉆架位置處應(yīng)整平夯實(shí)，清除雜物，挖換軟土；場(chǎng)地有淺水時(shí)，宜采用土或草袋圍堰筑島。當(dāng)場(chǎng)地為深水或陡坡時(shí)，可用木樁或鋼筋混凝土樁搭設(shè)支架，安裝施工平臺(tái)支承鉆機(jī)（架）。深水中在水流較平穩(wěn)時(shí)，也可將施工平臺(tái)架設(shè)在浮船上，就位錨固穩(wěn)定后在水上鉆孔。2、埋置護(hù)筒護(hù)筒的作用：（1）固定樁位，并作鉆孔導(dǎo)向；（2）保護(hù)孔口防止孔口土層坍塌；（3）隔離孔內(nèi)孔外表層水，并保持鉆孔內(nèi)水位高出施工水位以穩(wěn)固孔壁。因此埋置護(hù)筒要求穩(wěn)固、準(zhǔn)確。護(hù)筒的制作要求：堅(jiān)固、耐用、不易變形、不漏水、裝卸方便和能重復(fù)使用。一般用木材、薄鋼板或鋼筋混凝土制成（。護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)比鉆頭直徑稍大，旋轉(zhuǎn)鉆須增大0.1~0.2m，沖擊或沖抓鉆增大0.2~0.3m。

護(hù)筒一般結(jié)構(gòu)1-連接螺栓孔；2-連接鋼板；3-縱向鋼筋；4-連接鋼板或刃腳鋼護(hù)筒結(jié)構(gòu)鋼護(hù)筒結(jié)構(gòu)鋼護(hù)筒結(jié)構(gòu)護(hù)筒的埋設(shè)方法：可采用下埋式（適于旱地埋置a）、上埋式（適于旱地或淺水筑島埋置b、c)和下沉埋設(shè)（適于深水埋置d)。護(hù)筒的埋設(shè)

海上插打鋼護(hù)筒

海上插打鋼護(hù)筒

海上插打鋼護(hù)筒

海上插打鋼護(hù)筒3、制備泥漿泥漿的作用：（1）在孔內(nèi)產(chǎn)生較大的靜水壓力，可防止坍孔；（2）泥漿向孔外土層滲漏，在鉆進(jìn)過程中，由于鉆頭的活動(dòng)，孔壁表面形成一層膠泥，具有護(hù)壁作用，同時(shí)將孔內(nèi)外水流切斷，能穩(wěn)定孔內(nèi)水位；（3）泥漿比重大，具有挾帶鉆渣的作用，利于鉆渣的排出。此外，還有冷卻機(jī)具和切土潤(rùn)滑作用，降低鉆具磨損和發(fā)熱程度。泥漿的要求：

一般比重以1.1~1.3為宜，在沖擊鉆進(jìn)大卵石層時(shí)可用1.4以上，粘度為20s，含砂率小于6%。在較好的粘性土層中鉆孔，也可灌入清水，使鉆孔內(nèi)自造泥漿，達(dá)到固壁效果。調(diào)制泥漿的粘土塑性指數(shù)不宜小于15。4、安裝鉆機(jī)或鉆架鉆架是鉆孔、吊放鋼筋籠、灌注混凝土的支架。我國(guó)生產(chǎn)的定型旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)和沖擊鉆機(jī)都附有定型鉆架，其他常用的還有木制的和鋼制的四腳架、三腳架或人字扒桿。在鉆孔過程中，成孔中心必須對(duì)準(zhǔn)樁位中心，鉆機(jī)（架）必須保持平穩(wěn)，不發(fā)生位移、傾斜和沉陷。鉆機(jī)（架）安裝就位時(shí)，應(yīng)詳細(xì)測(cè)量，底座應(yīng)用枕木墊實(shí)塞緊，頂端應(yīng)用纜風(fēng)繩固定平穩(wěn)，并在鉆進(jìn)過程中經(jīng)常檢查。

用于制備泥漿的膨潤(rùn)土（二）鉆孔1、鉆孔方法和鉆具（1）旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔

利用鉆具的旋轉(zhuǎn)切削土體鉆進(jìn)，并同時(shí)采用循環(huán)泥漿的方法護(hù)壁排渣。我國(guó)現(xiàn)用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)按泥漿循環(huán)的程序不同分為正循環(huán)和反循環(huán)兩種。

正循環(huán)：即在鉆進(jìn)的同時(shí)，泥漿泵將泥漿壓進(jìn)泥漿籠頭，通過鉆桿中心從鉆頭噴入鉆孔內(nèi)，泥漿挾帶鉆渣沿鉆孔上升，從護(hù)筒頂部排漿孔排出至沉淀池，鉆渣在此沉淀而泥漿仍進(jìn)入泥漿池循環(huán)使用。反循環(huán)：泥漿從鉆桿與孔壁間的環(huán)狀間隙流入孔內(nèi)，來冷卻鉆頭并攜帶沉渣由鉆桿內(nèi)腔返回地面的一種鉆進(jìn)工藝。（a）正循環(huán)排渣；（b）反循環(huán)排渣

1－鉆桿；2－送水管；3－主機(jī)；4－鉆頭；5－沉淀池；6－潛水泥漿泵；7－泥漿泵；8－砂石泵；9－抽渣管；10－排渣膠管正循環(huán)動(dòng)畫演示反循環(huán)動(dòng)畫演示旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔

旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔

ZJD300回轉(zhuǎn)鉆機(jī)GD35回轉(zhuǎn)鉆機(jī)KPG3000回轉(zhuǎn)鉆機(jī)泥砂分離器簡(jiǎn)易泥砂分離器正循環(huán)的特點(diǎn)：正循環(huán)成孔設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，工藝成熟，當(dāng)孔深不太深，孔徑小于800cm時(shí)鉆進(jìn)效率高。當(dāng)樁徑較大時(shí)，鉆桿與孔壁間的環(huán)形斷面較大，泥漿循環(huán)時(shí)返流速度低，排渣能力弱。如使泥漿返流速度增大到0.20m/s~0.35m/s，則泥漿泵的排出量需很大，有時(shí)難以達(dá)到，此時(shí)不得不提高泥漿的相對(duì)密度和粘度。但如果泥漿密度過大，稠度大，則難以排出鉆渣，孔壁泥皮厚度大，影響成樁和清孔。由于鉆桿內(nèi)腔斷面積比鉆桿與孔壁間的環(huán)狀斷面積小得多，因此，泥漿的上返速度大，一般可達(dá)2m/s~3m/s多，是正循環(huán)工藝泥漿上返速度的數(shù)十倍，因而可以提高排渣能力，減少鉆渣在孔底重復(fù)破碎的機(jī)會(huì)，能大大提高成孔效率。但在接長(zhǎng)鉆桿時(shí)裝卸較麻煩，如鉆渣粒徑超過鉆桿內(nèi)徑（一般為120mm）易堵塞管路，則不宜采用。反循環(huán)的特點(diǎn)：正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)所用鉆頭：

a)魚尾鉆頭

b)籠式鉆頭

c)刺猬鉆頭

1-鉆桿；2-出漿口；3-刀刃；4-斜撐；5-斜擋板；6-上腰圍；7-下腰圍；8-耐磨合金鋼；9-刮板；10-超前鉆；11-出漿口反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)所用鉆頭：

a)三翼空心單尖鉆錐b)牙輪鉆頭（2）沖擊鉆進(jìn)成孔

方法：利用鉆錐（重為10~35kN）不斷地提錐、落錐反復(fù)沖擊孔底土層，把土層中泥砂、石塊擠向四壁或打成碎渣，鉆渣懸浮于泥漿中，利用掏渣筒取出，重復(fù)上述過程沖擊鉆進(jìn)成孔。

設(shè)備：主要采用的機(jī)具有定型的沖擊式鉆機(jī)（包括鉆架、動(dòng)力、起重裝置等）、沖擊鉆頭、轉(zhuǎn)向裝置的掏渣筒等，也可用30~50kN帶離合器的卷?yè)P(yáng)機(jī)配合鋼、木鉆架及動(dòng)力組成簡(jiǎn)易沖擊機(jī)。

簡(jiǎn)易沖擊鉆孔機(jī)示意圖

1－副滑輪；2－主滑輪；3－主桿；4－前拉索；5－后拉索；

6－斜撐；7－雙滾筒卷?yè)P(yáng)機(jī)；8－導(dǎo)向輪；9－墊木；10－鋼管；11－供漿管；12－溢流口；13－泥漿渡槽；14－護(hù)筒回填土；15－鉆頭

沖擊鉆頭掏渣筒

沖擊鉆頭（3）沖抓鉆進(jìn)成孔

施工方法：①?zèng)_抓錐錐頭上有一重鐵塊和活動(dòng)抓片，通過機(jī)架和卷?yè)P(yáng)機(jī)將沖抓錐提升到一定高度，下落時(shí)松開卷筒剎車，抓片張開，錐頭便自由下落沖入土中，然后開動(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。

②沖抓錐成孔施工過程、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。

③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。沖抓錐頭

：

(a)抓土；(b)提土

1－抓片；2－連桿；3－壓重；4－滑輪組2、鉆孔過程中容易發(fā)生的質(zhì)量問題及處理方法

1）塌孔在成孔過程或成孔后，有時(shí)在排出的泥漿中不斷出現(xiàn)氣泡，有時(shí)護(hù)筒內(nèi)的水位突然下降，這是塌孔的跡象。其形成原因主要是土質(zhì)松散、泥漿護(hù)壁不好、護(hù)筒水位不高等所致。處理方法：探明塌孔位置，將砂和粘土的混合物回填到塌孔位置1m~2m，如塌孔嚴(yán)重，應(yīng)全部回填，等回填物沉積密實(shí)再重新鉆孔。2）縮孔縮孔是指孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑的現(xiàn)象。是由于塑性土膨脹造成的，處理時(shí)可反復(fù)掃孔，以擴(kuò)大孔徑。反復(fù)掃孔，以擴(kuò)大孔徑。3）斜孔樁孔成孔后發(fā)現(xiàn)較大垂直偏差，是由于護(hù)筒傾斜和位移、鉆桿不垂直、鉆頭導(dǎo)向部分太短、導(dǎo)向性差、土質(zhì)軟硬不一或遇上孤石等原因造成。

處理方法：在偏斜處吊放鉆頭，上下反復(fù)掃孔，直至把孔位校直；或在偏斜處回填砂粘土，待沉積密實(shí)后再鉆。3、鉆孔注意事項(xiàng)（1）在鉆孔過程中，始終要保持鉆孔護(hù)筒內(nèi)水位要高出筒外1~1.5m的水位差和護(hù)壁泥漿的要求（泥漿比重為1.1~1.3、粘度為10~25S、含砂率

6%等），（2）在鉆孔過程中，應(yīng)根據(jù)土質(zhì)等情況控制鉆進(jìn)速度、調(diào)整泥漿稠度，（3）鉆孔宜一氣呵成，不宜中途停鉆以避免坍孔。（4）鉆孔過程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)樁位、成孔情況的檢查工作。測(cè)壁儀檢孔檢孔記錄吊裝鋼筋骨架：鋼筋籠骨架吊放前應(yīng)檢查孔底深度是否符合要求；孔壁有無防礙骨架吊放和正確就位的情況。鋼筋骨架吊裝可利用鉆架或另立扒桿進(jìn)行。吊放時(shí)應(yīng)避免骨架碰撞孔壁，并保證骨架外混凝土保護(hù)層厚度，應(yīng)隨時(shí)較正骨架位置。鋼筋骨架達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，牢固定位于孔口。鋼筋骨架安裝完畢后，須再次進(jìn)行孔底檢查，有時(shí)須進(jìn)行二次清孔，達(dá)到要求后即可灌注水下混凝土。吊裝鋼筋骨架（三）清孔及裝吊鋼筋骨架清孔目的是除去孔底沉淀的鉆渣和泥漿，以保證灌注的鋼筋混凝土質(zhì)量，確保樁的承載力。清孔的方法有：

1、抽漿清孔用空氣吸泥機(jī)吸出含鉆渣的泥漿而達(dá)到清孔。由風(fēng)管將壓縮空氣輸進(jìn)排泥管，使泥漿形成密度較小的泥漿空氣混合物，在水柱壓力下沿排泥管向外排出泥漿和孔底沉渣，同時(shí)用水泵向孔內(nèi)注水，保持水位不變直至噴出清水或沉渣厚度達(dá)設(shè)計(jì)要求為止，這種方法適用于孔壁不易坍塌，各種鉆孔方法的柱樁和摩擦樁，如右圖所示。抽漿清孔1-泥漿砂石渣噴出；2-通入壓縮空氣；3-注入清水；4-護(hù)筒；5-孔底沉積物

2、掏渣清孔用掏渣筒掏清孔內(nèi)粗粒鉆渣，適用于沖抓、沖擊成孔的摩擦樁；

3、換漿清孔正、反循環(huán)旋轉(zhuǎn)機(jī)可在鉆孔完成后不停鉆、不進(jìn)尺，繼續(xù)循環(huán)換漿清渣，直至達(dá)到清理泥漿的要求。它適用于各類土層的摩擦樁。

清孔應(yīng)達(dá)到的要求：澆注混凝土前孔底500mm以內(nèi)的泥漿比重應(yīng)小于1.25、含砂率

8%、粘度

28s（見“建筑樁基技術(shù)規(guī)范”JGJ94—94）。鋼筋籠骨架吊放前應(yīng)檢查孔底深度是否符合要求；孔壁有無防礙骨架吊放和正確就位的情況。鋼筋骨架吊裝可利用鉆架或另立扒桿進(jìn)行。吊放時(shí)應(yīng)避免骨架碰撞孔壁，并保證骨架外混凝土保護(hù)層厚度，應(yīng)隨時(shí)較正骨架位置。鋼筋骨架達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，牢固定位于孔口。鋼筋骨架安裝完畢后，須再次進(jìn)行孔底檢查，有時(shí)須進(jìn)行二次清孔，達(dá)到要求后即可灌注水下混凝土。吊放鋼筋籠（四）灌注水下混凝土

施工方法：直升導(dǎo)管法1.灌注方法及有關(guān)設(shè)備灌注水下混凝土1-通混凝土儲(chǔ)料槽；2-漏斗；3-隔水栓；4-導(dǎo)管將導(dǎo)管居中插入到離孔底0.30-0.40m（不能插入孔底沉積的泥漿中），導(dǎo)管上口接漏斗，在接口處設(shè)隔水栓，以隔絕混凝土與導(dǎo)管內(nèi)水的接觸。在漏斗中存?zhèn)渥銐驍?shù)量的混凝土后，放開隔水栓使漏斗中存?zhèn)涞幕炷吝B同隔水栓向孔底猛落，將導(dǎo)管內(nèi)水?dāng)D出，混凝土沿導(dǎo)管下落至孔底堆積，并使導(dǎo)管埋在混凝土內(nèi)，此后向?qū)Ч苓B續(xù)灌注混凝土。導(dǎo)管下口埋入孔內(nèi)混凝土內(nèi)1-1.5m深以保證鉆孔內(nèi)的水不可能重新流入導(dǎo)管。隨著混凝土不斷由漏斗、導(dǎo)管灌入孔內(nèi)，鉆孔內(nèi)初期灌注的混凝土及其上面的水或泥漿不斷被頂托升高，相應(yīng)地不斷提升導(dǎo)管和拆除導(dǎo)管，直至灌注混凝土完畢。灌注方法:設(shè)備:導(dǎo)管：內(nèi)徑0.20~0.40m的鋼管，壁厚3~4mm，每節(jié)長(zhǎng)度1~2m，最下面一節(jié)導(dǎo)管應(yīng)較長(zhǎng)，一般為3~4m。導(dǎo)管兩端用法蘭盤及螺栓連接，并墊橡皮圈以保證接頭不漏水，如圖所示，導(dǎo)管內(nèi)壁應(yīng)光滑，內(nèi)徑大小一致，連接牢固在壓力下不漏水。

導(dǎo)管接頭及木球1-木球；2-橡皮墊；3-導(dǎo)向架；4-螺栓；5-法蘭盤隔水栓：常用直徑較導(dǎo)管內(nèi)徑小20~30mm的木球，或混凝土球、砂袋等，以粗鐵絲懸掛在導(dǎo)管上口或近導(dǎo)管內(nèi)水面處，要求隔水球能在導(dǎo)管內(nèi)滑動(dòng)自如不致卡管。木球隔水栓構(gòu)造如上圖

所示。目前也有采用在漏斗與導(dǎo)管接斗處設(shè)置活門來代替隔水球，它是利用混凝土下落排出導(dǎo)管內(nèi)的水，施工較簡(jiǎn)單但需有豐富操作經(jīng)驗(yàn)。首批灌注的混凝土數(shù)量:

要保證將導(dǎo)管內(nèi)水全部壓出，并能將導(dǎo)管初次埋入1～1.5m深。按照這個(gè)要求計(jì)算第一斗連續(xù)澆灌混凝土的最小用量，從而確定漏斗的尺寸大小及儲(chǔ)料槽的大小。計(jì)算公式如下：漏斗頂端至少應(yīng)高出樁頂（樁頂在水面以下時(shí)應(yīng)比水面）３m，以保證在灌注最后部分混凝土?xí)r，管內(nèi)混凝土能滿足頂托管外混凝土及其上面的水或泥漿重力的需要。注意2.對(duì)混凝土材料的要求

混凝土配合比：將混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高２０％；混凝土的流動(dòng)性：坍落度宜在１８０～２２０mm范圍內(nèi)，水灰比宜用０.５～０.６；混凝土的和易性：可在其中摻入減水劑和粉煤灰摻和物。防卡管，石料盡可能用卵石，適宜直徑為５～３０mm，最大粒徑不應(yīng)超過４０mm。水泥標(biāo)號(hào)：不宜低于425號(hào)，每立方米混凝土的水泥用量不小于350公斤。3.灌注水下混凝土注意事項(xiàng)

（１）混凝土拌合必須均勻，盡可能縮短運(yùn)輸距離和減小顛簸，防止混凝土離析而發(fā)生卡管事故；（２）灌注混凝土必須連續(xù)作業(yè)，一氣呵成，避免任何原因的中斷，（３）在灌注過程中，要隨時(shí)測(cè)量和記錄孔內(nèi)混凝土灌注標(biāo)高和導(dǎo)管入孔長(zhǎng)度，提管時(shí)控制和保證導(dǎo)管埋入混凝土面內(nèi)有３～５m深度。（４）灌注的樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)值預(yù)加一定高度，此范圍的浮漿和混凝土應(yīng)鑿除，以確保樁頂混凝土的質(zhì)量。預(yù)加高度一般為０.５m，深樁應(yīng)酌量增加。導(dǎo)管水密試驗(yàn)鉆孔灌注樁-水下混凝土澆筑

鉆孔灌注樁動(dòng)畫演示二、挖孔灌注樁的施工適用情況：挖孔灌注樁適用于無水或少水的較密實(shí)的各類土層中，或缺乏鉆孔設(shè)備，或不用鉆機(jī)以節(jié)省造價(jià)。樁的直徑（或邊長(zhǎng)）不宜小于１.４m，孔深一般不宜超過２０m。挖孔樁的優(yōu)點(diǎn)：（1）施工工藝和設(shè)備比較簡(jiǎn)單（2）質(zhì)量好不卡鉆，不斷樁，不塌孔，絕大多數(shù)情況下無須澆注水下混凝土，樁底無沉淀浮泥；易于擴(kuò)大樁尖，提高樁身支承力；（3）速度快無須重大設(shè)備如鉆機(jī)等，容易多孔平行施工，加快全橋進(jìn)度；（4）成本低比灌鉆孔可降低30%～40%。施工工藝：

1、開挖樁孔一般采用人工開挖，開挖之前應(yīng)清除現(xiàn)場(chǎng)四周及山坡上懸石、浮土等排除一切不安全因素，備好孔口四周臨時(shí)圍護(hù)和排水設(shè)備，并安排好排土提升設(shè)備，布置好棄土通道，必要時(shí)孔口應(yīng)搭雨棚。2、護(hù)壁和支撐挖孔樁開挖過程中，開挖和護(hù)壁兩個(gè)工序，必須連續(xù)作業(yè)，以確?？妆诓惶?。應(yīng)根據(jù)地質(zhì)、水文條件、材料來源等情況因地制宜選擇支撐和護(hù)壁方法。

常用的井壁護(hù)圈有下列幾種：1）現(xiàn)澆混凝土護(hù)圈當(dāng)樁孔較深，土質(zhì)相對(duì)較差，出水量較大或遇流砂等情況時(shí)，宜采用就地灌注混凝土圍圈護(hù)壁，每下挖1~2m灌注一次，隨挖隨支。護(hù)圈的結(jié)構(gòu)形式為斜階型，每階高為1m，上端口護(hù)圈厚約170mm，下端口厚約100mm，必要時(shí)可配置少量的鋼筋，混凝土為15~20號(hào)，采用拼裝式弧形模板?；炷磷o(hù)圈(a)在護(hù)圈保護(hù)下開挖土方；（b）支模板澆注混凝土護(hù)圈；(c)澆注樁身混凝土2）沉井護(hù)圈先在樁位上制作鋼筋混凝土井筒，然后在井筒內(nèi)挖土，井筒靠自重或附加荷載克服井壁與土之間的摩阻力，使其下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，再在井內(nèi)吊裝鋼筋骨架及灌注樁身混凝土。3）鋼套管護(hù)圈鋼套管護(hù)圈，是在樁位處先用樁錘將鋼套管強(qiáng)行打入土層中，再在鋼套管的保護(hù)下，將管內(nèi)土挖出，吊放鋼筋籠，澆注樁基混凝土。待澆注混凝土完畢，用振動(dòng)錘和人字拔桿將鋼管立即強(qiáng)行拔出移至下一樁位使用。這種方法適用于地下水豐富的強(qiáng)透水地層或承壓水地層，可避免產(chǎn)生流砂和管涌現(xiàn)象，能確保施工安全。

人工挖孔灌注樁施工人工挖孔灌注樁施工人工挖孔灌注樁孔斜檢查人工挖孔灌注樁現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁人工挖孔灌注樁干澆混凝土三、旋挖灌注樁的施工旋挖鉆孔施工，是通過底部帶有活門的桶式鉆頭，在鉆機(jī)提升裝備和伸縮鉆桿的驅(qū)動(dòng)下，旋轉(zhuǎn)切削挖掘土層，同時(shí)提出孔外卸土，如此循環(huán)形成樁孔。常用的旋挖鉆斗有圓錐底（鍋底）式、多刃切削式、抓巖式等。對(duì)粘結(jié)性好的巖土層，可采用干式或清水鉆孔；對(duì)于松散易坍塌地層，則采用靜態(tài)泥漿護(hù)壁。四、沉管灌注樁的施工1.打樁方法

沉管灌注樁是利用錘擊打樁設(shè)備或振動(dòng)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(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)，便形成所需要的灌注樁。沉管灌注樁樁靴見下圖。套管成孔灌注樁視頻2.樁的分類

利用錘擊沉樁設(shè)備沉管、拔管成樁，稱為錘擊沉管灌注樁

；利用振動(dòng)器振動(dòng)沉管、拔管成樁，稱為振動(dòng)沉管灌注樁(1)錘擊沉管灌注樁

錘擊沉管灌注樁機(jī)械設(shè)備示意圖1－樁錘鋼絲繩；2－樁管滑輪組；3－吊斗鋼絲繩；4－樁錘；5－樁帽；

6－混凝土漏斗；7－樁管；8－樁架；9－混凝土吊斗；10－回繩；

11－行駛用鋼管；12－預(yù)制樁尖；13－卷?yè)P(yáng)機(jī)；14－枕木錘擊樁動(dòng)畫演示(2)振動(dòng)沉管灌注樁

振動(dòng)沉管灌注樁樁機(jī)示意圖1－導(dǎo)向滑輪；2－滑輪組；3－激振器；4－混凝土漏斗；5－樁管；

6－加壓鋼絲繩；7－樁架；8－混凝土吊斗；9－回繩；10－活瓣樁尖；

11－纜風(fēng)繩；12－卷?yè)P(yáng)機(jī)；13－行駛用鋼管；14－枕木振動(dòng)樁動(dòng)畫演示3.成孔順序

在沉管灌注樁施工過程中，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；

在鄰樁混凝土初凝前或終凝后成孔；

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。4.施工工藝

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(shí)，每提升0.5～1.0m，振動(dòng)5～10s，然后再拔管0.5～1.0m，這樣反復(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。動(dòng)畫演示

(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

①頸縮：指樁身的局部直徑小于設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象。

②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。

③當(dāng)拔管過快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差時(shí)，周圍淤泥質(zhì)土趁機(jī)填充過來，也會(huì)形成頸縮。

④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。動(dòng)畫演示2)斷樁

①斷樁：指樁身局部分離或斷裂，更為嚴(yán)重的是一段樁沒有混凝土。

②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。

③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60%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再進(jìn)行下根樁的施工。3)吊腳樁

①吊腳樁是指樁底部混凝土隔空或松軟，沒有落實(shí)到孔底地基土層上的現(xiàn)象。

②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，使得混凝土下落，造成樁腳不密實(shí)，形成松軟層。

③處理方法：為防止活瓣不張開，開始拔管時(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。動(dòng)畫演示4)混凝土灌注過量

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)混凝土用量過大時(shí)，應(yīng)與設(shè)計(jì)單位聯(lián)系，改用其他樁型。四、鋼筋混凝土預(yù)制樁施工

鋼筋混凝土預(yù)制樁概念：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，其特點(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)制樁的形式：有方形實(shí)心斷面樁和圓柱體空心斷面樁。

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(jī)械，確定打樁順序，樁的預(yù)制、運(yùn)輸，以及沉樁過程中的技術(shù)和安全措施。（一）、施工準(zhǔn)備

1.場(chǎng)地平整及周邊障礙物處理。2.定樁位及埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)。

依據(jù)施工圖設(shè)計(jì)要求，把樁基定位軸線的位置在施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確地測(cè)定出來，并做出明顯的標(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。3.樁帽、墊襯和送樁設(shè)備機(jī)具準(zhǔn)備。

（二）、樁的制作、運(yùn)輸、堆放

視頻（三）、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(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。動(dòng)畫演示樁錘種類：樁錘可選用落錘、汽錘、柴油打樁錘和振動(dòng)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?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)舸驑俄敗ＦN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。柴油打樁錘利用燃油爆炸來推動(dòng)活塞往返運(yùn)動(dòng)進(jìn)行錘擊打樁，柴油樁錘、樁架與動(dòng)力設(shè)備配套組成柴油打樁機(jī)。

振動(dòng)錘是利用機(jī)械強(qiáng)迫振動(dòng)，通過樁帽傳到樁上使樁下沉。柴油錘打預(yù)制樁(視頻)

打入預(yù)制樁——第一節(jié)樁體打入預(yù)制樁——電焊接樁

打入預(yù)制樁——末節(jié)樁體

（四）、靜力壓樁

1.操作特點(diǎn)

靜力壓樁是利用無噪聲、無振動(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。靜力壓樁機(jī)見右圖。2.操作過程

靜力壓樁利用壓樁架的自重和配重，通過卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引，由鋼絲繩、滑輪和壓梁，將整個(gè)樁機(jī)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。靜力壓樁機(jī)示意圖

1－活動(dòng)壓梁；2－油壓表；3－樁帽；4－上段樁；5－加重物倉(cāng)；6－底盤；7－軌道；8－上段接樁錨筋；9－下段樁；10－樁架；11－底盤；12－卷?yè)P(yáng)機(jī)；13－加壓鋼繩滑輪組；14－樁架導(dǎo)向籠3.施工方法

壓樁施工一般采取分節(jié)壓入、逐段接長(zhǎng)的施工方法。

送樁(視頻)接樁(視頻)第五節(jié)

單樁承載力

單樁承載力：是指單樁在荷載作用下，地基土和樁本身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性均能得到保證，變形也在容許范圍內(nèi)，以保證結(jié)構(gòu)物的正常使用所能承受的最大荷載。一般情況下，樁受到軸向力、橫軸向力及彎矩作用，因此須分別研究和確定單樁的軸向承載力和橫軸向承載力。一、單樁軸向荷載傳遞機(jī)理和特點(diǎn)

（一）荷載傳遞過程與土對(duì)樁的支承力基本概念：當(dāng)豎向荷載逐步施加于單樁樁頂，樁身上部受到壓縮而產(chǎn)生相對(duì)于土的向下位移，與此同時(shí)樁側(cè)表面就會(huì)受到土的向上摩阻力。樁頂荷載通過所發(fā)揮出來的樁側(cè)摩阻力傳遞到樁周土層中去，致使樁身軸力和樁身壓縮變形隨深度遞減。在樁土相對(duì)位移等于零處，其摩阻力尚未開始發(fā)揮作用而等于零。隨著荷載增加，樁身壓縮量和位移量增大，樁身下部的摩阻力隨之逐步調(diào)動(dòng)起來，樁底土層也因受到壓縮而產(chǎn)生樁端阻力。樁端土層的壓縮加大了樁土相對(duì)位移，從而使樁身摩阻力進(jìn)一步發(fā)揮到極限值，

樁側(cè)摩阻力和樁底阻力的發(fā)揮程度：樁端極限阻力的發(fā)揮需要比發(fā)生樁側(cè)極限摩阻力大得多的位移值，這時(shí)總是樁側(cè)摩阻力先充分發(fā)揮出來。當(dāng)樁身摩阻力全部發(fā)揮出來達(dá)到極限后，若繼續(xù)增加荷載，其荷載增量將全部由樁端阻力承擔(dān)。由于樁端持力層的大量壓縮和塑性擠出，位移增長(zhǎng)速度顯著加大，直至到樁端阻力達(dá)到極限，位移迅速增大而破壞。此時(shí)樁所受的荷載就是樁的極限承載力。

樁側(cè)摩阻力和樁底阻力的發(fā)揮程度與樁土間的變形性態(tài)有關(guān)，并各自達(dá)到極限值時(shí)所需要的位移量是不相同的。試驗(yàn)表明：樁底阻力的充分發(fā)揮需要有較大的位移值，粘性土中約為樁底直徑的25%，在砂性土中約為8%~10%；而樁側(cè)摩阻力只要樁土間有不太大的位移就能得到充分的發(fā)揮，一般認(rèn)為粘性土為4~6mm，砂性土為6~10mm。（二）樁側(cè)摩阻力的影響因素及其分布樁側(cè)摩阻力除與樁土間的相對(duì)位移有關(guān)，還與土的性質(zhì)、樁的剛度、時(shí)間因素和土中應(yīng)力狀態(tài)以及樁的施工方法等因素有關(guān)。（三）樁底阻力的影響因素及其深度效應(yīng)

樁底阻力與土的性質(zhì)、持力層上覆荷載（覆蓋土層厚度）、樁徑、樁底作用力、時(shí)間及樁底進(jìn)入持力層深度等因素有關(guān)，其主要影響因素仍為樁底地基土的性質(zhì)。

（四）單樁在軸向受壓荷載作用下的破壞模式

軸向受壓荷載作用下，單樁的破壞是由地基土強(qiáng)度破壞或樁身材料強(qiáng)度破壞所引起。而以地基土強(qiáng)度破壞居多。土強(qiáng)度對(duì)樁破壞模式的影響縱向撓曲破壞（圖a）：當(dāng)樁底支承在很堅(jiān)硬的地層，樁側(cè)土為軟土層其抗剪強(qiáng)度很低時(shí)，樁在軸向受壓荷載作用下，如同一受壓桿件呈現(xiàn)縱向撓曲破壞。樁的承載力取決于樁身的材料強(qiáng)度。整體剪切破壞（圖b）：當(dāng)具有足夠強(qiáng)度的樁穿過抗剪強(qiáng)度較低的土層而達(dá)到強(qiáng)度較高的土層時(shí)，樁在軸向受壓荷載作用下，由于樁底持力層以上的軟弱土層不能阻止滑動(dòng)土楔的形成，樁底土體將形成滑動(dòng)面而出現(xiàn)整體剪切破壞。樁的承載力主要取決于樁底土的支承力，樁側(cè)摩阻力也起一部分作用。

刺入式破壞（圖c）：當(dāng)具有足夠強(qiáng)度的樁入土深度較大或樁周土層抗剪強(qiáng)度較均勻時(shí)，樁在軸向受壓荷載作用下，將出現(xiàn)刺入式破壞。根據(jù)荷載大小和土質(zhì)不同。樁所受荷載由樁側(cè)摩阻力和樁底反力共同承擔(dān)，一般摩擦樁或純摩擦樁多為此類破壞，且基樁承載力往往由樁頂所允許的沉降量控制。二、按土的支承力確定單樁軸向容許承載力

（一）靜載試驗(yàn)法概念：在樁頂逐級(jí)施加軸向荷載，直至樁達(dá)到破壞狀態(tài)為止，并在試驗(yàn)過程中測(cè)量每級(jí)荷載下不同時(shí)間的樁頂沉降，根據(jù)沉降與荷載及時(shí)間的關(guān)系，分析確定單樁軸向容許承載力。試樁要求：試樁可在已打好的工程樁中選定，也可專門設(shè)置與工程樁相同的試驗(yàn)樁。試樁數(shù)目應(yīng)不小于基樁總數(shù)的2%，且不應(yīng)少于2根；試樁的施工方法以及試樁的材料和尺寸、入土深度均應(yīng)與設(shè)計(jì)樁相同。靜載試驗(yàn)法的特點(diǎn)：確定單樁容許承載力直觀可靠，但費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，通常只在大型、重要工程或地質(zhì)較復(fù)雜的樁基工程中進(jìn)行試驗(yàn)。配合其他測(cè)試設(shè)備，它還能較直接了解樁的荷載傳遞特征，提供有關(guān)資料，因此也是樁基礎(chǔ)研究分析常用的試驗(yàn)方法。

1、試驗(yàn)裝置加載系統(tǒng)：主要有堆載法與錨樁法兩種。堆載法是在荷載平臺(tái)上堆放重物，一般為鋼錠或砂包，也有在荷載平臺(tái)上置放水箱，向水箱中充水作為荷載。堆載法適用于極限承載力較小的樁。錨樁法是在試樁周圍布置4～6根錨樁，常利用工程樁群。錨樁深度不宜小于試樁深度，且與試樁有一定距離，一般應(yīng)大于3d且不小于1.5m(d為試樁直徑或邊長(zhǎng))，以減少錨樁對(duì)試樁承載力的影響。錨樁法試驗(yàn)裝置堆載法靜載試驗(yàn)錨樁法靜載試驗(yàn)錨樁法靜載試驗(yàn)錨樁法靜載試驗(yàn)千斤頂及位移傳感器觀測(cè)系統(tǒng)：主要有樁頂位移和加載數(shù)值的觀測(cè)。位移通過安裝在基準(zhǔn)梁上的位移計(jì)或百分表量測(cè)。加載數(shù)值通過油壓表或壓力傳感器觀測(cè)。每根基準(zhǔn)梁固定在兩個(gè)無位移影響的支點(diǎn)或基準(zhǔn)點(diǎn)上，支點(diǎn)或基準(zhǔn)樁與試樁中心距應(yīng)大于4d且不小于2m（d為試樁直徑或邊長(zhǎng)）。

2、試驗(yàn)方法

分級(jí)加載：試樁加載應(yīng)分級(jí)進(jìn)行，每級(jí)荷載約為預(yù)估破壞荷載的1/10~1/15；有時(shí)也采用遞變加載方式，開始階段每級(jí)荷載取預(yù)估破壞荷載的1/2.5~1/5，終了階段取1/10~1/15。測(cè)讀沉降時(shí)間：在每級(jí)加荷后的第一小時(shí)內(nèi)，按2、5、15、30、45、60min測(cè)讀一次，以后每隔30min測(cè)讀一次，直至沉降穩(wěn)定為止。沉降穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)，通常規(guī)定為對(duì)砂性土為30min內(nèi)不超過0.1mm；對(duì)粘性土為1h內(nèi)不超過0.1mm。待沉降穩(wěn)定后，方可施加下一級(jí)荷載。循此加載觀測(cè)，直到樁達(dá)到破壞狀態(tài)，終止試驗(yàn)。

破壞荷載的確定：當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，一般認(rèn)為樁已達(dá)破壞狀態(tài)，所相應(yīng)施加的荷載即為破壞荷載：（1）樁的沉降量突然增大，總沉量大于40mm，且本級(jí)荷載下的沉降量為前一級(jí)荷載下沉降量的5倍。（2）本級(jí)荷載下樁的沉降量為前一級(jí)荷載下沉降量的2倍，且24h樁的沉降未趨穩(wěn)定。

3、極限荷載和軸向容許承載力的確定破壞荷載求得以后，可將其前一級(jí)荷載作為極限荷載，從而確定單樁軸向容許承載力

式中：[P]——單樁軸向受壓容許承載力（kN）；

——試樁的極限荷載（kN）；

K——安全系數(shù)，一般為2。單樁荷載——沉降（P-S）曲線

單樁S-logt曲線試驗(yàn)曲線法：（1）P-S曲線明顯轉(zhuǎn)折點(diǎn)法（2）S-logt法（沉降速率法）（二）經(jīng)驗(yàn)公式法我國(guó)現(xiàn)行各設(shè)計(jì)規(guī)范都規(guī)定了以經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算單樁軸向容許承載力的方法，這是一種簡(jiǎn)化計(jì)算方法。規(guī)范根據(jù)全國(guó)各地大量的靜載試驗(yàn)資料，經(jīng)過理論分析和統(tǒng)計(jì)整理，給出不同類型的樁，按土的類別、密實(shí)度、稠度、埋置深度等條件下有關(guān)樁側(cè)摩阻力及樁底阻力的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)、數(shù)據(jù)及相應(yīng)公式。下面以《公橋基規(guī)》為例簡(jiǎn)介如下（以下各經(jīng)驗(yàn)公式除特殊說明者外均適用于鋼筋混凝土樁、混凝土樁及預(yù)應(yīng)力混凝土樁）。

1、摩擦樁單樁豎向容許承載力的基本形式為：?jiǎn)螛度菰S承載力[P]=[樁側(cè)極限摩阻力PSU+樁底極限阻力PPU]/安全系數(shù)（1）打入樁

（2）鉆（挖）孔灌注樁：

（3）管柱受壓容許承載力確定

管柱受壓容許承載力可按打入樁計(jì)算，也可由專門試驗(yàn)確定。

（4）單樁軸向受拉容許承載力確定

當(dāng)荷載組合II、組合Ⅲ或組合IV作用時(shí)，單樁軸向受拉容許承載力可按下式計(jì)算：

2、柱樁支承在基巖上或嵌入巖層中的單樁，其軸向受壓容許承載力，取決于樁底處巖石的強(qiáng)度和嵌入巖層的深度，可按下式計(jì)算。（三）靜力觸探法

靜力觸探法是借觸探儀的探頭貫入土中時(shí)的貫入阻力與受壓?jiǎn)螛对谕林械墓ぷ鳡顩r有相似的特點(diǎn)，將探頭壓入土中測(cè)得探頭的貫入阻力，并與試樁結(jié)果進(jìn)行比較，通過大量資料的積累和分析研究，建立經(jīng)驗(yàn)公式確定單樁軸向受壓容許承載力。測(cè)試時(shí)，可采用單橋或雙橋探頭。

《公橋基規(guī)》采用的，根據(jù)雙橋探頭資料確定沉入樁的單樁容許承載力公式：（四）動(dòng)測(cè)試樁法

動(dòng)測(cè)法是指給樁頂施加一動(dòng)荷載（用沖擊、振動(dòng)等方式施加），量測(cè)樁土系統(tǒng)的響應(yīng)信號(hào)，然后分析計(jì)算樁的性能和承載力，可分為高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法與低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法兩種。

低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法由于施加樁頂?shù)暮奢d遠(yuǎn)小于樁的使用荷載，不足使樁土間發(fā)生相對(duì)位移，而只通過應(yīng)力波沿樁身的傳播和反射的原理作分析，可用來檢驗(yàn)樁身質(zhì)量，不宜作樁承載力測(cè)定但可估算和校核基樁的承載力。高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法一般是以重錘敲擊樁頂，使樁貫入土中，樁土間產(chǎn)生相對(duì)位移，從而可以分析土體對(duì)樁的外來抗力和測(cè)定樁的承載力，也可檢驗(yàn)樁體質(zhì)量。（五）靜力分析法靜力分析法是根據(jù)土的極限平衡理論和土的強(qiáng)度理論，計(jì)算樁底極限阻力和樁側(cè)極限摩阻力，也即利用土的強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算樁的極限承載力，然后將其除以安全系數(shù)從而確定單樁容許承載力。

1、樁底極限阻力的確定把樁作為深埋基礎(chǔ)，并假定地基的破壞滑動(dòng)面模式，運(yùn)用塑性力學(xué)中的極限平衡理論，導(dǎo)出地基極限荷載（即樁底極限阻力）的理論公式：

2、樁側(cè)極限摩阻力的確定樁側(cè)單位面積的極限摩阻力取決于樁側(cè)土間的剪切強(qiáng)度。按庫(kù)侖強(qiáng)度理論得知：三、單樁橫軸向容許承載力的確定樁的橫向承載力，是指樁在與樁軸線垂直方向受力時(shí)的承載力。樁在橫向力（包括彎矩）作用下的工作情況較軸向受力時(shí)要復(fù)雜些，但仍然是從保證樁身材料和地基強(qiáng)度與穩(wěn)定性以及樁頂水平位移滿足使用要求來分析和確定樁的橫軸向承載力。（一）在橫向荷載作用下，樁的破壞機(jī)理和特點(diǎn)樁在橫向力作用下變形示意圖

a)剛性樁；b)彈性樁（二）單樁橫向容許承載力的確定方法1、單樁水平靜載試驗(yàn)樁水平靜載試驗(yàn)裝置示意四、按樁身材料強(qiáng)度確定單樁承載力