樁和樁基礎(chǔ)的構(gòu)造和施工

1、第四章第四章主講教師主講教師 曹志軍曹志軍第一節(jié) 樁和樁基的作用及使用條件 第二節(jié) 樁和樁基類型 第三節(jié) 承臺(tái)的類型、構(gòu)造和樁的布置 第四節(jié) 預(yù)制樁的構(gòu)造和施工 第五節(jié) 鉆（挖）孔樁的構(gòu)造和施工 第六節(jié) 水中修筑樁基 第一節(jié) 樁和樁基的作用及使用條件 一、樁基礎(chǔ)的概念二、樁基礎(chǔ)的適用性三、樁基礎(chǔ)的優(yōu)缺點(diǎn) 如果建筑場(chǎng)地淺層的土質(zhì)不能滿足建筑物對(duì)地基承載力和變形的要求，而又不適宜采取地基處理措施時(shí)，就要考慮深基礎(chǔ)方案了。 深基礎(chǔ)主要有樁基礎(chǔ)、沉井和地下連續(xù)墻等幾種類型，其中以樁基礎(chǔ)應(yīng)用最為廣泛。 樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)一、樁基礎(chǔ)（pile foundationpile foundation）的概念 樁基礎(chǔ)樁

2、基礎(chǔ)是通過承臺(tái)把若干根樁的頂部聯(lián)結(jié)成整體，共同承受動(dòng)、靜荷載的一種深基礎(chǔ)，而樁是設(shè)置于土中的豎直或傾斜的基礎(chǔ)構(gòu)件，其作用在于穿越軟弱的壓縮性土層或水中，將樁所承受的荷載傳遞到更硬、更密實(shí)或壓縮性較小的地基持力層上，通常將樁基礎(chǔ)中的樁稱之為基樁基樁。 (3) 對(duì)橋梁、碼頭、煙囪、輸電塔等結(jié)構(gòu)，宜采用樁基以承受較大的水平力和上拔力時(shí)； (4) 對(duì)精密或大型的設(shè)備基礎(chǔ)，需要減小基礎(chǔ)振幅、減弱基礎(chǔ)振動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響時(shí)； (5) 在地震區(qū)，以樁基作為地震區(qū)結(jié)構(gòu)抗震措施或穿越可液化地基時(shí)； (6) 水上基礎(chǔ)，當(dāng)施工水位較高或河床沖刷較大，采用淺基礎(chǔ)施工困難或不能保證基礎(chǔ)的安全時(shí)。 (2) 對(duì)于高重建筑物，如

3、高層建筑、重型工業(yè)廠房和倉庫、料倉等，地基承載力不能滿足設(shè)計(jì)需要時(shí)； (1)軟弱地基或某些特殊性土上的各類永久性建筑物，不允許地基有過大沉降和不均勻沉降；二、樁基礎(chǔ)的適用性n（一）樁基礎(chǔ)的主要優(yōu)點(diǎn)（一）樁基礎(chǔ)的主要優(yōu)點(diǎn)n樁基礎(chǔ)具有較高的承載能力與穩(wěn)定性；n樁基礎(chǔ)是減少建筑物沉降與不均勻沉降的良好措施；n樁基礎(chǔ)是克服復(fù)雜條件下不良地質(zhì)現(xiàn)象危害的重要措施，且有良好的抗震、抗爆性能；n樁基礎(chǔ)具有很強(qiáng)的靈活性，對(duì)結(jié)構(gòu)體系、范圍及荷載變化等有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，而設(shè)樁也可n作為地基處理措施以提高地基的強(qiáng)度及穩(wěn)定性。n 三、樁基礎(chǔ)的優(yōu)缺點(diǎn)n（二）樁基拙的主要缺點(diǎn)（二）樁基拙的主要缺點(diǎn)n樁基礎(chǔ)的造價(jià)一般較高；n

4、樁基礎(chǔ)的施工比一般淺基礎(chǔ)復(fù)雜（但比沉井、沉箱等深基礎(chǔ)簡(jiǎn)單）；n以打入等方式設(shè)樁存在振動(dòng)及噪音等環(huán)境問題，而以成孔灌注方式設(shè)樁常對(duì)場(chǎng)地環(huán)境衛(wèi)生帶來影響；n樁基礎(chǔ)的工作機(jī)理比較復(fù)雜，其設(shè)計(jì)計(jì)算方法相對(duì)尚不完善。三、樁基礎(chǔ)的優(yōu)缺點(diǎn)第二節(jié) 樁和樁基類型 一、按樁的使用功能分類五、按樁承載性能分類四、按樁身材料分類七、按設(shè)置效應(yīng)分類三、按樁徑大小分類六、樁按施工工藝的分類二、按樁軸方向的分類八、按承臺(tái)底面位置分類按按樁樁的的使使用用功功能能分分類類豎向抗壓樁豎向抗壓樁 豎向抗拔樁豎向抗拔樁水平受荷樁水平受荷樁復(fù)合受荷樁復(fù)合受荷樁主要承受豎向下壓荷載（簡(jiǎn)稱主要承受豎向下壓荷載（簡(jiǎn)稱豎向荷載豎向荷載）的樁，

5、）的樁，應(yīng)進(jìn)行豎向承載力計(jì)算，必要時(shí)還需計(jì)算樁基沉應(yīng)進(jìn)行豎向承載力計(jì)算，必要時(shí)還需計(jì)算樁基沉降，驗(yàn)算軟弱下臥層的承載力以及負(fù)摩阻力產(chǎn)生降，驗(yàn)算軟弱下臥層的承載力以及負(fù)摩阻力產(chǎn)生的下拉荷載。的下拉荷載。主要承受豎向上拔荷載的樁，應(yīng)進(jìn)行樁身強(qiáng)度和主要承受豎向上拔荷載的樁，應(yīng)進(jìn)行樁身強(qiáng)度和抗裂計(jì)算以及抗拔承載力驗(yàn)算?？沽延?jì)算以及抗拔承載力驗(yàn)算。主要承受水平荷載的樁，應(yīng)進(jìn)行主要承受水平荷載的樁，應(yīng)進(jìn)行樁身強(qiáng)度和抗裂驗(yàn)算以及水平承樁身強(qiáng)度和抗裂驗(yàn)算以及水平承載力和位移驗(yàn)算。載力和位移驗(yàn)算。承受豎向、水平荷載均較大的樁，應(yīng)按豎向抗壓承受豎向、水平荷載均較大的樁，應(yīng)按豎向抗壓（或抗拔）樁及水平受荷樁的要求進(jìn)

6、行驗(yàn)算。（或抗拔）樁及水平受荷樁的要求進(jìn)行驗(yàn)算。2）被動(dòng)樁）被動(dòng)樁 1）主動(dòng)樁）主動(dòng)樁 一、按樁的使用功能分類二、按樁軸方向的分類 1.小樁小樁 樁徑樁徑d250mm。由于樁徑小，施工機(jī)械，施工場(chǎng)地。由于樁徑小，施工機(jī)械，施工場(chǎng)地及施工方法一般較為簡(jiǎn)單。小樁多用于基礎(chǔ)加固（樹根及施工方法一般較為簡(jiǎn)單。小樁多用于基礎(chǔ)加固（樹根樁或錨桿靜壓樁）及復(fù)合樁基礎(chǔ)。樁或錨桿靜壓樁）及復(fù)合樁基礎(chǔ)。 2.中等直徑樁中等直徑樁 250mmd50m）和需要穿越夾砂層的情況，所以它們是高層）和需要穿越夾砂層的情況，所以它們是高層建筑的理想樁型之一，但制作工藝要求較復(fù)雜。建筑的理想樁型之一，但制作工藝要求較復(fù)雜。 預(yù)

7、應(yīng)力樁按其制作工藝分為兩類： 一類是普遍立模澆制的，斷面形狀為含內(nèi)圓孔的正方形，稱為預(yù)應(yīng)力空心方樁，或簡(jiǎn)稱預(yù)應(yīng)力空心樁； 另一類是離心法旋制的，斷面形狀為圓環(huán)形的高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁（Prestressed High Strength Concrete Tube shaped Piles），簡(jiǎn)稱PHC樁。 目前常用的預(yù)應(yīng)力空心樁主要有兩種規(guī)格：500500mm和600600mm。 PHC樁主要有以下幾種規(guī)格：外徑500mm、550mm、800mm、1000mm，壁厚90mm130mm，樁段長4m至15m，鋼板電焊或螺栓連接，混凝土強(qiáng)度達(dá)C60C80 。 （二）鋼樁（二）鋼樁圖圖4-4-4 鋼樁截面形

8、狀鋼樁截面形狀鋼樁的優(yōu)點(diǎn)有：鋼樁的優(yōu)點(diǎn)有：（1）樁身不僅抗壓強(qiáng)度高而且抗拉和抗彎強(qiáng)度也大，）樁身不僅抗壓強(qiáng)度高而且抗拉和抗彎強(qiáng)度也大，抗沖擊性能好、材料性能穩(wěn)定，所以適用于樁身自抗沖擊性能好、材料性能穩(wěn)定，所以適用于樁身自由長度大的高樁碼頭和海洋鉆井平臺(tái)中；由長度大的高樁碼頭和海洋鉆井平臺(tái)中；（2）樁的承載力高，直徑為）樁的承載力高，直徑為1500mm的鋼管樁，其的鋼管樁，其承載力可達(dá)承載力可達(dá)30 000 kN；（3）施工方便，節(jié)頭易于處理、運(yùn)輸方便、施工質(zhì)）施工方便，節(jié)頭易于處理、運(yùn)輸方便、施工質(zhì)量穩(wěn)定、施工速度快。量穩(wěn)定、施工速度快。 鋼樁的最大缺點(diǎn)是價(jià)格太高，按我國價(jià)格，約相當(dāng)于鋼樁的

9、最大缺點(diǎn)是價(jià)格太高，按我國價(jià)格，約相當(dāng)于鋼筋混凝土樁的鋼筋混凝土樁的34倍，一般還需作防腐處理。因此倍，一般還需作防腐處理。因此鋼樁在我國以前很少采用，一般只用于特別重大的工鋼樁在我國以前很少采用，一般只用于特別重大的工業(yè)與民用建筑，外海碼頭工程和海洋石油開采平臺(tái)。業(yè)與民用建筑，外海碼頭工程和海洋石油開采平臺(tái)。 鋼樁常用有兩種：鋼管樁和鋼樁常用有兩種：鋼管樁和H形樁。形樁。 鋼管樁系由鋼板卷焊而成，常見直徑有鋼管樁系由鋼板卷焊而成，常見直徑有 406mm、 609mm、 914mm和和 1200mm幾種，壁厚通常是按使用幾種，壁厚通常是按使用階段應(yīng)力設(shè)計(jì)的，約階段應(yīng)力設(shè)計(jì)的，約10mm左右。左

10、右。 鋼管樁具有強(qiáng)度高、抗沖擊疲勞性能好、貫入能力鋼管樁具有強(qiáng)度高、抗沖擊疲勞性能好、貫入能力強(qiáng)、抗彎曲的剛度大，單樁承載力高，便于割接、質(zhì)量強(qiáng)、抗彎曲的剛度大，單樁承載力高，便于割接、質(zhì)量可靠、便于運(yùn)輸、沉樁速度快以及擠土影響小等優(yōu)點(diǎn)；可靠、便于運(yùn)輸、沉樁速度快以及擠土影響小等優(yōu)點(diǎn)；但它抗腐蝕性能較差，須做表面防腐蝕處理，且價(jià)格昂但它抗腐蝕性能較差，須做表面防腐蝕處理，且價(jià)格昂貴。因此，在我國一般只在必須穿越砂層或其它樁型無貴。因此，在我國一般只在必須穿越砂層或其它樁型無法施工和質(zhì)量難以保證、或必須控制擠土影響、或工期法施工和質(zhì)量難以保證、或必須控制擠土影響、或工期緊迫等情況下及重要工程才選

11、用。緊迫等情況下及重要工程才選用。（二）鋼樁（二）鋼樁 H型鋼樁系一次軋制成型，與鋼管樁相比，其擠土型鋼樁系一次軋制成型，與鋼管樁相比，其擠土效應(yīng)更弱，割焊與沉樁更便捷、穿透性能更強(qiáng)。效應(yīng)更弱，割焊與沉樁更便捷、穿透性能更強(qiáng)。 H型鋼樁的不足之處是側(cè)向剛度較弱，打樁時(shí)樁身型鋼樁的不足之處是側(cè)向剛度較弱，打樁時(shí)樁身易向剛度較弱的一側(cè)傾斜，甚至產(chǎn)生施工彎曲。在這種易向剛度較弱的一側(cè)傾斜，甚至產(chǎn)生施工彎曲。在這種情況下，采用鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土樁身加情況下，采用鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土樁身加H型鋼型鋼樁尖的組合樁則是一種性能優(yōu)越的樁型。樁尖的組合樁則是一種性能優(yōu)越的樁型。 實(shí)踐證明這種組合樁能順

12、利穿過夾塊石的土層，亦實(shí)踐證明這種組合樁能順利穿過夾塊石的土層，亦能嵌入能嵌入N63.550的風(fēng)化巖層。的風(fēng)化巖層。（三）木樁（三）木樁通常用松木、杉木等單根原木制作，木樁一般直徑通常用松木、杉木等單根原木制作，木樁一般直徑為為2234 cm，長，長618 m。木樁應(yīng)直，樁頂應(yīng)削平，。木樁應(yīng)直，樁頂應(yīng)削平，與樁軸相垂直。樁頂應(yīng)安鐵箍，樁尖應(yīng)按規(guī)格加工，與樁軸相垂直。樁頂應(yīng)安鐵箍，樁尖應(yīng)按規(guī)格加工，將其削成三棱或四棱的鈍頭錐。如要穿過硬土層，將其削成三棱或四棱的鈍頭錐。如要穿過硬土層，還應(yīng)安上鐵樁靴。在淡水中，木材壽命很長，但在還應(yīng)安上鐵樁靴。在淡水中，木材壽命很長，但在干濕交替變化的環(huán)境中極易

13、腐爛。由于其承載力不干濕交替變化的環(huán)境中極易腐爛。由于其承載力不高，木材原料有限，使用壽命又受環(huán)境影響等原因，高，木材原料有限，使用壽命又受環(huán)境影響等原因，我國已很少采用。我國已很少采用。 二、預(yù)制樁的施工（一）沉樁設(shè)備（一）沉樁設(shè)備（二）主要工序及沉樁方法（二）主要工序及沉樁方法（三）沉樁工藝要點(diǎn)（三）沉樁工藝要點(diǎn)預(yù)制樁的施工工藝包括制樁與沉樁兩部分。沉樁工藝錘擊式錘擊式靜壓式靜壓式振動(dòng)式振動(dòng)式施工參數(shù)是不同深度的累計(jì)錘擊數(shù)和最后貫入度；施工參數(shù)是不同深度的壓樁力。沉樁控制標(biāo)準(zhǔn)，有時(shí)要求設(shè)計(jì)標(biāo)高和錘擊貫入度雙重控制。（一）沉樁設(shè)備（一）沉樁設(shè)備沉樁設(shè)備主要有打樁錘、打樁架、射水沉樁用的機(jī)具等

14、。 1打樁錘打樁錘 圖圖4-4-5 單動(dòng)汽錘單動(dòng)汽錘1-外殼；外殼； 2-活塞及活塞桿；活塞及活塞桿； 3-氣缸；氣缸；4-配合閥配合閥 ；5-輸氣管輸氣管圖圖4-4-6 整體式單頻震動(dòng)錘整體式單頻震動(dòng)錘2打樁架打樁架 打樁架也是沉樁的主要設(shè)備之一，它在沉樁施工中除起導(dǎo)向作用外（控制樁錘沿著導(dǎo)桿的方向運(yùn)動(dòng)），還起到吊錘、吊樁、吊插射水管等作用（相當(dāng)于起重機(jī)）。樁架可分為自行移動(dòng)式樁架和非自行移動(dòng)式樁架。通常多采用前者。自行移動(dòng)式打樁架按其走行部分的特征，可分為導(dǎo)軌式、履帶式和輪胎式三種。 3樁帽樁帽 打樁時(shí)，要在錘與樁之間設(shè)置樁帽。它既要能起緩沖而保護(hù)樁頂?shù)淖饔?，又要保持沉樁效率。因此，在樁?/p>

15、上方（錘與樁帽接觸一方）填塞硬質(zhì)緩沖材料，如橡木、樹脂、硬樺木、合成橡膠等，厚約150250mm，在樁帽下方（樁帽與樁接觸一方）應(yīng)墊以軟質(zhì)緩沖材料，如 餅（麻編織物）、草墊、廢輪胎等。統(tǒng)稱為樁墊，樁墊的厚度和軟硬是否恰當(dāng)，將直接影響沉樁效率。 4送樁送樁 遇到以下情況，需用送樁：當(dāng)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高在導(dǎo)桿以下，此時(shí)送樁長度應(yīng)為樁錘可能達(dá)到最低標(biāo)高與預(yù)計(jì)樁頂沉入標(biāo)高之差，再加上適當(dāng)?shù)母挥嗔俊Ｋ蜆锻ǔＳ娩摪搴赋傻匿撍蜆丁?5射水設(shè)備射水設(shè)備 射水多作為沉樁輔助措施與錘擊或震動(dòng)沉樁相配合。 射水設(shè)備包括水泵站、輸水管路、射水管及射水嘴。 射水效果取決于水壓和水量，即水壓要大到能沖散土層，同時(shí)又要有足夠的水

16、量使沖散的土顆粒沿樁側(cè)上升，沖出地面。 圖圖4-4-7 射水沉樁射水沉樁 （二）主要工序及沉樁方法（二）主要工序及沉樁方法用預(yù)制樁修筑樁基的主要工序用預(yù)制樁修筑樁基的主要工序樁位放樣樁位放樣沉樁設(shè)備的架立和就位沉樁設(shè)備的架立和就位將樁沉入土中將樁沉入土中修筑承臺(tái)板修筑承臺(tái)板 沉樁的方法沉樁的方法錘擊沉樁（打入）錘擊沉樁（打入）震動(dòng)沉樁（震入）震動(dòng)沉樁（震入）錘擊與射水配合沉樁震動(dòng)與射水配合沉樁靜力壓樁（壓入）靜力壓樁（壓入）（三）沉樁工藝要點(diǎn)（三）沉樁工藝要點(diǎn)1合理地確定沉樁順序合理地確定沉樁順序 3. 沉樁注意事項(xiàng)沉樁注意事項(xiàng) 2. 合理布置樁的吊點(diǎn)合理布置樁的吊點(diǎn) 4沉樁允許誤差沉樁允許誤

17、差1合理地確定沉樁順序合理地確定沉樁順序 圖圖4-4-8 正確的打樁順序正確的打樁順序 2. 合理布置樁的吊點(diǎn)合理布置樁的吊點(diǎn) 圖圖4-4-9 預(yù)制樁的吊點(diǎn)位置和彎矩圖預(yù)制樁的吊點(diǎn)位置和彎矩圖 3. 沉樁注意事項(xiàng)沉樁注意事項(xiàng) （1）錘擊沉樁）錘擊沉樁 開始階段應(yīng)做好樁位及方向的控制。 在正常打樁階段，原則上應(yīng)采用重錘低擊 接樁宜在樁頂露出地面lm時(shí)進(jìn)行。 若出現(xiàn)異?，F(xiàn)象應(yīng)及時(shí)檢查、處理 （2）震動(dòng)沉樁）震動(dòng)沉樁 與射水配合 控制震動(dòng)持續(xù)時(shí)間 （3）射水沉樁）射水沉樁 （4）壓入法（靜力壓樁）壓入法（靜力壓樁） 4沉樁允許誤差沉樁允許誤差豎直樁的垂直度偏差不得大于豎直樁的垂直度偏差不得大于1。斜

18、樁的傾斜度偏差不得大于傾角（樁軸線與豎直線的夾角）斜樁的傾斜度偏差不得大于傾角（樁軸線與豎直線的夾角）正切值的正切值的15。第五節(jié) 鉆（挖）孔樁的構(gòu)造和施工 一、鉆、挖孔樁的構(gòu)造二、鉆孔樁施工三、對(duì)泥漿性能的要求及有關(guān)指標(biāo)四、各種鉆機(jī)簡(jiǎn)介六、擴(kuò)底樁及樁底壓密灌漿樁五、挖孔灌注樁施工一、鉆、挖孔樁的構(gòu)造1、樁徑、樁徑 2、樁身混凝土強(qiáng)度、樁身混凝土強(qiáng)度 3、配筋、配筋主筋主筋箍筋箍筋 二、鉆（沖）孔灌注樁施工鉆孔灌注樁(簡(jiǎn)稱鉆孔樁)與沖孔灌注樁(簡(jiǎn)稱沖孔樁)是指在地面用機(jī)械方法取土成孔的灌注樁。（一）主要工序和鉆孔方法（一）主要工序和鉆孔方法（二）鉆孔樁施工要點(diǎn)（二）鉆孔樁施工要點(diǎn) 鉆孔灌注樁(

19、簡(jiǎn)稱鉆孔樁)與沖孔灌注樁(簡(jiǎn)稱沖孔樁)是指在地面用機(jī)械方法取土成孔的灌注樁，其施工順序如圖所示。 主要分三大步：成孔、沉放鋼筋籠、導(dǎo)管法澆灌水下混凝土成樁。 水下鉆孔樁成孔過程中，通常采用具有一定重度和粘度的泥漿進(jìn)行護(hù)壁，泥漿不斷循環(huán)，同時(shí)完成攜土和運(yùn)土的任務(wù)。兩者區(qū)別僅在于前者以旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔，后者以沖擊鉆機(jī)成孔。 這種成孔工藝可穿過任何類型地層，樁長可達(dá)100m。施工過程無擠土、無（少）振動(dòng)、無（低）噪音，環(huán)境影響較小，在城市建設(shè)中獲得了越來越廣泛的運(yùn)用。 （一）主要工序和鉆孔方法（一）主要工序和鉆孔方法鉆孔樁修筑樁基的主要工序有：場(chǎng)地準(zhǔn)備、樁位放樣、埋設(shè)護(hù)鉆孔樁修筑樁基的主要工序有：場(chǎng)地準(zhǔn)

20、備、樁位放樣、埋設(shè)護(hù)筒、鉆孔、清孔、下鋼筋籠、灌注混凝土或水下混凝土成樁、筒、鉆孔、清孔、下鋼筋籠、灌注混凝土或水下混凝土成樁、修筑承臺(tái)座板等。修筑承臺(tái)座板等。 鉆孔樁示意鉆孔樁示意鉆孔方法有：圖圖4-5-1 十字型沖擊式鉆頭十字型沖擊式鉆頭圖圖4-5-2 的四瓣式?jīng)_抓鉆頭的四瓣式?jīng)_抓鉆頭沖擊式鉆孔沖抓式鉆孔旋轉(zhuǎn)式鉆孔法表表4-5-1 各種類型的鉆頭及其適用情況各種類型的鉆頭及其適用情況圖圖4-5-3 各種旋轉(zhuǎn)式鉆頭各種旋轉(zhuǎn)式鉆頭 它是最早出現(xiàn)的現(xiàn)場(chǎng)灌注樁，其施工程序一般包括四個(gè)步驟：沉管、放籠、灌注、拔管，如圖所示。沉管灌注樁的優(yōu)點(diǎn)是在鋼管內(nèi)無水環(huán)境中沉放鋼筋籠混凝土，從而為樁身混凝土的質(zhì)量

21、提供了保障。 沉管灌注樁 沉管灌注樁又稱套管成孔灌注樁，這類灌注樁是采用振動(dòng)沉管打樁機(jī)或錘擊沉管打樁機(jī)，將帶有活瓣式樁尖、或錐形封口樁尖，或預(yù)制鋼筋混凝土樁尖的鋼管沉入土中，然后邊灌注混凝土、邊振動(dòng)或邊錘擊、邊拔出鋼管而形成灌注樁。該方法具有施工方便、快捷，造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)，是國內(nèi)目前采用得較為廣泛的一種灌注樁。沉管灌注樁示意沉管灌注樁示意1沉管灌注樁示意沉管灌注樁示意2沉管灌注樁常用樁徑為沉管灌注樁常用樁徑為325 mm325 mm，377 mm377 mm，425 mm425 mm，樁長，樁長受機(jī)具限制不超過受機(jī)具限制不超過30 m30 m，因此單樁承載力較低，主要適用于，因此單樁承載力較低，

22、主要適用于中小型的工業(yè)與民用建筑。近幾年來，研制出了中小型的工業(yè)與民用建筑。近幾年來，研制出了500 mm500 mm，600 mm600 mm，700 mm700 mm大直徑沉管灌注樁，最大施工長度超過大直徑沉管灌注樁，最大施工長度超過40 40 m m，并可利用基巖埋深較淺的地質(zhì)條件，以強(qiáng)風(fēng)化巖層為持力，并可利用基巖埋深較淺的地質(zhì)條件，以強(qiáng)風(fēng)化巖層為持力層，可以得到較高的單樁承載力，因此，這類樁在高層建筑層，可以得到較高的單樁承載力，因此，這類樁在高層建筑工程中也獲得了應(yīng)用與推廣。工程中也獲得了應(yīng)用與推廣。夯擴(kuò)灌注樁是在錘擊沉管灌注樁的機(jī)械設(shè)備與施工方夯擴(kuò)灌注樁是在錘擊沉管灌注樁的機(jī)械設(shè)備

23、與施工方法的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，增加一根內(nèi)夯管，按照一定的施法的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，增加一根內(nèi)夯管，按照一定的施工工藝，采用夯擴(kuò)的方式將樁端現(xiàn)澆混凝土擴(kuò)大成大頭工工藝，采用夯擴(kuò)的方式將樁端現(xiàn)澆混凝土擴(kuò)大成大頭形的一種樁型，通過擴(kuò)大樁端截面積和擠密地基土，使形的一種樁型，通過擴(kuò)大樁端截面積和擠密地基土，使樁端土的承載力有較大幅度的提高：同時(shí)樁身混凝土在樁端土的承載力有較大幅度的提高：同時(shí)樁身混凝土在柴油錘和內(nèi)夯管的壓力作用下成型，避免了柴油錘和內(nèi)夯管的壓力作用下成型，避免了“縮頸縮頸”現(xiàn)現(xiàn)象，使樁身質(zhì)量得以保證。象，使樁身質(zhì)量得以保證。表表4-5-2 各種旋轉(zhuǎn)式鉆頭適用土層情況各種旋轉(zhuǎn)式鉆頭適用土層情況

24、（二）鉆孔樁施工要點(diǎn)（二）鉆孔樁施工要點(diǎn)1. 場(chǎng)地準(zhǔn)備場(chǎng)地準(zhǔn)備 2埋設(shè)護(hù)筒埋設(shè)護(hù)筒3鉆孔鉆孔 4排碴排碴 5清孔清孔 6下鋼筋籠和灌注水下混凝土下鋼筋籠和灌注水下混凝土 1.場(chǎng)地準(zhǔn)備場(chǎng)地準(zhǔn)備在旱地施工時(shí)，包括平整和夯實(shí)場(chǎng)地，以防鉆機(jī)座在旱地施工時(shí)，包括平整和夯實(shí)場(chǎng)地，以防鉆機(jī)座發(fā)生不均勻沉陷。在淺水中，宜采用筑島，島面應(yīng)高發(fā)生不均勻沉陷。在淺水中，宜采用筑島，島面應(yīng)高出施工水位出施工水位0.751.0 m，若有條件改河則可改水中，若有條件改河則可改水中施工為旱地施工。施工為旱地施工。2埋設(shè)護(hù)筒埋設(shè)護(hù)筒護(hù)筒的功用是：固定樁位；給鉆頭導(dǎo)向；保護(hù)孔口護(hù)筒的功用是：固定樁位；給鉆頭導(dǎo)向；保護(hù)孔口不發(fā)生

25、坍塌；必要時(shí)可人為地提高孔內(nèi)水位以作為保不發(fā)生坍塌；必要時(shí)可人為地提高孔內(nèi)水位以作為保護(hù)孔壁的一項(xiàng)措施。護(hù)孔壁的一項(xiàng)措施。護(hù)筒的埋設(shè)方法有填筑式和挖埋式兩種。當(dāng)?shù)叵滤o(hù)筒的埋設(shè)方法有填筑式和挖埋式兩種。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)可用填筑式者。位較高時(shí)可用填筑式者。護(hù)筒的內(nèi)徑一般要比鉆頭直徑大護(hù)筒的內(nèi)徑一般要比鉆頭直徑大2040 cm，一般，一般用用46mm厚的鋼板制成的鋼護(hù)筒，每節(jié)高厚的鋼板制成的鋼護(hù)筒，每節(jié)高1.52m，可以接長?？梢越娱L。3鉆孔鉆孔 應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件選用合適的鉆頭和鉆孔方式；應(yīng)采取防止發(fā)生塌孔的措施，通常除采用泥漿護(hù)壁作為主要防塌孔措施之外，還要特別注意，預(yù)先做好護(hù)筒底面處的防塌孔措施

26、，因?yàn)樵撎幍奶厥鈼l件使其成為極易發(fā)生塌孔的部位；若在軟土、淤泥和可能發(fā)生流砂的土層鉆孔時(shí)，應(yīng)先作施工工藝試驗(yàn)，取得經(jīng)驗(yàn)后再全面展開施工。4排碴排碴在鉆進(jìn)過程中應(yīng)及時(shí)排除鉆碴，當(dāng)采用沖擊式鉆孔法時(shí)，通常采用掏碴筒自孔內(nèi)提取鉆碴；對(duì)于旋轉(zhuǎn)式鉆孔法，通常采用循環(huán)泥漿排除鉆碴。 圖圖4-5-4 正循環(huán)旋轉(zhuǎn)法鉆孔（泥漿護(hù)壁）正循環(huán)旋轉(zhuǎn)法鉆孔（泥漿護(hù)壁）旋轉(zhuǎn)式鉆孔工藝分為正循環(huán)法和反循環(huán)法。 5清孔清孔 在鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，灌注水下混凝土之前，應(yīng)在鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，灌注水下混凝土之前，應(yīng)清除孔底沉碴，即清孔，以保證樁底承載能力。清孔的清除孔底沉碴，即清孔，以保證樁底承載能力。清孔的方法有：方法有： （

27、1）用掏碴筒掏碴清孔，此法適用于沖擊、沖抓成）用掏碴筒掏碴清孔，此法適用于沖擊、沖抓成孔的摩擦樁及在不穩(wěn)定土層中清孔?？椎哪Σ翗都霸诓环€(wěn)定土層中清孔。 （2）用吸泥清孔法，將高壓空氣經(jīng)射風(fēng)管射入孔底）用吸泥清孔法，將高壓空氣經(jīng)射風(fēng)管射入孔底翻起沉碴，用吸泥機(jī)排出孔外，還應(yīng)及時(shí)向鉆孔內(nèi)補(bǔ)水翻起沉碴，用吸泥機(jī)排出孔外，還應(yīng)及時(shí)向鉆孔內(nèi)補(bǔ)水以防孔內(nèi)水頭下降而導(dǎo)致孔壁坍塌。此法適用于不易坍以防孔內(nèi)水頭下降而導(dǎo)致孔壁坍塌。此法適用于不易坍塌的土層及巖層。塌的土層及巖層。 （3）循環(huán)泥漿換漿清孔法，當(dāng)采用正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆孔）循環(huán)泥漿換漿清孔法，當(dāng)采用正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆孔時(shí)，在終孔停鉆后，將鉆頭提離孔底時(shí)，在終孔停鉆

28、后，將鉆頭提離孔底1020 cm，空轉(zhuǎn)，空轉(zhuǎn)并繼續(xù)保持正常的泥漿循環(huán)，使孔內(nèi)泥漿含砂率逐步減并繼續(xù)保持正常的泥漿循環(huán)，使孔內(nèi)泥漿含砂率逐步減少。換漿清孔時(shí)間一般需少。換漿清孔時(shí)間一般需46h時(shí)。時(shí)。6下鋼筋籠和灌注水下混凝土下鋼筋籠和灌注水下混凝土 鋼筋籠吊裝就位一般多在清孔之前進(jìn)行，以縮短清孔鋼筋籠吊裝就位一般多在清孔之前進(jìn)行，以縮短清孔完畢至開始灌注水下混凝土的時(shí)間。完畢至開始灌注水下混凝土的時(shí)間。 灌注水下混凝土是個(gè)關(guān)鍵工序，通常采用直升導(dǎo)管法。灌注水下混凝土是個(gè)關(guān)鍵工序，通常采用直升導(dǎo)管法。混凝土的坍落度以混凝土的坍落度以1822 cm為宜。每根樁的灌注時(shí)間為宜。每根樁的灌注時(shí)間不應(yīng)太

29、長，盡量在不應(yīng)太長，盡量在8h內(nèi)灌完，以防頂層混凝土失去滾動(dòng)內(nèi)灌完，以防頂層混凝土失去滾動(dòng)性而導(dǎo)致提升導(dǎo)管的困難，通常要求每小時(shí)的灌注高度性而導(dǎo)致提升導(dǎo)管的困難，通常要求每小時(shí)的灌注高度宜不小于宜不小于10 m。導(dǎo)管埋入混凝土的深度任何時(shí)候都不。導(dǎo)管埋入混凝土的深度任何時(shí)候都不得小于得小于lm，一般控制在，一般控制在24m以內(nèi)，以防發(fā)生斷樁事以內(nèi)，以防發(fā)生斷樁事故。當(dāng)混凝土面接近鋼筋籠底時(shí)應(yīng)保持較大埋管深度、故。當(dāng)混凝土面接近鋼筋籠底時(shí)應(yīng)保持較大埋管深度、放慢灌注速度，當(dāng)混凝土面越過鋼筋籠底放慢灌注速度，當(dāng)混凝土面越過鋼筋籠底12m后，再后，再減小導(dǎo)管埋深，加快灌注速度，這是為了防止發(fā)生鋼筋減

30、小導(dǎo)管埋深，加快灌注速度，這是為了防止發(fā)生鋼筋籠被混凝土頂托上升的事故?；炷翍?yīng)灌注到高出樁頂籠被混凝土頂托上升的事故?；炷翍?yīng)灌注到高出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高設(shè)計(jì)標(biāo)高0.51.0m，以便清除浮漿。，以便清除浮漿。注意防止縮頸，可采用復(fù)打方法注意防止縮頸，可采用復(fù)打方法縮頸示意縮頸示意復(fù)打法示意復(fù)打法示意三、對(duì)泥漿性能的要求及有關(guān)指標(biāo)泥漿的護(hù)壁機(jī)理是：由于充填于鉆孔內(nèi)的泥漿比重（即相泥漿的護(hù)壁機(jī)理是：由于充填于鉆孔內(nèi)的泥漿比重（即相對(duì)密度）比地下水大，且通常保持孔內(nèi)泥漿液面略高于孔對(duì)密度）比地下水大，且通常保持孔內(nèi)泥漿液面略高于孔外地下水位，故孔內(nèi)泥漿的液柱壓力既足以平衡孔外地下外地下水位，故孔內(nèi)泥漿的

31、液柱壓力既足以平衡孔外地下水壓而成為孔壁土體的一種液態(tài)支撐，又促使泥漿滲入孔水壓而成為孔壁土體的一種液態(tài)支撐，又促使泥漿滲入孔壁土體并在其表面形成一層細(xì)密而透水性很小的泥皮，從壁土體并在其表面形成一層細(xì)密而透水性很小的泥皮，從而維護(hù)了孔壁的穩(wěn)定。在鉆孔樁施工中，泥漿除起護(hù)壁作而維護(hù)了孔壁的穩(wěn)定。在鉆孔樁施工中，泥漿除起護(hù)壁作用之外，還起懸浮鉆碴，利于鉆進(jìn)，在正循環(huán)鉆孔時(shí)還起用之外，還起懸浮鉆碴，利于鉆進(jìn)，在正循環(huán)鉆孔時(shí)還起了排碴作用。了排碴作用。 （1）比重）比重 （2）粘度）粘度 （3）含砂率）含砂率 （4）膠體率）膠體率 （5）pH值值 四、各種鉆機(jī)簡(jiǎn)介國內(nèi)通常使用的鉆機(jī)有：國內(nèi)通常使用的

32、鉆機(jī)有：與旋轉(zhuǎn)式鉆頭配套的正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)和反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)；與旋轉(zhuǎn)式鉆頭配套的正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)和反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)；與筒形沖擊式鉆頭配套的與筒形沖擊式鉆頭配套的YKC鉆機(jī)；鉆機(jī)；而十字形沖擊式鉆頭及沖抓鉆頭，則配以鉆架及卷揚(yáng)機(jī)。而十字形沖擊式鉆頭及沖抓鉆頭，則配以鉆架及卷揚(yáng)機(jī)。 五、挖孔灌注樁施工人工挖孔灌注樁簡(jiǎn)稱挖孔樁，是先用人力挖土形成樁孔，在向下掘進(jìn)的同時(shí)，將孔壁襯砌以保證施工安全，清理完孔底后，澆灌混凝土。 這種方法可形成大尺寸的樁，滿足了高層建筑對(duì)大直徑樁的迫切需求，適合我國勞動(dòng)力成本較低的國情，成本較低，對(duì)周圍環(huán)境也沒有影響。因此，很快在全國推廣開來，成為一些地區(qū)高層建筑樁基礎(chǔ)的一種常用樁

33、型。護(hù)壁可有多種方式，現(xiàn)在多用混凝土現(xiàn)澆，整體性和防滲性更好。挖孔樁因?yàn)橹睆捷^大，相應(yīng)的樁長較小，也稱作墩。挖孔樁因?yàn)橹睆捷^大，相應(yīng)的樁長較小，也稱作墩。爆擴(kuò)樁演示六、擴(kuò)底樁及樁底壓密灌漿樁將樁底支承面積加以擴(kuò)大的樁稱為擴(kuò)底樁，其目的是為了增大樁的承載力。 擴(kuò)大樁底的方法 人力開挖擴(kuò)大法（適用于挖孔灌注樁）樁端爆擴(kuò)法（稱為樁端爆擴(kuò)樁）夯擊擴(kuò)大法擴(kuò)孔器擴(kuò)大法壓漿擴(kuò)大樁底第六節(jié) 水中修筑樁基 一、水上打樁設(shè)備 二、水中打樁的定位 三、水中修建樁基和承臺(tái)板 四、近海深水中修筑樁基 一、水上打樁設(shè)備 （1）搭便橋或鷹架（腳手架），在便橋上安裝可移）搭便橋或鷹架（腳手架），在便橋上安裝可移動(dòng)的打樁機(jī)或吊

34、機(jī)來進(jìn)行打樁。動(dòng)的打樁機(jī)或吊機(jī)來進(jìn)行打樁。 （2）鐵駁船，并在船上安裝打樁機(jī)等。）鐵駁船，并在船上安裝打樁機(jī)等。 （3）專用的打樁船。）專用的打樁船。 大而深的江河中大而深的江河中水較深或其它原因不宜采用便橋或鷹架時(shí)水較深或其它原因不宜采用便橋或鷹架時(shí) 二、水中打樁的定位 用測(cè)量平臺(tái)定位 用木籠法定位 用圍囹定位 三、水中修建樁基和承臺(tái)板 （一）承臺(tái)底面在河床以上（一）承臺(tái)底面在河床以上 （二）承臺(tái)底在河床以下不深處（二）承臺(tái)底在河床以下不深處 （三）承臺(tái)底在河床以下一定深度處（三）承臺(tái)底在河床以下一定深度處 吊箱圍堰吊箱圍堰 無底浮運(yùn)套箱無底浮運(yùn)套箱 1用鋼板樁圍堰法修筑水下樁基用鋼板樁圍堰

35、法修筑水下樁基 2. 用雙壁鋼圍堰修筑鉆孔基礎(chǔ)用雙壁鋼圍堰修筑鉆孔基礎(chǔ) 3用沉井法或沉箱法修筑承臺(tái)用沉井法或沉箱法修筑承臺(tái) （一）承臺(tái)底面在河床以上（一）承臺(tái)底面在河床以上 (1)先打樁后設(shè)吊箱 （2）先設(shè)有底吊箱，后再打樁（二）承臺(tái)底在河床以下不深處（二）承臺(tái)底在河床以下不深處 當(dāng)承臺(tái)底在河床下不深處，可用無底浮運(yùn)套箱。套箱在岸當(dāng)承臺(tái)底在河床下不深處，可用無底浮運(yùn)套箱。套箱在岸上預(yù)制，浮運(yùn)就位并下沉到河底罩在打好的樁頂上，便成上預(yù)制，浮運(yùn)就位并下沉到河底罩在打好的樁頂上，便成為一個(gè)入土不深的圍堰，可在其內(nèi)修筑承臺(tái)和墩身。為一個(gè)入土不深的圍堰，可在其內(nèi)修筑承臺(tái)和墩身。 （三）承臺(tái)底在河床以下一

36、定深度處（三）承臺(tái)底在河床以下一定深度處 1用鋼板樁圍堰法修筑水下樁基用鋼板樁圍堰法修筑水下樁基 2.雙壁鋼圍堰修筑鉆孔基礎(chǔ)雙壁鋼圍堰修筑鉆孔基礎(chǔ)雙壁鋼圍堰的主要施工工序雙壁鋼圍堰的主要施工工序 （1）在夾于兩艘）在夾于兩艘800t鐵駁組成的導(dǎo)向船間的拼裝船上拼裝鐵駁組成的導(dǎo)向船間的拼裝船上拼裝第一層（即底層）雙壁鋼圍堰。第一層（即底層）雙壁鋼圍堰。 （2）拖運(yùn)至墩位處。）拖運(yùn)至墩位處。 （3）起吊它，并抽掉拼裝船，將其浮在水中，然后再拆掉）起吊它，并抽掉拼裝船，將其浮在水中，然后再拆掉導(dǎo)向船上的起吊塔。導(dǎo)向船上的起吊塔。 （4）逐層地接高鋼殼，并向空壁灌水或灌注混凝土，讓它）逐層地接高鋼殼，

37、并向空壁灌水或灌注混凝土，讓它徐徐下沉。當(dāng)快沉到河床時(shí)，要作到準(zhǔn)確落底。落準(zhǔn)后，靠邊徐徐下沉。當(dāng)快沉到河床時(shí)，要作到準(zhǔn)確落底。落準(zhǔn)后，靠邊吸泥，邊向空壁灌水及填充混凝土迫其繼續(xù)下沉。吸泥，邊向空壁灌水及填充混凝土迫其繼續(xù)下沉。 （5）待其刃腳某一處觸及巖面時(shí)，即停止下沉，繼續(xù)清基，）待其刃腳某一處觸及巖面時(shí)，即停止下沉，繼續(xù)清基，并用水泥砂包填塞刃腳下的大縫隙，以免外泥砂流入。并用水泥砂包填塞刃腳下的大縫隙，以免外泥砂流入。 （6）在堰頂上安裝施工平臺(tái)及鉆孔用的鋼筒，如圖）在堰頂上安裝施工平臺(tái)及鉆孔用的鋼筒，如圖4-6-8 （a）所示。鋼筒直徑為）所示。鋼筒直徑為3 m,其下端支在巖面上，其頂

38、面高出其下端支在巖面上，其頂面高出封底混凝土頂面封底混凝土頂面0.51.0 m，在鋼筒上面裝設(shè)固定架，固定著，在鋼筒上面裝設(shè)固定架，固定著鋼筒的相對(duì)位置。鋼筒的相對(duì)位置。 （8）鉆巖可用）鉆巖可用十字形沖擊鉆或反十字形沖擊鉆或反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆頭，如循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆頭，如圖圖4-6-8(b)所示，所示，以上述鋼筒為導(dǎo)向以上述鋼筒為導(dǎo)向筒，鉆出筒，鉆出2.5m直直徑的孔眼，然后放徑的孔眼，然后放下鋼筋籠并灌注混下鋼筋籠并灌注混凝土。凝土。（7）待鋼筒位置放準(zhǔn)后，可封底。封底混凝土凝固）待鋼筒位置放準(zhǔn)后，可封底。封底混凝土凝固后，可下潛水員拆掉鋼筒上的固定架的連接螺栓，并后，可下潛水員拆掉鋼筒上的固定架的連接

39、螺栓，并將其提出水面。將其提出水面。（9）待管柱全建成后，）待管柱全建成后，抽干堰內(nèi)的水，并灌抽干堰內(nèi)的水，并灌筑承臺(tái)和墩身，直至筑承臺(tái)和墩身，直至墩身高出水面；墩身高出水面；（10）鋼殼上半部可拆）鋼殼上半部可拆掉重用，切割位置應(yīng)在最掉重用，切割位置應(yīng)在最低水位以下一定深度。要低水位以下一定深度。要先由導(dǎo)向船吊著鋼殼，并先由導(dǎo)向船吊著鋼殼，并把燒割線處把燒割線處lm高的內(nèi)壁高的內(nèi)壁先燒開，再向堰內(nèi)灌滿水，先燒開，再向堰內(nèi)灌滿水，然后再下潛水員繼續(xù)把外然后再下潛水員繼續(xù)把外壁也燒開，此時(shí)即可吊升壁也燒開，此時(shí)即可吊升它，如圖它，如圖4-6-8 (c）所示，）所示，使其越過墩身，順?biāo)魍耸蛊湓竭^墩身，順?biāo)魍酥翗蚨障掠?，再在鋼殼下至橋墩下游，再在鋼殼下塞進(jìn)鐵駁，將鋼殼放在鐵塞進(jìn)鐵駁，將鋼殼放在鐵駁上整修，以便挪到別的駁上整修，以便挪到別的橋墩使用。橋墩使用。 （11）繼續(xù)灌筑露出水面之墩身及頂帽混凝土。）繼續(xù)灌筑露出水面之墩身及頂帽混凝土。四、近海深水中修筑樁基 預(yù)制樁、沉管灌注樁在錘擊或振動(dòng)法下沉?xí)r，施工噪音大，污染環(huán)境，不宜在居住區(qū)周圍使用。 預(yù)制樁用靜壓法施工可消除噪音污染，是城區(qū)預(yù)制樁的主要施工方法。 鉆孔樁的施工過程振動(dòng)、噪音小，是城區(qū)建筑的常用樁型。 2擠土效應(yīng) 鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁為非擠土樁，對(duì)鄰近建筑物及地下管線危害很小。 端部開口或半閉口管樁為部分?jǐn)D土樁，但端