樁基工程課件

建筑施工技術(shù)第一篇樁基工程1.1.樁基工程分類樁基按承載性質(zhì)分為摩擦樁和端承樁摩擦樁：在極限承載狀態(tài)下，樁頂荷載由樁側(cè)阻力承受。端承樁：在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載由樁端阻力承受。摩擦樁端承樁軟土層軟土層硬土層硬土層1.1.樁基工程分類按施工方法分混凝土預(yù)制樁和混凝土灌注樁混凝土預(yù)制樁——在工廠或施工現(xiàn)場制成各種材料和形式的樁，然后通過沉樁設(shè)備將樁打入或壓入土中。混凝土灌注樁——在施工現(xiàn)場先成孔，在孔內(nèi)灌注混凝土或加入鋼筋后再灌注混凝土而形成的?；炷凉嘧叮?）人工挖孔灌注樁（2）泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁（3）振動沉管灌注樁：（4）泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁：（5）夯擴灌注樁：（6）擠擴多支盤混凝土灌注樁1.2.靜壓混凝土預(yù)制樁施工概念：靜壓混凝土預(yù)制方樁是用液壓靜力壓樁機將預(yù)制混凝土方樁分節(jié)壓入地基土層中成樁。特點：液壓操作、自動化程度高；行走方便，運轉(zhuǎn)靈活，樁位定點精確，可提高樁基施工質(zhì)量；施工無噪聲、無振動、無污染，采用全液壓夾持樁身向下施加壓力，可避免打碎樁頭，混凝土強度等級可降低1~2級，節(jié)省鋼筋；施工速度快。適用范圍：適用于軟土、填土及一般粘性土層中應(yīng)用，但不宜用于地下有較多孤石、障礙物或硬隔離層的情況。制作場地整平、壓實場地地坪作三七灰土或澆筑混凝土彈線、支模、涂刷隔離劑綁扎鋼筋骨架、安設(shè)吊環(huán)澆筑混凝土養(yǎng)護(hù)至30%強度拆模支間隔端頭模板刷隔離劑綁鋼筋澆筑間隔樁混凝土同法間隔重疊制作第二層樁1.2.1預(yù)制樁制作程序1.2.2靜壓混凝土樁施工前的準(zhǔn)備1.起吊

當(dāng)樁的混凝土達(dá)到設(shè)計強度標(biāo)準(zhǔn)值的70%后方可起吊，吊點應(yīng)設(shè)于設(shè)計規(guī)定之處，如設(shè)計無規(guī)定，可按下圖所示位置設(shè)置吊點起吊。2.運輸

樁運輸時的強度應(yīng)達(dá)到設(shè)計強度標(biāo)準(zhǔn)值的100%。長樁運輸可采用平板拖車、平臺掛車或汽車后掛小炮車運輸；短樁運輸亦可采用載重汽車，現(xiàn)場運距較近，亦可采用輕軌平板車運輸。嚴(yán)禁在現(xiàn)場以直接拖拉樁體方式代替裝車運輸。3.堆放樁應(yīng)按規(guī)格、樁號分層疊置，支承點應(yīng)設(shè)在吊點或近旁處保持在同一垂直線上，各層墊木應(yīng)上下對齊，并支承平穩(wěn)，堆放層數(shù)不宜超過4層。2.對于密集群樁，自中間向兩個方向或向四周對稱施打；當(dāng)一側(cè)毗鄰建筑物時，由毗鄰建筑物處向另一方向施打。建筑物自中間向兩個方向施打由毗鄰建筑物處向另一方向施打自中間向四周對稱施打1.2.4靜壓預(yù)制樁施工工藝施工工藝流程測量定位樁機就位釬探開樁、吊樁靜壓沉樁接樁再靜壓沉樁、送樁終止壓樁測量定位

施工前應(yīng)根據(jù)施工圖放出軸線，定出每一個樁位，打一根短鋼筋，涂上紅漆撒上白灰。

樁機就位

利用用于行走裝置來完成，它是由橫向行走（短船行走）、縱向行走（長船行走）和回轉(zhuǎn)機構(gòu)組成。樁機就位釬探將送樁鋼管樁壓入一定深度進(jìn)行釬探，并將在樁位置探明的障礙物清除處理。開樁、吊樁用鋼絲繩綁住樁上部約1/3樁長處起吊預(yù)制樁，并將樁尖緩慢地垂直對準(zhǔn)樁位中心。當(dāng)樁入土50cm時，開動油缸抱緊樁身。開樁、吊樁靜壓沉樁樁就位后，校正樁的垂直度和樁機的水平度，啟動壓樁油缸，把樁徐徐壓下，控制施壓速度，記錄好壓樁時間，入土的樁長和壓力表讀數(shù)，當(dāng)壓力表讀數(shù)異常時，應(yīng)停機分析。接樁當(dāng)樁沉到樁頂離地面0.8～1.0m處將上節(jié)樁吊起，對準(zhǔn)下節(jié)樁放下，調(diào)整上節(jié)樁，稍稍提起上節(jié)樁，將樁頭清理干凈，進(jìn)行接樁。接樁可采用漿錨法和焊接法。壓樁終止條件對端承樁，送樁送到壓力值達(dá)到設(shè)計要求為止，持荷5分鐘；對摩擦樁，送樁送到樁長達(dá)到設(shè)計要求為止，持荷5分鐘。1.2.5錨桿靜壓混凝土預(yù)制方樁施工錨桿靜壓法沉樁，系利用建（構(gòu)）筑物的自重作為壓載，先在基礎(chǔ)上開鑿出壓樁孔和錨桿孔，然后埋設(shè)錨桿或新建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)上預(yù)留壓樁孔預(yù)埋鋼錨桿，借錨桿反力，通過反力架，用液壓壓樁機將鋼筋混凝土預(yù)制短樁逐段壓入基礎(chǔ)中開鑿或預(yù)留的樁孔內(nèi)，當(dāng)壓樁力達(dá)到設(shè)計承載力或設(shè)計樁長時，再將樁與基礎(chǔ)連接在一起。適用于加固粘性土、淤泥質(zhì)土、人工填土、黃土等地基，特別適用于已建沉裂的建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)加固；建筑物加層；傾斜建（構(gòu)）筑物的糾偏加固；老廠房技術(shù)改造柱基及設(shè)備基礎(chǔ)的托換加固；新建工程先建房后壓樁的逆作法施工以及要求無振動的精密儀器畫間沉樁。錨桿靜壓方樁的

適用范圍：錨桿靜壓方樁施工工藝流程清理基礎(chǔ)頂面覆土鑿壓樁孔和錨桿孔埋設(shè)錨桿螺栓安裝反力架吊樁段就位、進(jìn)行壓樁施工接樁壓到設(shè)計深度和要求壓樁力封樁、將樁與基礎(chǔ)連接拆除壓樁設(shè)備1.3.1人工挖孔灌注樁概念：人工挖孔灌注樁系用人工挖孔成孔，澆筑混凝土成樁，挖孔擴底灌注樁，系在挖孔灌注樁的基礎(chǔ)上，擴大樁底尺寸而成。特點：單樁承載力高，傳力明確，沉降量小，可一柱一樁，不需承臺，不需鑿樁頭；可直接檢查樁直徑、垂直度和持力層情況，質(zhì)量可靠；設(shè)備較簡單，工藝操作簡便，占場地?。粚χ車ㄖ镉绊懶?；可多樁同時進(jìn)行，施工速度快，造價低；但勞動強度大，單樁施工速度慢，安全性差。人工挖孔灌注樁適用范圍：適用于樁直徑800mm以上，無地下水或地下水較少的粘土、粉質(zhì)粘土，含少量的砂、砂卵石、姜結(jié)石的粘土層采用，特別適用于黃土層使用，深度一般20m左右。對有流砂、地下水位較高、涌水量大的沖積地帶及近代沉積的含水量高的淤泥、淤泥質(zhì)土層，不宜采用。人工挖孔灌注樁構(gòu)造要求挖孔樁直徑（d）一般為800~2000mm，最大直徑可達(dá)3500mm；樁埋置深度（樁長）一般在20m左右，當(dāng)要求增大承載力、底部擴底時，擴底直徑一般為1.3~3.0d，最大可達(dá)4.5d，擴底直徑大小按(d1-d)h/2=1:4，h1>=(d1-d)/4進(jìn)行控制。圓柱樁擴底樁支承樁大多采用構(gòu)造配筋，配筋率以0.4%為宜，配筋長度一般為1/2樁長，且不小于10m；用于作抗滑、錨固、擋土樁的配筋，按全長或2/3樁長配置，由計算確定。箍筋采用螺旋箍筋或封閉箍筋，不小于?8@200mm，在樁頂1.0m范圍內(nèi)間距加密一倍，以提高樁的抗剪強度。當(dāng)鋼筋籠長度超過4.0m時，為加強其剛度和整體性，可每隔2.0m設(shè)一道?8～20mm焊接加強筋。鋼筋籠長超過10m需分段拼接，拼接處應(yīng)用焊接。樁混凝土強度等級不應(yīng)低于C20。挖孔施工人工挖孔樁施工機具架設(shè)人工挖孔灌注樁施工工藝流程場地平整放線、定樁位挖第一節(jié)樁孔土方支模澆筑第一節(jié)混凝土護(hù)壁養(yǎng)護(hù)、拆除模板在護(hù)壁上二次投測標(biāo)高及樁位軸線安裝施工設(shè)施設(shè)施等第二節(jié)樁身挖土清理樁孔、校核樁孔垂直度和直徑支第二節(jié)模板、澆混凝土護(hù)壁重復(fù)第二節(jié)挖土、支模、澆筑混凝土護(hù)壁工序，循環(huán)作業(yè)直到設(shè)計深度檢查持力層后進(jìn)行擴底清理虛土、排除積水、檢查尺寸和持力層封底吊放鋼筋籠就位澆筑樁身混凝土1.3.2泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁施工概念

沖擊成孔灌注樁系用沖擊式鉆機或卷揚機懸吊沖擊鉆頭（又稱沖錘）上下往復(fù)沖擊，將硬質(zhì)土或巖層破碎成孔，部分碎渣和泥漿擠入孔壁中，大部分成為泥渣，用掏渣筒掏出成孔，然后再灌注混凝土成樁。特點

設(shè)備構(gòu)造簡單，適用范圍廣，操作方便，所成孔壁較堅實、穩(wěn)定、坍孔少，不受施工場地限制，無噪聲和振動影響等，因此被廣泛地采用。但存在掏泥渣較費工費時，不能連續(xù)作業(yè)，成孔速度較慢，泥渣污染環(huán)境，孔底泥渣難以掏盡，使樁承載力不夠穩(wěn)定等問題。

適用范圍適用于黃土、粘性土或粉質(zhì)粘土和人工雜填土層中應(yīng)用，特別適用于有孤石的砂礫石層、漂石層、堅硬土層、巖層中使用，對流砂層亦可克服，但對淤泥及淤泥質(zhì)土，則要十分慎重，對地下水大的土層，會使樁端承載力和摩阻力大幅度降低，故不宜采用。1.3.2泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁施工適用范圍適用于黃土、粘性土或粉質(zhì)粘土和人工雜填土層中應(yīng)用，特別適用于有孤石的砂礫石層、漂石層、堅硬土層、巖層中使用，對流砂層亦可克服，但對淤泥及淤泥質(zhì)土，則要十分慎重，對地下水大的土層，會使樁端承載力和摩阻力大幅度降低，故不宜采用。泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁常用設(shè)備主要設(shè)備為CZ-22、CZ-30型沖擊鉆孔機或簡易的沖擊鉆機。它由簡易鉆架、沖錘、轉(zhuǎn)向裝置、護(hù)筒、掏渣筒以及3~5t，雙筒卷揚機（帶離合器）等組成，所用鉆具按形狀分，有十字鉆頭和三翼鉆頭兩種，前者專用于礫石層和巖層；后者適用于土層。鉆頭和鉆機用鋼絲繩連接，鉆頭重1.0~1.6t，鉆頭直徑60~150cm。轉(zhuǎn)向裝置是一個活動的吊環(huán)，它與主挖鋼繩的吊環(huán)聯(lián)結(jié)提升沖錘。掏渣筒用于掏取泥漿及孔底沉渣，一般用鋼板制成.沖擊鉆孔機掏渣筒鋼護(hù)筒導(dǎo)管鉆頭泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁施工工藝程序場地平整樁位放線開挖漿池、漿溝護(hù)筒埋設(shè)鉆機就位、孔位校正沖擊造孔、泥漿循環(huán)、清除廢漿、泥渣清孔換漿終孔驗收下鋼筋籠和鋼導(dǎo)管灌注水下混凝土成樁養(yǎng)護(hù)泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁施工工藝過程放線定樁位

場地平整后，首先由測量人員根據(jù)控制點放出各樁位，并在樁位中心打一根短鋼筋作標(biāo)記，同時固定好。樁位放線結(jié)束后，會同有關(guān)人員對軸線、樁位進(jìn)行復(fù)核。埋設(shè)護(hù)筒成孔時應(yīng)在孔口設(shè)圓形鋼護(hù)筒，它的作用是保護(hù)孔口、定位導(dǎo)向、維護(hù)孔內(nèi)泥漿面、防止塌方。護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)比鉆頭直徑大200mm，深一般為1.2~1.5m，如上部松土較厚，宜穿過松土層，以保護(hù)孔口和防止塌孔。護(hù)筒四周應(yīng)用粘土分層回填夯實。移機就位

移動樁機，使樁機到達(dá)樁位，十字形沖擊鉆頭對準(zhǔn)樁位后，先低錘密擊，鉆出一個土坑，放入護(hù)筒。制備泥漿沖孔

樁位復(fù)核無誤后，即可開始沖孔。沖孔一般采用十字形沖擊鉆頭，沖擊鉆頭必須設(shè)置打撈環(huán)，在沖擊鉆頭錐頂和提升鋼絲繩之間，必須設(shè)自行轉(zhuǎn)向裝置，以保證鉆頭自動轉(zhuǎn)向，防止形成梅花孔。開孔時應(yīng)低錘密擊。清孔在鉆進(jìn)4~5m深后，每鉆進(jìn)度0.5~1.0m應(yīng)清孔一次，清孔采用抽渣筒排渣，并及時補給泥漿，并保持孔內(nèi)頭液面的穩(wěn)定。按照沖孔、清孔這樣順序循環(huán)作業(yè)直到符合設(shè)計深度。當(dāng)開始鉆基巖時應(yīng)低錘沖擊或間斷沖擊，以免偏斜。下鋼筋籠

鋼筋籠應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計及有關(guān)規(guī)定制作，同時應(yīng)在鋼筋籠頂部焊接二根鋼筋以便固定用。當(dāng)沖孔結(jié)束并取出鉆頭后，即可吊起鋼筋籠，垂直緩慢地放入孔內(nèi)，并且要固定在鉆機上。清孔換漿當(dāng)沖孔沖到設(shè)計深度后，要進(jìn)行二次清孔，即用抽渣筒排渣。清孔結(jié)束后，后重新測孔深，檢查孔底沉渣厚度是否符合《規(guī)范》要求，否則應(yīng)繼續(xù)清孔。摩擦樁沉渣厚度不得大于150mm，端承樁沉渣厚度不大于50mm。清孔結(jié)束后，應(yīng)立即進(jìn)行灌注水下砼的工作。澆注砼之前，應(yīng)先下導(dǎo)管，每節(jié)導(dǎo)管之間要墊上橡膠片，并用螺栓擰緊密封，以防漏氣，導(dǎo)致澆筑砼時堵管，并在導(dǎo)管頂部裝上漏斗。下隔水塞。灌注混凝土

向漏斗內(nèi)倒入砼，當(dāng)漏斗內(nèi)的砼量能保證一次灌入后，埋管達(dá)0.8~1.0m以上時，可剪斷綁隔水塞的鐵絲。連續(xù)澆筑砼，不可中斷，（稍微提升導(dǎo)管，讓砼落下去）在砼澆筑過程中，如果導(dǎo)管插不下去，即可拔管。在拔管過程中，應(yīng)控制埋管深度，保證最小不小于2m，最多不超過6m。當(dāng)砼澆筑到樁頂設(shè)計標(biāo)高時，適當(dāng)控制砼的澆筑量保證超灌600~900mm，以確保樁頭質(zhì)量。砼澆筑結(jié)束后，拔出全部導(dǎo)管和護(hù)筒。1.3.3振動沉管灌注樁的施工工藝施工工藝流程放樣、定樁位埋設(shè)預(yù)制樁尖樁機就位沉管灌注砼吊放鋼筋籠、繼續(xù)澆筑砼拔管放樣定樁位：

測量人員先確定好控制點，再根據(jù)控制點放出各樁位，并在樁位中心撒上白灰作標(biāo)記。埋設(shè)預(yù)制樁尖

按樁位挖土坑，并埋設(shè)預(yù)制樁尖，在埋設(shè)過程應(yīng)隨時觀測，防止填土?xí)r樁尖位置偏差，樁尖中心與樁位中心應(yīng)重合，偏差不得大于50mm，樁尖埋設(shè)好后，應(yīng)復(fù)核校正1.3.3振動沉管灌注樁的施工工藝樁機就位

樁機通過卷揚機及軌道使樁機就位，并認(rèn)真調(diào)整水平度，然后將樁管對準(zhǔn)樁位中心。放松卷揚機鋼絲繩，利用樁機和樁管自重，把樁尖豎直壓入土中。沉管

開動振動錘，同時放松滑輪，使樁管逐漸下沉，并開動加壓卷揚機，通過加壓鋼絲繩對鋼管加壓。沉管過程中，應(yīng)經(jīng)常檢查管內(nèi)有無水或泥漿，如果發(fā)現(xiàn)水或泥漿較多，應(yīng)拔出樁管，用砂回填樁孔后重新沉管，當(dāng)樁管下沉到設(shè)計標(biāo)高時，停止振動器振動。灌注混凝土灌注混凝土之前，經(jīng)檢查確認(rèn)樁管內(nèi)無吞樁尖或進(jìn)泥、進(jìn)水時，即可用吊斗將混凝土通過灌注漏斗灌放樁管內(nèi)。吊放鋼筋籠，繼續(xù)澆筑砼當(dāng)樁管內(nèi)混凝土大約澆到鋼筋籠底部時，應(yīng)起吊鋼筋籠，從樁管內(nèi)插入，利用鋼索將鋼筋籠吊在樁管內(nèi)預(yù)定的深度上，鋼筋籠吊好后，繼續(xù)澆注混凝土。拔管：

當(dāng)砼灌滿后，應(yīng)先啟動振動箱片刻，再開動振動器和卷揚機拔樁管，邊振邊拔，用錘子敲擊樁管，根據(jù)聲音判斷砼已從樁管中流出以后，方可繼續(xù)拔樁管。并應(yīng)嚴(yán)格控制拔管速度不得大于0.5m/min，邊振邊拔。每提升0.5~1.0m，再把樁管下沉0.3~0.5m，在拔管過程中分段添加砼，使管內(nèi)砼面始終不低于地表面，或高于地下水位1.0~1.5m以上，以防砼中斷形成縮徑。同時砼澆筑高度應(yīng)超過樁頂設(shè)計標(biāo)高0.5m，以確保適時修整樁頂，鑿去浮漿后，應(yīng)確保樁頂設(shè)計標(biāo)高及混凝土質(zhì)量。1.3.4夯擴樁1、概念、特點與適用范圍1）概念

夯壓成型灌注樁又稱夯擴樁，是在普通錘擊沉管樁的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)發(fā)展起來的一種新型樁，由于其擴底作用，增大了樁端支承面積，能夠充分發(fā)揮樁端持力層的承載力，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，十幾年來已在國內(nèi)許多地區(qū)得到廣泛地應(yīng)用和發(fā)展。

2）特點

在樁管內(nèi)增加了一根與外樁管長度基本相同的內(nèi)夯管，以代替鋼筋混凝土預(yù)制樁靴，與外管同步打入設(shè)計深度，并作為傳力桿將樁錘擊力傳至樁端夯擴成大頭形，并且增大了地基的密實度，同時利用內(nèi)管和樁錘的自重將外管內(nèi)的現(xiàn)澆樁身混凝土壓密成型，使水泥漿壓入樁側(cè)土體并擠密樁側(cè)的土，使樁的承載力大幅度提高，同時設(shè)備簡單，上馬快、操作方便，可消除一般灌注樁易出現(xiàn)縮頸、裂縫、混凝土不密實、回淤等問題，保證工程質(zhì)量；而且技術(shù)可靠，工藝合理，經(jīng)濟(jì)實用，單樁承載力可達(dá)1100kN，工程造價比一般混凝土灌注樁基降低30%~40%。

3）適用范圍

適用于一般粘性土、淤泥、淤泥質(zhì)土、黃土、硬粘性土；亦可用于有地下水的情況；可在20層以下的高層建筑基礎(chǔ)中應(yīng)用。

2、夯擴灌注樁常用施工機具設(shè)備沉管機械采用錘擊式沉樁機或1.8t導(dǎo)桿式柴油打樁機、靜力壓樁機，并配有2臺2t慢速卷揚機，用于拔管。樁管由外管（套管）和內(nèi)管（夯管）組成。外管直徑為325mm（或377mm）無縫鋼管；內(nèi)管直徑為219mm，壁厚10mm，長比外管短100mm，內(nèi)夯管底端可采用閉口平底或閉口錐底。

外管和內(nèi)管

夯錘

3、施工工藝流程放線、定出樁位——機架就位——內(nèi)外管同步夯入土中——提升內(nèi)夯管、澆第一批砼——插入內(nèi)夯管、提升外管——夯擴——提升內(nèi)夯管、澆第二批砼——再插入內(nèi)夯管，提升外管、直至拔出地面。4、施工工藝過程(1)安裝機架：按基礎(chǔ)平面圖測放出各樁的中心位置，并用套板和撒石灰標(biāo)出樁位；將內(nèi)夯管、外管、夯錘、振動電機安裝在機架上；(2)機架就位：移動機架，將夯管對準(zhǔn)樁位，放下樁管，調(diào)直夯管；(3)將外樁管和內(nèi)套管同步打入設(shè)計深度；(4)拔出內(nèi)夯管并在外樁管內(nèi)灌入第一批混凝土，高度為H，混凝土量一般為0.1~0.3m3；5)將內(nèi)夯管放回外樁管中壓在混凝土面上，并將外樁管拔起h高度（h＜H），一般為0.6~1.0m；

(6)用樁錘通過內(nèi)夯管將外樁管中灌入的混凝土擠出外管；

(7)將內(nèi)外管再同時打至設(shè)計要求的深度（h深度），迫使其內(nèi)混凝土向下部和四周基土擠壓，形成擴大的端部，完成一次夯擴。或根據(jù)設(shè)計要求，可重復(fù)以上施工程序進(jìn)行二次夯擴；

(8)拔出內(nèi)夯擴管在外管內(nèi)灌第