第三講樁基礎工程

釬探用φ22～25mm的鋼筋作鋼釬，釬尖呈60°錐狀，長度2.0m，每300mm作一刻度。間距1.5米，孔深2.0米。釬探時，用質量為4～5Kg的大錘將鋼釬打入土中，落錘高500～700mm，記錄每打入300mm的錘擊數，記錄錘擊數是否相近。據此可判斷整個基坑范圍內的土質軟硬情況、地質均勻狀況。檢查是否有局部軟弱土層，以及基坑下面可能出現的洞穴、古墳等。

勘察設計通過鉆機鉆孔取土樣，找到原土層標高，并進行承載力計算。

基坑開挖深度機械開挖時，根據設計標高，預留250-300mm土層，然后人工清理槽底，防止對原土層產生擾動。建筑工程地質勘探規(guī)范勘探土樣—通過土樣測定土層承載力大小釬探驗槽驗槽布置點第二章樁基礎工程第一節(jié)概述第二節(jié)預制鋼筋混凝土樁基礎工程第三節(jié)現場灌注混凝土樁基礎工程

第一節(jié)概述

一、樁基的概念二、樁的分類三、土壤級別的劃分四、其他的有關規(guī)定

一般建筑物采用天然淺地基，如果天然淺土層較弱，也可以采用機械壓實、強夯、堆載預壓、深層攪拌、化學加固（聚合物灌漿處理)等措施，形成人工地基。如果建筑工程荷載較大、對沉降有嚴格要求的地下建筑等等，采用深基礎，常見的有樁基礎。樁基礎樁基礎一、樁基的概念

樁基礎是用承臺梁（或承臺板）把沉入土中的若干個單樁的頂部聯系起來的一種基礎。其作用是將上部建筑物的荷載傳到深處承載力較大的土層上。樁身承臺板柱墻承臺梁樁身樁基的組成樁基、承臺梁樁基與筏板基礎組合新加坡發(fā)展銀行,樁直徑7.3m，將荷載傳遞到下部土層,承載力高。鉆孔樁風化砂巖及粉砂巖部分風化及不風化泥巖樁基礎的功能主樓裙樓特點優(yōu)點將荷載傳遞到下部質量較好土層,承載力高，沉降量小，抗震性能好,穿過液化層，承受抗拔(抗滑樁)及橫向力(如風載荷)與其他深基礎比較,施工造價低缺點：比淺基礎造價高；施工環(huán)境影響,預制樁施工噪音,鉆孔灌注樁的泥漿影響施工（1）荷載大、對沉降要求有嚴格限制的建筑物；（2）軟弱地基；地基土性不穩(wěn)定，存在液化性、震陷性、濕陷性、凍脹性或侵蝕性等不良土層時；（3）承受較大的水平荷載、上拔荷載和力矩荷載的高聳結構物；（4）建筑物受到相鄰建筑物或地面堆載影響，采用淺基礎將會產生過量沉降或傾斜時；（5）工程結構跨越范圍大，地質條件及荷載情況變化也較大時，可通過靈活調整樁的類型、長短、布置等來適應環(huán)境與結構的要求；（6）在流動水域中的水上結構物的基礎；1.樁基礎的適用范圍

二、樁的分類按受力情況分按照使用功能分按所用材料分按尺寸大小按施工方法分按承載性狀分

摩擦型樁端承型樁摩擦樁端承摩擦樁端承樁摩擦端承樁按樁的使用功能分豎向抗壓樁（抗壓樁）豎向抗拔樁（抗拔樁）水平受荷樁和復合受荷樁等按樁的斷面尺寸分

小直徑樁：d≤250mm中等直徑樁:250mm＜d＜800mm大直徑樁:d≥800mm按照使用材料分：鋼筋混凝土、鋼管樁、木樁等等

（一）按受力情況分：

1.端承樁（摩擦-端承樁）:穿過弱軟土層而達于巖層或堅硬土層上的樁，上部結構荷載主要由樁尖阻力承擔。

2.摩擦樁（端承-摩擦型樁）：將荷載傳布在四周土中的樁，荷載靠樁表面與土的摩擦力承擔。在軟土層較厚的地層中多使用摩擦樁3、摩擦-端承樁在極限承載力作用下，樁頂荷載主要有樁端阻力承受；

端承-摩擦型樁在極限承載力作用下樁頂荷載主要有樁側阻力承受。摩擦樁與端承樁區(qū)別示意圖注意受力方式（二）按所用材料分

1.木樁2.混凝土樁3.鋼筋混凝土樁4.預應力鋼筋混凝土樁5.鋼樁

木樁：由圓木或方木制成的樁。通常采用錘擊法打入地基中，也可利用靜力壓將樁壓入土中。長度受木材自然生長的影響，一般為4－8m,根據木材性質，樁頂位于常年最低水位之下的木樁，可保持數百年不腐爛。由于這個原因，還可制成地下水位以下用木材上部用混凝土灌注樁而成的復合樁。

橋梁墩木樁混凝土樁：混凝土實心方樁（工地現場或者預制場）疊澆法制作

空心管樁（預制場）---預應力薄壁管樁、預應力混凝土管樁、預應力高強混凝土管樁

鋼樁鋼樁：鋼管樁、H型樁等，強度高，截面積小，在沉樁時貫透能力強且擠土影響小，在飽和軟黏土地區(qū)可減少對領近建筑物的影響，但價格較高，耐腐蝕性較差。在地面以上無腐蝕性氣體腐蝕速率為0.05mm/年，在地面以下為0.03-0.3mm/年所以使用時注意防腐。鋼管內壁與外界隔絕時，可不考慮內壁防腐（三）按施工方法分

1.預制樁

2.灌注樁混凝土預制樁-承受荷載大，堅固耐久，施工速度快，廣泛應用鋼樁-工廠里生產工地現場制作2.1.2預制樁的制作、起吊、運輸、堆放：1．混凝土預制樁制作：方形樁：250~550mm管樁：φ400~600mm砼≥C30樁頂一定范圍內的箍筋應加密，并設置鋼筋網片。薄壁管樁、預應力管樁、高強混凝土管樁等方樁工廠制作長度不宜超過12M,現場制作不宜超過30M。樁接頭不宜超過2個。2.預制樁施工（混凝土樁）疊澆施工≤4層離心法生產混凝土管樁預應力混凝土薄壁管樁（PTC），強度C60預應力混凝土管樁（PC）強度C60預應力高強混凝土管樁(PHC)，強度C80根據抗彎性能和有效預應力值，分為A、AB、B、C型樁身最小配筋率不小于0.4%，預應力鋼筋數不少于6根，用法蘭焊接法連接，樁接頭不宜超過4個混凝土方樁C30（錘擊沉樁，配筋率大于0.8%）-C20（靜力壓樁，配筋率大于0.4%，縱向鋼筋直徑不小于14mm，縱向鋼筋不小于8根，澆筑時有樁頂向樁尖連續(xù)進行，嚴禁中斷。H型鋼樁200*200或者400*400，翼緣厚度12—35mm,腹板厚度12—20mm配筋率是鋼筋混凝土構件中縱向受力（拉或壓）鋼筋的面積與構件的有效面積之比（軸心受壓構件為全截面的面積）鋼管樁Q235、Q345鋼號。直徑406,609,914mm幾種2．起吊：要求：砼強度等級≥70%；吊點位置、數量：符合設計3．運輸和堆放：要求：砼強度等級≥100%；宜采用隨打隨運，減少二次搬運；堆放層數≤4層，墊木間距同吊點位置，且上下一致。鋼樁的運輸對兩端適當保護，并應設置保護圈，防止樁體撞擊，造成損壞+M－M（主筋對稱布置）所以遵循正負彎矩相等原則1.錘擊沉樁:重錘輕擊---保護樁頭，樁錘和柱帽之間加彈性沉墊。最普通的施工方法，用落錘、柴油錘、蒸汽錘等樁錘，利用錘的沖擊能克服對樁的樁阻力，使樁沉到預定深度。課本P57頁表1-2-1，錘重選擇表，注意控制貫入度的數值（質量控制指標）樁架的行走方式：滾管式（滾管在枕木上滾動）、軌道式、履帶式等

2.1.4預制樁沉樁

1.錘擊沉樁

2.靜力壓樁

3.振動沉樁4.水沖沉樁5.鉆孔錘擊沉樁

樁架的選擇1、樁的材料、截面尺寸、長度、接樁方式2、樁的數量、樁距、布置方式3、樁錘的形式、重量、尺寸4、工地現場條件、打樁作業(yè)空間及周邊環(huán)境5、投入樁機數量及人員素質6、施工工期及速度柴油錘錘擊沉樁2、混凝土樁的打樁順序打樁時，由于樁對土體的擠密作用，先打入的樁被后打入的樁水平擠推而造成偏移和變位或被垂直擠拔造成浮樁；而后打入的樁難以達到設計標高或入土深度，所以，群樁施工時，為了保證質量和進度，防止周圍建筑物破壞，打樁前根據樁的密集程度、樁的規(guī)格、長短以及樁架移動是否方便等因素來選擇正確的打樁順序。常用的打樁順序一般有下面幾種：為減少擠土影響，確定沉樁順序的原則應入下：a、從中間向四周沉設，由中及外；b、從靠近現有建筑物最近的樁位開始沉設，由近及遠；c、先沉設入土深度深的樁，由深及淺；

d、先沉設斷面大的樁，由大及小。

e、先沉設長度大的樁，由長及短。對于同一排樁，必要時還可采用間隔跳打的方式。打樁順序3、接樁方法：方樁焊接、圓樁法蘭接以及硫磺膠泥接（僅使用軟土層，承受拔力樁、抗震要求高的應慎選用）三種4、質量控制：每米進尺的錘擊數、最后一米的錘擊數、最后控制貫入度、樁尖標高、樁身垂直、樁位等端承樁以貫入度控制、摩擦樁以設計標高為主。課本60頁表1-2-2預制樁樁位允許偏差。5、減少擠土效應、周圍環(huán)境影響措施：

預鉆孔、設置沙袋井排水、防震溝、設置板樁等方樁樁體連接焊接焊接接樁，是在上下兩節(jié)樁端部四角側面及端面預埋低碳鋼鋼板，其表面應保持清潔。當下節(jié)樁打至便于焊接的操作高度，檢查位置及垂直度后，由兩名焊工對角對稱施焊，焊接中應防止節(jié)點由于溫度應力產生焊接變形而引起端身歪斜。適用于各類土層。適用于單樁承載力高、長細比大、樁基密集或者須穿過一定厚度較硬土層、沉樁較困難的樁。法蘭連接樁頭在預制樁時在需要接樁的位置提前埋置上法蘭盤,在需要接長的時候通過螺栓連接在一起就行了,然后外部用鋼板補焊一圈.打樁時應注意：1、垂直偏差不能大于0.5%。樁錘和柱帽之間加襯墊。2、初始錘落距較小，待穩(wěn)定后，按規(guī)定落距錘擊。錘擊過程，應檢查樁身質量情況、樁身傾斜、移位、貫入度異常并及時研究處理3、根據需要設置橫向約束，防止橫向失穩(wěn)。鋼管樁，可在管內取土，幫助沉樁。2.靜力壓樁：利用靜壓力(壓樁機自重及配重)將預制樁逐節(jié)壓入土中的壓樁方法。這種方法節(jié)約鋼筋和混凝土，降低工程造價，采用的混凝土強度等級可降低1~2級，配筋比錘擊法可節(jié)省鋼筋40%左右，而且施工時無噪音、無振動，無污染，對周圍環(huán)境的干擾小，適用于軟土地區(qū)、城市中心或建筑物密集處的樁基礎工程，以及精密工廠的擴建工程。分為機械式（壓樁），通過滑輪組產生壓力，鋼絲繩行走長，效率較低；液壓式（壓、拔樁）利用液壓夾樁器夾緊并下壓（可以通過液壓表讀出沉樁壓力，從而判斷樁體的承載力）機械式壓樁（壓樁）液壓式壓樁（壓樁、拔樁）3.振動沉樁：利用大功率電動振動器的振動樁錘使樁較快沉入土中，適用于砂土層、粉土、松砂等土層（原理：軟土層發(fā)生液化），并且長度不大的樁體高頻震動頭注意：不宜用于密實的粉性土、礫石及巖石；施工速度快，費用低，耗電量大，噪音大4.水沖沉樁：常與錘擊法聯合施工，利用高壓水流經過依附于樁側面或者樁內部的射水管，高壓水流沖松樁側或樁尖土層，便于錘擊。硬土層或者砂夾卵石層，一般以射水為主，對于粉質粘土或粘土以錘擊為主施工要點：樁插正立穩(wěn)后，壓上樁帽樁錘，開始水壓較小，依靠樁自身重量下沉。下沉緩慢時?？砷_錘輕擊。沉至一定深度（8-10）mm,逐步增大水壓和錘的沖擊動能。在沉入最后1-2m時停止射水。拔出射水管，進行錘擊，使樁下沉到設計標高。5.鉆孔錘擊沉樁：與水沖法相似，在錘擊法遇到困難時，可以先鉆孔后錘擊。預鉆直徑比樁徑小50—100mm的孔，鉆孔至設計深度1-2米時，錘擊至設計深度。

依照成孔工藝不同，灌注樁可分為1、干作業(yè)成孔灌注樁、2、泥漿護壁鉆（沖）孔灌注樁、3、套管成孔灌注樁和4、爆擴成孔灌注樁等幾大類。（3）特點：適應各種地層、無需接樁、施工無振動、無擠土、噪音??；缺點是質量不易控制、需要養(yǎng)護、成孔需排除泥渣。（4）成孔深度質量控制：摩擦樁以設計樁長控制；端承樁挖孔時，要保證進入持力層的深度。（1）定義灌注樁為在建筑工地現場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內放置鋼筋籠、灌注混凝土而制成的樁。（2）分類2.2灌注樁施工打樁孔安放鋼筋籠灌注混凝土夯實混凝土養(yǎng)護灌注樁施工過程如果是素混凝土樁，則不需要2.2.1

干作業(yè)螺旋鉆孔灌注樁：直徑Φ300~600mm

深度

8~20m適用：地下水位較低，土質為填土層、粘性土層、粉土層、砂土層和粒徑不大的礫砂層。施工工藝：確定成孔順序→樁機就位→成孔→鋼筋籠→澆砼→樁承臺鉆頭類型：錐式鉆頭（粘性土）、平底鉆頭（松散土）、耙式鉆頭（雜項土）成孔方法：長螺旋、短螺旋（正轉鉆進、反轉提土）鉆桿要求垂直，防止鉆桿移動引起孔徑擴大，發(fā)現鉆桿搖晃或者難以鉆進，立即停止檢查，遇塌孔、縮孔情況應及時研究解決泥漿護壁就是在充滿水和膨潤土以及CMC等其他外加劑的混合液的情況下，對于地下連續(xù)墻成槽、鉆孔灌注樁鉆孔等工程，泥漿對槽壁的靜壓力和泥漿在槽壁上形成的泥皮可以有效地防止槽、孔壁坍塌。2.2.2泥漿護壁鉆孔灌注樁：用泥漿保護孔壁并帶出土渣，不論地下水位如何都能使用，適應地質情況復雜、夾層多、風化不均、軟硬變化大的土層。泥漿的作用：護壁、攜渣、冷卻、潤滑。施工工藝：測定樁位→埋設護筒→樁基就位→成孔→清孔→鋼筋籠→澆砼成孔機械：回轉鉆機-適用松散土層、黏土層、砂礫層、軟硬巖石沖擊鉆機-適用粉質粘土、砂土、礫石及巖層潛水鉆機泥漿循環(huán)：正循環(huán)、反循環(huán)。水下澆筑砼：導管法正循環(huán)回轉鉆機成孔工藝原理圖由空心鉆桿內部通入泥漿或高壓水，從鉆桿底部噴出，攜帶鉆下的土渣沿孔壁向上流動，由孔口將土渣帶出流入泥漿池。反循環(huán)回轉鉆機成孔工藝原理圖反循環(huán)工藝的泥漿上流的速度較高，能攜帶較大的土渣。沉淀池沉淀池泥漿池泥漿池泥漿護壁成孔施工現場水下澆筑混凝土示意圖2.3.3沉管灌注樁：成孔方法：錘擊沉管、振動沉管---單打法、復打法、反插法（每次提高0.5-1m,再向下反插約0.3-0.5m)施工工藝等

適用范圍：一般粘性土、淤泥質土、砂土、人工填土地基。稍密及中密的碎石土地基。復打法：⑴目的：提高樁的質量或使樁徑擴大，提高樁的承載能力。⑵要求：①二次沉管的軸線一致；

②必須在第一次灌注的砼初凝以前全部完成。檢查方法：用吊砣檢查管內有無泥漿或滲水，并測孔深。用測錘或浮標檢查砼的下降。常遇問題及處理方法：斷樁縮頸樁吊腳樁樁尖進水進泥沉管灌注樁施工現場就位沉管澆筑成型邊拔邊澆放入鋼筋籠繼續(xù)澆筑沉管灌注樁施工過程1.拔除套管時，如果提管速度過快會造成縮頸、夾泥，甚至斷樁；2.另外，沉管過程中擠土效應比較明顯，可能使混凝土尚未硬化的鄰樁被剪斷，施工中必須控制提管速度，并使管產生振動，不讓管內出現負壓，提高樁身混凝土的密實度并保持其連續(xù)性；采取“跳打”順序施工，待混凝土強度足夠時再在它的近旁施打相鄰樁。

在鋼管內無水環(huán)境中沉放鋼筋和澆灌混凝土，從而為樁身混凝土的質量提供了保障。沉管灌注樁的優(yōu)點：沉管灌注樁的缺點：沉管灌注樁灌注樁的施工質量控制----成空質量：孔位、孔徑、孔深、沉渣厚度（端承樁不大于50mm,摩擦樁一般100-300mm)。鋼筋的直徑、箍筋間距?；炷翉姸取⒊溆?、標高、垂直度等。爆破擴底樁（通過炸藥爆破，擴大底部體積）總結樁基工程預制樁灌注樁錘擊沉樁靜力沉樁振動沉樁水沖沉樁重錘低擊質量控制接樁方法成孔方法施工工藝

1、工程樁應進行承載力檢驗。對于地基基礎設計等級為甲級或地質條件復雜，成樁質量可靠性低的灌注樁，應采用靜載荷試驗的方法進行檢驗，檢驗樁數不應少于總數的1%，且不應少于3根，當總樁數少于50根時，不應少于2根。

2、樁身質量應進行檢驗。對設計等級為甲級或地質條件復雜，成檢質量可靠性低的灌注樁，抽檢數量不應少于總數的30%，且不應少于20根；其他樁基工程的抽檢數量不應少于總數的20%，且不應少于10根；對混凝土預制樁及地下水位以上且終孔后經過核驗的灌注樁，檢驗數量不應少于總樁數的10%，且不得少于10根。3、灌注樁樁頂標高至少要比設計標高高出0.5m，每澆注50m3必須有1組試件，小于50m3的樁，每根樁必須有1組試件建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范（GB50202-2002）

靜荷載試驗樁基筏板基礎樁體、砂石墊層、筏板基礎2.1預制砼樁的制作、起吊、運輸與堆放有哪些基本要求？2.2樁錘有哪些類型？工程中如何選擇錘重？2.3簡述打樁方法與質量控制標準。2.4預制樁的沉樁方法有哪些？2.5泥漿護壁鉆孔灌注樁的泥漿有何作用？泥漿循環(huán)有哪兩種方式，其效果如何？2.6套管成孔灌注樁的施工流程如何？復打法應注意哪些問題？復習思考1．名詞解釋：⑴最后貫入度：⑵重錘低擊：⑶復打法：⑷砼充盈系數：最后貫入度是指錘擊沉樁施工中，最后10擊內樁的平均入土深度。重錘低擊：指選用較重的錘，以較低的落距錘擊沉樁。復打法：即在同一樁孔內進行兩次單打。目的是為了提高樁的質量或使樁徑增大，提高樁的承載能力。砼充盈系數：指灌注樁施工時，砼的實際澆筑量與理論計算澆筑量的比值。練習2．單項選擇：⑴當砼預制樁的設計間距大于4倍樁直徑（或邊長）時，宜采用的打樁順序為（）。A．逐排打設Ｂ．自中間向四周打設Ｃ．自四周向中間打設Ｄ．逐排打設⑵摩擦樁型的預制樁在沉樁時，主要質量控制指標是（）。Ａ．最后貫入度Ｂ．設計標高Ｃ．垂直度Ｄ．平面位置⑶在周圍建筑物密集的狹窄場地施工大直徑砼灌注樁，較宜采用（）。Ａ．鉆孔灌注樁Ｂ．沉管灌注樁Ｃ．人工挖孔灌注樁Ｄ．爆擴灌注樁⑷砼灌注樁按成孔方法可分為以下四類：①鉆孔灌注樁；②沉管灌注樁；③人工挖孔灌注樁；④爆擴灌注樁。其中，屬于擠土成孔的為（）。Ａ．①和②Ｂ．③和④Ｃ．①和③Ｄ．②和④ＡＢＣＤ練習護壁、攜渣、冷卻、潤滑由一側向另一側進行由中間向四進行由中間向兩側進行土質樁的規(guī)格打樁方法1%樁尖設計標高貫入度貫入度正循環(huán)和反循環(huán)反循環(huán)≤4d錘擊沉樁靜力壓樁振動沉樁水沖沉樁練習3．填空題：1．泥漿護壁鉆孔灌注樁成孔施工時，泥漿的作用是：（）。2．鋼筋砼預制樁的打樁順序一般有：（）、（）、（）。3．樁錘重量可按那幾個因素來選擇：（）、（