《基礎工程施工技術》

《基礎工程施工技術》目錄TOC\o"1-5"\h\z第一章樁基礎施工技術 1第一節(jié)概述 1一．樁基礎的概念及適用條件 1二．樁的分類 1三．樁型和成樁工藝選擇原則 1第二節(jié)鉆孔灌注樁施工技術 1一．鉆孔灌注樁的功能特點 1二．施工設計及施工前的準備 11.編寫施工設計 12.施工場地準備 13.護筒制作和埋設 14.泥漿配制與循環(huán)及處理系統(tǒng) 2三．正循環(huán)回轉鉆進成孔工藝 21. 鉆機的選擇和改裝 22. 泥漿泵的選擇 23. 鉆頭的選擇 34. 鉆進工藝參數(shù)的選擇 3四．反循環(huán)回轉鉆進成孔工藝 31. 反循環(huán)實現(xiàn)方法 3（1） 泵吸反循環(huán) 3（2） 射流反循環(huán) 3（3） 氣舉反循環(huán) 32. 反循環(huán)鉆進成孔技術要點 4五．無循環(huán)回轉鉆進成孔工藝 41. 螺旋鉆進 42. 鉆斗鉆進 4六．沖擊鉆進成孔工藝和沖抓成孔工藝 5七．清孔工藝 51. 抽漿法 52. 換漿法 53. 掏渣法 54. 砂漿置換法 5八．灌注混凝土成樁工藝 51. 鋼筋籠的制作和安放 52. 灌注工藝 5第三節(jié)灌注樁其它施工方法 6一．沉管灌注樁 61.錘擊沉管法 62.振動沉管法 6二．夯擴樁 6三．爆擴樁 6第四節(jié)鋼筋混凝土預制樁施工 6一．鋼筋混凝土預制樁施工 61.錘擊沉樁法 62.靜壓沉樁法 63.振動沉樁法 6二．鋼管樁施工 6第二章樁基工程質量 7第一節(jié)樁基施工質量檢測 71.樁孔質量檢測 72.樁位檢測 73.混凝土取樣與強度測試 74.鉆孔取芯驗樁 7第二節(jié)樁基承載力檢測 71. 影響樁基承載力的因素分析 72.單樁承載力的確定方法 83.單樁荷載試驗 84.樁的動測 85. 提高灌注樁承載力的技術方法 8第三節(jié)灌注樁施工質量控制 91.泥漿護壁成孔灌注樁常遇問題及其原因和處理方法 92.螺旋鉆進成孔灌注樁常遇問題及其原因和處理方法 93.鉆斗鉆進成孔灌注樁常遇問題及其原因和處理方法 94.沖擊鉆進成孔灌注樁常遇問題及其原因和處理方法 95.貝諾特（沖抓）成孔灌注樁常遇問題及其原因和處理方法 96.沉管灌注樁常遇問題及其原因和處理方法 9第一章樁基礎施工技術第一節(jié)概述一．樁基礎的概念及適用條件二．樁的分類三．樁型和成樁工藝選擇原則重要的建筑物和對不均勻沉降敏感的建筑物，選擇成樁質量穩(wěn)定性好的樁型。荷載大的建筑物，優(yōu)選單樁承載力足夠大的樁型；堅硬持力層優(yōu)選大直徑樁；深厚軟土層地區(qū)優(yōu)選長摩擦樁。砂、礫層，采用擠土樁更有利，存在粉砂、細砂等夾層時，采用預制樁則應慎重。濕陷性黃土，采用小樁距擠土樁；膨脹土采用短擴底樁。低滲透性的飽和軟土采用擠土樁時考慮擠土效應。第二節(jié)鉆孔灌注樁施工技術一．鉆孔灌注樁的功能特點適用條件廣，單樁承載力大，抗震性能好，建造費用低，施工噪音小，公害少二．施工設計及施工前的準備1.編寫施工設計2.施工場地準備3.護筒制作和埋設護筒頂端高度：目的是使孔內水位高于地下水位而形成一定的水頭，使孔壁在靜水壓力的作用下趨于穩(wěn)定。在旱地施工時，護筒頂端應高出地面0.3m；水域施工時，高出施工水位1.0～1.5m；孔壁容易坍塌時，高出地下水位1.5～2.0m；當孔內有承壓水時，高出穩(wěn)定水位1.5～2.0m。護筒中心與樁位中心的偏差不得大于50mm，護筒的傾斜度偏差不得大于1%，注意采用不同的埋設方法。挖坑法：地下水位在地面以下超過1m時采用。砂土：先在樁位處挖出比護筒外徑大0.8～1.0m的圓坑，然后在坑底填筑50cm左右厚的粘土，分層夯實，以便護筒底口坐實。粘土：坑的直徑與上述相同，坑底挖平。松散砂層：挖坑不易成型，可采用雙層護筒，即在外層護筒那挖砂或射水使外層筒下沉到要求的深度，再在外層護筒內安設正式護筒。安放護筒時，通過定位的控制樁放樣，把鉆孔中心位置標于坑底，再把護筒吊放進坑內，用十字架在護筒頂部或底部找出護筒的中心，移動護筒，使護筒中心與鉆孔中心位置重合。同時用水平尺或重錘校準護筒的垂直度。此后，在護筒周圍對稱地、均勻地回填粘土，并分層夯實。填筑法：地下水位較高，挖埋困難時采用。先填筑工作土臺，然后挖坑埋設護筒。填筑土臺的高度應使護筒頂端比施工水位（或地下水位）高1.5～2.0m。土臺的邊坡比1：1.5～2.0為宜。頂面平面尺寸應滿足鉆孔機具布置的需要，并便于施工操作。水域施工時，護筒沉至河床表面后，通過在護筒內射高壓水、吸泥、抓泥和在護筒上壓重、反拉或震打等方法使護筒埋設至要求的深度。4.泥漿配制與循環(huán)及處理系統(tǒng)通常要求用來造漿的粘土其膠體率不低于95％，含砂率不大于4％，造漿率不少于8m3/t。三．正循環(huán)回轉鉆進成孔工藝采用正循環(huán)回轉鉆進成孔，樁孔直徑一般不宜大于1000mm。鉆機的選擇和改裝鉆孔直徑大于800mm時，扭矩應大于5kN·m；樁孔直徑大于1000mm時，扭矩大于12kN·m。泥漿泵的選擇離心式泥漿泵：流量大，簡單，輕，便宜，但排出的流量隨管道阻力的增加而減小，泥漿約濃，泥漿管道越長，鉆孔越深，離心泵排出的流量就越小。往復式泥漿泵：泵量基本不隨管道阻力變化而變化?？刹⒙?lián)，增大泥漿輸出排量。鉆頭的選擇鉆進工藝參數(shù)的選擇鉆壓：松散地層鉆進時，鉆壓以保證沖洗液暢通、鉆渣清除及時為前提。轉速：常按鉆頭線速度到達0.8～1.6m/s來選取轉速。一般均質地層為40～80r/m，較硬或非均質地層20～40r/m。沖洗液量：有效排屑的沖洗液上返流速不小于0.3m/s，由此有效排屑的最小泵量值為Q=4.71*104(D2-d2)*0.3=1.413*104(D2-d2)。實則難以實現(xiàn)，一般采用反循環(huán)。四．反循環(huán)回轉鉆進成孔工藝反循環(huán)實現(xiàn)方法實現(xiàn)反循環(huán)的方法有直接壓送法和抽吸法兩大類。前者主要用于非漏失地層或小口徑中心取樣鉆進。在大口徑樁孔鉆進中，多采用抽吸法，即泵吸反循環(huán)、氣舉反循環(huán)和射流反循環(huán)。泵吸反循環(huán)通常孔深為50m以內效率較高。內徑：d=D/10，D為樁孔直徑。通常d不小于100mm。上返流速：v上返取2～4m/s，最低可取1.5m/s?？妆谂c鉆桿間流速為0.02～0.04m/s，最大不超過0.16m/s。（對比正循環(huán)的最低上返流速0.3m/s）泵量：根據(jù)Q=v上返*πd2/4確定。主動鉆桿長度：壓力最低點在水龍頭上的彎管頂部，采用較短的主動鉆桿，有利于保證該部位的壓力不低于泥漿的汽化壓力，通常不大于3.5m。射流反循環(huán)能抽吸液體和氣體，不似泵吸反循環(huán)需啟動裝置。結構簡單，無運動部件，工作可靠，鉆屑在循環(huán)系統(tǒng)中所經(jīng)的管路暢通。效率低，小于25％。易堵塞吸水龍頭和噴嘴。氣舉反循環(huán)壓差，其中，混合器沉沒深度；升液高度；沖洗液重度；三相流重度。增大混合器的沉沒深度，降低三相流的重度，增大風壓和風量，降低升液高度將會提高驅動氣舉反循環(huán)的壓力差，提高鉆進效率?？諝鈮毫?，其中，供氣管道壓力損失（Mpa），一般為0.05～0.1。當空壓機的額定氣壓選定后，可反算混合器的最大允許沉沒深度。壓氣量，其中，d鉆桿內徑（m）；v鉆桿內混合流體上返速度（m/min）尾管長度（混合室到鉆頭吸水口處的距離）L的安全鉆進長度為供風方式：大多采用并列供風方式。反循環(huán)鉆進成孔技術要點中軟巖層v線=1.4～1.7m/s；硬土層2.0～3.0m/s；砂礫卵石層1.2～2.2m/s；實際操作時以不蹩車，巖屑排出正常為宜。巖屑突然減少或水量減小，及時提鉆，減少孔底壓力，解除循環(huán)管路不暢。氣舉時，表壓突然增大是管路堵塞或垮孔，突然降低是管路漏氣或地層漏失。孔內冒泡是外管漏氣。壓力表值下降很多，排渣減少，進尺減慢，則可能是內管損壞。五．無循環(huán)回轉鉆進成孔工藝螺旋鉆進粘性大的粘土層，鉆進效率低，更不適于大粒徑卵石層。不能在地下水位以下層位鉆進，因為地下水使巖屑與鉆具葉片的摩擦系數(shù)減少，巖屑易從葉片上滑落集于孔底，影響鉆進?；卮芜M尺一般不宜超過短螺旋鉆頭長度的2/3。（否則，在鉆頭上部將形成泥包，增加提鉆阻力，嚴重時甚至提不動鉆具。）使用鉆具導向套，以防止鉆桿中部彎曲。鉆進軟硬交互層時，適當控制進尺速度，以保證鉆進平穩(wěn)，鉆孔不斜。鉆斗鉆進是土層鉆大直徑孔的有效方法，適用于軟土和淤泥層。六．沖擊鉆進成孔工藝和沖抓成孔工藝沖擊鉆進能鉆除黃土之外的各類地層，是卵礫石層鉆進的最有效方法之一。七．清孔工藝抽漿法換漿法掏渣法砂漿置換法八．灌注混凝土成樁工藝鋼筋籠的制作和安放為了保證鋼筋籠不變形，宜采用兩點起吊法。當鋼筋籠吊至孔口時，應扶正并緩緩下入孔內，嚴禁擺動碰撞孔壁。灌注工藝海水可用于拌制素混凝土，但不得用于拌制鋼筋混凝土。有飾面要求的混凝土也不能用海水拌制。和易性包括流動性、粘聚性和保水性。為了保證混凝土灌注時保持較好的和易性，要求混凝土有較長的凝固時間。通常要求混凝土的初凝時間大于灌注時間的兩倍。對于樁徑、樁長大的樁，加入緩凝劑延長初凝時間。水下灌注水下混凝土，要求混凝土攪拌1h或45min內攪拌物的坍落度保持15cm。冬季施工若水溫過低，水下混凝土的水化速度會減慢，凝固時間延長。慎用緩凝劑，避免離析分層。水下灌注混凝土一般是靠自重流動密實，因此不能用輕骨料，要求容重大于23～24kN/m3。為了使水下灌注混凝土有較好的和易性，水灰比在0.45～0.55。導管的深度導管的埋深對灌注質量影響很大。過笑，會使管外混凝土面上的浮漿沉渣夾裹卷入管內形成夾層；埋深過大，導管底口的起壓力減小，管內混凝土不易流出，易產(chǎn)生堵管。第三節(jié)灌注樁其它施工方法一．沉管灌注樁管底端都是密封的，沉管的同時也成孔了。1.錘擊沉管法2.振動沉管法二．夯擴樁是將樁端現(xiàn)澆混凝土通過夯擊擴大為大頭形的一種樁型。三．爆擴樁安放炸藥后澆灌一定量的混凝土。爆擴樁在粘土層中使用效果較好，但在軟土中不易成型，在碎石或砂土中也難于成型，持力層復雜，巖溶山洞、漂石較多地區(qū)不宜采用。一般當?shù)鼗韺訛槿跬翆印⑸疃仍?.5～7m以內，有較好的地基持力層時，在山區(qū)基巖起伏、土層厚薄不均時，可以考慮采用爆擴樁。第四節(jié)鋼筋混凝土預制樁施工一．鋼筋混凝土預制樁施工1.錘擊沉樁法2.靜壓沉樁法3.振動沉樁法二．鋼管樁施工分開口樁和閉口樁。

第二章樁基工程質量第一節(jié)樁基施工質量檢測1.樁孔質量檢測2.樁位檢測3.混凝土取樣與強度測試4.鉆孔取芯驗樁第二節(jié)樁基承載力檢測影響樁基承載力的因素分析如果地基土對樁的承載力大于樁身的材料強度值，則樁的承載力是根據(jù)樁身材料強度確定；如果地基土對樁的承載力小于樁身的材料強度值，則樁的承載力只能由地基土的強度和變形確定。影響因素樁身所穿越土層的強度、變形性質和歷史樁基的豎向承載力受樁身所穿越的全部土層的影響，而橫向承載力主要受靠近地面的上部土層的影響。樁身土層在后期固結過程中產(chǎn)生的壓縮變形有可能對樁身產(chǎn)生負向摩阻力。樁端持力層的強度和變形性質樁端持力層對豎向承載力的影響程度隨樁土剛度比增大而增大，隨持力層與樁側土層的剛度比增大而增大，隨長徑比增大而減小。樁身與樁底的幾何形狀樁側表面積與樁的體積之比越大，樁側摩阻力所提供的承載力越高。竹節(jié)形，十字形等樁型可以提高摩阻力，而其抗彎截面模量與截面積的比值大，提高樁承受橫向荷載和彎矩。樁體材料強度樁端持力層為卵礫石層、基巖等承載力很大的地層時，樁體材料的強度有可能制約樁的豎向承載力。橫向樁承載力很大程度上受樁體材料強度制約，樁徑較粗、混凝土等級高、配筋率大。群樁效應樁的排列、樁距、長徑比、樁長與承臺寬度等參數(shù)對承臺、樁、土的相互作用和群樁承載力影響較大。應根據(jù)荷載、土質與土層分布、上部結構等特點進行綜合分析，優(yōu)化設計上述參數(shù)。施工方法非飽和土特別是粉土、砂土中的打入預制樁，其樁側摩阻力和樁端阻力斗因沉樁擠土效應而提高。采用泥漿護壁成孔的灌注樁，因高稠度的泥漿在樁側表面與地基土層之間形成一層厚的泥皮，會大大降低樁側摩阻力和結合強度，泥漿在孔底的沉渣過厚會導致樁端阻力明顯降低。2.單樁承載力的確定方法3.單樁荷載試驗4.樁的動測提高灌注樁承載力的技術方法目前提高灌注樁單樁豎向承載力常用的技術方法有擴底法和鉆孔灌注樁后壓漿法。同一地層中，樁端阻力與樁端底面積成正比。擴底鉆頭擴底法擴