建筑施工深基礎(chǔ)工程

建筑施工輔導(dǎo)資料五主題：第二章深基礎(chǔ)工程（第1-2節(jié)）學(xué)習(xí)時(shí)間：10月31日－11內(nèi)容：我們這周重要學(xué)習(xí)第二章深基礎(chǔ)工程中的第一、二節(jié)兩節(jié)，來理解深基礎(chǔ)工程中鋼筋混凝土預(yù)制樁施工及灌注樁施工的有關(guān)內(nèi)容。本周內(nèi)容中有諸多波及強(qiáng)度到達(dá)多少方可以進(jìn)行下一步施工的數(shù)據(jù)，需要同學(xué)們記憶。一、學(xué)習(xí)規(guī)定1、理解鋼筋混凝土預(yù)制樁的制作、運(yùn)送和堆放，掌握波及的多種數(shù)據(jù)；2、理解錘擊沉樁的施工過程，重點(diǎn)掌握其中的常見的打樁次序、沉樁前應(yīng)做的準(zhǔn)備工作以及打樁過程中常見的問題；3、掌握靜力壓樁施工過程中應(yīng)注意的問題；4、理解預(yù)制樁的其他施工措施；5、掌握泥漿護(hù)壁成孔灌注樁的施工工藝；6、理解套管成孔灌注樁的施工工藝，重點(diǎn)掌握施工過程中的常見質(zhì)量問題及處理措施。二、重要內(nèi)容第二章深基礎(chǔ)工程第一節(jié)鋼筋混凝土預(yù)制樁施工（一）鋼筋混凝土預(yù)制樁的制作、運(yùn)送和堆放Ⅰ、樁的制作較短的鋼筋混凝土預(yù)制樁一般在預(yù)制廠制作，較長的樁在施工現(xiàn)場預(yù)制。所用混凝土強(qiáng)度等級不適宜低于C30，方樁的截面邊長為25~55cm。樁的制作長度重要取決于運(yùn)送條件及樁架高度，一般不超過30m，可將樁提成幾段預(yù)制，在打樁過程中接樁。鋼筋混凝土預(yù)制樁的混凝土澆筑工作應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，嚴(yán)禁中斷。鋼筋混凝土預(yù)制樁主筋應(yīng)根據(jù)樁截面大小確定，一般為4~8根，直徑為12~25mm。主筋連接宜采用對焊；主筋接頭配置在同一截面內(nèi)的數(shù)量，當(dāng)采用閃光對焊和電弧焊時(shí)，不超過50％；同一根鋼筋兩個(gè)接頭的間距應(yīng)不小于30倍鋼筋直徑，并不不不小于500mm。Ⅱ、樁的起吊、運(yùn)送和堆放鋼筋混凝土預(yù)制樁應(yīng)在混凝土到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70％方可起吊；到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%才能運(yùn)送和打樁。樁在起吊和搬運(yùn)時(shí)，吊點(diǎn)應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定。吊點(diǎn)位置的選擇隨樁長而異，并應(yīng)符合起吊彎矩最小的原則。樁在施工現(xiàn)場的堆放場地必須平整、堅(jiān)實(shí)。堆放時(shí)應(yīng)設(shè)墊木，墊木的位置與吊點(diǎn)位置相似，各層墊木應(yīng)上、下對齊，堆放層數(shù)不適宜超過4層。（二）錘擊沉樁的施工Ⅰ、打樁機(jī)械打樁機(jī)重要包括：樁架、樁錘和動(dòng)力裝置三個(gè)部分。在選擇打樁機(jī)具時(shí)，應(yīng)根據(jù)地基土質(zhì)的性質(zhì)、工程的大小、樁的種類、動(dòng)力供應(yīng)條件和現(xiàn)場狀況確定。1、樁錘的選擇樁錘應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、樁的類型、樁的長度、樁身構(gòu)造強(qiáng)度、樁群密集程度以及施工條件等原因來確定，其中尤以地質(zhì)條件影響最大。當(dāng)樁錘重不小于樁重的1.5～2倍時(shí)，沉樁效果很好。2、樁架的選擇樁架的選擇應(yīng)考慮樁錘類型、樁的長度和施工現(xiàn)場的條件等原因。樁架的高度=樁長＋樁錘高度＋滑輪組高＋起錘移位高度＋安全工作間隙3、動(dòng)力裝置的選擇動(dòng)力裝置的選擇應(yīng)根據(jù)樁錘的類型來確定。Ⅱ、沉樁前的準(zhǔn)備工作（重點(diǎn)掌握，考察形式重要為簡答題，部分要點(diǎn)可作為選擇題考察）1、清除地上、地下障礙物，對場地進(jìn)行平整并做好排水工作。2、放出樁的基準(zhǔn)線并定出樁位，在不受打樁影響的合適位置設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)。3、接通現(xiàn)場的水、電管線，準(zhǔn)備好施工機(jī)具；做好對樁的質(zhì)量檢查。4、進(jìn)行打樁試驗(yàn)，以便檢查設(shè)備和工藝與否符合規(guī)定。5、確定打樁次序。在確定打樁次序時(shí)，應(yīng)考慮樁對土體的擠壓位移會導(dǎo)致后續(xù)打樁下沉的困難，并對附近建筑物產(chǎn)生一定的影響。一般狀況下，樁的中心距不不小于4倍樁的直徑時(shí)，就要確定打樁次序，樁距不小于或等于4倍樁距時(shí)，打樁次序與土體擠壓狀況關(guān)系不大。打樁次序一般分為：逐排打、自邊緣向中央打、自中央向邊緣打和分段打等四種。（重點(diǎn)掌握，考察形式重要為簡答題）①逐排打。樁架單向移動(dòng)，樁的就位與起吊均很以便，打樁效率較高。但會使土體向一種方向擠壓，導(dǎo)致土體擠壓不均勻，背面樁的打入深度因而逐漸減小，最終會引起建筑物不均勻沉降。②自邊緣向中央打。中間部分土體擠壓較密實(shí)，不僅使樁難以打入，并且在打中間樁時(shí)也許使外側(cè)各樁被擠壓而浮起。③自中央向邊緣打?？蓽p緩打樁對土體擠壓不均勻的影響。④分段打?？煞稚⒋驑秾ν馏w的擠壓力。但打樁機(jī)位要常常移位，影響打樁效率。Ⅲ、打入樁的施工工藝1、樁機(jī)就位樁機(jī)就位時(shí)樁架應(yīng)垂直，導(dǎo)桿中心線與打樁方向一致，校核無誤后將其固定。2、吊樁樁機(jī)就位后，將樁錘和樁帽吊升起來，其高度超過樁頂，再吊起樁身，送至導(dǎo)桿內(nèi)，對準(zhǔn)樁位調(diào)整垂直偏差，合格后，將樁帽或樁箍在樁頂固定，并將樁錘緩落到樁頂上，在樁錘的重量作用下，樁沉入土中一定深度到達(dá)穩(wěn)定位置，再校正樁位及垂直度，此謂定樁。3、打樁（之前一般有初打，且打樁過程中的質(zhì)量檢查及判斷原則比較重要）打樁開始時(shí)，用短落距輕擊數(shù)錘至樁入土一定深度后，觀測樁身與樁架、樁錘與否在同一垂直線上，然后再以全落距施打。樁的施打原則是“重錘低擊”，這樣可以使樁錘對樁頭的沖擊小，回彈也小，樁頭不易損壞，大部分能量都能用于沉樁。4、接樁當(dāng)設(shè)計(jì)樁較長時(shí)，需分段施打，并在現(xiàn)場進(jìn)行接樁。常用的接樁措施有：焊接法結(jié)合、管式結(jié)合、硫磺砂漿鋼筋結(jié)合、管樁螺栓結(jié)合。5、送樁當(dāng)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高下于自然地面，則需用送樁管將樁送入土中，樁與送樁管的縱軸線應(yīng)在同一直線上。6、截樁Ⅳ、打樁過程中常見的問題1、樁頂、樁身被打碎。（換）這與樁頭鋼筋設(shè)置不合理、樁頂與樁軸線不垂直、混凝土強(qiáng)度局限性、樁尖通過過硬土層、錘的落距過大、樁錘過輕等有關(guān)。2、樁位偏斜。（重打）重要原因是：樁頂不平、樁尖偏心、接樁不正、土中有障礙物等。3、樁打不下。施工時(shí)，樁錘嚴(yán)重回彈，貫入度忽然變小，則也許與土層中夾有較厚砂層、硬土層以及障礙物有關(guān)。當(dāng)樁頂或樁身已被打碎，錘的沖擊不能有效傳給樁時(shí)，也會發(fā)生樁打不下的現(xiàn)象。有時(shí)由于打樁間歇，土產(chǎn)生固結(jié)，也會導(dǎo)致樁打不下。因此打樁施工中，必須保證打樁的持續(xù)進(jìn)行。4、一樁打下鄰樁升起。（樁距太密，考慮增大樁距）（三）靜力壓樁靜力壓樁是借助壓樁機(jī)及其配重將樁壓入土中，此法合用于軟弱土層。由于防止了錘擊應(yīng)力，樁的混凝土強(qiáng)度及其配筋只要滿足吊裝彎矩和有效期受力規(guī)定就可以，因而樁的斷面和配筋可以減小。這種沉樁措施無振動(dòng)、無噪音、對周圍環(huán)境影響小，適合在都市中施工。Ⅰ、靜力壓樁的施工工藝施工程序?yàn)椋簻y量定位→壓樁機(jī)就位→吊樁、插樁→樁身對中調(diào)直→靜壓沉樁→接樁→再靜壓沉樁→送樁→終止壓樁→截樁。Ⅱ、施工注意事項(xiàng)（考察形式重要為簡答題）1、壓樁施工時(shí)應(yīng)隨時(shí)注意使樁保持軸心受壓，接樁時(shí)也應(yīng)保證上下接樁的軸線一致，并使接樁時(shí)間盡量地縮短，否則，間歇時(shí)間過長會由于土體固結(jié)導(dǎo)致發(fā)生壓不下去的事故。2、當(dāng)樁靠近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，不可過早停壓，否則，在補(bǔ)壓時(shí)也會發(fā)生壓不下去或壓入過少的現(xiàn)象。3、壓樁過程中，當(dāng)樁尖碰到夾砂層時(shí)，壓樁阻力也許忽然增大，可采用停車再開。忽停忽開的措施，使樁有也許緩慢下沉穿過砂層。假如工程中有少許樁確實(shí)不能壓至設(shè)計(jì)標(biāo)高而相差不多時(shí)，可以采用截樁的措施。（四）預(yù)制樁的其他施工措施Ⅰ、振動(dòng)沉樁振動(dòng)沉樁是運(yùn)用固定在樁頂部的振動(dòng)器所產(chǎn)生的激振力，通過樁身使土顆粒受迫振動(dòng)，使其變化排列組織，產(chǎn)生收縮和位移，這樣樁表面與土層間的摩擦力就減少，樁在自重和振動(dòng)力共同作用下沉人土中。合用于在粘土、松散砂土及黃土和軟土中沉樁，更適合于打鋼板樁，同步借助起重設(shè)備可以拔樁。振動(dòng)沉樁施工應(yīng)控制最終三次振動(dòng)，每次5min或10min，以每分鐘平均貫入度滿足設(shè)計(jì)規(guī)定為準(zhǔn)。摩擦樁以樁尖進(jìn)入持力層深度為主。Ⅱ、射水沉樁法射水法沉樁又稱水沖法沉樁，是將射水管附在樁身上，用高壓水流束將樁尖附近的土體沖松液化，以減少土對樁端的正面阻力，同步水流及土的顆粒沿樁身表面涌出地面，減少了土與樁身的摩擦力，使樁借自重（或稍加外力）沉入土中。射水法沉樁的特點(diǎn)是：當(dāng)在堅(jiān)實(shí)的砂土中沉樁，樁難以打下或久打不下時(shí)，使用射水法可防止將樁打斷，或樁頭打碎；比錘擊法可提高工效2～4倍，節(jié)省時(shí)間，加緊工程進(jìn)度。本法最合用于堅(jiān)實(shí)砂土或砂礫石土層上的支承樁，在粘性土中亦可使用。Ⅲ、植樁法沉樁植樁法沉樁是在沉樁部位按設(shè)計(jì)規(guī)定的孔徑和孔深先用鉆機(jī)鉆孔，鉆出的土體通過濕法或干法排出地面外運(yùn)，在孔內(nèi)再插入預(yù)制鋼筋混凝土樁，然后采用錘擊或振動(dòng)錘打入法，將樁打入設(shè)計(jì)持力層標(biāo)高。植打樁次序?yàn)椋合却蜷L樁，后打短樁；先打外圍樁，后打中間樁，以防止土體位移對四面建筑物及多種設(shè)施導(dǎo)致的影響。第二節(jié)灌注樁施工灌注樁是在施工現(xiàn)場的樁位上就地成孔，然后在孔內(nèi)灌注混凝土或鋼筋混凝土而成。根據(jù)成孔措施的不一樣可以分為干作業(yè)成孔、泥漿護(hù)壁成孔、套管成孔、人工挖孔灌注樁等。灌注樁與預(yù)制樁相比由于防止了錘擊應(yīng)力，樁的混凝土強(qiáng)度及配筋只要滿足使用規(guī)定就可以，因而具有節(jié)省鋼材、減少造價(jià)、無需接樁及截樁等長處。（一）干作業(yè)成孔灌注樁干作業(yè)成孔灌注樁合用于成孔深度內(nèi)沒有地下水的狀況，成孔時(shí)不必采用護(hù)壁措施而直接取土成孔。干作業(yè)成孔一般采用螺旋鉆機(jī)。（二）泥漿護(hù)壁成孔灌注樁采用泥漿護(hù)壁成孔可以處理施工中地下水帶來的孔壁塌落、鉆具磨損、發(fā)熱及沉渣等問題。Ⅰ、埋設(shè)護(hù)筒1、護(hù)筒的作用護(hù)筒作用是固定樁孔位置，保護(hù)孔口，防止塌孔，增長樁孔內(nèi)水壓。2、護(hù)筒的埋設(shè)（記憶數(shù)值規(guī)定）護(hù)筒由3~5mm鋼板制成，其內(nèi)徑比鉆頭直徑大100mm，埋在樁位處，其頂面應(yīng)高出地面400~600mm，上部留有1~2個(gè)溢漿口，護(hù)筒周圍用粘土填實(shí)，以防漏水。護(hù)筒的埋設(shè)深度一般為1.0~1.5m，并應(yīng)保持孔內(nèi)泥漿面高于地下水位1m以上，防止塌孔。Ⅱ、泥槳的制備1、護(hù)壁泥漿的作用（1）護(hù)壁。（2）攜砂。（3）冷卻。（4）潤滑。2、泥漿的制備制備泥漿的措施可根據(jù)鉆孔土質(zhì)確定。泥漿的性能指標(biāo)如相對密度、粘度、含砂量、pH值、穩(wěn)定性等要符合規(guī)定的規(guī)定。Ⅲ、成孔（多種措施的詳細(xì)內(nèi)容不需要掌握，只需要掌握幾種成孔措施即可）1、潛水鉆機(jī)成孔2、回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔3、沖擊鉆成孔4、沖抓錐成孔Ⅳ、泥漿循環(huán)排渣泥漿循環(huán)排渣可分為正循環(huán)排渣（用的是泥漿泵）和反循環(huán)排渣法（用的是砂石泵）。Ⅴ、清孔鉆孔到達(dá)規(guī)定的深度后要清除孔底沉渣，以防止灌注樁沉降過大、承載力減少，這個(gè)過程稱為清孔。當(dāng)孔壁土質(zhì)很好，不易塌孔時(shí)，可用空氣吸泥機(jī)清孔，同步注入清水，清孔后泥漿相對密度應(yīng)控制在1.1（1.1~1.2）左右；孔壁土質(zhì)較差時(shí)，宜用反循環(huán)排渣法清孔。Ⅵ、水下澆筑混凝土水下混凝土澆注最常用的是導(dǎo)管法。導(dǎo)管法是將密封連接的鋼管作為水下混凝土的灌注通道，混凝土傾落時(shí)沿豎向?qū)Ч芟侣?。?dǎo)管的作用是隔離環(huán)境水，使其不與混凝土接觸。混凝土強(qiáng)度不應(yīng)不不小于C20，混凝土選用的粗骨料粒徑，不適宜不小于30mm，且不得不小于鋼筋間最小凈距的1/3，坍落度為160～220mm，含砂率宜為40％～45％，宜采用中砂?；炷帘Ｗo(hù)層厚度不應(yīng)不不小于50mm.。導(dǎo)管最大外徑應(yīng)比鋼筋籠內(nèi)徑小100mm以上。（記憶數(shù)值規(guī)定）Ⅶ、常見質(zhì)量問題及處理措施1、塌孔。如發(fā)生塌孔，應(yīng)探明塌孔位置，將砂和粘土混合物回填到塌孔位置以上1～2m，如塌孔嚴(yán)重，應(yīng)所有回填，等回填物沉積密實(shí)后再重新鉆孔。2、縮孔。處理時(shí)可用鉆頭反復(fù)掃孔，以擴(kuò)大孔徑。3、斜孔。處理時(shí)可在偏斜處吊住鉆頭，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。（三）套管成孔灌注樁套管成孔灌注樁是運(yùn)用錘擊或振動(dòng)措施將帶有樁尖（樁靴）的樁管（鋼管）沉入土中成孔。當(dāng)樁管打到規(guī)定深度后，放人鋼筋骨架，邊澆筑混凝土，邊拔出樁管而成樁。施工工藝重要包括：就位→沉鋼管→放鋼筋籠→澆筑混凝土→拔鋼管。Ⅰ、樁靴與樁管樁靴可分為鋼筋混凝土預(yù)制樁靴和活瓣式樁靴兩種，其作用是制止地下水進(jìn)入樁管，并且能在澆筑混凝土的壓力下自動(dòng)啟動(dòng)。因此，規(guī)定樁靴應(yīng)具有足夠輕度，啟動(dòng)靈活，并與樁管貼合緊密?；畎晔綐堆ヅc套管連成一體，可多次反復(fù)使用。Ⅱ、成孔常用的成孔機(jī)械有振動(dòng)沉管機(jī)和錘擊沉樁機(jī)。群樁基礎(chǔ)或樁中心距不不小于3～3.5倍的樁徑，應(yīng)制定合理的施工次序，以免影響相鄰樁的質(zhì)量。Ⅲ、混凝土澆筑與拔管為保證灌注樁的承載力，拔管可分別采用單打法，復(fù)打法和反插法。1、單打法放入鋼筋骨架，灌注混凝土后，拔管時(shí)必須邊打邊撥，一次將管拔出，即整個(gè)灌注樁澆筑完畢。2、復(fù)打法復(fù)打法是在同一樁孔位進(jìn)行兩次單打，或根據(jù)需要進(jìn)行局部復(fù)打。3、反插法反插法即將樁管每提高0.5~1.0m，再下沉0.3~0.5m，在拔管過程中使管內(nèi)混凝土一直不低于地表面，直至拔管完畢。拔管速度不應(yīng)超過0.5m/min。Ⅳ、常見質(zhì)量問題及處理措施1、斷樁斷樁重要是由于土體因擠壓隆起導(dǎo)致已灌完的尚未到達(dá)足夠強(qiáng)度的混凝土樁斷裂。防止斷樁的措施有如下幾點(diǎn)：（1）布樁過密時(shí)可采用跳打法以減少振動(dòng)的影響。（2）合理制定打樁次序。2、縮徑樁縮徑樁也稱縮孔樁、瓶頸樁，指樁身某部分樁徑縮小?？s徑樁產(chǎn)生的原因：（1）在含水量高的粘性土中成孔時(shí)，土體受到強(qiáng)擾動(dòng)和擠壓，產(chǎn)生很高的孔隙水壓力，樁管拔出后，這種水壓力作用在新澆筑的塑性混凝土樁身上，使樁身產(chǎn)生不一樣程度的縮徑。（2）若拔管速度過快，管內(nèi)混凝土量少或和易性差，使混凝土擴(kuò)散性差，或者樁距過小，樁身受擠壓導(dǎo)致縮徑。3、吊腳樁是指樁底部混凝土隔空或混凝土混入泥砂而形成軟弱夾層。導(dǎo)致吊腳樁的原因是：（1）預(yù)制樁尖質(zhì)量差，被打碎后泥沙擠入樁管或樁尖擠入樁管內(nèi)，而拔管時(shí)，管內(nèi)混凝土高度局限性，振動(dòng)局限性，待樁管拔到一定高度時(shí)，樁尖才下落，卡在硬土層或懸在半空中。（2）振動(dòng)沉管時(shí)，活瓣樁尖抽管時(shí)不張開，至一定高度才張開，混凝土下落，但有孔隙，不密實(shí)。三、例題1、縮頸樁是怎樣產(chǎn)生的？吊腳樁產(chǎn)生的原因是什么？答：縮徑樁產(chǎn)生的原因：（1）在含水量高的粘性土中成孔時(shí)，土體受到強(qiáng)擾動(dòng)和擠壓，產(chǎn)生很高的孔隙水壓力，樁管拔出后，這種水壓力作用在新澆筑的塑性混凝土樁身上，使樁身產(chǎn)生不一樣程度的縮徑。（2）若拔管速度過快，管內(nèi)混凝土量少或和易性差，使混凝土擴(kuò)散性差，或者樁距過小，樁身受擠壓導(dǎo)致縮徑。導(dǎo)致吊腳樁的原因是：（1）預(yù)制樁尖質(zhì)量差，被打碎后泥沙擠入樁管或樁尖擠入樁管內(nèi)，而拔管時(shí)，管內(nèi)混凝土高度局限性，振動(dòng)局限性，待樁管拔到一定高度時(shí)，樁尖才下落，卡在硬土層或懸在半空中。（2）振動(dòng)沉管時(shí)，活瓣樁尖抽管時(shí)不張開，至一定高度才張開，混凝土下落，但有孔隙，不密實(shí)。2、壓樁施工時(shí)應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？答：應(yīng)注意如下事項(xiàng)：（1）壓樁施工時(shí)應(yīng)隨時(shí)注意使樁保持軸心受壓，接樁時(shí)也應(yīng)保證上下接樁的軸線一致，并使接樁時(shí)間盡量地縮短，否則，間歇時(shí)間過長會由于土體固結(jié)導(dǎo)致發(fā)生壓不下去的事故。（2）當(dāng)樁靠近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，不可過早停壓，否則，在補(bǔ)壓時(shí)也會發(fā)生壓不下去或壓入過少的現(xiàn)象。（3）壓樁過程中，當(dāng)樁尖碰到夾砂層時(shí)，壓樁阻力也許忽然增大，可采用停車再開。忽停忽開的措施，使樁有也許緩慢下沉穿過砂層。假如工程中有少許樁確實(shí)不能壓至設(shè)計(jì)標(biāo)高而相差不多時(shí)，可以采用截樁的措施。3、打樁過程中常見的問題有哪些？答：打樁過程中常見的問題如下：（1）樁頂、樁身被打碎。這與樁頭鋼筋設(shè)置不合理、樁頂與樁軸線不垂直、混凝土強(qiáng)度局限性、樁尖通過過硬土層、錘的落距過大、樁錘過輕等有關(guān)。（2）樁位偏斜。重要原因是：樁頂不平、樁尖偏心、接樁不正、土中有障礙物等。（3）樁打不下。施工時(shí)，樁錘嚴(yán)重回彈，貫入度忽然變小，則也許與土層中夾有較厚砂層、硬土