建筑施工深基礎(chǔ)工程

建筑施工輔導資料五主題：第二章深基礎(chǔ)工程（第1-2節(jié)）學習時間：10月31日－11內(nèi)容：我們這周重要學習第二章深基礎(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)容中有諸多波及強度到達多少方可以進行下一步施工的數(shù)據(jù)，需要同學們記憶。一、學習規(guī)定1、理解鋼筋混凝土預(yù)制樁的制作、運送和堆放，掌握波及的多種數(shù)據(jù)；2、理解錘擊沉樁的施工過程，重點掌握其中的常見的打樁次序、沉樁前應(yīng)做的準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)進行，嚴禁中斷。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，當采用閃光對焊和電弧焊時，不超過50％；同一根鋼筋兩個接頭的間距應(yīng)不小于30倍鋼筋直徑，并不不不小于500mm。Ⅱ、樁的起吊、運送和堆放鋼筋混凝土預(yù)制樁應(yīng)在混凝土到達設(shè)計強度的70％方可起吊；到達設(shè)計強度的100%才能運送和打樁。樁在起吊和搬運時，吊點應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定。吊點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、堅實。堆放時應(yīng)設(shè)墊木，墊木的位置與吊點位置相似，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、打樁機械打樁機重要包括：樁架、樁錘和動力裝置三個部分。在選擇打樁機具時，應(yīng)根據(jù)地基土質(zhì)的性質(zhì)、工程的大小、樁的種類、動力供應(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。當樁錘重不小于樁重的1.5～2倍時，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、動力裝置的選擇動力裝置的選擇應(yīng)根據(jù)樁錘的類型來確定。Ⅱ、沉樁前的準備工作（重點掌握，考察形式重要為簡答題，部分要點可作為選擇題考察）1、清除地上、地下障礙物，對場地進行平整并做好排水工作。2、放出樁的基準線并定出樁位，在不受打樁影響的合適位置設(shè)置水準點。3、接通現(xiàn)場的水、電管線，準備好施工機具；做好對樁的質(zhì)量檢查。4、進行打樁試驗，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，應(yīng)考慮樁對土體的擠壓位移會導致后續(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，就要確定打樁次序，樁距不小于或等于4倍樁距時，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。（重點掌握，考察形式重要為簡答題）①逐排打。樁架單向移動，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，不僅使樁難以打入，并且在打中間樁時也許使外側(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。但打樁機位要常常移位，影響打樁效率。Ⅲ、打入樁的施工工藝1、樁機就位樁機就位時樁架應(yīng)垂直，導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，送至導桿內(nèi)，對準樁位調(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，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、接樁當設(shè)計樁較長時，需分段施打，并在現(xiàn)場進行接樁。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、送樁當樁頂設(shè)計標高下于自然地面，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，樁錘嚴重回彈，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)。當樁頂或樁身已被打碎，錘的沖擊不能有效傳給樁時，也會發(fā)生樁打不下的現(xiàn)象。有時由于打樁間歇，土產(chǎn)生固結(jié)，也會導致樁打不下。因此打樁施工中，必須保證打樁的持續(xù)進行。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、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為：測量定位→壓樁機就位→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（考察形式重要為簡答題）1、壓樁施工時應(yīng)隨時注意使樁保持軸心受壓，接樁時也應(yīng)保證上下接樁的軸線一致，并使接樁時間盡量地縮短，否則，間歇時間過長會由于土體固結(jié)導致發(fā)生壓不下去的事故。2、當樁靠近設(shè)計標高時，不可過早停壓，否則，在補壓時也會發(fā)生壓不下去或壓入過少的現(xiàn)象。3、壓樁過程中，當樁尖碰到夾砂層時，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不能壓至設(shè)計標高而相差不多時，可以采用截樁的措施。（四）預(yù)制樁的其他施工措施Ⅰ、振動沉樁振動沉樁是運用固定在樁頂部的振動器所產(chǎn)生的激振力，通過樁身使土顆粒受迫振動，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。振動沉樁施工應(yīng)控制最終三次振動，每次5min或10min，以每分鐘平均貫入度滿足設(shè)計規(guī)定為準。摩擦樁以樁尖進入持力層深度為主。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。射水法沉樁的特點是：當在堅實的砂土中沉樁，樁難以打下或久打不下時，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)省時間，加緊工程進度。本法最合用于堅實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)計規(guī)定的孔徑和孔深先用鉆機鉆孔，鉆出的土體通過濕法或干法排出地面外運，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錘打入法，將樁打入設(shè)計持力層標高。植打樁次序為：先打長樁，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、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，成孔時不必采用護壁措施而直接取土成孔。干作業(yè)成孔一般采用螺旋鉆機。（二）泥漿護壁成孔灌注樁采用泥漿護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)護筒1、護筒的作用護筒作用是固定樁孔位置，保護孔口，防止塌孔，增長樁孔內(nèi)水壓。2、護筒的埋設(shè)（記憶數(shù)值規(guī)定）護筒由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個溢漿口，護筒周圍用粘土填實，以防漏水。護筒的埋設(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、護壁泥漿的作用（1）護壁。（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、潛水鉆機成孔2、回轉(zhuǎn)鉆機成孔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，這個過程稱為清孔。當孔壁土質(zhì)很好，不易塌孔時，可用空氣吸泥機清孔，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，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管法。導管法是將密封連接的鋼管作為水下混凝土的灌注通道，混凝土傾落時沿豎向?qū)Ч芟侣洹Ч艿淖饔檬歉綦x環(huán)境水，使其不與混凝土接觸?；炷翉姸炔粦?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層厚度不應(yīng)不不小于50mm.。導管最大外徑應(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，如塌孔嚴重，應(yīng)所有回填，等回填物沉積密實后再重新鉆孔。2、縮孔。處理時可用鉆頭反復掃孔，以擴大孔徑。3、斜孔。處理時可在偏斜處吊住鉆頭，上下反復掃孔，直至把孔位校直；或在偏斜處回填砂粘土，待沉積密實后再鉆。（三）套管成孔灌注樁套管成孔灌注樁是運用錘擊或振動措施將帶有樁尖（樁靴）的樁管（鋼管）沉入土中成孔。當樁管打到規(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入樁管，并且能在澆筑混凝土的壓力下自動啟動。因此，規(guī)定樁靴應(yīng)具有足夠輕度，啟動靈活，并與樁管貼合緊密?；畎晔綐堆ヅc套管連成一體，可多次反復使用。Ⅱ、成孔常用的成孔機械有振動沉管機和錘擊沉樁機。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，拔管時必須邊打邊撥，一次將管拔出，即整個灌注樁澆筑完畢。2、復打法復打法是在同一樁孔位進行兩次單打，或根據(jù)需要進行局部復打。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致已灌完的尚未到達足夠強度的混凝土樁斷裂。防止斷樁的措施有如下幾點：（1）布樁過密時可采用跳打法以減少振動的影響。（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。縮徑樁產(chǎn)生的原因：（1）在含水量高的粘性土中成孔時，土體受到強擾動和擠壓，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，使混凝土擴散性差，或者樁距過小，樁身受擠壓導致縮徑。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，管內(nèi)混凝土高度局限性，振動局限性，待樁管拔到一定高度時，樁尖才下落，卡在硬土層或懸在半空中。（2）振動沉管時，活瓣樁尖抽管時不張開，至一定高度才張開，混凝土下落，但有孔隙，不密實。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，土體受到強擾動和擠壓，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，使混凝土擴散性差，或者樁距過小，樁身受擠壓導致縮徑。導致吊腳樁的原因是：（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，管內(nèi)混凝土高度局限性，振動局限性，待樁管拔到一定高度時，樁尖才下落，卡在硬土層或懸在半空中。（2）振動沉管時，活瓣樁尖抽管時不張開，至一定高度才張開，混凝土下落，但有孔隙，不密實。2、壓樁施工時應(yīng)注意哪些事項？答：應(yīng)注意如下事項：（1）壓樁施工時應(yīng)隨時注意使樁保持軸心受壓，接樁時也應(yīng)保證上下接樁的軸線一致，并使接樁時間盡量地縮短，否則，間歇時間過長會由于土體固結(jié)導致發(fā)生壓不下去的事故。（2）當樁靠近設(shè)計標高時，不可過早停壓，否則，在補壓時也會發(fā)生壓不下去或壓入過少的現(xiàn)象。（3）壓樁過程中，當樁尖碰到夾砂層時，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不能壓至設(shè)計標高而相差不多時，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，樁錘嚴重回彈，貫入度忽然變小，則也許與土層中夾有較厚砂層、硬土