1、 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 1第二章第二章 樁基礎工程樁基礎工程第一節第一節 樁的作用和形式 樁因其承載力高，變形小，穩定性好等諸多特點，在當今的工樁因其承載力高，變形小，穩定性好等諸多特點，在當今的工程設計中有著廣泛應用。樁種類繁多，可根據傳力性質、制作方法、程設計中有著廣泛應用。樁種類繁多，可根據傳力性質、制作方法、成樁工藝、斷面形式、制作材料等成樁工藝、斷面形式、制作材料等，樁有著不同的，樁有著不同的分類。分類。根據根據，在工程界通常將樁，在工程界通常將樁分為分為：u建筑物（構筑物）的基礎建筑物（構筑物）的基礎u深基坑的圍護結構深基坑的圍護結構 建筑施工技術 第二章 樁

2、基礎工程課程內容2 2一、建筑物（構筑物）的基礎上部荷載不大、土層較好時，淺基礎淺土層較弱或有軟弱下臥層，也可采用攪拌、旋噴、壓密注漿等方法進行淺層地基處理 上部荷載較大，且有沉降要求時 樁，按照施工方法不同，分為： 預制樁灌注樁鋼樁：鋼管樁 、H型鋼樁 ；混凝土樁：混凝土方樁 、 預應力混凝土管樁 ，干成孔樁：人工挖孔樁、螺旋鉆機成孔樁、爆破成孔樁，泥漿護壁鉆孔樁：回旋鉆機成孔 、潛水鉆機成孔 ，樹根樁，鋼套管成孔樁：沉管灌注樁 。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 31. 預制樁 預制樁是在工廠或施工現場制成的各種材料、各種形式的樁（如木樁、混凝土方樁、預應力混凝土管樁或空心方樁

3、、鋼管樁、H型鋼樁等），用沉樁設備講樁打入、壓入、沖入或者振入土中。 預制樁的施工工藝成熟、質量穩定、造價適中，廣泛被使用在建筑工程中。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 42. 灌注樁 灌注樁是在施工現場通過鉆孔、沖孔、挖孔、沉管等方法在樁位上成孔，然后在孔內灌注混凝土而形成樁。 灌注樁的承載力較大，尤其鉆孔灌注樁的施工對周邊環境影響較小，是在城市建設中被選的主要樁基礎形式。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 53. 復合地基 復合地基，是指天然地基在地基處理過程中部分土體得到增強，或被置換，或在天然地基中設置加筋材料。加固區是由基體（天然地基土體或被改良的天然地基土體）

4、和增強體兩部分組成的人工地基。 復合地基可有效提高基礎承載力，降低造價，而且工期短、工藝簡單，沉降小。地基承載力具有可補性，上部結構的設計、施工條件可得到大大改善，所以適用于多種土層。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 6二、深基坑圍護結構中的樁基坑圍護，是指在軟弱土質、高地下水位的地區，為保證地下結構施工及基坑周邊環境的安全，對基坑側壁及周邊環境采用的支擋、加固與保護措施。u基坑圍護結構的主要作用是支撐土壁，此外部分圍護結構還兼起隔水帷幕的作用。u基坑圍護結構根據其受力狀態可分為重力式圍護結構和非重力式圍護結構。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 71. 重力式圍護結構的

5、樁重力式圍護結構通常以擋墻的自重和剛度保護基坑側壁，既擋土又擋水，常見形式有水泥土攪拌樁和土釘墻等預制樁的施工工藝成熟、質量穩定、造價適中，廣泛被使用在建筑工程中。u 水泥土攪拌樁（或稱深層攪拌樁） 是通過攪拌樁基將水泥與土進行攪拌，形成柱狀的水泥加固土（攪拌樁）。用于圍護結構的水泥土其水泥摻量通常為12%15%（單位土體的水泥摻量與土的重力密度之比），水泥土的強度可達0.81.2MPa,其滲透系數很小，一般不大于10-6cm/s。l 由于水泥土攪拌樁搭接而形成水泥土墻，它既有擋土作用又有隔水作用。它適用于46m深的基坑。當基坑深度超過6m后，樁基寬度較大，經濟性不佳，應采用樁錨體系擋土結構。

6、 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 8水泥土墻（如下圖）通常布置成格柵式，格柵置換率（加固土的面積：水泥土墻的總面積）為0.60.8。墻體的寬度B和插入深度hd，是根據基坑開挖深度h估算的，一般B=（0.60.8）h， hd=（0.81.2）h。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 92. 排樁與板墻式圍護結構中的樁 排樁與板墻式圍護結構是指由排樁（有時加隔水帷幕）或地下連續墻等作為基坑圍護擋墻，有時另設內支撐或加外拉的土層錨桿。其常見的樁基形式有（鉆孔）灌注樁、（鋼）板樁、SMW工法、地下連續墻等。（1）鉆孔灌注樁，是指在工程現場通過機械鉆孔在地基土中形成樁孔，并在其內放置

7、鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁。 圍護結構中灌注樁常用直徑為6001200，做成排樁擋墻。該擋墻剛度大，抗彎強度高，變形小，適應性好，不需很大工作場地，振動小，噪音低。鉆孔灌注樁排樁形式，見右圖。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 10（2）鋼板樁圍護，是指在基坑邊坡中直接打入鋼板樁形成連續鋼板樁墻，既起到擋土作用又起到止水帷幕的作用。 鋼板樁由帶鎖口或鉗口的熱軋型鋼制成，通常形式有平板式和波浪式兩種。鋼板樁之間由于鎖口或鉗口的連接，使樁連接牢固，形成整體，同時也具有良好的隔水效果。鋼板樁截面面積小，易于打入，施工快速，波浪形截面抗彎能力強，且鋼板樁可以在施工完畢后拔出重復使用，但是缺

8、點在于一次性投入較大。常見鋼板樁形式如下圖。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 11（3）SMW工法，是一種勁性復合圍護結構，通過專門的多軸攪拌機就地鉆進切削土體，同時在鉆頭端部將水泥漿液注入土體，經充分攪拌混合后，將H型鋼或其他型材（此勁性材料可在施工完畢后拔出重復使用）插入攪拌樁體內，形成地下連續墻體，利用該墻體直接作為擋土和止水結構。其優點是構造簡單，止水性能好，工期短，造價低，環境污染小。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 12（4）地下連續墻，是利用各種挖槽機械，借助于泥漿的護壁作用，在地下挖出窄而深的溝槽，并在其內放置鋼筋籠，澆注混凝土而形成一道具有防滲（水）、

9、擋土和承重功能的連續的地下墻體。其優點是剛度大，既擋土又擋水，施工無振動，噪音低，可用于各種土質，缺點是造價高，施工工藝復雜，施工中的泥漿對環境有污染。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 133. 止水帷幕 止水止水帷幕是指在基坑圍護中設置于擋土墻外側用于阻截或減少帷幕是指在基坑圍護中設置于擋土墻外側用于阻截或減少基坑基坑側壁側壁及基坑底地下水流入基坑而采用的連續止水體。其常見的樁基形式及基坑底地下水流入基坑而采用的連續止水體。其常見的樁基形式有（三軸有（三軸、或二軸、或二軸）攪拌樁、高壓旋噴樁和壓密注漿等。）攪拌樁、高壓旋噴樁和壓密注漿等。 （1）水泥土攪拌樁，三軸或二軸攪拌樁施工

10、是利用水泥作為加固劑，使用攪拌機械，在地基深部將軟土、水和水泥進行強制攪拌，當混合體硬結后形成樁體。施工時相鄰的樁體相互搭接，使得樁與樁之間連成整體，從而起到提高地基的承載能力形成止水帷幕。該帷幕阻擋了基坑周邊的水進入基坑。攪拌樁連續施工工序見下圖。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 14（2）高壓旋噴樁，是以高壓旋轉的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合，形成連續搭接的水泥加固體，從而起到截水作用。其優點是施工占地少、振動小、噪音較低，但容易污染環境，成本較高，對于不能使噴出漿液凝固的土質不宜采用。（3）壓密注漿，是利用較高的壓力灌入濃度較大的水泥漿或化學漿液，使得土體內形成新的網裝骨架

11、結構，將土體擠密，從而改善了土體防滲性能。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 15第二節第二節 混凝土預制樁混凝土預制樁一、 混凝土預制樁的制作、起吊、運輸和堆放1. 制作生產方式：混凝土預制方樁多數是在打樁現場或附近就地預制， 較短的樁亦可在預制廠生產，預應力管樁則均在工廠生產；截面：方樁的截面邊長多為250550mm， 預應力管樁直徑一般為400600mm；形式：單根樁、或多節樁；單節樁長度：（根據樁架高度、制作場地、運輸和裝卸能力而定） 工廠制作，長度不宜超過 12m， 現場預制，長度不宜超過 30m；混凝土強度等級：不宜低于C30（靜壓法沉樁時不宜低于C20）。 建筑施工技術

12、 第二章 樁基礎工程課程內容2 16 方樁的疊澆法制作要求：為節省場地，現場預制方樁多用疊澆法制作，重疊層數：取決于地面允許荷載和施工條件，一般不宜超過4層；場地要求：場地應平整、堅實，不得產生不均勻沉降；隔離劑：樁與鄰樁、底模（底部的樁）間的接觸面不得發生粘結；澆筑時間：上層樁或鄰樁的澆筑，須在下層樁或鄰樁的混凝土達到設計強 度的30%后方可進行。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 172. 起吊與運輸的要求： 當樁的混凝土強度達到設計強度的70%方可起吊； 達到100%方可運輸和打樁。 起吊吊點，應符合設計要求， 一般吊點的設置圖所示。混凝土強度要求3. 堆放 堆放樁的地面必須平

13、整、堅實，墊木間距應與吊點位置相同，各層墊木應位于同一垂直線上，堆放層數不宜超過4層。不同規格的樁，應分別堆放。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 18二、 錘擊法施工 1. 設備 ： 包括樁錘、樁架和動力裝置。 2. 樁錘及選擇重錘輕擊：用錘擊沉樁時，力求采用此方法。（如采用輕錘重擊，錘擊功能很大一部分被樁身吸收，樁受沖擊應力過大而損壞、而樁卻不易打入。）錘重選擇：應根據土質、樁的規格等進行選擇。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 19課程內容 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 203. 樁架 （1）多能樁架，如圖 多能樁架的機動性和適應性很大，水平方向可作36

14、0回轉，立柱可前后傾斜，可在軌道上行走。但其機構較龐大，工作效率較低。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 21 （2）履帶式樁架，如圖履帶式樁架以履帶式起重機為底盤，增加立柱和斜撐用以打樁。性能靈活，移動方便，可適應各種預制樁施工，目前應用最多。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 254. 打樁施工 （1）打樁前的準備工作準備工作：清除妨礙施工的地上和地下的障礙物； 平整施工場地;定位放線； 設置供電、供水系統； 安裝打樁機等。定位： 樁基軸線的定位點及水準點，應設置在不受打樁影響的地點，水準點設置不少于2個。在施工過程中可據此檢查樁位的偏差以及樁的入土深度。 建筑施工技術

15、 第二章 樁基礎工程課程內容2 26 （2）打樁順序 影響打樁速度、打樁質量，及周圍環境。 當樁的中心距小于4倍樁徑時，打樁順序尤為重要。 打樁的擠土影響：后期打入的樁在擠土影響下，會造成先期打入樁的偏移。 根據樁群的密集程度，可選用下述打樁順序： 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 27 （3）打樁方法要點打樁機就位后，將樁錘和樁帽吊起，然后吊樁并送至導桿內，垂直對準樁位緩緩送下插入土中，垂直度偏差不得超過0.5%，然后固定樁帽和樁錘，使樁、樁帽、樁錘在同一鉛垂線上，確保樁能垂直下沉。在樁錘和樁帽之間應加彈性襯墊，樁帽和樁頂周圍四周應有510mm的間隙，以防損傷樁頂。打樁開始時，錘的

16、落距應較小，待樁入土至一定深度且穩定后，再按要求的落距錘擊用落錘或單動汽錘打樁時，最大落距不宜大于1m，用柴油錘時，應使錘跳動正常。如樁頂標高低于自然土面，則需用送樁管將樁送入土中時，樁與送樁管的縱軸線應在同一直線上，拔出送樁管后，樁孔應及時回填或加蓋。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 28 （4）打樁的質量控制 打樁的質量檢查內容：樁的偏位、垂直度偏差， 最后貫入度與沉樁標高， 樁頂、樁身的完好性， 施工對周圍環境的危害性。質量驗收依據：建筑地基基礎工程施工質量驗收規范GB 50202-2002樁位放樣：允許偏差：單樁：10mm；群樁：20mm。打（壓）入樁的樁位偏差（預制混凝土

17、方樁、管樁，鋼樁），必須符合樁位的允許偏差的規定。樁的垂直偏差應控制在1%之內。斜樁傾斜度的偏差不得大于傾斜角正切值的15%（傾斜角系樁的縱向中心線與鉛垂線間夾角）。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 29項項項項 目目允許偏差允許偏差1蓋有基礎梁的樁：蓋有基礎梁的樁：垂直基礎梁的中心線垂直基礎梁的中心線沿基礎梁的中心線沿基礎梁的中心線1000.01H1500.01H2樁數為樁數為13根樁基中的樁根樁基中的樁1003樁數為樁數為416根樁基中的樁根樁基中的樁1/2樁徑或邊長樁徑或邊長4樁數大于樁數大于16根樁基中的樁：根樁基中的樁：最外邊的樁最外邊的樁中間樁中間樁1/3樁徑或邊長樁徑

18、或邊長1/2樁徑或邊長樁徑或邊長注：注：H為施工現場場地地面標高與樁頂設計標高的距離。為施工現場場地地面標高與樁頂設計標高的距離。 預制樁（鋼樁）樁位的允許偏差（mm） 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 30打樁的控制：對于端承型樁，以貫入度控制為主，樁尖進入持力層深度或樁尖標高可作參考。如貫入度已達到而樁尖標高未達到時，應繼續錘擊3陣，每陣10擊的平均貫入度不應大于規定的數值。樁尖位于軟土層的摩擦型樁，應以樁尖設計標高控制為主，貫入度可作參考。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 31三、 靜力壓樁靜力壓樁是利用靜壓力將樁壓入土中，施工中雖然仍然存在擠土效應，但沒有振動和噪

19、音。靜力壓樁機有機械式和液壓式之分，目前使用的多為液壓式靜力壓樁機，壓力可達50008000KN。抱箍式靜力壓樁機頂壓式靜力壓樁機 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 35壓樁一般是分節壓入，逐段接長。為此，樁需分節預制。當第一節樁壓入土中，其上端距地面2m左右時將第二節樁接上，繼續壓入。對每一根樁的壓入，各工序應連續。如初壓時樁身發生較大移位、傾斜；壓入過程中樁身突然下沉或傾斜；樁頂混凝土破壞或壓樁阻力劇變時，應暫停壓樁，及時研究處理。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 36四、 水沖法沉樁（射水沉樁）射水沉樁法的選擇：在砂夾卵石層或堅硬土層中，一般以射水為主，以錘擊或振動

20、為輔。當下沉較深或土層較密實，可用錘擊或振動，配合射水；不論采取任何射水施工方法，在沉入最后階段11.5m至設計標高時，應停止射水，用錘擊或振動沉入至設計深度，以保證樁的承載力。射水沉樁的設備包括：水泵、水源、輸水管路和射水管。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 37五、 振動法沉樁原理：將樁與振動錘連接在一起，振動錘產生的振動力通過樁身帶動土體振動，使土體的內摩擦角減小、強度降低而將樁沉入土中。該方法在砂土中施工效率較高。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 38六、 水中沉樁碼頭、橋梁等基礎沉樁施工。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 39第三節第三節 灌注樁施

21、工灌注樁施工一、灌注樁 是直接在樁位上就地成孔，然后在孔內安放鋼筋籠灌注混凝土而成。灌注樁的優點：適應各種地層的變化，宜在建筑物密集地區使用； 無需接樁，樁的承載力較大； 施工時無振動、無擠土、噪音小。灌注樁的缺點：操作要求嚴格，施工條件復雜、影響質量因素多； 樁身施工后需較長的養護期方可承受荷載； 成孔時有大量土渣或泥漿排出。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 40二、干作業成孔灌注樁 干作業成孔灌注樁適用于地下水位較低、在成孔深度內無地下水的土質，勿需護壁可直接取土成孔。 目前常用螺旋鉆機成孔。螺旋鉆機成孔 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 42三、 泥漿護壁成孔灌注樁

22、泥漿護壁成孔：是用泥漿保護孔壁并排出土碴而成孔，不論地下水位高或低的土層皆適用。多用于含水量高的軟土地區。泥漿的作用：具有保護孔壁、防止塌孔、排出土碴以及冷卻與潤滑鉆頭。泥漿一般需專門配制，當在粘土中成孔時，也可用孔內鉆碴原土自造泥漿。成孔機械：回轉鉆機、潛水鉆機、沖擊鉆等，其中以回轉鉆機應用最多。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 431. 回轉鉆機成孔回轉鉆機：由動力裝置帶動鉆機的回轉裝置轉動，并帶動帶有鉆頭的鉆桿轉動，由鉆頭切削土壤。切削形成的土碴，通過泥漿循環排出樁孔。回轉盤主鉆桿鉆頭泥漿管、水龍頭鉆孔灌注樁施工現場： 15型鉆機10型鉆機鉆桿鉆機成孔鋼筋籠的吊裝、安放 鋼格

23、構柱鋼筋籠 混凝土澆筑料斗混凝土澆筑 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 50 泥漿循環的方式：正循環和反循環。 根據樁型、鉆孔深度、土層情況、泥漿排放條件、允許沉碴厚度等 進行選擇，但對孔深大于30m的端承型樁，宜采用反循環。鉆孔灌注樁施工現場：泥漿儲存罐泥漿沉淀池（廢漿）泥漿循環池 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 52泥漿正循環：泥漿由鉆桿內部注入，并從鉆桿底部噴出，攜帶鉆下的土碴沿孔壁向上流動，由孔口將土碴帶出流入沉淀池，經沉淀的泥漿流入泥漿池再注入鉆桿，由此進行循環。沉淀的土碴用泥漿車運出排放。泥漿反循環：泥漿由鉆桿與孔壁間的環狀間隙流入鉆孔，然后，由砂石泵在鉆桿內

24、形成真空，使鉆下的土碴由鉆桿內腔吸出至地面而流向沉淀池，沉淀后再流入泥漿池。反循環工藝的泥漿上流的速度較高，排放的土碴能力大。泥漿的組成：高塑性粘土或膨潤土和水拌合的混合物，還可在其中摻入其他摻合劑，如加重劑、分散劑、增粘劑及堵漏劑等。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 53護筒：在陸地上雜填土或松軟土層中鉆孔時，應在樁位孔口處理設護筒，以起定位、保護孔口、維持水頭等作用。護筒制作：用鋼板，內徑應比鉆頭直徑大10cm，埋入土中深度通常不宜小于1.01.5m，特殊情況下埋深需要更大。在護筒頂部應開設12個溢漿口。護筒使用：在鉆孔過程中，應保持護筒內泥漿液面高于地下水位。 護筒于水中埋設

25、：在水深小于3m的淺水處，亦可適當提高護筒頂面標高，以減少筑島填土量，如圖。如島底河床為淤泥或軟土，宜挖除換以砂土；若排淤換土工作量大，則可用長護筒，使其沉入河底土層中。在水深超過3m的深水區，宜搭設工作平臺（可為支架平臺、浮船、鋼板樁圍堰、木排、浮運薄殼沉井等），下沉護筒的定位導向架與下沉護筒，見圖。 護筒埋設、樁中心定位溢漿口 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 55 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 56 鉆孔灌注樁施工工藝：灌注樁在施工前，宜進行試成孔。鉆孔灌注樁的樁孔鉆進，達到設計樁底標高。成孔后，須利用鉆桿第一次清孔，保證樁底沉渣厚度小于規定值。鋼筋骨架吊放，避免

26、鋼筋籠插斜碰撞孔壁。樁身混凝土灌注，采用混凝土澆筑導管，并利用導管第二次清孔；用垂直導管水下灌筑法澆筑混凝土至樁頂時，且適當超過樁頂設計標高，以保證在鑿除含有泥漿的樁段后，樁頂標高和質量能符合設計要求。施工后的灌注樁的平面位置及垂直度都需滿足規范的規定。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 57 2. 潛水鉆機成孔潛水鉆機時一種旋轉式鉆孔機械，其動力、變速機構和鉆頭連在一起，加以密封，因而可以下放至孔中地下水位以下進行切削土壤成孔。用正循環工藝輸入泥漿，進行護壁和將鉆下的土碴排出孔外。潛水鉆機成孔，亦需先埋設護筒，其他施工過程皆與回轉鉆機成孔相似。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 583沖擊鉆成孔沖擊鉆主要用于在巖土層中成孔，成孔時將沖錐式鉆頭提升一定高度后以自由下落的沖擊力來破碎巖層，然后用掏碴筒來掏取孔內的碴漿。 建筑施工技術 第二章 樁基礎工程課程內容2 59四、 套管成孔灌注樁套管成孔灌注樁是利用錘擊打樁法或振動沉樁法，將帶有鋼筋混凝土樁靴（又叫樁尖）或帶有活瓣式樁靴的鋼套管沉入土中，然后邊拔管邊灌注混凝土而成。若配