1、第二章 深基礎工程預制樁施工灌注樁施工其他深基礎施工補充：淺基礎施工一、概念1、地基：建筑物的全部荷載均由其下的地層來承擔，承擔建筑物荷載的地層稱為地基 。建筑物向地基傳遞荷載的下部結構稱為基礎。2、基礎：基礎地基結構荷載基底壓力天然地基：沒有經過人為處理，直接修建。 人工地基：承載力低，高壓縮性地基，人工處理后才能修建。地基基礎深基礎剛性擴大基礎單獨和聯合基礎條形基礎筏板和箱形基礎樁基礎沉井基礎淺基礎 建筑物地基可分為天然地基和人工地基，基礎可分為淺基礎和深基礎。 深基礎埋深較大，其主要作用是把所承受的荷載相對集中地傳遞到地基深部；而淺基礎則是通過基礎底面、把荷載擴散分布于淺部地層(5m或b

2、） 。3、 分類 淺基礎不同于深基礎主要表現在 ： （1）.從施工角度看，開挖基坑過程中降低地下水位（當地下水位較高時）和保證坑壁（或邊坡）穩定的問題比較容易解決； （2）.從設計角度來看，淺基礎的埋置深度一般較淺，因此可以只考慮基礎底面以下土的承載力，而忽略基礎側面土提供的豎向承載力。 天然地基上結構較簡單的淺基礎，最為經濟，如能滿足要求，宜優先選用。天然地基、人工地基上淺基礎設計的原則和方法基本相同，只是采用人工地基上的淺基礎方案時，尚需對選擇的地基處理方法進行設計，并處理好人工地基與淺基礎的相互影響。 （1）強度要求地基承載力計算、穩 定性驗算、抗浮驗算 （2）變形要求地基變形計算 （3

3、）基礎的功能、構造及耐久性要求4、 淺基礎基本要求按材料可分為：磚基礎、毛石基礎、混凝土和毛石混凝土基礎、灰土基礎、三合土基礎。按構造可分為：獨立基礎是指整個或局部結構物下的單個基礎。條形基礎是指基礎的長度遠遠大于其寬度的一種基礎形式，可分為墻下條形基礎和柱下條形基礎 。一.無筋擴展基礎（剛性基礎）按材料性能（基礎剛度）可分為：剛性基礎、柔性基礎1、無筋擴展基礎類型 （按基礎剛度分類）按材料可分為：磚基礎、毛石基礎、混凝土和毛石混凝土基礎、灰土基礎、三合土基礎。磚基礎毛石基礎柱下混凝土基礎墻下毛石混凝土基礎墻下條形磚基礎也稱大放腳基礎 按構造可分為：獨立基礎是指整個或局部結構物下的單個基礎。條

4、形基礎是指基礎的長度遠遠大于其寬度的一種基礎形式，可分為墻下條形基礎和柱下條形基礎 。a. 柱下獨立基礎c. 柱下條形基礎b. 墻下條形基礎1、無筋擴展基礎類型 （按基礎剛度分類）樁基礎墩基礎地下連續墻沉井基礎沉箱基礎第一節 概述一、深基礎的類型樁按受力情況分為端承樁和摩擦樁兩種(圖21) 端承樁是穿過軟弱土層而達到堅硬土層或巖層上的樁，上部結構荷載主要由巖層阻力承受；施工時以控制貫入度為主，樁尖進入持力層深度或樁尖標高可作參考； 摩擦樁完全設置在軟弱土層中，將軟弱土層擠密實，以提高土的密實度和承載能力，上部結構的荷載由樁尖阻力和樁身側面與地基土之間的摩擦阻力共同承受，施工時以控制樁尖設計標高

5、為主，貫入度可作參考。 圖21端承樁與摩擦樁（a）端承樁；（b）摩擦樁；1樁；2承臺；3上部結構 樁按施工方法分為預制樁和灌注樁 預制樁根據沉入土中的方法，可分打入樁、水沖沉樁、振動沉樁和靜力壓樁等； 灌注樁是在樁位處成孔，然后放入鋼筋骨架，再澆筑混凝土而成的樁。灌注樁按成孔方法不同，有鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁、沖孔灌注樁、套管成孔灌注樁及爆擴成孔灌注樁等。 樁按施工方法分為預制樁和灌注樁 預制樁按沉樁方法分：錘擊法：以樁錘的沖擊力將樁打入軟土。振動法：以振動樁機帶樁振動，減少土與樁間摩阻，沉拔快，適砂土。靜力壓樁法：801200t壓樁機，適軟弱土層。水沖法：高壓射水（樁側或樁內）沖孔下沉，留1

6、2m打入或振入。適堅硬土、砂石層。鉆孔錘擊法：鉆孔（留 12m）、注漿護壁、提鉆、插樁、錘擊。用于堅硬土層。錘擊沉樁振動沉樁靜壓沉樁海上打鋼管樁灌注樁按成孔方法分：套管成孔法土質差、水位高爆擴法土質好（黏性）、無地下水人工挖孔法樁徑大、土較好干作業成孔無地下水的一般土層泥漿護壁成孔有地下水的一般土層鉆孔法第一節 預制樁施工1制作宜由工廠加工，保證質量.要點：疊制4層，上下隔離，下層達30再上層；鋼筋接長用對焊，接頭位置錯開；混凝土由頂至尖連續澆筑，注意養護與保護；預應力管樁離心成型，直徑400500mm，壁厚80100mm，節長810m，C60。（一）樁的制作鋼筋混凝土預制樁 構件廠制作鋼筋、

7、模板施工鋼筋混凝土預制樁 現場制作混凝土澆筑預應力管樁制作M（二）樁的起吊、運輸和堆放.(1)混凝土強度：起吊移位70設計強度運輸、起吊就位100設計強度(2)合理吊點：（正負彎矩相同則均小）+M一點吊距頂0.31L(L=510m)，距頂0.29L（L1116m）；兩點吊距頂、距尖0.207L；(3)吊、運平穩，避免損壞。吊點位置一點吊三點吊兩點吊3堆放高度不超過四層；地面堅實、平整，墊長枕木；支承點在吊點位置，墊木上下對齊。2運輸平穩，固定3.接樁. 接樁的方法常見有4種：1 焊接法2 法蘭螺栓連接法3 螺紋連接4 機械連接管樁的焊接接長管樁的機械接長方樁的漿錨接長接樁方法：方樁的焊接接長管

8、樁的焊接接長接方樁的漿錨長浙江天海管樁的機械連接方法：插桿二、沉樁的準備工作1.1 沉樁前應處理空中和地面的障礙物，平整場地或搭設支架、平臺，做好準備工作1.2 在旱地打樁時，只需將打樁設備移動范圍內的地面整平、夯實，再鋪設墊木、鋼軌及簡單腳手架。在淺水中打樁時，先打腳手樁，組成樁排架再搭設工作2 沉入樁施工工藝及質量控制流程圖平臺，在深水中，則需拼組打樁船在船上打樁。設置腳手時，都應留出樁位。樁位根據墩（臺）的縱橫中心線測定并做出標志；水中的樁位，須用導框控制。3 打樁前應合理安排打樁順序，安排打樁順序時要考慮兩個問題：一是盡量減少樁架移動距離；二是考慮打樁時，土壤被擠緊和隆起，致使后續的不

9、易打下去，特別時樁數多、間距小時，問題更嚴重。因此，當基坑較小，土質密實時，應由中間向兩端進行，當基坑較大，樁數較多時，應分段進行。4 編制施工組織設計、施工工藝設計和工序質量控制設計；編制作業指導書和操作規程；制訂安全、質量保證及防治措施；組織技術交底和技術培訓。5 所有鉆孔人員必須持有效的考試合格證。操作人員經培訓、考核，可持證上崗。6確定打樁順序.打樁順序：.1) 當樁中心距4倍樁徑（或斷面邊長）時，可：自中間向四周環繞或放射打；由中心向兩側對稱打；分段對稱打；2) 當樁中心距4倍樁徑時，可按施工方便順序打；3) 當樁的規格不同時，先大后小，先長后短；4) 當樁尖設計標高不同時，先深后淺

10、。避免 入土深度不一，導致不均勻沉降；難打易碎；鄰樁移位、傾斜。三、樁的沉沒1、樁錘（表）柴油錘 (導桿式、筒式) ：使用方便、適于中型樁；錘重0.822t；不適過軟過硬土、噪聲大、污染，3080次/min。液壓錘：少噪、無污、頻率高，價高。油氣二壓施力長，貫入度大。陸地、水下、斜樁均可。錘重240 t， 2070次/min 。振動錘(電動、液壓) ：沉樁快，適應廣，操作簡單安全，費用低，無污染，可沉可拔。不適應：斜樁、硬土層中沉樁。低頻-振幅達、噪聲大,適于橋梁、碼頭大管徑樁；中高頻(2060Hz)-適于松散中密砂石層；超高頻(100150Hz)-噪聲低、速度快，適于城市。樁錘的選擇：應據現

11、場環境、地質條件、樁的種類、現有設備、質量與（樁錘、樁架、動力裝置）工作原理圖（1）柴油錘1）導桿式柴油錘油室活塞汽缸接管球形頭錘腳頂尖2）工作原理圖儲油器杠桿油缸筒式柴油錘（2）液壓錘(3)振動樁錘-能打樁、拔樁1)電動式DZJ-600振動樁錘(600kW)(3)振動樁錘2)液壓式BSP-朗信打拔樁錘激振力：3167t;振動頻率:2500 r/min液壓振動樁錘（2）樁架作用：懸吊錘樁吊樁就位打樁導向類型 （常用）：多功能樁架：機動適應性好；大而裝拆運麻煩。履帶式樁架：移動方便，適用范圍廣。步履式樁架：移動方便，穩定性好,適應性強。3、其他設施或裝置動力、操控、監測履帶式樁架多功能樁架2、打

12、樁工藝與要求（一）準備工作1. 場地準備：清除地上、地下障礙物，平整、壓實場地，設置排水溝；2. 放軸線、定樁位、設置水準點（2個）;3. 確定打樁順序；4. 進行打樁試驗：2根，檢驗工藝、設備是否符合要求。(二)打樁工藝：.1.工藝順序：設置標尺樁機就位吊樁就位扣樁帽、落錘、脫吊鉤低錘輕打正式打（接樁，截樁，靜、動載試驗，承臺施工）。2.施工要點：1）采用重錘低擊，開始要輕打；2）注意貫入度變化，做好打樁記錄（編號、每米錘擊數、樁頂標高、最后貫入度）；3）如遇異常情況（貫入度劇變；樁身突然傾斜、位移、回彈；樁身嚴重裂縫或樁頂破碎），暫停施打，與有關單位研究處理。+1.吊樁就位（1）導桿式柴油

13、錘打樁2.提起錘頭3.爆燃沖擊（2）筒式柴油錘打樁3.質量要求：1）樁的最后貫入度和沉入標高滿足設計要求：端承樁控制最后貫入度為主，標高為輔摩擦樁控制沉樁標高為主，最后貫入度為輔2）偏差在允許范圍內:樁位偏差：排樁偏軸100，順軸150mm；群樁 1/3樁徑或邊長；垂直偏差 0.5 % 。3）樁不受損：樁頂、樁身不壞，樁頂下1/3樁長內無水平裂縫。（二）靜力壓樁 特點 靜力壓樁是利用無噪聲、無振動的靜壓力將樁壓入土中，常用于土質均勻的軟土地基的沉樁施工。1.施工工藝. 靜力壓樁(圖214)利用壓樁架的自重和配重，通過卷揚機牽引，由鋼絲繩、滑輪和壓梁，將整個樁機的重力(8001500kN)反壓在

14、樁頂上，以克服樁身下沉時與土的摩擦力，迫使預制樁下沉。 2.施工要點.壓樁施工一般采取分節壓入、逐段接長的施工方法。（三）振動沉樁第二節 灌注樁施工特點：施工無振動無噪聲,比同徑預制樁承載低、沉降大（一）干作業成孔法（用于無地下水或已降水）成孔機械簡介：旋挖鉆：成孔深度可達110m ，6003000；螺旋鉆：鉆桿長1020m，400600 ；擠土鉆：鉆桿長1020m，400600 。一、鉆孔灌注樁1）旋挖鉆機（旋挖鉆斗鉆）北京南站施工現場旋挖鉆機鉆斗的種類應根據土層種類選擇相應鉆斗。套筒驅動頭巖心鉆頭擴底鉆頭各種螺旋鉆頭安護筒后挖土旋挖鉆卸土履帶式2）螺旋鉆步履式3）擠土鉆可一次完成擠土成孔、

15、壓灌混凝土成樁。樁身可帶螺紋或全圓柱型。適應多種土質，出土少，承載力高螺旋擠土灌注樁施工過程對位開鉆擠土成孔停鉆壓灌灌注旋提插筋成樁1、干作業鉆孔灌注樁傳統施工法(1)工藝順序平整場地，挖排水溝定樁位鉆機對位、校垂直開鉆出土清孔檢查垂直度及虛土情況放鋼筋骨架澆混凝土。鉆孔干作業法傳統成樁工藝放入鋼筋骨架澆筑混凝土清孔起吊鋼筋籠北京南站吊放鋼筋籠北京南站澆筑混凝土（2）施工要點.土質差、有振動、間距小時，間隔鉆孔制作； 及時灌注混凝土，防止孔壁坍塌；澆混凝土時要放護筒，并保證混凝土密實。（3）質量要求 偏差要求：位置偏差70或150mm；垂直度偏差1 孔底虛土厚度： 端承樁50mm；摩擦樁150

16、mm。 避免出現縮徑和斷樁。（c）插入鋼筋籠（a）鉆孔螺旋鉆桿（b）灌注混凝土并提鉆2.干作業鉆孔灌注樁壓灌混凝土灌注樁圖2-12 壓灌混凝土灌注樁施工過程優點：施工速度快、承載力高，可減少塌孔、頸縮和樁底需土。鋼管混凝土振動器鋼筋籠（d）拔出鋼管，成樁鉆機移位后，插入已灌滿混凝土的樁孔內振動下沉到位壓灌混凝土灌注樁施工現場鉆孔、灌注混凝土、吊起內插振動鋼管的鋼筋籠擠孔并灌滿混凝土后鉆機移位，插入鋼筋籠振動器加速鋼筋籠沉入（二）泥漿護壁成孔法（用于有地下水）1、成孔機械旋挖鉆用于黏性土、砂土、砂礫層、卵石、漂石、軟質巖（用相應鉆斗）沖抓鉆沖擊鉆潛水電鉆回轉鉆正循環排渣反循環排渣：泵吸、射流、氣

17、舉(50m)用于碎石土、砂土、粘性土、風化巖用于黏性土、淤泥、砂土2、施工（1）工藝順序：平整場地、挖排水溝定樁位埋護筒.配泥漿.成孔.排渣清孔.放鋼筋骨架.水下灌注混凝土。（2）要點：1）護筒：直徑比鉆頭大100，開設12個溢漿口，埋入土中1m；2）泥漿：密度1.11.15（黏土時可自造），隨鉆隨灌，保持高于水位面；埋設的護筒及灌入泥漿滾焊機制作鋼筋籠鋼筋籠孔口固定鉆孔后吊入鋼筋籠安裝導管及漏斗灌注水下混凝土導管法泥漿護壁成孔灌注樁施工設備布置示意吊車及反循環鉆機（1）挖孔（2）鉆孔步履式泵吸反循環回轉鉆鉆孔深度10200m,鉆孔直徑0.82.5m安放護筒（3）沖孔鉆孔作業鉆頭與泥漿水龍頭鉆

18、桿鉆機回轉裝置泥漿泵泥漿池沉淀池泥漿循環方向鉆頭水龍頭鉆桿鉆機回轉裝置泥漿循環方向砂石泵沉淀池新泥漿流向鉆頭6）水下灌注要求：鋼筋的混凝土保護層厚度50mm（混凝土墊塊）；導管最大外徑比鋼筋籠內徑小100以上；混凝土C20，坍落度1622cm，骨料粒徑30mm；能埋管 500mm后剪斷隔水栓鐵絲；提管時保證混凝土埋管始終1m。二、沉管灌注樁1.特點：可避免孔壁坍塌，能在土質很差，地下水位很高時施工。2.施工方法：（1）沉管法： 錘擊鋼管下沉振動鋼管下沉靜壓鋼管下沉（2）套管鉆進法邊搖或轉動鋼管下沉，邊跟進挖土。振動沉管靜壓沉管（1）沉管法施工錘擊沉管雙動套管式螺旋鉆機（2）套管鉆進法施工1）螺

19、旋鉆 跟管鉆進施工工藝2）沖擊鉆+搖管設備跟管鉆進3）旋挖鉆跟管鉆進3.沉管法施工（1）工藝順序：樁尖、鋼管就位沉管檢查管內有無泥水吊放鋼筋籠澆灌混凝土 提管。鋼筋混凝土樁尖活瓣樁尖樁尖及鋼管就位沉入澆筑成型邊拔邊澆放入鋼筋籠繼續澆筑（2）施工要點防止鋼管內進入泥漿、水；宜灌滿混凝土后再隨拔管隨灌注，并輕打或振動；樁距小于5倍管徑或2m時應跳打（混凝土達50后再補打）；防止縮徑、斷樁及吊腳樁。（3）拔管與混凝土澆筑.單打法灌滿混凝土后，每振動510s，再上拔0.51m。復打法單打時不放鋼筋籠，初凝前原位打入、插筋灌注。反插法拔管時，每上拔0.51m，向下反插0.30.5m。(3)沉管灌注樁容易

20、出現的質量問題及處理方法 1)頸縮頸縮：指樁身的局部直徑小于設計要求的現象。 當在淤泥和軟土層沉管時，由于受擠壓的土壁產生空隙水壓，拔管后便擠向新灌注的混凝土，樁局部范圍受擠壓形成頸縮。 當拔管過快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差時，周圍淤泥質土趁機填充過來，也會形成頸縮。 處理方法：拔管時應保持管內混凝土面高于地面，使之具有足夠的擴散壓力，混凝土坍落度應控制在5070mm。拔管時應采用復打法，并嚴格控制拔管的速度。2)斷樁 斷樁：指樁身局部分離或斷裂，更為嚴重的是一段樁沒有混凝土。 原因：樁距離太近，相鄰樁施工時混凝土還未具備足夠的強度，已形成的樁受擠壓而斷裂。 處理方法：施工時，控制中

21、心距離不小于4倍樁徑；確定打樁順序和行車路線，減少對新灌注混凝土樁的影響。采用跳打法或等已成型的樁混凝土達到60%設計強度后，再進行下根樁的施工。3)吊腳樁 吊腳樁是指樁底部混凝土隔空或松軟，沒有落實到孔底地基土層上的現象。 原因：當地下水壓力大時，或預制樁尖被打壞，或樁靴活瓣縫隙大時，水及泥漿進入套筒鋼管內，或由于樁尖活瓣受土壓力，拔管至一定高度才張開，使得混凝土下落，造成樁腳不密實，形成松軟層。 處理方法：為防止活瓣不張開，開始拔管時，可采用密張慢拔的方法，對樁腳底部進行局部翻插幾次，然后再正常拔管。樁靴與套管接口處使用性能較好的墊襯材料，防止地下水及泥漿的滲入。 4)混凝土灌注過量 如果

22、灌樁時混凝土用量比正常情況下大1倍以上，這可能是由于孔底有洞穴，或者在飽和淤泥中施工時，土體受到擾動，強度大大降低，在混凝土側壓力作用下，樁身擴大而混凝土用量增大所造成的。因此，施工前應詳細了解現場地質情況，對于在飽和淤泥軟土中采用沉管灌注樁時，應先打試樁。若發現混凝土用量過大時，應與設計單位聯系，改用其他樁型。 五.灌注樁施工質量要求及安全技術 灌注樁施工質量檢查包括成孔及清孔、鋼筋骨架制作及安放、混凝土攪拌及灌注等三個施工過程的質量檢查。施工前應對水泥、砂、石子、鋼材等原材料進行檢查，對施工組織設計中制定的施工順序、監測手段也應進行檢查。 1.成孔質量檢查及要求2.鋼筋籠制作及安放要求3.

23、混凝土攪拌與灌注4.施工驗收資料5.樁基礎工程安全技術1.成孔質量檢查及要求 (1)樁的樁位偏差必須符合表26的規定，樁頂標高至少要比設計標高高出0.5m。 (2)灌注樁成孔深度的控制要求 錘擊套管成孔，樁尖位于堅硬、硬塑粘性土、碎石土、中密以上的砂土、風化巖土層時，應達到設計規定的貫入度；樁尖位于其他軟土層時，樁尖應達到設計規定的標高。 泥漿護壁成孔、干作業成孔，應達到設計規定的深度。 灌注樁的沉渣厚度：當以摩擦力為主時，不得大于150mm；當以端承力為主時不得大于50mm。 3.混凝土攪拌與灌注 (1)混凝土攪拌主要檢查材料質量與配比計量、混凝土坍落度；灌注混凝土應檢查防止混凝土離析的措施

24、、澆筑厚度及振搗密實情況。 (2)灌注樁各工序應連續施工。鋼筋籠放入泥漿后，4h內必須灌注混凝土。(3)灌注后，樁頂應高出設計標高0.50m。灌注樁的實際澆筑混凝土量不得小于計算體積。(4)澆筑混凝土時，同一配比的試塊，每班不得少于1組；泥漿護壁成孔的灌注樁，每根不得少于1組。(5)混凝土灌注樁的質量檢驗標準應符合表27、表28的規定。 2.鋼筋籠制作及安放要求 (1)鋼筋籠制作時，要求主筋沿環向均勻布置，箍筋的直徑及間距、主筋的保護層、加勁箍的間距等均應符合設計要求。主筋與箍筋之間宜采用焊接連接。加勁箍應設在主筋外側，主筋一般不設彎鉤，根據施工工藝要求，所設彎鉤不得向內圈伸露，以免妨礙施工。

25、(2)鋼筋籠主筋的保護層允許偏差：水下灌注混凝土樁為20mm；非水下灌注混凝土樁為10mm。(3)鋼筋籠制作、運輸、安裝過程中，應采取措施防止變形，并應有保護層墊塊(或墊管、墊板)。吊放入孔時，應避免碰撞孔壁。灌注混凝土時，應采取措施固定鋼筋籠的位置。4.施工驗收資料 樁基施工驗收應包括下列資料： (1)工程地質勘察報告、樁基施工圖、圖紙會審紀要、設計變更單及材料代用通知單等。 (2)經審定的施工組織設計、施工方案及執行中的變更情況。 (3)樁位測量放線圖，包括工程樁位線復核簽證單。 (4)樁孔、鋼筋、混凝土工程施工隱蔽記錄及各分項工程質量檢查驗收單及施工記錄。 (5)成樁質量檢查報告。 (6

26、)單樁承載力檢測報告。 (7)基坑挖至設計標高的樁位竣工平面圖及樁頂標高圖。 5.樁基礎工程安全技術 (1)樁基礎工程施工區域，應實行封閉式管理，進入現場的各類施工人員，必須接受安全教育，嚴格按操作規程施工，服從指揮，堅守崗位，集中精力操作。(2)按不同類型樁的施工特點，針對不安全因素，制定可靠的安全措施，嚴格實施。 (3)對施工危險區域和機具(沖擊、錘擊樁機，人工挖掘成孔的周圍，樁架下)，要加強巡視檢查，對于有險情或異常情況時，應立即停止施工并及時報告，待有關人員查明原因，排除險情或加固處理后，方能繼續施工。(4)打樁過程中可能引起停機面土體擠壓隆起或沉陷，打樁機械及樁架應隨時調整，保持穩定，防止意外事故發生。(5)加強機械設備的維護管理，機電設備應有防漏電裝置。樁基礎小結 1.樁基礎是一種常用的深基礎形式，當天然地基上的淺基礎沉降量過大或地基承載力不能滿足設計要求時，宜采用樁基礎。明確工程地質勘察是樁基礎設計與施工的重要依據。 2.錘擊沉樁施工速度快，機械化程度高，適用范圍廣，但噪音、振動和土體擠壓都會對周圍環境產生影響。施工中盡可能采用預防措施，減少噪音、振動公害。 3.灌注樁施工中包括有成孔、鋼筋籠制作安裝、清孔和灌注混凝土等施工過程，成樁工