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1、第2章 樁基礎(chǔ)工程 一般的土木建筑工程基礎(chǔ)形式：淺基礎(chǔ) 特點(diǎn)：造價(jià)低，施工簡單。當(dāng)?shù)鼗浫鯐r(shí)：機(jī)械壓實(shí) 深層攪拌 堆載預(yù)壓 淺基礎(chǔ) 砂樁擠密 化學(xué)加固 強(qiáng)夯 深基礎(chǔ)：樁基礎(chǔ)、墩基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、地下連續(xù) 墻。軟土層 建筑物樁基礎(chǔ)持力層一 樁基概述一）樁的作用1 將建筑物上部荷載直接 傳到深層的持力層；2 使軟土擠密減少建筑物的沉降；3 減少土的開挖量，土壁支撐和 排水設(shè)施等。二）樁的分類 1 根據(jù) 受力的不同 1）端承樁：力主要由樁端承受 2）摩擦樁：力由樁與其周圍土的 摩擦力來承受。2 按制作方式：1）預(yù)制樁 2）灌注樁 3 按樁的材料：1）木樁；2）鋼樁；3）砼樁；4）鋼筋砼樁；5）砂樁；6

2、）灰土樁 等PP NNPPff好土軟土軟土 二 鋼筋砼樁預(yù)制樁的施工 一）樁的預(yù)制 1 制作 1）鋼筋骨架的形成 主筋 箍筋之間應(yīng)焊接或綁扎好；主筋采用對(duì)焊或搭接焊，接頭錯(cuò)開50%，樁的頂部應(yīng)加鋼筋網(wǎng)片，樁尖應(yīng)加一根鋼筋外露50100mm，以起導(dǎo)向作用（如下圖示）樁主筋箍筋鋼筋網(wǎng)片導(dǎo)向鋼筋加密箍 樁鋼筋骨架示意圖 2）制作（1）方法：并列法；間隔法；重疊法；翻模法。（2）注意問題：砼必須一次澆注完畢，養(yǎng)護(hù)不得少于7天，表面應(yīng)平整不出現(xiàn)蜂窩麻面掉角，尺寸應(yīng)符和設(shè)計(jì)要求。2 樁的起吊及運(yùn)輸 1）起吊 強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)75%后才能起吊，達(dá)到100%后才能運(yùn)輸。2）起吊點(diǎn)的確定 利用正負(fù)彎矩相等的原則確定

3、 一點(diǎn)吊 0.293 L0.707 L（c）（b）（a）12345a）角鋼綁焊接頭 b）鋼板對(duì)焊接頭 c）漿錨法接頭圖 2.6 鋼筋混凝土預(yù)制樁接頭 二點(diǎn)吊 三點(diǎn)吊 L 為樁的長度0.207 L0.207 L0.586 L 0.145 L0.145 L 0.355 L0.355 L 二）樁的打入 1 打樁的準(zhǔn)備工作 1）打樁前應(yīng)作好場(chǎng)地的清理和平整工作。2）放線確定樁位、位置沉降觀測(cè)（至少2個(gè)）。3)設(shè)置供電、供水系統(tǒng)；安裝打樁機(jī)等。2 打樁順序的確定 1）由于樁入土后對(duì)其周圍的土體有擠壓作用，對(duì)打樁本身和周圍建筑物有影響，所以應(yīng)確定打樁的順序。2）常見的幾種打樁順序及其對(duì)土體的影響 （1）自

4、一邊向另一邊走排打土體擠壓趨勢(shì)（2）自中央向周邊打 （3）分段打 3 打樁 1）打樁的方法及設(shè)備（1）方法：錘擊沉樁，振動(dòng)沉樁，靜力壓樁，水沖沉樁（2）錘擊沉樁 樁錘：落錘，氣錘，柴油錘，震動(dòng)錘 土體擠壓趨勢(shì) 樁架 作用是吊樁就位，固定樁位，承受樁錘和樁的重量，在打樁的過程中引導(dǎo)錘和樁的方向，并保證樁錘能沿著所要求的方向沖擊樁體。起重機(jī)樁樁架樁錘打樁示意圖 2）打樁工藝（1）吊樁就位 樁架就位 樁就位（樁尖對(duì)位）套樁帽 落錘。（2）打樁 先用小落距（0.50.8m)輕擊，使樁入土約12米后檢查樁尖，若不發(fā)生偏移，增大落距，進(jìn)入正常的打樁。打樁中注意以下現(xiàn)象 A 樁錘的回彈情況；B 貫入度的變化

5、；C 樁頂是否有打壞或打斜的現(xiàn)象；D 送樁；接樁，截樁。3）打樁質(zhì)量控制 （1）滿足最后貫入度的要求（對(duì)端承樁重點(diǎn)控制）（2）樁尖入土應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)高（對(duì)摩擦樁重點(diǎn)控制）（3）樁的平面位置及垂直度的偏差應(yīng)在容許范圍內(nèi) 平面偏差不得大于100150mm，垂直度 1%樁長或不超過1/3 1個(gè)樁徑或邊長。（4）驗(yàn)收樁基時(shí)應(yīng)交的資料 樁位測(cè)量放線圖；工程地質(zhì)報(bào)告；材料實(shí)驗(yàn)記錄；樁的制作與打入記錄；樁位竣工平面圖；樁的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。表2.2 打樁常見問題、原因及處理方法常見質(zhì)量問題產(chǎn)生原因防止措施及處理方法樁頭擊碎樁頭混凝土強(qiáng)度低樁頂凹凸不平錘與樁不垂直落錘過高，錘擊過久提高混凝土強(qiáng)度調(diào)整樁墊，楔平樁頭糾正

6、偏心，調(diào)整垂直度選擇重錘低擊樁身破裂樁有彎曲擠土影響檢查成樁外觀質(zhì)量確定打樁順序樁不下沉有堅(jiān)硬土夾層打樁間歇時(shí)間過長，摩阻力增大樁錘過小鉆孔機(jī)鉆透后再打入連續(xù)擊打合理選擇錘重接樁松脫焊接不牢硫磺膠泥配合比不當(dāng)檢查焊縫質(zhì)量，重新焊接嚴(yán)格按配合比配制 三、砼灌注樁施工 一）特點(diǎn)（與預(yù)制樁相比較）1 樁在一定范圍內(nèi)可任意取定，可作成直徑大深度深的樁，承載 力高。2 施工中對(duì)周圍環(huán)境影響小。3 施工中，操作要求嚴(yán)格，質(zhì)量控制難度大，施工周期長。二）分類（按成孔方法）1 鉆孔灌注樁 2 人工挖孔灌注樁 3 沉管灌注樁 4 鉆擴(kuò)或爆擴(kuò)灌注樁 三）鉆孔灌注樁施工 1 機(jī)械的選擇 螺旋鉆機(jī)：用于地下水位以上，

7、直徑 300600mm最大直徑可達(dá)800，深812m。（干作業(yè)）潛水鉆機(jī)：一般條件下都可使用，直徑一般 1000，深度可達(dá)2030m，最深可達(dá)50m。（回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、沖擊鉆等）沖擊鉆頭沖抓鉆頭2 施工工藝 1）埋設(shè)護(hù)筒：用48mm厚的鋼板制作，埋入深度一般11.5m。作用：定位保護(hù)孔口，存儲(chǔ)泥漿使其高于地下水位。2）泥漿護(hù)壁鉆孔：泥漿 相對(duì)密度1.11.15,主要作用:護(hù)壁防止塌孔,攜渣,潤滑鉆頭降低發(fā)熱。3）清孔：端承樁沉渣50mm，兩者兼有100mm，摩擦樁300mm。4）落放鋼筋骨架5）澆注混凝土：一般采用導(dǎo)管法，混凝土應(yīng)連續(xù)澆注，保證導(dǎo)管始終埋在混凝土中，同時(shí)應(yīng)留試塊。施工過程示意圖 放鋼

8、筋插導(dǎo)管澆砼成型成孔 3 施工中常見的問題 1）護(hù)筒冒水 2）鉆孔傾斜 3）孔壁塌陷和緊縮 4）夾層或軟弱層。四）人工挖孔灌注樁（墩）1 特點(diǎn) 單樁承載力高，受力性能好。設(shè)備簡單，現(xiàn)場(chǎng)干凈，可多目標(biāo)施工，噪音少，質(zhì)量易保證。2 施工機(jī)具 電動(dòng)葫蘆，提土桶，潛水泵，鼓風(fēng)機(jī)和輸風(fēng)管，照明設(shè)施，對(duì)講機(jī)點(diǎn)鈴等。3 施工工藝 1）放線定樁位；2）開挖樁孔：分段開挖，一般取0.51米一段；3）支設(shè)護(hù)壁模板；4）澆注護(hù)壁混凝土：第一段高出地面150200mm，起到護(hù)壁與防水的雙重作用；5）拆除模板繼續(xù)下段施工；6）清孔與驗(yàn)孔；7）落放鋼筋；8）澆注混凝土。分段開挖成孔護(hù)壁未挖樁孔第一段護(hù)壁 4 施工中應(yīng)注意

9、的事項(xiàng) 1）保證成孔的質(zhì)量：平面位置，垂直度，孔徑，孔底土層情況；2）防止土壁坍塌及流砂事故；3）保證鋼筋的保護(hù)層及混凝土的澆注質(zhì)量；4）必須制訂切實(shí)可行的安全措施。落放鋼筋澆注混凝土五）套管成孔灌注樁 1 含義：用錘擊或振動(dòng)的方法，將帶有預(yù)制混凝土樁尖或鋼活瓣樁尖的鋼套管沉入土中，待沉到規(guī)定的深度后，立即在管中澆注混凝土，隨后拔出鋼套管，并利用拔管時(shí)的沖擊或振動(dòng)使混凝土搗實(shí)而形成的樁，故又稱沉管或打拔灌注樁 2特點(diǎn)：1）施工設(shè)備簡單，樁長可隨實(shí)際地質(zhì)條件確定，經(jīng)濟(jì)效果也好，有地下水流砂淤泥土的條件優(yōu)先使用 2）單樁承載能力低，在軟土中易產(chǎn)生頸縮，施工過程中有擠土振動(dòng)和噪音3分類：錘擊沉管灌注

10、樁，振動(dòng)沉管灌注樁它們的根本區(qū)別在樁靴不同預(yù)制樁靴活瓣樁靴4 錘擊沉管灌注樁施工1）工藝過程：安裝架 樁架就位 沉鋼套管 吊鋼筋籠 澆砼 拔管2）沉管的幾種方法 單打法 復(fù)打法 反插法3)砼的質(zhì)量要求坍落度80100mm，當(dāng)小于40mm時(shí)應(yīng)分層搗實(shí) 4）施工中常見的問題及處理方（1）有隔層：原因：由于管徑小，砼骨料大，和易性差拔管速度過快造成 措施：控制砼的坍落度57cm骨料直徑3cm，拔管速度2m/min（2）斷樁：原因：樁中心距過近，打鄰近樁時(shí)受擠壓，隆起產(chǎn)生上拔力。軟硬土層中間傳遞水平變形大小不同，產(chǎn)生水平剪力，砼終凝不久受振動(dòng)。處理：應(yīng)將斷樁拔出，增大面積，加箍后重澆砼，施工中采用跳打

11、法或相隔一定的技術(shù)間歇后打鄰樁（3）瓶頸樁：在含水率較大的軟土層中沉管時(shí)，土受擠壓便產(chǎn)生很高的空隙水壓力，拔管后一旦出現(xiàn)壓力大于空氣側(cè)壓力，出現(xiàn)瓶頸現(xiàn)象（4）吊腳樁：一旦發(fā)生應(yīng)填砂重打 處理吊腳樁的措施：施工前應(yīng)嚴(yán)格檢查樁尖的質(zhì)量；澆砼拔管前用吊錘檢查樁尖是否介入鋼管，出現(xiàn)吊腳樁后立即拔出鋼管 填砂后再出現(xiàn)沉管，也可用復(fù)打或反插法處理 （5）樁尖進(jìn)水進(jìn)泥5）爆擴(kuò)成孔灌注樁爆擴(kuò)成孔灌注樁爆擴(kuò)成孔灌注樁簡稱爆擴(kuò)樁:用鉆機(jī)或用爆擴(kuò)法成孔 在孔底安放適量的炸藥和灌入適量的混凝土 利用爆炸能量在孔底形成擴(kuò)大頭 再放置鋼筋骨架 最后澆注混凝土而成123dDS圖2.12 爆擴(kuò)樁1樁身；2擴(kuò)大頭；3樁承臺(tái)樁基

12、檢測(cè)與驗(yàn)收樁基檢測(cè)與驗(yàn)收 預(yù)制樁質(zhì)量要求及驗(yàn)收預(yù)制樁質(zhì)量要求及驗(yàn)收 1)預(yù)制樁施工結(jié)束后，由于施工偏差、打樁時(shí)擠土對(duì)樁位移的影響等，應(yīng)對(duì)樁位進(jìn)行驗(yàn)收 2)鋼筋混凝土預(yù)制樁在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制時(shí)，應(yīng)對(duì)原材料、鋼筋骨架、混凝土強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)收,采用工廠生產(chǎn)的成品樁時(shí)，要有產(chǎn)品合格證書，樁進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)進(jìn)行外觀及尺寸檢查。3)施工中應(yīng)對(duì)樁體垂直度、沉樁情況、樁頂完整狀況、接樁質(zhì)量等進(jìn)行檢查，對(duì)電焊接樁，重要工程應(yīng)做10的焊縫探傷檢查 4)施工結(jié)束后，應(yīng)按建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范（JGJ106-2003）要求，對(duì)樁的承載力及樁體質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn) 5)預(yù)制樁的靜載荷試驗(yàn)根數(shù)應(yīng)不少于總樁數(shù)的1%，且不少于3根；當(dāng)總樁數(shù)少于50根時(shí)，

13、應(yīng)不少于2根；當(dāng)施工區(qū)域地質(zhì)條件單一，又有足夠的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況由設(shè)計(jì)人員酌情而定。6)預(yù)制樁的樁體質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的10，且不得少于10根。每個(gè)柱子承臺(tái)下不得少于1根。7)對(duì)長樁或總錘擊數(shù)超過500擊的錘擊樁，應(yīng)符合樁體強(qiáng)度及28d齡期的兩項(xiàng)條件才能錘擊 灌注樁質(zhì)量要求及驗(yàn)收灌注樁質(zhì)量要求及驗(yàn)收 1)灌注樁施工結(jié)束后，其樁位允許偏差見表2.9。且樁頂標(biāo)高至少要比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出0.5m。2)灌筑樁的沉渣厚度：當(dāng)以摩擦樁為主時(shí)，不得大于150mm；當(dāng)以端承力為主時(shí)，不得大于50mm；套管成孔的灌筑樁不得有沉渣。3)灌筑樁每灌筑50m3應(yīng)有一組試塊，小于50m3的樁應(yīng)每根樁有一組

14、試塊。4)在灌注樁施工中，應(yīng)對(duì)成孔、清孔、放置鋼筋籠、灌注混凝土等進(jìn)行全過程檢查，人工挖孔樁尚應(yīng)復(fù)驗(yàn)孔底持力層土（巖）性。嵌巖樁必須有樁端持力層的巖性報(bào)告。5)灌筑樁應(yīng)對(duì)原材料、鋼筋骨架、混凝土強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)收。6)施工結(jié)束后，應(yīng)按建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范（JGJ106-2003）要求，對(duì)樁的承載力及樁體質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。7)對(duì)于地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)或地質(zhì)條件復(fù)雜，成樁質(zhì)量可靠性低的灌注樁，應(yīng)采用靜載荷試驗(yàn)的方法進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)樁數(shù)不應(yīng)少于總數(shù)的1，且不應(yīng)少于3根，當(dāng)總樁數(shù)不少于50根時(shí)，不應(yīng)少于2根。8)對(duì)于地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)或地質(zhì)條件復(fù)雜，成樁質(zhì)量可靠性低的灌注樁，樁身質(zhì)量檢驗(yàn)抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總數(shù)

15、的30，且不應(yīng)少于20根；其他樁基工程的抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總數(shù)的20，且不應(yīng)少于10根；對(duì)地下水位以上且終孔后經(jīng)過核驗(yàn)的灌注樁，檢驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的10，且不得少于10根。每個(gè)柱子承臺(tái)下不得少于1根。樁基靜載法檢測(cè)樁基靜載法檢測(cè) 靜載試驗(yàn)法檢測(cè)的目的:是采用接近于樁的實(shí)際工作條件，通過靜載加壓，確定單樁的極限承載力，作為設(shè)計(jì)依據(jù)（試驗(yàn)樁），或?qū)こ虡兜某休d力進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)。樁的靜載試驗(yàn)類型 單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn) 單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn) 單樁水平靜載試驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)要求 預(yù)制樁在樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的前提下，對(duì)于砂類土，不應(yīng)少于7d；對(duì)于粉土和粘性土，不應(yīng)少于15d；對(duì)于淤泥或淤泥質(zhì)土，不應(yīng)少于2

16、5d，待樁身與土體的結(jié)合基本趨于穩(wěn)定，才能進(jìn)行試驗(yàn)。灌筑樁應(yīng)在樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)等級(jí)的前提下，對(duì)砂類土，不少于10d；對(duì)一般粘性土，不少于20d；對(duì)淤泥或淤泥質(zhì)土，不少于30d，才能進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 5 81 錨樁反力裝置 1錨樁(4根)；2次粱；3主梁；4實(shí)驗(yàn)樁；5基準(zhǔn)樁；6千斤頂；7百分表；8基準(zhǔn)粱 12345671235841765232 壓重平臺(tái)反力裝置 1支墩；2鋼錠（砂袋）；3鋼橫梁；4實(shí)驗(yàn)樁；5基準(zhǔn)樁；6千斤頂；7百分表 2.3.4 樁基動(dòng)載法檢測(cè)樁基動(dòng)載法檢測(cè) 靜載試驗(yàn)可直觀地反映樁的承強(qiáng)力和混凝土的澆筑質(zhì)量，數(shù)據(jù)可靠。但試驗(yàn)裝置復(fù)雜

17、笨重，裝、卸、操作費(fèi)工費(fèi)時(shí)，成本高，測(cè)試數(shù)量有跟，并且易破壞樁基。動(dòng)測(cè)法試驗(yàn)儀器輕便靈活，檢測(cè)快速，不破壞樁基，相對(duì)也較準(zhǔn)確，費(fèi)用低，可節(jié)省靜載試驗(yàn)錨樁、堆載、設(shè)備運(yùn)輸、吊裝焊接等大量人力、物力。在樁基礎(chǔ)檢測(cè)時(shí)，可進(jìn)行低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法普查，再根據(jù)低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法檢測(cè)結(jié)果，采用高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法或靜載試驗(yàn)，對(duì)有缺陷的樁重點(diǎn)抽測(cè)。1.低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法 低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法是采用手錘瞬時(shí)沖擊樁頭，激起振動(dòng)，產(chǎn)生彈性應(yīng)力波沿樁長向下傳播，如果樁身某截面出現(xiàn)縮頸、斷裂或夾層時(shí)，回產(chǎn)生回波反射，應(yīng)力波到達(dá)樁尖后，又向上反射回樁頂，通過接收錘擊初始信號(hào)及樁身、樁底反射信號(hào)，并經(jīng)微機(jī)對(duì)波形進(jìn)行分析，可以判定樁身混凝土強(qiáng)度及澆筑質(zhì)量，包

18、括缺陷性質(zhì)、程度與位置，對(duì)樁身結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行檢驗(yàn)。12345低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法測(cè)試裝置1測(cè)試樁；2手錘；3拾振器；4微機(jī) 5采集儀 根據(jù)低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法測(cè)試，可將樁身完整性分為四個(gè)類別類樁：樁身完整。檢測(cè)波形規(guī)則，樁底反射清晰、明顯，無樁間反射信號(hào)，波速正常（較高），反映混凝土密實(shí)均勻。類樁：樁身有輕微缺陷，不會(huì)影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的正常發(fā)揮。檢測(cè)波形基本規(guī)則，波速基本正常。類樁：樁身有明顯缺陷，對(duì)樁身結(jié)構(gòu)承載力有影響。波形不夠規(guī)則，波速偏低，說明有明顯的樁間反射波信號(hào)，但其能量較弱，樁有局部的缺陷，或混凝土密實(shí)度稍差，如有輕微縮頸、離析、蜂窩、局部夾泥等。類樁：樁身存在嚴(yán)重缺陷。波形不規(guī)則，無樁底反射信

19、號(hào)，樁間反射能量較強(qiáng)，波速低，說明樁身有斷裂、嚴(yán)重離析、嚴(yán)重縮頸等缺陷。一般情況，I、類樁可以滿足要求；類樁無法使用，必須進(jìn)行工程處理；類樁能否滿足要求，由設(shè)計(jì)單位根據(jù)工程具體情況作出決定。2.高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法 高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法是用重錘，通過不同的落距對(duì)樁頂施加瞬時(shí)錘擊力，用動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀測(cè)出樁頂錘擊力，用百分表測(cè)出相應(yīng)的樁頂貫入度，根據(jù)實(shí)測(cè)的錘擊力和相應(yīng)貫入度的關(guān)系曲線與同一樁的靜荷載試驗(yàn)曲線之間的相似性，通過相關(guān)分析，求出樁的極限承載力。進(jìn)行高應(yīng)變承載力檢測(cè)時(shí)，錘的重量應(yīng)大干預(yù)估單樁極限承載力的1.0%1.5%，混凝土樁的樁徑大于600mm或樁長大于30m時(shí)取高值。高應(yīng)變檢測(cè)用重錘應(yīng)材質(zhì)均勻、形狀對(duì)稱、錘底平整。高徑（寬）比不得小于1，并采用鑄鐵或鑄鋼制作。