《建筑施工技術(shù)》課件-2-3 樁基礎(chǔ)施工

建筑施工技術(shù)THEME地基與基礎(chǔ)工程第二章第一節(jié)

地基處理與加固第二節(jié)

淺基礎(chǔ)施工第三節(jié)

樁基施工

2.3樁基礎(chǔ)工程土木工程中什么情況下需采用樁基礎(chǔ)？深部土層軟弱，或建（構(gòu)）筑物的上部荷載較大，而且是對(duì)沉降有嚴(yán)格要求的高層建筑、地下建筑以及橋梁基礎(chǔ)等，則需采用深基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)是一種常用的深基礎(chǔ)形式。樁基礎(chǔ)的特點(diǎn)：樁基礎(chǔ)可以將上部建筑物的荷載傳遞到深處承載力較大的土層上。同時(shí)也可以是軟弱土擠壓，提高土壤的承載力和密實(shí)度，進(jìn)而保障建筑物的穩(wěn)定性和減少地基沉降。樁基礎(chǔ)的適用范圍：當(dāng)天然地基土質(zhì)不良，不能滿足建筑物對(duì)地基變形和強(qiáng)度方面的要求時(shí)，常常采用樁基礎(chǔ)將上部建筑物的荷載傳遞到深處承載力較大的土層上，以保證建筑物的穩(wěn)定和減少其沉降量。

當(dāng)軟弱土層較厚時(shí)，采用樁基施工，可以省去大量的土方開挖、支撐、排降水設(shè)施，一般均能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效果。一、樁的分類

⑴按受力情況分：摩擦型樁——樁頂豎向荷載主要由樁側(cè)阻力承受；懸浮于軟弱土層的樁，以樁身于土層的摩擦力承擔(dān)全部荷載。

端承型樁——樁頂豎向荷載主要由樁端阻力承受；

即：穿過軟弱土層，而達(dá)到堅(jiān)硬土層的樁。以樁尖阻力承擔(dān)全部荷載。⑵按施工方法分：

預(yù)制樁：是在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)制成的各種材料和形式的樁，然后用沉樁設(shè)備沉入（打壓震）土中。

灌注樁：是在施工現(xiàn)場(chǎng)的樁位上用機(jī)械或者人工成孔，然后在孔內(nèi)灌注混凝土或者鋼筋混凝土而成。

⑶按排土狀況分：

擠土樁——錘擊樁、靜壓樁、振動(dòng)樁、沉管樁、夯擴(kuò)樁等；非擠土樁——鉆孔樁、挖孔樁。

⑷按材料分類：

木樁、鋼筋砼樁、預(yù)應(yīng)力砼樁、鋼管樁、H型鋼樁。

鋼筋混凝土預(yù)制樁：在預(yù)制構(gòu)件廠或施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制，用沉樁設(shè)備在設(shè)計(jì)位置上將其沉入土中，其特點(diǎn)：堅(jiān)固耐久，不受地下水或潮濕環(huán)境影響，能承受較大荷載，施工機(jī)械化程度高，進(jìn)度快，能適應(yīng)不同土層施工。

鋼筋混凝土預(yù)制樁是我國(guó)目前廣泛采用的一種樁型。鋼筋混凝土預(yù)制樁有方形實(shí)心斷面樁和圓柱體空心斷面樁。

二、預(yù)制樁施工

（一）預(yù)制樁的制作、吊裝、堆放和運(yùn)輸（二）預(yù)制樁施工分類

1、錘擊沉樁

2、靜力壓樁

錘擊沉樁設(shè)備包括樁錘、樁架和動(dòng)力設(shè)備。錘擊打入法

⑴落錘：構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便，錘重一般0.5～1.5t，用卷揚(yáng)機(jī)拉升施打，可隨意調(diào)整落錘高度。速度慢、效率低、對(duì)樁身損傷大，僅適用于小型樁基工程。

⑵汽錘：利用蒸汽或壓縮空氣為動(dòng)力進(jìn)行錘擊，有單動(dòng)和雙動(dòng)之分，適用于打各類樁。由于噪音、振動(dòng)和空氣污染，加之需考慮外部氣源的供應(yīng)，目前已較少使用。1.樁錘

⑶柴油錘：構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便，有導(dǎo)桿式和筒式兩種，適用面廣，由于噪音、振動(dòng)和空氣污染等公害，在城市施工受到限制。導(dǎo)桿式柴油錘

國(guó)內(nèi)最大的D180筒式柴油錘筒式柴油錘海上沉樁導(dǎo)桿式柴油錘沉樁施工2.樁架樁架是支持樁身和樁錘、在打樁過程中引導(dǎo)樁的方向的設(shè)備。常用樁架有多功能樁架和履帶式樁架。⑴多功能樁架：由立柱、斜撐、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、底盤及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。

優(yōu)點(diǎn)：機(jī)動(dòng)性和適應(yīng)性較大,水平方向可作3600回轉(zhuǎn)立柱可傾斜,可適應(yīng)各種預(yù)制樁和灌注樁；

缺點(diǎn)：機(jī)構(gòu)龐大,組裝拆遷較麻煩⑵履帶式樁架

以履帶式起重機(jī)為底盤,加裝立柱及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用以打樁。性能靈活，移動(dòng)方便，適應(yīng)各類預(yù)制樁或灌注樁的施工。⑶樁架的選擇

樁架高度是選擇樁架的關(guān)鍵。

樁架高度=樁長(zhǎng)+滑輪組高度+樁錘高度+樁帽高度+起錘移位高度（取1-2m）3.沉樁施工準(zhǔn)備

清除地上或地下障礙物→平整場(chǎng)地→定位放線、定樁位、設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)→通電、通水→安設(shè)打樁機(jī)→打試樁→確定打樁順序。(1)當(dāng)樁中心距<4倍樁徑時(shí)，

可：

①自中間向四周環(huán)繞或放射打；②由中心向兩側(cè)對(duì)稱打；③分段對(duì)稱打；(2)當(dāng)樁中心距≥4倍樁徑時(shí)，可按施工方便順序打；(3)當(dāng)樁的規(guī)格不同時(shí)，先大后小，先長(zhǎng)后短；(4)當(dāng)樁尖設(shè)計(jì)標(biāo)高不同時(shí)，先深后淺。

4.打樁順序5.打樁程序

樁機(jī)就位→吊樁就位→扣樁帽、垂直度校核→落錘、松吊鉤→低錘輕打、垂直度校核→正式打→接樁→送樁→截樁→樁基檢測(cè)→承臺(tái)施工。

6.打樁方法⑴取樁：樁的堆放不超過2層時(shí)可利用樁機(jī)拖拉取樁；上層樁取樁時(shí)，對(duì)樁的拖地端用彈性材料加以保護(hù)。管樁疊層堆放超過2層時(shí)，應(yīng)用吊機(jī)取樁，嚴(yán)禁拖拉取樁。(2)吊樁就位:樁身立直后扣樁帽、對(duì)樁位，用2臺(tái)經(jīng)緯儀交匯測(cè)量樁身垂直度。

(3)初始沉樁:初始沉樁應(yīng)起錘輕壓或輕擊數(shù)錘，觀察樁身、樁架、樁錘等垂直一致，方可轉(zhuǎn)入正常施打。(4)正常施打:正常施打時(shí)樁錘宜“重錘低擊”、連續(xù)施打，使樁均勻下沉。⑸終止錘擊的控制●樁端位于一般土層時(shí)，以控制樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高為主，貫入度為輔；●樁端達(dá)到堅(jiān)硬、硬塑土層時(shí)，以貫入度控制為主，樁端標(biāo)高為輔；●貫入度已達(dá)到設(shè)計(jì)要求而樁端標(biāo)高未達(dá)到時(shí)，應(yīng)繼續(xù)錘擊3陣，按每陣10擊的貫入度不大于設(shè)計(jì)規(guī)定的數(shù)值確認(rèn)。(6)樁位的允許偏差●有基礎(chǔ)梁的樁：垂直中心線100mm，沿中心線150mm；●群樁：1～3根樁100mm；4～16根樁1/2樁徑或邊長(zhǎng)；16根以上樁邊樁1/3樁徑或邊長(zhǎng)；中間樁1/2樁徑或邊長(zhǎng)。（二）靜力壓樁

靜力壓樁是利用靜壓力將樁壓入土中，施工中無振動(dòng)、無噪音，但存在擠土效應(yīng)。適用于軟弱土層和鄰近有怕振動(dòng)的建（構(gòu)）筑物的情況。

靜力壓樁多選用頂壓式液壓壓樁機(jī)或抱壓式液壓壓樁機(jī)，壓力可達(dá)8000kN。場(chǎng)地地基承載力應(yīng)≮壓樁機(jī)接地壓強(qiáng)的1.2倍，且場(chǎng)地應(yīng)平整。頂壓式液壓壓樁機(jī)抱壓式液壓壓樁機(jī)1.壓樁方法靜力壓樁沉樁施工2.施工要點(diǎn)⑴樁身垂直度控制：第一節(jié)樁下壓時(shí)垂直度偏差≯0.5％；當(dāng)樁身垂直度偏差＞1％時(shí)，應(yīng)找出原因并糾正；樁尖進(jìn)入較硬土層后，嚴(yán)禁用移動(dòng)機(jī)架等方法強(qiáng)行糾偏。⑵壓樁施工：抱壓力應(yīng)≯樁身允許側(cè)向壓力的1.1倍；每根樁宜一次性連續(xù)壓到底，最后一節(jié)有效樁長(zhǎng)不宜＜5m。

⑶終壓操作：終壓結(jié)束前應(yīng)進(jìn)行連續(xù)復(fù)壓和穩(wěn)壓，入土深度≥8m的樁，復(fù)壓次數(shù)2～3次；入土深度＜8m的樁，復(fù)壓次數(shù)3～5次；穩(wěn)壓壓樁力≮終壓力，穩(wěn)壓時(shí)間為5～10s。終壓力應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試樁結(jié)果確定。靜力壓樁沉樁施工三、

砼灌注樁施工灌注樁直接在樁位上成孔，然后在孔內(nèi)灌注砼而成。該工藝能適應(yīng)地層的變化、無需接樁、施工時(shí)無振動(dòng)、無擠壓、噪音小，適用于建筑物密集區(qū)。施工后需要一定的養(yǎng)護(hù)期，不能立即承受荷載（一）灌注樁分類

1、鉆孔灌注樁（泥漿護(hù)壁成孔、干作業(yè)成孔）

2、人工成孔灌注樁

3、沉管灌注樁1）

泥漿護(hù)壁成孔灌注樁

是機(jī)械成孔作業(yè)時(shí)，在樁孔內(nèi)注入既可保護(hù)孔壁、又能循環(huán)排出土渣的泥漿，成孔后水下澆灌砼將泥漿置換出來的施工方法。宜用于地下水位以下的黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及風(fēng)化巖層。按成孔工藝可分為泥漿護(hù)壁鉆孔、沖孔兩類灌注樁。

泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁

成孔鉆機(jī)由動(dòng)力裝置帶動(dòng)有鉆頭的鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)，鉆頭切削土壤,切削形成的土渣通過泥漿循環(huán)排出樁孔。傳統(tǒng)的泥漿護(hù)壁成孔鉆機(jī)為回轉(zhuǎn)鉆機(jī)和潛水鉆機(jī)，目前主流鉆機(jī)為全液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)。

1.成孔方式及排渣方式

成孔時(shí)將沖擊鉆頭提升到一定高度后瞬間釋放，以自由下落的沖擊力來破碎巖層，提升鋼絲繩的轉(zhuǎn)向裝置使鉆頭在平面3600范圍內(nèi)均勻沖擊形成規(guī)則的樁孔斷面。（1）鉆機(jī)成孔（2）沖擊成孔灌注樁2.工藝流程測(cè)定樁位埋設(shè)鋼護(hù)筒樁機(jī)就位成孔第一次清孔安放鋼筋籠第二次清孔設(shè)泥漿池制備泥漿水下澆灌砼泥漿排渣3.泥漿護(hù)壁成孔灌注樁施工（1）埋設(shè)鋼護(hù)筒埋設(shè)鋼護(hù)筒

在雜填土或松軟土層中鉆孔時(shí)，應(yīng)在樁位處埋設(shè)鋼護(hù)筒。

作用：定位導(dǎo)向、保護(hù)孔口、維持水頭；要求：直徑≥鉆頭D+100mm(回轉(zhuǎn)鉆)～200mm(沖擊鉆)；

埋設(shè)深度：粘土≮1m，砂土≮1.5m。

樁機(jī)對(duì)位鉆頭歸中護(hù)筒外側(cè)黏土填實(shí)（2）泥漿制備

①

泥漿的作用泥漿具有保護(hù)孔壁、防止塌孔、排出土渣及冷卻與潤(rùn)滑鉆頭的作用。鉆進(jìn)中，護(hù)壁泥漿與鉆頭切削的土屑混合，邊鉆邊排出攜帶土屑的泥漿；當(dāng)鉆孔達(dá)到規(guī)定深度后，運(yùn)用泥漿循環(huán)進(jìn)行孔底清渣。泥漿護(hù)壁作用及泥皮的形成②泥漿的配制泥漿需具有物理穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、合適的密度和流動(dòng)性。泥漿一般在現(xiàn)場(chǎng)制備，分為自造泥漿和制備泥漿兩種。自造泥漿：在粘性土層鉆進(jìn)過程中可形成適合護(hù)壁的漿液，則可利用其作為護(hù)壁泥漿，又稱自行造漿。制備泥漿：是由高塑性粘土或膨潤(rùn)土和水拌合的混合物，也可摻入加重劑、分散劑、增粘劑及堵漏劑等摻合劑。樁孔注入泥漿鋼護(hù)筒溢漿口樁孔液面鉆頭吊索規(guī)范的工地泥漿池

鉆機(jī)成孔的排渣方式有正循環(huán)排渣和泵舉反循環(huán)排渣兩種。

正循環(huán)排渣：成孔時(shí)泥漿由鉆桿內(nèi)部注入，從鉆桿底部噴出,攜帶鉆下的土渣沿孔壁向上經(jīng)孔口帶出并入沉淀池，沉淀后的泥漿流入泥漿池再注入鉆桿，由此進(jìn)行循環(huán)。

正循環(huán)排渣工藝僅適用于粉砂、黏士等細(xì)粒士，成孔深度一般在30～40m。（3）鉆機(jī)成孔正循環(huán)排渣

成孔施工

正反循環(huán)鉆機(jī)成孔：粘土中采用清水鉆進(jìn)、自造泥漿護(hù)壁；砂土中則應(yīng)注入制備泥漿，注入泥漿密度控制在1.1左右,排出泥漿密度宜為1.2～1.4。鉆進(jìn)過程中，應(yīng)保持護(hù)筒內(nèi)泥漿液面高出地下水位1.0m以上。

鉆機(jī)鉆

成孔施工泥漿循環(huán)排渣泥漿池沉淀池沖擊鉆成孔每鉆進(jìn)4～5m應(yīng)驗(yàn)孔一次,在更換鉆頭前或容易縮孔處,均應(yīng)驗(yàn)孔應(yīng)采取有效的技術(shù)措施防止擾動(dòng)孔壁、塌孔、擴(kuò)孔、卡鉆和掉鉆及泥漿流失等事故（4）第一次清孔成孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后應(yīng)進(jìn)行清孔。⑴鉆機(jī)成孔：以原土造漿的樁孔可用“射水法”，即鉆桿只轉(zhuǎn)不進(jìn)(空轉(zhuǎn))，待泥漿密度降至1.1左右；注入制備泥漿的樁孔則應(yīng)采用“換漿法”清孔，至換出的泥漿密度＜1.15時(shí)方為合格。⑵沖擊成孔：不易塌孔的樁孔，可采用空氣吸泥清孔；穩(wěn)定性差的孔壁應(yīng)采用泥漿循環(huán)或抽渣筒排渣。

換漿法清孔注入新泥漿置換濃泥漿

鋼筋籠制作：直徑在1.2m內(nèi)的鋼筋籠制作同一般灌注樁，大直徑和長(zhǎng)度大的鋼筋籠，一般在主筋內(nèi)側(cè)每隔2.5m加設(shè)一道Φ25～30mm的加強(qiáng)箍，每隔一箍在箍?jī)?nèi)設(shè)1道井字加強(qiáng)支撐，與主筋焊接組成骨架，便于吊運(yùn)。（5）吊放鋼筋籠大直徑灌注樁的鋼筋籠加工

鋼筋籠長(zhǎng)度超過10m應(yīng)分段拼接,每節(jié)主筋為通長(zhǎng)鋼筋，接頭宜對(duì)焊連接或機(jī)械接頭，主筋與箍筋點(diǎn)焊固定,主筋保護(hù)層厚70mm，平整度誤差≯50mm，四側(cè)主筋每隔5m設(shè)置耳環(huán)。大直徑灌注樁的鋼筋籠加工鋼筋籠吊裝

鋼筋籠就位應(yīng)采用小型吊運(yùn)機(jī)具或起重機(jī)進(jìn)行，上下節(jié)主筋采用幫條雙面焊連接。送放鋼筋籠時(shí)井口防墩防碰

在鋼筋籠和導(dǎo)管安放后、水下砼澆灌前進(jìn)行，在導(dǎo)管頂部安放一個(gè)彎頭及皮籠，用泵將泥漿壓入導(dǎo)管內(nèi)，再從孔底沿導(dǎo)管置換沉渣。二次清孔標(biāo)準(zhǔn)是：孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求,沉渣厚度端承樁≯50mm，摩擦樁≯100mm,抗拔、抗水平力樁≯200mm。（7）第二次清孔

導(dǎo)管安裝

安裝彎頭及皮籠

二次清孔進(jìn)行中

分析判斷孔底沉渣復(fù)測(cè)樁孔深度（8）水下澆灌砼①安放導(dǎo)管

②貯料斗就位③料斗貯料④水下連續(xù)澆注

⑤砼置換出泥漿⑥漸次提升、拆除導(dǎo)管2）沉管灌注樁

又稱套管成孔灌注樁。是利用錘擊法或振動(dòng)法將帶有鋼筋砼樁靴(或活辨式樁尖)的鋼制樁管沉入土中，然后邊拔管邊灌注砼而成樁。

砼預(yù)制樁靴

錘擊沉管灌注樁施工工藝1.工藝流程（1）錘擊沉管立管→套入樁靴、對(duì)準(zhǔn)樁位壓入土中→檢查→低錘輕擊→檢查有無偏移→正常施打至設(shè)計(jì)標(biāo)高→第一次澆灌砼→邊拔管、邊錘擊、邊繼續(xù)澆灌砼→安放鋼筋籠、繼續(xù)澆灌砼至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高。沉入邊錘擊下鋼筋籠套管邊拔管繼續(xù)澆灌樁機(jī)就位套入樁靴初灌砼樁成型樁管樁靴鋼筋籠（2）振動(dòng)沉管

立管→合攏活瓣樁尖、對(duì)準(zhǔn)樁位壓入土中→檢查→初始沉管→檢查有無偏移→正常沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高→第一次澆灌砼→邊拔管、邊振動(dòng)、邊繼續(xù)澆灌砼→安放鋼筋籠、繼續(xù)澆灌砼至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高。

振動(dòng)沉管的施工方法有單打法、反插法和復(fù)打法。振動(dòng)沉管灌注樁施工工藝邊振邊灌樁頂插筋邊拔樁管并灌滿砼振動(dòng)錘上料口樁管活瓣樁尖鋼筋籠砼料斗沉管砼上料樁機(jī)就位合攏樁尖2.沉管施工（2）沉管樁管上端扣上樁帽，檢查樁管與樁錘是否在同一垂直線上，樁管偏斜≯0.5%時(shí)，即可起錘沉管。先低錘輕擊，觀察如無偏移方可正常施打，直至符合設(shè)計(jì)要求的貫入度或標(biāo)高。樁尖埋設(shè)樁管套入樁靴合攏樁管活瓣樁尖（1）樁管就位用樁架吊起樁管，對(duì)準(zhǔn)預(yù)設(shè)在樁位處的預(yù)制砼樁靴，套入樁靴，或關(guān)閉樁管活瓣樁尖。然后緩緩放下套管，壓進(jìn)土中。（3）砼澆灌

樁管沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)檢查并處理樁管內(nèi)的進(jìn)泥、進(jìn)水和吞樁尖等情況，并立即灌注砼。第一次澆灌砼時(shí)樁管內(nèi)應(yīng)盡量灌滿，拔管過程中應(yīng)向樁管內(nèi)繼續(xù)澆灌砼，并使樁管內(nèi)砼保持略高于地面。（4）錘擊拔管砼灌滿樁管后，拔管即可進(jìn)行。一邊拔管、一邊錘擊，拔管的速度要均勻，一般土層以1m/min為宜，軟弱土層以0.3～0.8m/min為宜。樁管沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高樁管上料口近景（5)振動(dòng)拔管

樁管內(nèi)灌滿砼后，應(yīng)先振動(dòng)5～10s，再開始拔管，應(yīng)邊振邊拔，每拔出0.5~1.0m，停拔，振動(dòng)5～10s；如此反復(fù)，直至樁管全部拔出;在一般土層內(nèi)，拔管速度宜為1.2～1.5m/min，用活瓣樁尖時(shí)宜慢，用砼預(yù)制樁尖時(shí)可適當(dāng)加快；在軟弱土層中宜控制在0.6～0.8m/min。邊拔管、邊振動(dòng)邊繼續(xù)澆灌砼

錘擊沉管的特殊施工方法有跳打法、復(fù)打法。

振動(dòng)沉管的特殊施工方法有反插法和復(fù)打法。

（1）跳打法

樁的中心距小于4倍樁管外徑或小于2m時(shí)，均應(yīng)跳打。中間空出的樁，須待鄰樁砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%后方可施打。3.沉管灌注樁的特殊施工方法

（2）反插法

在樁管灌滿砼后，先振動(dòng)再拔管，每次拔管高度0.5～1.0m，向下反插深度0.3～0.5m。拔管過程中應(yīng)分段添加砼，保持管內(nèi)砼面始終不低于地表面或高于地下水位1.0～1.5m，拔管速度應(yīng)小于0.5m/min;距樁尖處1.5m范圍宜多次反插以擴(kuò)大樁端部斷面；在流動(dòng)性淤泥中不宜使用反插法。3.沉管灌注樁的特殊施工方法

（3）復(fù)打法在第一次砼澆筑完畢、拔出樁管，立即在原樁位再設(shè)預(yù)制樁靴或合好活瓣樁尖，第二次復(fù)打沉入樁管，使未凝固的砼向四周擠壓擴(kuò)大樁徑，再澆筑第二次砼。復(fù)打法可擴(kuò)大樁徑并提高單樁承載能力。

單打第2次第2