土木工程施工 课件 第二章 地基处理与桩基工程

第二章地基处理与桩基工程第一节基坑验槽若地基为必须加固处理的天然地基，当基坑（槽）挖至基底设计标高后，施工单位必须会同勘察、设计、监理单位和业主共同验槽，合格后方能进行基础工程施工。一、观察验槽检查内容：a、基坑（槽）的位置b、断面尺寸c、标高d、边坡e、坑（槽）底的土质验槽的重点：柱基、墙角、承重墙下或其他受力较大的部位。二、钎探验槽钎探是用锤将钢钎打入坑（槽）底以下土层内的一定深度，根据锤击次数和入土难易程度来判断土的软硬情况及有无土洞、枯井、墓穴和软弱下卧土层。注意：1、打钎时，要求用力一致，落距一致。每贯入30cm，记录一次锤击数。2、钎探后的孔要用砂填实。第二节地基加固处理一、地基加固的原理地基加固的原理：“将土质由松变实”，“将土的含水量由高变低”，即可达到地基加固的目的。工程中常用的加固方法：机械碾压法、重锤夯实法、挤密桩法、化学加固法、深层搅拌法等等。

在拟定地基加固处理方案时，应充分考虑地基与上部结构共同工作的原则，从地基处理、建筑、结构设计和施工方面均应采取相应的措施进行综合治理。二、地基加固的方法根据地基加固的原理，采取不同的加固方法。这些方法可归纳为“挖、填、换、夯、压、挤、拌”七个字。（1）挖：挖去软土层，将基础埋置在承载力大的基岩或者坚硬的土层中。适用于软土层不厚时。（2）填：在软土层上直接回填一层一定厚度的好土。适用于软土层很厚，而又需大面积对地基进行加固处理时。（3）换：就是将挖和填相结合，即换土垫层法。适用于软土层较厚，而仅对局部地基进行加固处理时。（4）夯：利用打夯工具或机具夯击土壤，排除土壤中的水分，加速土壤固结，以提高土壤的密实度和承载力。适用于黏性土、湿陷性黄土及人工填土地基的深层加固。（5）压：利用压路机、羊足碾、轮胎碾等机械碾压地基土壤，使地基压实排水固结。也可采用预压固结法，即先在地基范围的地面上，堆置重物预压一段时间，使地基压密，以提高承载力，减少沉降量。（6）挤：先用带桩靴的工具式桩管打入土中，挤压土壤形成桩孔，然后拔出桩管，再在桩孔中灌入沙石或石灰、素土、灰土等填充料进行捣实，或者随着填充料的灌入逐渐拔出桩管。最适用于加固松软饱和土地基，其原理就是挤密土壤，排水固结，以提高地基的承载力，所以也叫挤密桩。（7）拌：是指用旋喷法或深层搅拌法加固地基。其原理是利用高压射流切削土壤，旋喷浆液，搅拌浆土，使浆液和土壤混合，凝结成坚硬的柱体或土壁。第三节桩基施工桩基础按照受力分：摩擦型桩和端承型桩。按施工方法分类：预制桩和灌注桩非挤土桩：钻孔、挖孔按排土分类挤土桩：打入、静压、振动、预钻孔、沉管、拧入等。按材料分类：木、钢筋混凝土、预应力混凝土、钢管桩。桩基

(a)端承桩;(b)摩擦桩(a)(b)一、钢筋砼预制桩锤击法施工1、钢筋砼预制桩（1）优点：（常规挤土）承载力大，施工速度快，质量好，工艺简单，不受地下水影响。缺点：耗钢量大，端承型桩有接桩和截桩，硬土沉桩困难。（2）截面形式实心桩：方形，边长一般200～500mm管桩：空心圆柱形截面，采用离心法生产，外径400～500mm，施工包括:制作→（运输→堆放→）起吊→沉桩。（一）、制作:

砼强度等级不宜低于C30,一般为C40～C50（1）方法：a、并列法b、间隔法

c、重叠法

d、翻模法（2）钢筋要求：主筋连接宜采用对焊，且接头位置应相互错开。钢筋砼预制桩制作－钢筋、模板施工钢筋混凝土预制桩制作－混凝土浇筑（3）混凝土：A、由桩顶向桩尖连续浇筑，严禁中断。B、制作完成后，应该洒水养护不少于7d。（二）、起吊和运输:

钢筋混凝土预制桩应在混凝土达到设计强度标准值的75%方可起吊，达到100%方能运输和打桩。0.707l0.293l0.207l0.207l0.586l0.145l0.145l0.355l0.355ll桩的合理吊点位置(a)-点起吊;(b)两点起吊;(c)三点起吊(a)(b)(c)桩的堆放要求：堆放桩的地面必须平整、坚实，垫木间距应与吊点位置相同，各层垫木应上下对齐，并位于同一垂直线上，堆放层数不宜超过4层。不同规格的桩，应分别堆放。2、打桩设备包括桩锤、桩架和动力装置。桩锤主要有落锤、汽锤、柴油锤和液压锤等，目前应用最多折为柴油锤。（1）落锤：落锤为一铸铁块，重0.5～2.0t，构造简单，使用方便，能随意调整落距，但锤击速度慢，贯入能力低，效率不高且对桩的损伤较大。(a)普通落锤;(b)自动挂钩落锤

打入桩施工（2）汽锤利用蒸汽或压缩空气为动力进行锤击，根据其工作情况可分为单动汽锤与双汽锤。A、单动汽锤：桩锤落距短，打桩速度及冲击力大，效率较高，适宜于打各种类型的桩。B、双动汽锤：桩锤冲击次数多、冲击力大、效率高，不仅适用于一般打桩工程，而且还可用于打斜桩、水下打桩和拔桩。（3）柴油锤柴油锤本身附有桩架、动力等设备，不需外部能源，机架轻便，打桩迅速，常用以打设木桩、钢板柱和长度在12m以内的钢筋混凝土桩。但不适用在硬土和松软土中打桩，并且由于噪音、振动和空气的污染等公害，在城市施工受到一定的限制。柴油锤打桩过程（4）液压锤液压锤是一种新型打桩设备，它的冲击缸体通过液压油提升与降落。液压锤不排出任何废气，无噪音，冲击频率高，并适合水下打桩，是理想的冲击式打桩设备，但构造复杂，造价高。打桩时应注意的问题：用锤击法沉桩时，选择桩锤是关键。桩锤的选择应先根据施工条件确定桩锤的类型，然后再决定锤重。当锤重大于桩重的1.5～2倍时，能取得良好的效果，但桩锤亦不能过重，过重易将桩打坏；当桩重大于2t时，可采用比桩轻的桩锤，但亦不能小于桩重的75%。

桩架：

桩架是支持桩身和桩锤，在打桩过程中引导桩的方向，并保证桩锤能沿着所要求方向冲击的打桩设备。桩架的形式多种多样，常用的通用桩架（能适应多种桩锤）有两种基本形式：一种是沿轨道行驶的多功能桩架；另一种是装在履带底盘上的履带式桩架。

在施工中，宜采用“重锤低击”，这样桩锤不易产生回跃，不致损坏桩头，且桩易打入土中，效率高。3、打桩施工打桩前应做好各项准备工作：清除妨碍施工的地上和地下的障碍物；平整施工场地；定位放线；设置供电、供水系统；安设打桩机等。（一）打桩顺序（1）根据基础的设计标高：先深后浅。（2）根据桩的规格：先大后小，先长后短（3）行走路线：顶打和倒打（4）根据桩的密集程度:A、自中间向两侧对称进行(桩距≤4d)B、自中间向四周进行(桩距≤4d)C、由一侧向单一方向进行(桩距>4d)（二）打桩方法打桩机就位后，将桩锤和桩帽吊起来，然后吊桩并送至导杆内，垂直对准桩位缓缓送下插入土中，垂直度偏差≯0.5％，然后固定桩帽和桩锤，使桩、桩帽、桩锤在同一垂线上，确保桩能垂直下沉。在桩锤和桩帽之间应加弹性衬垫，桩帽与桩顶周围应有5～10mm的间隙，以防损伤桩顶。打入预制桩－第一节桩体打入预制桩－电焊接桩打入预制桩－末节桩体（三）打桩的质量控制贯入度：每锤击一次桩的入土深度。最后贯入度：最后10击桩的平均入土深度。（1）施工前：a、对预制桩进行外观检查；b、桩位放样允许偏差对群桩为20mm、对单排桩为10mm。（2）施工中：应检查垂直度，贯入度应符合相关规定。（3）施工后：打桩施工结束后，应进行桩基工程的桩位验收。打入桩的桩位偏差，必须符合下表的规定。序号项目允许偏差（mm）1盖有基础梁的桩垂直于基础梁中心线100+0.01H沿基础梁中心线150+0.01H2桩数为1～3根桩基中的桩1003桩数为4～16根桩基中的桩1/3桩径或边长4桩数大于16根桩基中的桩最外边的桩1/3桩径或边长中间桩1/2桩径或边长注：H为施工现场地面标高与设计桩顶标高的距离。二、其他施工方式1、静力压桩静力压桩是利用静压力将桩压入土中，施工中虽然仍然存在挤土效应，但没有振动和噪音。静力压桩适用于软弱土层，当存在厚度大于2m的中密以上砂夹层时，不宜采用静力压桩。静力压桩施工动画2、振动沉桩：振动法沉桩是利用振动桩锤，将桩与振动桩锤刚接在一起。振动桩锤产生的振动力通过桩身使土体振动，土体的内摩擦角减小，强度降低而将桩沉入土中。在砂土中效率较高。3、射水沉桩：锤击沉桩的一共辅助方法，利用高压水流经过桩侧面或空心桩内部的射水管冲击桩尖附近的土层，便于锤击。

三、混凝土灌注桩施工灌注桩是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内灌注混凝土而成。根据成孔工艺的不同分为：1、干作业成孔的灌注桩2、泥浆护壁成孔的灌注桩3、套管成孔的灌注桩4、爆扩成孔的灌注桩5、人工挖孔灌注桩1、干作业成孔灌注桩（1）适用范围：地下水位以上的黏性土、砂土及人工填土。不宜用于地下水以下的各类土及碎石土、淤泥和淤泥质土。（2）钻孔机械：目前常用螺旋钻机成孔，也有用洛阳铲成孔的。（3）施工要点：

a、在钻进过程中，应随时清理孔口积土，遇有塌孔、缩孔等异常情况，应及时研究解决。

b、钢筋笼应一次绑扎好，放入孔内后再次测量虚土厚度。

c、混凝土应连续浇筑，每次浇筑高度不得大于1.5m。2、泥浆护壁成孔灌注桩（1）适用范围：用泥浆保护孔壁、防止塌孔和排出土渣而成孔，对不论地下水位高或低的土层都适用。（2）钻孔机械：回转钻机、潜水钻机、冲击钻等。

设泥浆池制备泥浆┐┌→泥浆循环清渣↓↓测定桩位→埋设护筒→桩机就位→成孔→清孔→安放钢筋笼→浇筑水下混凝土3、套管成孔灌注桩是利用锤击打桩法或振动打桩法，将带有钢筋混凝土桩靴或带有活瓣式桩靴的钢套管沉入土中，然后灌注混凝土并拔管而成。根据沉桩方法不同可分为：

1、锤击灌注桩：利用锤击沉桩设备沉管、拔管。适用于一般黏性土、淤泥质土、砂土和人工填土地基。

2、振动灌注桩：采用激振器或振动冲击锤沉管。其适用范围除与适用锤击灌注桩相同外，还适用于稍密及中密的碎石土地基。套管成孔灌注桩易产生的质量问题及处理:(1)断桩：指桩身出现水平或略有倾斜且贯通全截面的裂缝。原因：①桩距过小；②桩混凝土终凝不久受振动或外力。措施：①桩中心距>3.5d；②新打桩应避免或减少干扰；③跳打法。处理：拔除补作桩身。(2)缩颈：亦称瓶颈，指桩身局部直径小于设计直径原因：①含水量大的黏性土，孔隙水压力大②桩间距过小③拔管过快，管内混凝土少和易性差。措施：①控制拔管速度；②管内混凝土尽量高；③可能部位反插法。处理：复打法(3)吊脚桩：指桩底部的混凝土隔空或混入泥沙，在桩底部形成松软层。原因：①预制桩尖质量差；②活瓣桩尖未及时张开。措施：①严格控制桩尖质量；②密振慢抽，桩尖处多次反插；③停抽多振或密击。处理：拔管填砂重沉（4）桩尖进水进泥:原因：①

地下水位高，含水量大的淤泥和粉砂土层。