02 第二章 地基处理与桩基工程(演示稿)

地下连续墙施工过程示意图
导杆液压 抓斗构造
SF型多头 钻成槽机
二、墩基础（即大直径扩底灌注桩）
直径>0.8m。（桩径2.5m、底径5m、承千吨）
方法：1)人挖人扩桩； 2)机钻人扩桩,干法； 3)机钻机扩桩,湿法。 要求： 防塌壁；须降水、通风、通讯、照明。 设备：1)风镐、八字护壁； 2) 钻扩机。 施工工艺： 护壁挖孔→扩底→放入钢筋笼→浇筑混凝土
墩身施工示意图
三、沉井基础
1、用途：重型设备基础；桥墩；取水结构；超高层建 筑物基础； 2、施工工艺：制作安放刃脚→分节浇筑沉井和开挖下 沉→（井内混凝土施工） 1)现浇带刃脚的钢筋混凝土圆或方形井筒，可设内隔 墙，可竖向分段； 2)井筒内挖土或水力吸泥后，井筒靠自重逐步下沉， 边挖边沉； 3)沉至设计标高后用素混凝土封底防水渗，浇钢筋混 凝土底板，或内填；
成型
钢筋混凝土桩靴
钢管活瓣桩靴
4.要点：
防止钢管内进入泥浆、水，灌满 混凝土后再随拔管、随灌、并轻打 或振动， 防止缩径、断桩及吊脚桩。
施工时，桩的间距<5倍桩颈或
<2m距离时，均应跳打，在邻桩 砼强度达50％时，打空出的桩。 打桩要停歇时，须把桩管沉入土 中。
5. 提高桩承载力的方法
桩砼出现颈缩、夹泥等质量问题，或设 计要求提高桩承载力时，可用下述方 法：
产生砼拒落现象。
炸药用量：依扩大头径及土质而定，可用计算、
承台 桩身
坚土层
混凝土垫层
扩大头
爆扩桩基础构造示意图
钻孔
(直径50 ～ 60mm)
放炸 药管
扩孔 清土
放炸药包 灌混凝土
爆扩 大头
放入钢筋 骨架,灌注 混凝土
爆扩桩施工工艺
四、人工挖孔灌注桩
安全要求： 护壁、通风、联络、照明、 抽水、人员上下
4)若沉井为内空的地下结构物，则浇筑钢筋混凝土顶 板。
沉井施工主要程序示意图
思考
1、按施工方法，桩分为哪两类？ 2、在什么情形下，可不考虑打桩顺序？ 3、何为锤击应力？如何减少锤击应力？ 4 、最后贯入度的含义？ 5 、钻孔灌注桩，孔底虚土厚度允许为多 少？ 6、沉管灌注桩什么情况下应跳打？
一、钻孔灌注桩：
施工无振动无噪音，但比同径预制桩承载低、沉降大。
（一）干作业法（用于无地下水或已降水）
1、成孔机械：
螺旋钻－长：钻杆长10m以上,φ 400～600
短：钻杆长3～5m，φ 300～400
钻扩机：钻孔径800～1200，扩孔径可达3.5m
步履式螺旋钻机
2、施工
(1)工艺顺序
平整场地，挖排水沟→定桩位→钻机对位、 校垂直→开钻出土→清孔→检查垂直度及虚 土情况→放钢筋骨架→浇混凝土。
复打法——不放钢筋笼，混凝土初凝前 原位打入、插筋灌注。 反插法——（用活瓣式桩尖）拔管时， 每上拔0.5～1m，向下反插0.3～0.5m。
三、爆扩灌注桩
内容：爆桩孔 爆扩大头 步骤：成孔→放炸药→灌砂及压爆混凝土→引
爆成扩大头→检查→置筋→灌筑混凝土。 试验、查表三法。
覆盖砼量要符合要求，同时在砼初凝前响炮，以免
大直径扩底桩
护壁构造示意
人工挖孔桩录像
2.3.3
其它深基础施工
一、地下连续墙
1.用途：深基坑的支护结构＋建筑物的深基础
2.特点：刚度大，挡土又挡水，可用于任何土质， 施工无振动、噪音低； 成本高，施工技术复杂，专用设备。
3.施工工艺：导墙施工→槽段开挖→清孔→插入 接头管和钢筋笼→水下浇筑混凝土→（初凝后） 拔出接头管。 4.支承及与基础底板、结构墙体的连接：
实场地，设置排水沟；
（2）放轴线、定桩位、设置水准点
（≦2个）；
（3）确定打桩顺序：原因：打桩挤土现象，挤 土使邻桩浮起或位移、周围建筑物受损。 （4）进行打桩试验：≦2根，检验工艺、设备是 否符合要求；校核设计。
打桩顺序
施工实践证明：当桩中心距<4倍桩径时，要拟 定合理的打桩顺序。 1) 当桩中心距<4倍桩径时， 可：①自中间向四周环绕或放射打； ②由中心向两侧对称打； ③分段对称打； 2) 当桩中心距4倍桩径时，可按施工方便顺序 打； 3) 当桩的规格不同时，先大后小，先长后短； 4) 当桩尖设计标高不同时，先深后浅。
度。
地基加固原理是：“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。 地基加固的方法，可归纳为“挖、 填、换、夯、压、挤、拌”七个 字。（详见教材）
钎探录像
2.3 桩基施工
桩基是深基础结构型式之一， 应用广泛。其组成和分类如 下： 1．组成：
若干根桩、
下图）
承台（承台梁）（见
落锤：构简、使便、锤高可调；效率低，桩损大。
导杆式柴油锤工作原理图
单动汽锤工作原理图
双动汽锤工作原理图
筒式柴油锤工作原理图
2、桩架
作用： 支撑锤桩
• • 吊桩就位 打桩导向
ຫໍສະໝຸດ Baidu类型 （常用）：
多功能桩架：机动适应性好；大而装拆运麻烦。 履带式桩架：移动方便，适用范围广。 步履式桩架：移动方便，稳定性好,适应性强。
④能埋管500～600mm后剪断导柱塞铅丝；
⑤提管时保证混凝土埋入≦1m。
二、沉管灌注桩
1.特点：适于土质很差，地下水位很高。 2.施工方法：锤击沉入钢管法 – 振动沉入钢管法 3.工艺顺序： 桩靴、钢管就位→沉管→检查管内有 无砂、水→放入钢筋骨架→浇灌混凝 土、提管。
就位
沉入
浇筑
边拔边浇
放入钢筋笼 继续浇筑
（3）质量要求
① 偏差要求：位置偏差≧70～150mm； 垂直度偏差≧1％ ② 孔底虚土厚度： 端承桩≧50mm；摩擦端承桩或 端承摩擦桩≧150mm; 摩擦桩≧300mm 。
（二）泥浆护壁成孔（用于有地下水）
1、成孔机械
冲抓钻 冲击钻 潜水钻 回转钻
用于碎石土、砂土、粘性 土、风化岩 用于粘性土、淤泥、砂土
2．种类 1）按受力性质分： 摩擦桩 端承桩 摩擦端承桩 端承摩擦桩 2）按材料分：
木、钢、混凝 土、钢筋混凝土、 钢管混凝土 … 3）按形状分：方、圆、多边、管 4）按桩的施工方法分： 预制桩、灌注桩
预制桩沉桩方法：
锤击法：以桩锤的冲击力将桩打入软土。
振动法：以振动桩机带桩振动，减少土与桩间
摩阻，沉拔快，适砂土。
冲击钻作业示意图
泥浆循 水龙头 水龙头 环方向
钻杆 钻机回转 装置 泥浆泵
钻杆 钻机回转 装置
砂石泵
泥浆池 沉淀池 泥浆循环方向
沉淀池
新泥浆流向
钻头 钻头
泥浆护壁录像
2、施工
（1）工艺顺序：
平整场地、挖排水沟→定桩位→埋护筒→配泥浆→ 钻孔、灌泥浆→清孔→放钢筋骨架→水下灌注混凝 土。
（2）要点：
要点：
叠制≧4层，上下隔离，下层30％再上层； 钢筋接长用对焊，接头错开； 混凝土由顶至尖连续浇筑，注意养护与保护； 预应力管桩离心成型 ，直径400～500，壁厚 80～100，节长8～10m，C60。
2、运输
－－防止损坏
(1)混凝土强度： 起吊移位――≦70％设计强度 运输、起吊就位――≦100％设计强度 －M (2)合理吊点：
3、质量控制：
1）满足承载力要求： 端承桩－以最后贯入度为主(设计标高参考)
摩擦桩－以设计标高为主(最后贯入度参考)
2）偏差:
桩位偏差：单排桩―≧100mm；
多排桩－ ≧ 1/2桩径或边长； 垂直偏差 ≧ 1 % ; 3）桩不受损：桩顶、桩身不打坏，桩顶下1/3桩 长内无水平裂缝。
2.3.2 灌注桩施工
（正负弯矩值相等原则）
一点吊――距顶0.31L (L=5~10m)， 距顶0.29L（L＝11～16m）； 两点吊――距顶、距尖0.207L；
+M
(3)吊、运平稳，避免损坏。
3．堆放
高度不超过四层；
地面坚实、平整，垫长枕木； 支承点在吊点位置，垫木上下对齐。
二、打桩设备：
1、桩锤——
锤重0.5～1.5t，动力卷扬机、人。 柴油锤：(导杆式、筒式) 构简、使便、自供能 源、适于中型桩；锤重0.12～6.0t；不适过软过 硬土、噪音大、污染，40～80次/分。 蒸汽锤：单动－升耗能、自重降，力大慢1.5～ 15t，25～30次/分； – 双动式－双向耗能，效率高，0.6～6t； 100～200次/分；可打可拔。 液压锤：无噪、无污、频率高，复杂、价高。 油气二压施力长，贯入度大。
履带式桩架
多功能桩架
3、桩锤选择：
类型选择：
型号选择：
1）依单桩设计荷载计算冲击能E；
E≥0.025P 2）依E及资料初选桩锤重量； 3）验算适用系数K：
K＝[（锤总重M + 桩重C ）/ E选 ]；
•
（≤5，3.5，2）
4)验算合宜系数 ：M / C＝1～2
三、打桩施工
1、准备工作
（1）场地准备：清除地上、地下障碍物，平整、压
第二章 地基处理与桩基工程 验槽 地基处理 桩基工程
2.1 基坑验槽
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、监理单位和建设单位共同进行 验槽，合格后方能进行基础工程施工。 验槽有观察验槽与钎探验槽
2.2 地基加固处理
当工程结构的荷载较大，地基土质又较软 弱（强度不足或压缩性大），不能作为天然 地基时，可针对不同情况，采取各种人工加 固处理的方法，以改善地基土性质，提高承 载力、增加稳定性，减少地基变形和基础埋置深
钻孔
清孔
放入钢筋骨架
浇筑混凝土
螺旋钻孔机成桩工艺
（2）施工要点 ①土质差、有振动、间距小时，间隔钻孔制作； ②软塑土层、含水量大－用疏纹叶片钻杆； 可塑、硬塑粘土，含水量较小的砂土－用密纹叶 片钻杆； ③及时灌注混凝土，防止孔壁坍塌； ④浇混凝土时放串筒，混凝土坍落度5～9cm，每层 浇筑高度≧1.5m。
水冲法：高压射水（桩侧或桩内）冲孔下沉，
留1～2m打入或振入。适坚硬土、砂石层。
钻孔锤击法：钻孔（留 1～2m）、注浆护壁、
提钻、插桩、锤击。用于坚硬土层。
静力压桩法：80～120t压桩机，适软弱土层。
桩架导向笼
活动压梁 油压表
静力压桩机 构造原理图
加压钢丝 绳滑轮组
桩帽
上段桩 卷扬机 操作平台
加压重物 底盘 轨道
2、打桩工艺：
工艺顺序： 要点： 桩架移动就位→吊桩、定桩→扣好桩帽、落锤、脱吊 钩→试打→正式打（接桩，截桩，静、动载试验， 承台施工）。 先轻后重，“重锤低击” ， 防止“锤击应力”断桩； （重锤低击与较软的桩垫可减小锤击应力） 要连续打入，防止停歇后土体弹性恢复固结，难以打入；
注意贯入度变化， 做好打桩记录 （编号、每米锤击数、桩顶标高、最 后贯入度…）； 如遇异常情况，暂停施打，与有关单位研究处理。
导笼口
上段桩锚筋 下段桩
1－1
全液压式静力压桩机压桩示意图
灌注桩按成孔方法：
钻孔法——一般土层
沉管法——土质差、水位高
（含夯扩沉管法） 爆扩法——土质好（粘性）、无地下水
人工挖孔法——桩径大、土质较好
2.3.1 钢筋混凝土打入桩的施工
一、预制桩的制作、运输和堆放
1．制作――应由工厂加工，保证质量
1）护筒直径比钻头大100，开设溢浆口，埋入土中 ≦1m，（定位、防塌孔、地表水）
2）泥浆比重1.1左右（粘土时可自造），随钻随灌， 保持高于水位面；泥浆的作用：护壁与运渣土。
砼导管 铅丝 球塞
3）水下灌注要求：
①混凝土≦C20，坍落度16～22cm，骨料粒径
≧30mm； ②导管最大外径比钢筋笼内径小100以上； ③钢筋的混凝土保护层厚度≦50mm（混凝土垫 块）；