《建筑施工》辅导资料四

建筑施工辅导资料四主题：第二章深基础工程学习时间：内容：这周我们将学习第二章深基础工程。

本周主要学习深基础工程的相关知识。

一、学习要求本章的学习要求及需要掌握的重点内容如下：1、了解深基础的特点、深基础的种类、深基础发展现状、预制桩基础施工的种类、预制桩的制作、运输、堆放、灌注桩的施工工艺、沉井施工特点、地下连续墙施工特点。

2、掌握深基础施工的特点、沉（打）桩施工方法、钻孔施工、沉管（打拔套管）成孔法、地下连续墙施工技术要求、逆作法施工原理。

知识点：深基础的特点、深基础的种类、深基础发展现状、预制桩基础施工的种类、预制桩的制作、运输、堆放、灌注桩的施工工艺、沉井施工特点、地下连续墙施工特点、深基础施工的特点、沉（打）桩施工方法、钻孔施工、沉管（打拔套管）成孔法、地下连续墙施工技术要求、逆作法施工原理。

二、主要内容第二章深基础工程2-1 深基础及其施工特点1. 深基础的特点建筑物的基础按其埋深或施工方式分为浅基础和深基础。

一般以基础埋深是否超过5M来区分。

深基础工程，主要是指桩基及基坑工程两大范畴。

前者为上部结构提供可靠的支承，后者为开发利用地下空间提供安全的保障。

本章讨论的是前者。

若浅层土质不良，需将基础加大埋深，此时需要一些特殊的施工手段和相应的基础形式，如桩基、沉箱、沉井和地下连续墙等，这样的基础称为深基础。

其特点一是基础埋深大，二是需要特殊的施工手段或方式。

2. 深基础的种类深基础有桩基、沉箱、沉井和地下连续墙等。

其中桩基础由于承载力高、沉降量小且均匀、可承受不同方向的静、动荷载。

因此，应用较为广泛。

桩基础按照传力及作用性质不同，分为端承桩和摩擦桩；按照施工方法分为预制桩和现场灌注桩。

3. 深基础施工的特点一般需要从建基面往下制作基础（预制或先做）；采用特殊的机械或工具施工（打、沉、灌）；受地质和水文地质条件影响大；隐蔽工程、施工技术复杂；质量与安全控制要求高。

4. 深基础发展现状进入21 世纪以来来，我国在高铁、轨道交通、桥梁与码头、高层建筑工程及地下建筑工程四大领域的深基础工程施工方面取得了巨大成就。

如：2008 年 5 月建成通车、荣列世界最长的跨海大桥—杭州湾大桥，全长36 km，桥宽33 m，双向6 车道，采用了钻孔灌注桩（3400 根）和钢管桩（5474 根，桩长71～89 m，直径φ 1.5～1.6 m，钢管壁厚20/22 mm）；我国首座外海大桥—上海南汇芦潮港至宁波大小洋山港的东海大桥，2005 年建成，全长32.5 km，双向6 车道，采用φ 2.5 m 嵌岩钻孔灌注桩，长110 m，以及φ 1.5 m 钢管桩，长60 m；并大规模成功应用了海上砂桩技术；又如：我国当今高层建筑中钻孔灌注桩用量最大的单体工程上海中心大厦，基础面积8280 m2，筏板厚 6 m，埋深30 m，采用钻孔灌注桩955 根，桩径1 m，桩长核心筒内86 m，筒外82 m，建筑物总重量8000 MN （80 万t）；上海世博500 kV 地下变电站是我国首座全埋式大型变电站，也是亚洲乃至世界最大最先进的地下变电站之一。

该工珵基坑直径130 m，开挖深34 m。

地基土特别软弱，采用全逆作法设计施工。

2-2 预制桩基础施工1. 预制桩基础施工的种类预制桩按照材料划分为钢筋混凝土桩和钢桩，按断面形式分方桩、圆桩，实心桩和空心（管）桩。

下面重点介绍钢筋混凝土桩的施工。

施工方式有锤击沉桩（打入桩）、振动沉桩、水射沉桩、静力压桩、植桩法等。

2. 制作、运输、堆放（1）制做桩的预制可在预制场制做，但较长的桩应在现场制做。

混凝土一般不低于C30；方桩断面边长为25~55cm；长度不宜超过30m，否则，需分段预制。

预制程序为：场地准备、铺底模——制作钢筋骨架——支立模板——浇筑混凝土——养护。

（属于钢筋混凝土工程，具体工艺见该章内容）（2）起吊、运输与堆放时机：当混凝土强度大于设计强度的70%方可起吊；当达到100%时方可运输或打桩施工。

吊点选择：应按设计规定选择，一般应选在产生的弯矩最小的位置。

堆放：堆放的场地必须平整、坚实；堆放时应设垫木，位置同吊点，最多不超过4层。

3.沉（打）桩施工方法（1）锤击打入法1）打桩机械：打桩机械由桩架、桩锤和动力装置组成。

桩架：桩架的作用是吊桩、导桩、支撑桩锤。

重点需要确定桩架高度。

桩架的高度=桩长+桩锤高度+桩帽及锤垫高度+滑轮组高+起锤移位高度及安全工作间隙（1~2m）桩锤：桩锤是击打桩的做功装置。

按其动力做功方式分为落锤、汽锤（单动、双动）、柴油锤和振动锤等。

桩锤的选择应根据地质条件、桩的类型、长度、结构强度以及桩的布置密度和施工条件等因素确定。

一般桩锤重量重于桩1.5~2为宜。

动力装置：是为桩锤运动或振动提供动力的部分，如自由落锤的卷扬机，汽锤的蒸汽机或空气压缩机，以及柴油机等。

2）施工准备工作①场平②放线、定位③机械动力准备与调试④试打⑤确定打桩顺序（当桩间中心距小于桩的直径或边长4倍时）：逐排打；自边缘向中间打；自中央向边缘打和分段打。

3）打桩工艺桩机就位——吊桩——打桩——接桩——送桩——截桩打桩要求：①重锤低击②控制贯入度：贯入度为每击一次桩的入土深度；平均贯入度为每10击贯入度的平均值；最后贯入度为停击时最后10次击打的贯入度平均值。

③打桩结束与质量控制：指标：最后贯入度，入土深度（桩尖标高），桩位偏差和桩顶破损程度。

一般：摩擦桩以标高为主、贯入度为辅；端承桩以贯入度为主，标高为辅。

桩位控制偏差：垂直偏差≤1%，水平位置偏差≤100~150mm。

4）打桩过程中常见问题处理①桩顶、桩身被打坏②桩位偏斜③打桩不下④邻桩挤起（2）静力压桩1）特点及适用条件这种施工方法是借助压桩机和配重将桩压入土中。

因此具有：无振动、无噪声、对环境影响小的特点。

适用于软弱土层和城市中施工。

2）工艺测量定位——压桩机就位——吊桩——桩身对中调直——静压沉桩——接桩——继续沉桩——送桩——终止压桩——截桩。

3）技术要求①保证轴心受压，尤其是接桩时应保证轴心对正；②接桩间隔要尽可能短，避免土体固结导致压桩困难；③当桩接近设计标高时不要过早停压；④当桩尖碰到夹砂层时，会阻力增大，可停机再开，或忽开忽停。

⑤此类方法多用于摩擦桩，因此需用设计标高控制终止压桩。

对于少量的没有到达设计标高而无法再继续压入、且标高相差不大的桩，可以停止并截桩。

（3）其他方法1）振动沉桩振动法是在桩顶部安置震动器，通过其产生的激振力带动桩身振动，从而使土颗粒受迫振动，改变其颗粒组织排列，产生收缩和位移，减少对桩的摩擦力，使桩在自身重力和振动力的共同作用下沉入土中。

适用于粘土、松散砂土、黄土及软土类。

技术要求：控制最后三次振动，每次5或10min，以每分钟平均贯入度满足设计要求为准；摩擦桩以桩尖进入持力层深度（标高）为准。

2）射水沉桩法这种方法也叫水冲法，是将水管附在桩身上，通过高压水流将桩尖附近的土体冲松液化，减少土的正面阻力和对桩身的摩擦力，使桩在自重下沉入土中。

适用于坚硬砂土或砂砾层中沉桩。

可以和锤击法结合使用效果更佳。

3）植桩法沉桩这种方法借用灌注桩的原理。

通过钻孔或其他成孔方式，事先形成一定深度（一般为桩长的1/3~2/3之间）的桩孔，再把预制桩插（植）入，然后通过锤击或振动方式把桩继续沉入到设计深度或标高处。

这种方法主要是减少打桩对邻近建筑物和地下管线造成土体隆起或位移的危害。

2-3 灌注桩施工1.灌注桩的施工工艺灌注桩是现场成孔并浇筑形成的桩。

其基本工艺为：成孔——安放钢筋笼——浇筑混凝土。

这种施工方式的优点是减少施工过程中对土层的震动和挤动，避免打桩对桩的破坏，无需接桩，不受桩的断面限制（如挖空灌注桩），节省钢材，降低造价；但混凝土施工质量要求高，易出现颈缩、断桩等质量问题。

根据成孔方法，分为钻孔灌注桩，打拔套管成空灌注桩和挖孔灌注桩。

施工难点：一是成孔（泥浆固壁）；二是水下浇筑混凝土。

2.钻孔施工（1）干孔作业通常使用螺旋式钻机。

适用于钻孔深度范围内没有地下水的粘性土、砂土和人工填土。

（2）湿孔（水下）作业对于碎石土、砂土、粘性土或风化岩，可采用冲抓钻、冲击钻和回旋钻；对于粘性土、淤泥、淤泥质土及砂土。

可采用潜水钻。

水下作业主要的问题是容易塌孔。

一般需要采用护壁措施。

应用较多的是采用泥浆护壁法。

即先在桩孔位置打设一段深度的钢护筒用以定位、保护孔口，利于泥浆收集；随着钻机钻入，不断循环补充泥浆，形成孔内浆体，即护壁，又防止漏水，携砂，还可以降低钻头的温度，减少摩阻力；达到深度后，停钻提出钻具；最后采用水下灌注混凝土工艺。

其工艺流程如下图。

关于泥浆循环排渣：正循环排渣与反循环排渣两种方式a）正循环排渣；（b）反循环排渣1－钻杆；2－送水管；3－主机；4－钻头；5－沉淀池；6－潜水泥浆泵；7－泥浆泵；8－砂石泵；9－抽渣管；10－排渣胶管关于水下浇筑混凝土：采用导管法3.沉管（打拔套管）成孔法（1）工艺这种方法相当于把一个钢管桩（带桩靴）打入土层至设计深度，把土层挤出一个空孔，形成桩孔，之后在钢管中放入钢筋笼，然后，边拔管边浇筑混凝土，当钢管提出后，钢筋混凝土桩已形成。

其工艺为：就位——沉钢管——放钢筋笼——边浇混凝土边拔沉管。

沉管灌注桩施工过程（a）就位；（b）沉钢管；（c）开始灌注混凝土；（d）下钢筋骨架继续浇筑混凝土；（e）拔管成型1－桩尖；2－钢管；3－钢筋（2）关于拔管方法：单打法复打法反插法（3）常见问题：断桩；缩颈；吊脚。

4.挖孔法成桩（1）挖孔灌注桩分机械挖孔和人工挖孔。

近年来，人工挖孔桩居多。

适用于大孔径桩，可以做到一桩一柱，可以作为墩式基础，可在桥梁基础施工中；可以湿作业，也可以干作业。

适用于坚硬土，包括岩石土，也可以适用于软土层中。

（2）人工挖孔法的关键是做好护壁。

确保施工中不塌孔，人机安全。

首先，先挖1m深做一现浇（预制）混凝土护圈；然后边挖土1m左右，边做护圈，直至持力层，左后扩底。

此外，需要解决抽水、照明、通风和排土等措施。

如井架、电葫芦、吊桶、上下人吊笼、安全绳、护井钢板网、风镐、小型抽风机、潜水泵、照明灯、护臂拼装钢模板（四块）、挖土工具等。

一般要求护壁的最小厚度t满足p—土及地下水对护壁的最大侧压力（MPa）；D—桩身直径（mm）；K—混凝土轴心受压的安全系数；f c—混凝土轴心受压的抗压强度（MPa）2-4 沉井法、地下连续墙施工沉井施工1. 沉井施工特点沉井法多用于建筑物和构筑物的深基础、地下室、蓄水池、设备深基础和桥墩等施工中。

其主要特点是预制大口径钢筋混凝土或钢的空心桶，桶底部做成刃脚，事先安放在桩、墩基础的位置处，通过机械或人工在其内挖土，使其在自重下均匀下沉。

其封闭桶壁成为桩（墩）孔或井的挡土支撑结构。

落至设计标高后，可以按照挖孔灌注桩一样，进行钢筋混凝土施工。