樁基礎工程施工

學習重點：鋼筋混凝土預制樁和混凝土灌注樁施工及質量檢驗標準，對泥漿護壁成孔灌注樁施工過程及方法。學習要求：v了解樁基礎組成及分類；v掌握預制樁施工順序確定、注意事項、質量事故產生的原因和預防措施；了解靜力壓樁特點和施工方法；v了解泥漿護壁成孔施工過程及工藝原理；v掌握沉管灌注樁、大直徑人工挖孔灌注樁的施工方法，常見質量事故的預防和處理，安全施工措施；v了解預制樁、灌注樁質量檢驗標準。 樁基礎是深基礎應用最多的一種基礎形式，它由若干個沉入土中的樁和連接樁頂的承臺或承臺梁組成。 樁的作用是將上部建筑物的荷載傳遞到深處承載力較強的土層上，或將軟弱土層擠密實以提高地基土的承載能力和密實度。 樁按受力情況分為端承樁和摩擦樁兩種( (圖圖2.1)2.1)v端承樁是穿過軟弱土層而達到堅硬土層或巖層上的樁，上部結構荷載主要由巖層阻力承受；施工時以控制貫入度為主，樁尖進入持力層深度或樁尖標高可作參考。v摩擦樁完全設置在軟弱土層中，將軟弱土層擠密實，以提高土的密實度和承載能力，上部結構的荷載由樁尖阻力和樁身側面與地基土之間的摩擦阻力共同承受，施工時以控制樁尖設計標高為主，貫入度可作參考。 樁按施工方法分為預制樁和灌注樁v預制樁預制樁根據沉入土中的方法，可分打入樁、水沖沉樁、振動沉樁和靜力壓樁等；v灌注樁灌注樁是在樁位處成孔，然后放入鋼筋骨架，再澆筑混凝土而成的樁。灌注樁按成孔方法不同，有鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁、沖孔灌注樁、套管成孔灌注樁及爆擴成孔灌注樁等。 反循環(huán)施工反循環(huán)施工樁基施工方法樁基施工方法正循環(huán)施工正循環(huán)施工垂擊樁垂擊樁振動樁振動樁縮頸樁縮頸樁2.1 鋼筋混凝土預制樁施工鋼筋混凝土預制樁施工 本章小結本章小結 本本 章章 內內 容容End End 本章作業(yè)本章作業(yè) 2.2 混凝土灌注樁施工混凝土灌注樁施工 鋼筋混凝土預制樁鋼筋混凝土預制樁：在預制構件廠或施工現場預制，用沉樁設備在設計位置上將其沉入土中，其特點：堅固耐久，不受地下水或潮濕環(huán)境影響，能承受較大荷載，施工機械化程度高，進度快，能適應不同土層施工。 鋼筋混凝土預制樁是我國目前廣泛采用的一種樁型。鋼筋混凝土預制樁有方形實心斷面樁和圓柱體空心斷面樁。 鋼筋混凝土預制樁施工前，應根據施工圖設計要求、樁的類型、成孔過程對土的擠壓情況、地質探測和試樁等資料，制定施工方案。其主要內容包括：確定施工方法，選擇打樁機械，確定打樁順序，樁的預制、運輸，以及沉樁過程中的技術和安全措施。2 2.1.1 .1.1 施工準備施工準備 場地平整及周邊障礙物處理 定樁位及埋設水準點 依據施工圖設計要求，把樁基定位軸線樁的位置在施工現場準確地測定出來，并作出明顯的標志。在打樁現場附近設置24個水準點，用以抄平場地和作為檢查樁入土深度的依據。樁基軸線的定位點及水準點，應設置在不受打樁影響的地方。 樁帽、墊襯和送樁設備機具準備 管樁及長度在10m以內的方樁在預制廠制作，較長的方樁在打樁現場制作。 模板可以保證樁的幾何尺寸準確，使樁面平整挺直；樁頂面模板應與樁的軸線垂直；樁尖四棱錐面呈正四棱錐體，且樁尖位于樁的軸線上；底模板、側模板及重疊法生產時，樁面間均應涂刷好隔離層，不得粘結。 2.1.2 2.1.2 樁的制作、運輸、堆放樁的制作、運輸、堆放 鋼筋骨架的主筋連接宜采用對焊；主筋接頭配置在同一截面內數量不超過50%；同一根鋼筋兩個接頭的距離應大于30d0并不小于500mm。樁頂和樁尖直接受到沖擊力易產生很高的局部應力，樁頂和樁尖鋼筋配置(如圖圖2.22.2所示)應作特殊處理。鋼筋骨架制作允許偏差應符合表表2. .1的規(guī)定。 表2.1 預制樁鋼筋骨架質量檢驗標準 項序檢查項目允許偏差或允許值(mm) 檢查方法 主控項目1主筋距樁頂距離 5用鋼尺量2多節(jié)樁錨固鋼筋位置 5用鋼尺量3多節(jié)樁預埋鐵件 3用鋼尺量4主筋保護層厚度 5用鋼尺量一般項目1主筋間距 5用鋼尺量2樁尖中心線 10用鋼尺量3箍筋間距 20用鋼尺量4樁頂鋼筋網片 10用鋼尺量5多節(jié)樁錨固鋼筋長度 10用鋼尺量混凝土制作宜用機械攪拌、機械振搗；澆筑混凝土過程中應嚴格保證鋼筋位置正確，樁尖應對準縱軸線，縱向鋼筋頂部保護層不宜過厚，鋼筋網片的距離應正確，以防錘擊時樁頂破壞及樁身混凝土剝落破壞。采用疊層法生產時，上層樁和鄰樁澆筑，必須在下層和鄰樁的混凝土強度達到設計強度的30%以后才能進行。澆筑完畢后，立即加強養(yǎng)護，防止由于混凝土收縮產生裂縫，養(yǎng)護時間不少于7d。鋼筋混凝土預制樁的質量檢驗標準應符合表表2. .2的規(guī)定。 項序檢查項目允許偏差或允許值(mm) 檢查方法 單位數值主控項目1樁體質量檢驗 按基樁檢測技術規(guī)范 按基樁檢測技術規(guī)范 2樁位偏差 見本表 用鋼尺量3承載力 按基樁檢測技術規(guī)范 按基樁檢測技術規(guī)范 一般項目1砂、石、水泥、鋼材等原材料(現場預制時) 符合設計要求 查出廠質保文件或抽樣送檢 2混凝土配合比及強度(現場預制時) 符合設計要求檢查稱量及查試塊記錄 3成品樁外形 表面平整、顏色均勻、掉角深度10mm，蜂窩面積小于總面積0.5% 直觀 表2.2 鋼筋混凝土預制樁的質量檢驗標準 項序檢查項目允許偏差或允許值(mm) 檢查方法 單位數值一般項目4成品樁裂縫(收縮裂縫或起吊、裝、堆放引起的裂縫) 深 度 2 0 m m ， 寬 度 0.25mm，橫向裂縫不超過邊長的一半 裂縫測定儀，該基在地下水有侵蝕地區(qū)及錘擊數超過500擊的長樁不適用 5成品樁尺寸：橫截面邊長 樁頂對角線差 樁尖中心線 樁身彎曲矢高 樁頂平整度 mmmmmmmm5 1010L/10001.010L/1000秒表測定用鋼尺量 用鋼尺量 7硫磺膠泥接樁：膠泥澆筑時間 澆筑后停歇時間 minmin7秒表測定秒表測定8樁頂標高 mm50 水準儀 9停錘標準 設計要求現場實測或查沉樁記錄 鋼筋混凝土預制樁應達到設計強度的70%才可起吊；達到100%設計強度才能運輸和打樁。若提前吊運，必須采取措施并經過驗算合格方可進行。 樁在起吊搬運時，必須做到平穩(wěn)，避免沖擊和振動，吊點應同時受力，且吊點位置應符合設計規(guī)定。如無吊環(huán)，設計又未作規(guī)定時，綁扎點的數量及位置按樁長而定，應符合起吊彎矩最小的原則，可按圖圖2. .3所示的位置捆綁。2.1.3 2.1.3 打入法施工打入法施工 打入法打入法也稱錘擊法，是利用樁錘落到樁頂上的沖擊力來克服土對樁的阻力，使樁沉到預定的深度或達到持力層的一種打樁施工方法。 錘擊沉樁錘擊沉樁是混凝土預制樁常用的沉樁方法，它施工速度快，機械化程度高，適用范圍廣，但施工時有沖撞噪聲和對地表層有振動，在城區(qū)和夜間施工有所限制。 2.1.3.1 2.1.3.1 打樁設備及選擇打樁設備及選擇 打樁設備包括樁錘樁錘、樁架樁架和動力裝置動力裝置。 (1) (1) 樁錘樁錘樁錘可選用落錘、汽錘、柴油打樁錘和振動錘。落錘一般由鑄鐵制成。有穿心錘和龍門錘兩種，重0.22t。它利用繩索或鋼絲繩通過吊鉤由卷揚機沿樁架導桿提升到一定高度，然后自由落下擊打樁頂(如圖如圖2.42.4) 。 汽錘是以高壓蒸汽或壓縮空氣為動力的打樁機械，有單動汽錘和雙動汽錘兩種(如圖如圖2.52.5) 。柴油打樁錘利用燃油爆炸來推動活塞往返運動進行錘擊打樁，柴油樁錘與樁架、動力設備配套組成柴油打樁機。振動錘是利用機械強迫振動，通過樁帽傳到樁上使樁下沉。錘重選擇應根據地質條件、工程結構、樁的類型、密集程度及施工條件等參考表表2.32.3選用。 表2.3 錘重選擇表 錘 型 柴 油 錘 (t) 202535456072錘的動力性能 沖擊部分重(t) 2.02.53.54.56.07.2總 重(t) 4.56.57.29.615.018.0沖擊力(kN) 200020002500250040004000500050007000700010000常用沖程(m) 1.82.3樁 的 邊長或直徑 預制方樁、預應力管樁的邊長或直徑(cm) 253535404045455050555560鋼管樁直徑(cm) 40609090100持力層粘性土粉土 一般進入深度(m) 121.52.5232.53.53435靜力觸探比貫入阻力Ps平均值(MPa) 345555砂土一般進入深度(m) 0.510.51.5121.52.5232.53.5標準貫入擊數N(未修正) 1525203030404045455050錘的常用控制貫入度(cm/10擊) 233548設計單樁極限承載力(kN) 4001208001600250040003000500050007000700010000(2) (2) 樁樁架架樁架是支持樁身和樁錘，在打樁過程中引導樁的方向及維持樁的穩(wěn)定，并保證樁錘沿著所要求方向沖擊的設備。 樁架一般由底盤、導向桿、起吊設備、撐桿等組成。 根據樁的長度、樁錘的高度及施工條件等選擇樁架和確定樁架高度。樁架高度=樁長+樁錘高度+滑輪組高樁架用鋼材制作，按移動方式有輪胎式、履帶式、軌道式等。履帶式樁架(圖圖2.62.6)以履帶式起重機為主機，配備樁架工作裝置而組成。操作靈活，移動方便，適用于各種預制樁和灌注樁的施工。 (3)(3)動力裝置動力裝置 打樁機械的動力裝置是根據所選樁錘而定的。當采用空氣錘時，應配備空氣壓縮機；當選用 蒸汽錘時，則要配備蒸汽鍋爐和絞盤。 2.1.3.2 2.1.3.2 打樁順序的確定打樁順序的確定 打樁順序直接影響到樁基礎的質量和施工速度，應根據樁的密集程度(樁距大小)、樁的規(guī)格、長短、樁的設計標高、工作面布置、工期要求等綜合考慮，合理確定打樁順序。 根據樁的密集程度，打樁順序一般分為逐段打設、自中部向四周打設和由中間向兩側打設三種，如圖圖2. .7所示。v當樁的中心距不大于4倍樁的直徑或邊長時，應由中間向兩側對稱施打(圖圖2.7(2.7(c)c)，或由中間向四周施打(圖圖2.7(2.7(b)b)。v當樁的中心距大于4倍樁的邊長或直徑時，可采用上述兩種打法，或逐排單向打設(圖圖2.7(2.7(a)a) 。根據基礎的設計標高和樁的規(guī)格，宜按先深后淺、先大后小、先長后短的順序進行打樁。2.1.3.3 2.1.3.3 打樁打樁打樁機就位時，樁架應垂直平穩(wěn)，導桿中心線與打樁方向一致。 樁開始打入時，應控制錘的落距，采用短距輕擊；待樁入土一定深度(12m)穩(wěn)定以后，再以規(guī)定落距施打。樁的施打原則是重錘低擊，這樣樁錘對樁頭的沖擊小，回彈也小，樁頭不易損壞，大部分能量都用于克服樁身與土的摩阻力和樁尖阻力上，樁能較快地沉入土中。 樁入土深度是否已達到設計位置，是否停止錘擊，其判斷方法和控制原則與樁的類型有關。 2.1.3.4 2.1.3.4 打樁質量要求和測量記錄打樁質量要求和測量記錄(1) 打樁質量要求端承樁最后貫入度不大于設計規(guī)定貫入度數值時，樁端設計標高可作參考；摩擦樁端標高達到設計規(guī)定的標高范圍時，貫入度可作參考。 打(壓)入樁(預制混凝土方樁、先張法預應力管樁、鋼樁)的樁位偏差，必須符合表表2.42.4的規(guī)定。樁的承載力檢驗 表2.4 預制樁(鋼樁)樁位的允許偏差 項項 目允 許 偏 差 (mm) 1 蓋有基礎梁的樁： (1) 垂直基礎梁的中心線 (2) 沿基礎梁的中心線 100+0.01H 150+0.01H 2樁數為13根樁基中的樁 1003樁數為416根樁基中的樁 1/2樁徑或邊長 4樁數大于16根樁基中的樁： (1)最外邊的樁 (2) 中間樁1/3樁徑或邊長 1/2樁徑或邊長(2) 混凝土預制樁施工記錄 打樁工程是隱蔽工程，施工中應做好每根樁的觀測和記錄，這是工程驗收時檢驗質量的依據。各項觀測數據應記入混凝土預制樁施工記錄，見表表2.52.5所示。表2.5 混凝土預制樁施工記錄 2.1.3.5 2.1.3.5 打樁施工常見問題的分析打樁施工常見問題的分析在打樁施工過程中會遇見各種各樣的問題，例如樁頂破碎，樁身斷裂，樁身位移、扭轉、傾斜，樁錘跳躍，樁身嚴重回彈等。發(fā)生這些問題的原因有鋼筋混凝土預制樁制作質量、沉樁操作工藝和復雜土層等三個方面的原因。工程及施工驗收規(guī)范規(guī)定，打樁過程中如遇到上述問題，都應立即暫停打樁，施工單位應與勘察、設計單位共同研究，查明原因，提出明確的處理意見，采取相應的技術措施后，方可繼續(xù)施工。 (1) 樁頂破碎 打樁時，樁頂直接受到樁錘的沖擊而產生很高的局部應力，如果樁頂鋼筋網片配置不當、混凝土保護層過厚、樁頂平面與樁的中心軸線不垂直及樁頂不平整等制作質量問題都會引起樁頂破碎。在沉樁工藝方面，若樁墊材料選擇不當、厚度不足，樁錘施打偏心或施打落距過大等也會引起樁頂破碎。(2) 樁身被打斷 制作時，樁身有較大的彎曲凸肚，局部混凝土強度不足，在沉樁時樁尖遇到硬土層或孤石等障礙物，增大落距，反復過度沖擊等都可能引起樁身斷裂。(3) 樁身位移、扭轉或傾斜 樁尖四棱錐制作偏差大，樁尖與樁中心線不重合的制作原因，樁架傾斜，樁身與樁帽、樁錘不在同一垂線上的施工操作原因以及樁尖遇孤石等都會引起樁身位移、扭轉或傾斜。(4) 樁錘回躍，樁身回彈嚴重 選擇樁錘較輕，能引起較大的樁錘回躍；樁尖遇到堅硬的障礙物時，樁身則嚴重回彈。 2.1.3.6 2.1.3.6 打樁過程中的注意事項打樁過程中的注意事項樁機就位后，樁架應垂直平穩(wěn)，樁帽與樁頂應鎖緊牢靠，連接成整體。打樁時，應密切觀察樁身下沉貫入度的變化情況。在正常情況下，沉樁應連續(xù)施工，打入土的速度應均勻，應避免因間歇時間過長，土的固結作用而使樁難以下沉。 打樁時振動大，對土體有擠壓作用，可能影響周圍建筑物、道路及地下管線的安全和正常使用，施工過程中要有專人巡視檢查，及時發(fā)現和處理有關問題。 嚴禁非施工人員進入打樁現場；對樁機的正常運行、樁架的穩(wěn)定經常進行檢查，嚴格按操作規(guī)程進行施工，確保安全。2.1.3.7 2.1.3.7 樁頭的處理樁頭的處理 在打完各種預制樁開挖基坑時，按設計要求的樁頂標高將樁頭多余的部分截去。截樁頭時不能破壞樁身，要保證樁身的主筋伸入承臺，長度應符合設計要求。當樁頂標高在設計標高以下時，在樁位上挖成喇叭口，鑿掉樁頭混凝土，剝出主筋并焊接接長至設計要求長度，與承臺鋼筋綁扎在一起，用樁身同強度等級的混凝土與承臺一起澆筑接長樁身。 2.1.4 2.1.4 靜力壓樁靜力壓樁 靜力壓樁是利用無噪聲、無振動的靜壓力將樁壓入土中，常用于土質均勻的軟土地基的沉樁施工。 靜力壓樁(圖圖2.82.8)利用壓樁架的自重和配重，通過卷揚機牽引，由鋼絲繩、滑輪和壓梁，將整個樁機的重力(8001500kN)反壓在樁頂上，以克服樁身下沉時與土的摩擦力，迫使預制樁下沉。壓樁施工一般采取分節(jié)壓入、逐段接長的施工方法。接樁的方法目前有三種：焊接法(圖圖2. .9)、法蘭螺栓連接法、硫磺漿錨法(圖圖2. .10)。 灌注樁：灌注樁：直接在樁位上用機械成孔或人工挖孔，在孔內安放鋼筋、灌注混凝土而成型的樁。 與預制樁相比，灌注樁具有不受地層變化限制，不需要接樁和截樁，節(jié)約鋼材、振動小、噪聲小等特點。 灌注樁按成孔方法分為泥漿護壁成孔灌注樁、沉管灌注樁、干作業(yè)鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁等。 2.2.1 2.2.1 干作業(yè)鉆孔灌注樁干作業(yè)鉆孔灌注樁 干作業(yè)鉆孔灌注樁施工過程如圖圖2.112.11所示。 干作業(yè)成孔一般采用螺旋鉆機鉆孔。螺旋鉆頭外徑分別為400mm、500mm、600mm，鉆孔深度相應為12m、10m、8m。適用于成孔深度內沒有地下水的一般粘土層、砂土及人工填土地基，不適于有地下水的土層和淤泥質土。鉆機就位后，鉆桿垂直對準樁位中心，開鉆時先慢后快，減少鉆桿的搖晃，及時糾正鉆孔的偏斜或位移。鉆孔至規(guī)定要求深度后，進行孔底清土。清孔的目的是將孔內的浮土、虛土取出，減少樁的沉降。方法是鉆機在原深處空轉清土，然后停止旋轉，提鉆卸土。 鋼筋骨架的主筋、箍筋、直徑、根數、間距及主筋保護層均應符合設計規(guī)定，綁扎牢固，防止變形。用導向鋼筋送入孔內，同時防止泥土雜物掉進孔內。鋼筋骨架就位后，應立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注時，應分層澆筑、分層搗實，每層厚度5060cm。2.2.2 2.2.2 泥漿護壁成孔灌注樁泥漿護壁成孔灌注樁 泥漿護壁成孔是利用泥漿保護穩(wěn)定孔壁的機械鉆孔方法。它通過循環(huán)泥漿將切削碎的泥石渣屑懸浮后排出孔外，適用于有地下水和無地下水的土層。成孔機械有潛水鉆機、沖擊鉆機、沖抓錐等。泥漿護壁成孔灌注樁的施工工藝流程：測定樁位、埋設護筒、樁機就位、制備泥漿、機械(潛水鉆機、沖擊鉆機等)成孔、泥漿循環(huán)出渣、清孔、安放鋼筋骨架、澆筑水下混凝土。 2.2.2.1 2.2.2.1 埋設護筒和制備泥漿埋設護筒和制備泥漿 鉆孔前，在現場放線定位，按樁位挖去樁孔表層土，并埋設護筒。護筒高2m左右，上部設12個溢漿孔，是用厚48mm鋼板制成的圓筒，其內徑應大于鉆頭直徑200mm。護筒的作用是固定樁孔位置，保護孔口，防止地面水流入，增加孔內水壓力，防止塌孔，成孔時引導鉆頭的方向。 在鉆孔過程中，向孔中注入相對密度為1.11.5的泥漿，使樁孔內孔壁土層中的孔隙滲填密實，避免孔內漏水，保持護筒內水壓穩(wěn)定；泥漿相對密度大，加大了孔內的水壓力，可以穩(wěn)固孔壁，防止塌孔；通過循環(huán)泥漿可將切削的泥石渣懸浮后排出，起到攜砂、排土的作用。 2.2.2.2 2.2.2.2 成孔成孔 (1) 潛水鉆機成孔潛水鉆機成孔 潛水鉆機成孔示意圖如圖圖2. .12所示。潛水鉆機是一種旋轉式鉆孔機，其防水電機變速機構和鉆頭密封在一起，由樁架及鉆桿定位后可潛入水、泥漿中鉆孔。注入泥漿后通過正循環(huán)或反循環(huán)排渣法將孔內切削土粒、石渣排至孔外。潛水鉆機成孔排渣有正循環(huán)排渣和泵舉反循環(huán)排渣兩種方式，如圖圖2. .13所示。 v正循環(huán)排渣法:在鉆孔過程中，旋轉的鉆頭將碎泥渣切削成漿狀后，利用泥漿泵壓送高壓泥漿，經鉆機中心管、分叉管送入到鉆頭底部強力噴出，與切削成漿狀的碎泥渣混合，攜帶泥土沿孔壁向上運動，從護筒的溢流孔排出。v泵舉反循環(huán)排渣法:砂石泵隨主機一起潛入孔內，直接將切削碎泥渣隨泥漿抽排出孔外。 (2) 沖擊鉆成孔沖擊鉆成孔 沖擊鉆機通過機架、卷揚機把帶刃的重鉆頭(沖擊錘)提高到一定高度，靠自由下落的沖擊力切削破碎巖層或沖擊土層成孔(圖圖2.142.14)。 沖擊鉆頭形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形沖擊鉆頭(圖圖2.152.15)。 沖孔前應埋設鋼護筒，并準備好護壁材料。 沖擊鉆機就位后，校正沖錘中心對準護筒中心，在沖程0.40.8m范圍內應低提密沖，并及時加入石塊與泥漿護壁，直至護筒下沉34m以后，沖程可以提高到1.52.0m，轉入正常沖擊，隨時測定并控制泥漿相對密度。施工中，應經常檢查鋼絲繩損壞情況，卡機松緊程度和轉向裝置是否靈活，以免掉鉆。 (3) 沖抓錐成孔沖抓錐成孔沖抓錐(圖圖2.162.16)錐頭上有一重鐵塊和活動抓片，通過機架和卷揚機將沖抓錐提升到一定高度，下落時松開卷筒剎車，抓片張開，錐頭便自由下落沖入土中，然后開動卷揚機提升錐頭，這時抓片閉合抓土。沖抓錐整體提升至地面上卸去土渣，依次循環(huán)成孔。沖抓錐成孔施工過程、護筒安裝要求、泥漿護壁循環(huán)等與沖擊成孔施工相同。 適用于松軟土層(砂土、粘土)中沖孔，但遇到堅硬土層時宜換用沖擊鉆施工。 2.2.2.3 2.2.2.3 清孔清孔 驗孔是用探測器檢查樁位、直徑、深度和孔道情況；清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以減少樁基的沉降量，提高承載能力。泥漿護壁成孔清孔時，對于土質較好不易坍塌的樁孔，可用空氣吸泥機清孔，氣壓為0.5MPa，使管內形成強大高壓氣流向上涌，同時不斷地補足清水，被攪動的泥渣隨氣流上涌從噴口排出，直至噴出清水為止。 對于穩(wěn)定性較差的孔壁應采用泥漿循環(huán)法清孔或抽筒排渣，清孔后的泥漿相對密度應控制在1.151.25。 2.2.2.4 2.2.2.4 燒筑水下混疑土燒筑水下混疑土 泥漿護壁成孔灌注混凝土的澆筑是在水中或泥漿中進行的，故稱為澆筑水下混凝土澆筑水下混凝土。水下混凝土宜比設計強度提高一個強度等級，必須具備良好的和易性，配合比應通過試驗確定。水下混凝土澆筑常用導管法(圖圖2. .17)。 澆筑時，先將導管內及漏斗灌滿混凝土，其量保證導管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上，然后剪斷懸吊隔水栓的鋼絲，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞進入水中。 2.2.3 2.2.3 沉管灌注樁沉管灌注樁 沉管灌注樁是利用錘擊打樁設備或振動沉樁設備，將帶有鋼筋混凝土的樁尖(或鋼板靴)或帶有活瓣式樁靴的鋼管沉入土中(鋼管直徑應與樁的設計尺寸一致)，造成樁孔，然后放入鋼筋骨架并澆筑混凝土，隨之拔出套管，利用拔管時的振動將混凝土搗實，便形成所需要的灌注樁。利用錘擊沉樁設備沉管、拔管成樁，稱為錘擊沉管灌注樁(圖圖2.182.18)；利用振動器振動沉管、拔管成樁，稱為振動沉管灌注樁(圖圖2.192.19)。 在沉管灌注樁施工過程中，對土體有擠密作用和振動影響， 施工中應結合現場施工條件，考慮成孔的順序。v間隔一個或兩個樁位成孔；v在鄰樁混凝土初凝前或終凝后成孔；v一個承臺下樁數在5根以上者，中間的樁先成孔，外圍的樁后成孔。為了提高樁的質量和承載能力，沉管灌注樁常采用單打法、復打法、翻插法等施工工藝。v單打法(又稱一次拔管法)：拔管時，每提升0.51.0m，振動510s，然后再拔管0.51.0m，這樣反復進行，直至全部拔出。v復打法：在同一樁孔內連續(xù)進行兩次單打，或根據需要進行局部復打。施工時，應保證前后兩次沉管軸線重合，并在混凝土初凝之前進行。v翻插法：鋼管每提升0.5m，再下插0.3m，這樣反復進行，直至拔出。2.2.3.1 2.2.3.1 錘擊沉管灌注樁錘擊沉管灌注樁 錘擊沉管灌注樁適宜于一般粘性土、淤泥質土和人工填土地基，其施工過程見圖圖2.22.20 0所示。錘擊沉管灌注樁施工要點：v樁尖與樁管接口處應墊麻(或草繩)墊圈，以防地下水滲入管內和作緩沖層。沉管時先用低錘錘擊，觀察無偏移后，才正常施打。 v拔管前，應先錘擊或振動套管，在測得混凝土確已流出套管時方可拔管。v樁管內混凝土盡量填滿，拔管時要均勻，保持連續(xù)密錘輕擊，并控制拔管速度，一般土層以不大于1m/min為宜，軟弱土層與軟硬交界處，應控制在0.8m/min以內為宜。 v在管底未拔到樁頂設計標高前，倒打或輕擊不得中斷，注意使管內的混凝土保持略高于地面，并保持到全管拔出為止。v樁的中心距在5倍樁管外徑以內或小于2m時，均應跳打施工；中間空出的樁須待鄰樁混凝土達到設計強度的50%以后，方可施打。 2.2.3.2 2.2.3.2 振動沉管灌注樁振動沉管灌注樁 振動沉管灌注樁采用激振器或振動沖擊沉管。其施工過程為：v樁機就位v沉管 v上料 v拔管2.2.3.3 2.2.3.3 沉管灌注樁容易出現的質量問題及處理方法沉管灌注樁容易出現的質量問題及處理方法 (1) 頸縮v頸縮：指樁身的局部直徑小于設計要求的現象。 v當在淤泥和軟土層沉管時，由于受擠壓的土壁產生空隙水壓，拔管后便擠向新灌注的混凝土，樁局部范圍受擠壓形成頸縮。 v當拔管過快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差時，周圍淤泥質土趁機填充過來，也會形成頸縮。v處理方法：拔管時應保持管內混凝土面高于地面，使之具有足夠的擴散壓力，混凝土坍落度應控制在5070mm。拔管時應采用復打法，并嚴格控制拔管的速度。(2) 斷樁 v斷樁：指樁身局部分離或斷裂，更為嚴重的是一段樁沒有混凝土。 v原因：樁距離太近，相鄰樁施工時混凝土還未具備足夠的強度，已形成的樁受擠壓而斷裂。 v處理方法：施工時，控制中心距離不小于4倍樁徑；確定打樁順序和行車路線，減少對新灌注混凝土樁的影響。采用跳打法或等已成型的樁混凝土達到60%設計強度后，再進行下根樁的施工。 (3) 吊腳樁 v吊腳樁是指樁底部混凝土隔空或松軟，沒有落實到孔底地基土層上的現象。 v原因：當地下水壓力大時，或預制樁尖被打壞，或樁靴活瓣縫隙大時，水及泥漿進入套筒鋼管內，或由于樁尖活瓣受土壓力，拔管至一定高度才張開，使得混凝土下落，造成樁腳不密實，形成松軟層。v處理方法：為防止活瓣不張開，開始拔管時，可采用密張慢拔的方法，對樁腳底部進行局部翻插幾次，然后再正常拔管。樁靴與套管接口處使用性能較好的墊襯材料，防止地下水及泥漿的滲入。 (4) 混凝土灌注過量 如果灌樁時混凝土用量比正常情況下大1倍以上，這可能是由于孔底有洞穴，或者在飽和淤泥中施工時，土體受到擾動，強度大大降低，在混凝土側壓力作用下，樁身擴大而混凝土用量增大所造成的。因此，施工前應詳細了解現場地質情況，對于在飽和淤泥軟土中采用沉管灌注樁時，應先打試樁。若發(fā)現混凝土用量過大時，應與設計單位聯系，改用其他樁型。 2.2.4 2.2.4 人工挖孔大直徑灌注樁人工挖孔大直徑灌注樁 大直徑灌注樁是采用人工挖掘方法成孔，放置鋼筋籠，澆筑混凝土而成的樁基礎，也稱墩基礎。它由承臺、樁身和擴大頭組成(圖圖2.212.21)，穿過深厚的軟弱土層而直接坐落在堅硬的巖石層上。優(yōu)點是樁身直徑大，承載能力高；施工時可在孔內直接檢查成孔質量，觀察地質土質變化情況；樁孔深度由地基土層實際情況控制，樁底清孔除渣徹底、干凈，易保證混凝土澆筑質量。2.2.4.1 2.2.4.1 人工挖掘成孔護壁方法施工人工挖掘成孔護壁方法施工 坍落的支護措施有現澆混凝土護壁、沉井護壁、噴射混凝土護壁等。(1) 現澆混凝土護壁法施工 v即分段開挖、分段澆筑混凝土護壁，既能防止孔壁坍塌，又能起到防水作用。v樁孔采取分段開挖，每段高度取決于土壁直立狀態(tài)的能力，一般0.51.0m為一施工段，開挖井孔直徑為設計樁徑加混凝土護壁厚度。v護壁施工段，即支設護壁內模板(工具式活動鋼模板)后澆筑混凝土，其強度一般不低于C15，護壁混凝土要振搗密實；當混凝土強度達到1MPa(常溫下約24h)可拆除模板，進入下一施工段。如此循環(huán)，直至挖到設計要求的深度。 (2) 沉井護壁法施工 v當樁徑較大，挖掘深度大，地質復雜，土質差(松軟弱土層)，且地下水位高時，應采用沉井護壁法挖孔施工。v沉井護壁施工是先在樁位上制作鋼筋混凝土井筒，井筒下搗制鋼筋混凝土刃腳，然后在筒內挖土掏空，井筒靠其自重或附加荷載來克服筒壁與土體之間的摩擦阻力，邊挖邊沉，使其垂直地下沉到設計要求深度。2.2.4.2 2.2.4.2 施工中應該注意的幾個問題施工中應該注意的幾個問題 樁孔中心線平面位置偏差不宜超過50mm，樁的垂直度偏差不得超過0.5%，樁徑不得小于樁設計直徑。 挖掘成孔區(qū)內，不得堆放余土和建筑材料，并防止局部集中荷載和機械振動。樁基礎一定要坐落在設計要求的持力層上，樁孔的挖掘深度應由設計人員根據現場地基土層的實際情況決定。人工挖掘成孔應連續(xù)施工，成孔驗收后立即進行混凝土澆筑。認真清除孔底浮渣余土，排凈積水，澆筑過程中防止地下水流入。人工挖掘成孔過程中，應嚴格按操作規(guī)程施工。 井面應設置安全防護欄，當樁孔凈距小于2倍樁徑且小于2.5m時，應間隔挖孔施工。 2.2.5 2.2.5 灌注樁施工質量要求及完全技術灌注樁施工質量要求及完全技術 灌注樁施工質量檢查包括成孔及清孔、鋼筋骨架制作及安放、混凝土攪拌及灌注等三個施工過程的質量檢查。施工前應對水泥、砂、石子、鋼材等原材料進行檢查，對施工組織設計中制定的施工順序、監(jiān)測手段也應進行檢查。 2.2.5.1 2.2.5.1 成孔質量檢查及要求成孔質量檢查及要求(1)樁的樁位偏差必須符合表表2. .6的規(guī)定，樁頂標高至少要比設計標高高出0.5m。 (2) 灌注樁成孔深度的控制要求v錘擊套管成孔，樁尖位于堅硬、硬塑粘性土、碎石土、中密以上的砂土、風化巖土層時，應達到設計規(guī)定的貫入度；樁尖位于其他軟土層時，樁尖應達到設計規(guī)定的標高。v泥漿護壁成孔、干作業(yè)成孔，應達到設計規(guī)定的深度。v灌注樁的沉渣厚度：當以摩擦力為主時，不得大于150mm；當以端承力為主時不得大于50mm。 表2.6 灌注樁的平面位置和垂直度的允許偏差 序號成 孔 方 法 樁徑允許偏差(mm) 垂直度允許偏差(%) 樁位允許偏差(mm) 13根、單排樁基垂直中心線方向和群樁基礎的邊樁 條形樁基沿中心線方向和群樁基礎的中間樁 1泥漿護壁灌注樁 D1000mm 50 1000mm50 100+0.01H150+0.01H2套管成孔灌注樁 D500mm-20500mm1001503干作業(yè)成孔灌注樁 -201701504人工挖孔樁 混凝土護壁 +50 0.550150鋼套管護壁 +501檢查每根樁的實際灌注量 8樁頂標高 mm+30-50水準儀，需扣除樁頂浮漿層及劣質樁體 2.2.5.4 2.2.5.4 施工驗收資料施工驗收資料樁基施工驗收應包括下列資料：(1) 工程地質勘察報告、樁基施工圖、圖紙會審紀要、設計變更單及材料代用通知單等。(2) 經審定的施工組織設計、施工方案及執(zhí)行中的變更情況。(3) 樁位測量放線圖，包括工程樁位線復核簽證單。(4) 樁孔、鋼筋、混凝土工程施工隱蔽記錄及各分項工程質量檢查驗收單及施工記錄。(5) 成樁質量檢查報告。(6) 單樁承載力檢測報告。(7) 基坑挖至設計標高的樁位竣工平面圖及樁頂標高圖。2.2.5.5 2.2.5.5 樁基礎工程安全技術樁基礎工程安全技術(1) 樁基礎工程施工區(qū)域，應實行封閉式管理，進入現場的各類施工人員，必須接受安全教育，嚴格按操作規(guī)程施工，服從指揮，堅守崗位，集中精力操作。(2) 按不同類型樁的施工特點，針對不安全因素，制定可靠的安全措施，嚴格實施。(3) 對施工危險區(qū)域和機具(沖擊、錘擊樁機，人工挖掘成孔的周圍，樁架下)，要加強巡視檢查，對于有險情或異常情況時，應立即停止施工并及時報告，待有關人員查明原因，排除險情或加固處理后，方能繼續(xù)施工。(4) 打樁過程中可能引起停機面土體擠壓隆起或沉陷，打樁機械及樁架應隨時調整，保持穩(wěn)定，防止意外事故發(fā)生。(5) 加強機械設備的維護管理，機電設備應有防漏電裝置。 (1) 樁基礎是一種常用的深基礎形式，當天然地基上的淺基礎沉降量過大或地基承載力不能滿足設計要求時，宜采用樁基礎。明確工程地質勘察是樁基礎設計與施工的重要依據。(2) 錘擊沉樁施工速度快，機械化程度高，適用范圍廣，但噪音、振動和土體擠壓都會對周圍環(huán)境產生影響。施工中盡可能采用預防措施，減少噪音、振動公害。 (3) 灌注樁施工中包括有成孔、鋼筋籠制作安裝、清孔和灌注混凝土等施工過程，成樁工藝較復雜，濕作業(yè)成孔時成樁速度慢，其成樁質量與施工好壞密切相關，成樁質量難以直觀的進行檢查。在灌注樁施工方案中要對質量事故認真分析，并采取相應的預防措施。