基礎(chǔ)工程部分 樁基礎(chǔ)的基本知識(shí)及施工 教案 講義

1、第一章 導(dǎo)論地基：承受建筑物各種作用的地層基礎(chǔ)：建筑物的各種作用傳遞至地基的結(jié)構(gòu)物地基分類天然地基：人工地基：未經(jīng)人工處理即可滿足設(shè)計(jì)要求的地基經(jīng)過人工加固或處理后的地基基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)柔性擴(kuò)大基礎(chǔ)深基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)沉箱基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)地下連續(xù)墻基礎(chǔ)深水基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)的區(qū)別：（1埋置深度：淺基礎(chǔ)埋置較淺：一般數(shù)米以內(nèi) 深基礎(chǔ)埋置較深：一般數(shù)米以下（2施工方式：淺基礎(chǔ)施工較為簡(jiǎn)單：一般以明挖基礎(chǔ)為主 深基礎(chǔ)施工較為復(fù)雜：一般以樁基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ)為主（3設(shè)計(jì)計(jì)算不同：淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算可忽略基礎(chǔ)側(cè)面土體的摩阻力和側(cè)向阻力 深基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算不可忽略基礎(chǔ)側(cè)面土體的摩阻力和側(cè)向阻力基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)計(jì)算的基本原則：（

2、1、 基礎(chǔ)底面的壓力小于地基承載力容許值（2、 地基及基礎(chǔ)的變形值小于建筑物要求的沉降值（3、 地基及基礎(chǔ)的整體穩(wěn)定性有足夠保證（4、 基礎(chǔ)本身的強(qiáng)度、耐久性滿足要求第二章：天然基礎(chǔ)上的淺基礎(chǔ)第一節(jié)淺基礎(chǔ)分為：剛性基礎(chǔ)（無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)）：基礎(chǔ)內(nèi)不需配置受力鋼筋鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)：基礎(chǔ)內(nèi)需配置受力鋼筋淺基礎(chǔ)的類型： 剛性擴(kuò)大基礎(chǔ) 單獨(dú)和聯(lián)合基礎(chǔ) 條形基礎(chǔ) 筏板和箱形基礎(chǔ)第三節(jié) 板樁墻計(jì)算 板樁墻作用：擋住基坑四周的土體，防止土體下滑和防止水流從坑壁周圍滲入或從坑底上涌，避免滲水過大或形成流沙而影響基坑開挖。一般用朗金土壓力計(jì)算側(cè)向壓力： （此為壓應(yīng)力）第四節(jié)地基承載力容許值的確定方法（1、 根據(jù)現(xiàn)

3、場(chǎng)荷載試驗(yàn)的p-s曲線確定（2、 按地基承載力理論公式計(jì)算（3、 按現(xiàn)行規(guī)范提供的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算地基土工程特性指標(biāo)的代表值分別為標(biāo)準(zhǔn)值、平均值及容許值。強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值，壓縮性指標(biāo)應(yīng)取平均值，承載力指標(biāo)應(yīng)取容許值土壓縮性能按壓縮系數(shù)a的判定規(guī)定：當(dāng)時(shí)，為低壓縮性土當(dāng)時(shí)，為中壓縮性土當(dāng)時(shí)，為高壓縮性土地基承載力容許值的確定：當(dāng)基礎(chǔ)位于水中不透水地層上時(shí)，fa按平均常水位至一般沖刷線的水深每米在增大10kpa。當(dāng)b10m時(shí)b=10m.當(dāng)h4時(shí),h=4b；持力層土的天然重度，若持力層在水面以下且為透水者，取浮重度?；匾陨贤翆蛹訖?quán)平均重度。若持力層在水面以下且為不透水者，取飽和重度，為透水者，取浮重

4、度。第五節(jié)基礎(chǔ)埋置深度的確定：（1、 地基的地質(zhì)條件a.巖石地基覆蓋土層較?。?清除覆蓋土層較厚：據(jù)風(fēng)化程度、沖刷深度及來確定巖層傾斜：不得將基礎(chǔ)的一部分置于巖層，另一部分置于土層陡峭山坡：巖體的穩(wěn)定性 b.非巖石地基土質(zhì)均勻：承載能力和沉降的要求結(jié)合沖 刷、凍脹等要求綜合考慮（2、 河流的沖刷深度為了防止橋梁墩、臺(tái)基礎(chǔ)四周和基底下土層被水流掏空沖走以致倒塌，基礎(chǔ)必須埋置在設(shè)計(jì)洪水的最大沖刷線一定安全距離，不小于1m。（3、 當(dāng)?shù)氐膬鼋Y(jié)深度為了保證建筑物不受地基土季節(jié)性凍脹的影響，除地基為非凍脹性土外，基礎(chǔ)底面應(yīng)埋置在天然最大凍結(jié)線以下一定深度。 （4、 上部結(jié)構(gòu)的形式超靜定結(jié)構(gòu)即使基礎(chǔ)發(fā)生較

5、小的不均勻沉降也會(huì)使內(nèi)力產(chǎn)生一定變化。需將基礎(chǔ)設(shè)置在埋藏較深的堅(jiān)實(shí)土層上。（5、 當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件墩臺(tái)、擋土墻位于較陡土坡上，應(yīng)注意土坡穩(wěn)定問題 （6、 保證持力層穩(wěn)定所需的最小埋置深度地表土受到溫度和濕度的影響，加上人類和動(dòng)物的活動(dòng)以及植物的生長(zhǎng)作用，其性質(zhì)是不穩(wěn)定的。因此一般地表土不宜作為持力層為了保證地基和基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，除巖石地基外，基礎(chǔ)的埋置深度應(yīng)在天然地面或無沖刷河底以下不小于1m。剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)的擬定平面尺寸分層厚度基礎(chǔ)地面長(zhǎng)寬尺寸與高度的關(guān)系長(zhǎng)度（橫橋向） a=l+2h tan寬度（順橋向） b=d+2h tan襟邊c1 :自墩、臺(tái)身底邊緣至基頂邊緣距離剛性角a：自墩臺(tái)身邊緣處的垂線

6、與基底邊緣的聯(lián)線間的最大夾角。地基承載力驗(yàn)算（1、 持力層承載驗(yàn)算(2軟弱下臥層承載力驗(yàn)算（2、 基地合力偏心距（3、 基礎(chǔ)穩(wěn)定性和地基穩(wěn)定性驗(yàn)算a 基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗(yàn)算b 基礎(chǔ)滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算第二章 樁基礎(chǔ)的基本知識(shí)及施工樁基礎(chǔ)的適應(yīng)條件1、 荷載較大，地基上部土層軟弱，適應(yīng)的地基持力層位置較深，采用淺基礎(chǔ)或人工地基在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上不合適；2、 河流沖刷較大，河道不穩(wěn)定或沖刷深度不易計(jì)算正確，位于基礎(chǔ)或結(jié)構(gòu)物下面的土層有可能被侵蝕、沖刷，若采用淺基礎(chǔ)不能保證基礎(chǔ)安全時(shí)；3、 當(dāng)?shù)鼗?jì)算沉降過大或建筑物對(duì)不均勻沉降敏感時(shí)，采用樁基礎(chǔ)穿過松軟（高壓縮性）土層，將荷載傳到堅(jiān)實(shí)土層，以減少建筑物沉降并使沉降

7、較均勻。4、 當(dāng)建筑物承受較大的水平荷載，需要減少建筑物的水平位移和傾斜時(shí)；5、 當(dāng)施工水位和地下水位較高，采用其他深基礎(chǔ)施工不便或經(jīng)濟(jì)上不合理時(shí)；6、 地震區(qū)，在可液化地基中，采用樁基礎(chǔ)可增加建筑物抗震能力，樁基礎(chǔ)穿越可液化層并伸入下部密實(shí)土層，可消除或減輕地震對(duì)建筑物的危害。不適應(yīng)條件：1、 當(dāng)上不軟弱層很厚，樁底不能達(dá)到堅(jiān)實(shí)土層時(shí)，此時(shí)樁長(zhǎng)較長(zhǎng)，樁基礎(chǔ)穩(wěn)定稍差2、 當(dāng)覆蓋層很薄，樁的入土深度不能滿足穩(wěn)定性要求時(shí)。適應(yīng)條件：1）地質(zhì)條件較差（2）河床沖刷較大（3）沉降過大或建筑物對(duì)不均勻沉降敏感（4）水平荷載較大（5）施工水位或地下水位較高（6）地震區(qū)，須穿越可液化土層時(shí)高樁承臺(tái)和低樁承臺(tái)

8、的區(qū)別：高度方面：高樁承臺(tái)的承臺(tái)位于地面（或沖刷線）以上，低樁承臺(tái)的承臺(tái)底面位于地面（或沖刷線）以上。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)方面：高樁承臺(tái)：基裝部分樁身沉入土中，部分樁身外露在地面以上（自由長(zhǎng)度），低樁承臺(tái)則基樁全部沉入土中（樁的自由長(zhǎng)度為零）受力方面區(qū)別：在外力水平作用力作用下，高樁承臺(tái)由于承臺(tái)及基樁露出地面一段自由長(zhǎng)度周圍無土提供水平抗力，基樁受力較為不利，樁身內(nèi)力和位移都比同樣水平外力作用下的低樁承臺(tái)要大，其穩(wěn)定性比低樁承臺(tái)差。施工特點(diǎn)：高樁承臺(tái)可以減少墩臺(tái)的圬工數(shù)量，避免或減少水下作業(yè)，施工較為方便。樁的分類：按施工方法分類：（1、 沉樁:a 打入樁b 振動(dòng)下沉樁c 靜力壓樁（2、 灌注樁a 鉆、挖

9、孔灌注樁b 沉管灌注樁（3、 管柱基礎(chǔ)（4、 鉆埋空心樁 按設(shè)置效應(yīng)分類（1、 擠土樁（2、 部分?jǐn)D土樁（3、 非擠土樁按承載性質(zhì)分類1. 豎向受荷樁a 摩擦樁b 端承樁（柱樁）2. 橫向受荷載樁a 主動(dòng)樁b 被動(dòng)樁c 豎直樁與斜樁3.樁墩打入樁：通過錘擊（或以高壓射水輔助）將各種預(yù)制好的樁打入地基內(nèi)達(dá)到所需要的深度 鉆孔樁：用鉆孔機(jī)具在土中鉆進(jìn)，邊破碎土體邊出渣而成孔，然后放入鋼筋籠灌注混凝土形成的樁。鉆孔樁：用鉆孔機(jī)具在土中鉆進(jìn)，邊破碎土體邊出渣而成孔，然后放入鋼筋籠灌注混凝土形成的樁。沉管灌注樁：用錘擊或振動(dòng)的方法將鋼套管沉入土中成孔，然后放入鋼筋籠，邊灌注混凝土邊拔套管形成的樁。擠土效

10、應(yīng)：沉樁時(shí)使樁四周的土體結(jié)構(gòu)受到擾動(dòng)，改變了土體的應(yīng)力狀態(tài)而產(chǎn)生的?；蝻柡蛙浲林写蛉氪笃芗臉度?，土體擠壓引起超孔隙水壓力，由于消散慢，積聚后數(shù)值很大（可達(dá)到上覆土壓的1.4倍），對(duì)工程建設(shè)影響較大第四節(jié) 樁基礎(chǔ)的施工埋置護(hù)筒的作用：1. 固定樁位，并作鉆孔導(dǎo)向2. 保護(hù)孔口防止孔口土層坍塌3. 隔離孔內(nèi)孔外表層水，并保持鉆孔內(nèi)水位高出施工水位，以穩(wěn)固孔壁。制備泥漿的作用：1. 在孔內(nèi)產(chǎn)生較大的靜水壓力，可防止坍塌2. 泥漿向孔外土層滲漏，在鉆進(jìn)過程中，具有護(hù)壁作用，同時(shí)將孔內(nèi)外水流切斷，能穩(wěn)定孔內(nèi)水位。3. 泥漿相對(duì)密度較大，具有挾帶鉆渣的作用，有利于鉆渣的排出。4. 冷卻機(jī)具和切土潤(rùn)滑作

11、用，降低鉆具磨損和發(fā)熱程度。泥漿循環(huán)程序：正循環(huán)和反循環(huán)正循環(huán)即在鉆進(jìn)的同時(shí)，泥漿泵將泥漿壓進(jìn)泥漿籠頭，通過鉆桿中心從鉆頭噴入鉆孔內(nèi)，泥漿挾帶鉆渣沿鉆孔上升，從護(hù)筒頂部排漿孔排出至沉淀池，鉆渣在此沉淀而泥漿仍進(jìn)入泥漿池循環(huán)使用反循環(huán)：泥漿從鉆桿與孔壁間的環(huán)狀間隙流入孔內(nèi)，以冷卻鉆頭并攜帶沉渣由鉆桿內(nèi)腔返回地面的一種鉆進(jìn)工藝正循環(huán): 設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，工藝成熟 孔深不深，孔徑較小:鉆進(jìn)效率高樁徑較大:泥漿循環(huán)時(shí)返流速度低，排渣能力弱鉆孔方法：旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔沖擊。沖抓。鉆孔過程中容易發(fā)生的質(zhì)量問題及處理方法（1、 塌孔現(xiàn)象：成孔后孔壁局部塌落，排出的泥漿中不斷出現(xiàn)氣泡、水位突降原因：孔壁土質(zhì)松散、泥漿護(hù)壁不好、護(hù)筒水位不高解決辦法：首先保持孔內(nèi)水位，加大泥漿比重；嚴(yán)重時(shí)，回填砂、粘土混合物，穩(wěn)定后再鉆（2、 縮孔現(xiàn)象：孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑原因：孔壁塑性土膨脹變形解決辦法：縮孔處反復(fù)掃孔（3、 斜孔現(xiàn)象：成孔后有較大垂直偏差原因：鉆桿不直、土層軟硬不勻、遇大孤石等解決