擠密樁地基精品課件

1、擠密樁地基第1頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三加固機理（1）作用1：擠密，通過擠密作用提高了樁間（周）地基土的密實度。（2）作用2：提高了地基土的隔水性。擠密地基的防水、隔水性能比同密度、同厚度、同寬度的墊層好。（3）作用3：使地基得到進一步加強第2頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三（2）土（灰土）擠密樁地基施工1、擠密成孔順序：局部處理：遵循“由外往里成孔、隔一孔或數(shù)孔成孔、成孔后及時夯填孔料、等鄰近孔夯填完孔料后再成孔”整片處理：遵循“隔一孔或數(shù)孔成孔，成孔后及時夯填孔料、分批流水組織施工”隔孔成孔：視施工現(xiàn)場情況決定。第3頁，共31頁，2

2、022年，5月20日，14點47分，星期三2、樁孔直徑、孔位偏差、施工記錄（詳細見課本P163）3、樁孔填料不得使用：鹽漬土、膨脹土、凍土、有機質(zhì)土等不良土料土料有機質(zhì)含量不超過5%石灰粒徑不超過5mm雨期或冬期施工，應采取防凍措施，防止樁孔填料凍結(jié)。第4頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三施工過程的注意事項1、應有專人監(jiān)理成孔及回填夯實質(zhì)量，并做好施工記錄。2、鋪設擠密樁孔頂部灰土（或土）墊層前，應按設計要求將樁孔頂標高以上的預留松土挖除，并灑水夯實。3、在擠密樁處理范圍內(nèi)，特別是基底下壓縮層深度內(nèi)，當基土含水量低于11%12%時，宜對處理范圍內(nèi)的圖層進行增濕處理。第5

3、頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三二、砂石樁砂樁、碎石樁、和砂石樁簡稱砂樁，也稱散體材料樁。振動沉管砂石樁就是在振動機的振動作用下，把套管打入規(guī)定的設計深度，夯管入土后，擠密了套管周圍土體，然后投入砂石，再排砂石于土中，振動密實成樁，多次循環(huán)后就成為砂石樁。也可采用錘擊沉管方法。樁與樁間土形成復合地基，從而提高地基的承載力和防止砂土振動液化，也可用于增大軟弱粘性土的整體穩(wěn)定性。其處理深度達10m左右。第6頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三砂石樁適用范圍砂石樁用于松散砂土、粉土、黏性土、素填土及雜填土地基。砂石樁法早期主要用于擠密砂土地基，隨著研究

4、和實踐的深化，特別是高效能專用機具出現(xiàn)后，應用范圍不斷擴大。為提高其在黏性土中的處理效果，砂石樁填料由砂擴展到砂、礫及碎石。砂石樁處理飽和黏土地基，如不經(jīng)過預壓，處理后地基仍將可能發(fā)生較大的沉降，對沉降要求嚴格的建筑結(jié)構難以滿足允許的沉降要求。因此，飽和軟黏土上變形控制要求不嚴的工程也可采用砂石樁置換處理。第7頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三砂石樁加固機理砂石樁加固地基的幾種主要作用如下。1 擠密、振密作用：砂石樁主要靠樁的擠密和施工中的振動作用使樁周圍土的密度增大，從而使地基的承載能力提高，壓縮性降低。當被加固土為液化地基時，由于土的空隙比減小、密實度提高，可有效消

5、除土的液化。2 置換作用：當砂石樁法用于處理軟土地基，由于軟黏土含水量高、透水性差，砂石樁很難發(fā)揮擠密效用，其主要作用是部分置換并與軟黏土構成復合地基，增大地基抗剪強度，提高軟基的承載力和提高地基抗滑動破壞能力。3 加速固結(jié)作用：砂石樁可加速軟土的排水固結(jié)，從而增大地基土的強度，提高軟基的承載力。第8頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三砂石樁設計 樁徑砂石樁直徑可采用300800mm，可根據(jù)地基土質(zhì)情況和成樁設備等因素確定。對飽和黏性土地基宜選用較大的直徑。 樁位布置砂石樁孔位宜采用等邊三角形或正方形布置。對于砂土地基，因靠砂石樁的擠密提高樁周土的密度，所以采用等邊三角形

6、更有利，它使地基擠密較為均勻。對于軟黏土地基，主要靠置換，因而選用任何一種均可。 砂石樁的間距應通過現(xiàn)場試驗確定。對粉土和砂土地基，不宜大于砂石樁直徑的4.5倍；對黏性土地基不宜大于砂石樁直徑的3倍。初步設計時，砂石樁的間距也可根據(jù)被處理土擠密后要求達到的孔隙比e1來確定。如圖4.3-1所示，假設在松散砂土中，砂石樁能起到完全理想的效果，設處理前土的空隙比為e0，擠密后的孔隙比e1，又設一根砂石樁所承擔的地基處理面積為A，砂石樁直徑為d，樁長為 ，則一根樁孔的體積為 d2 /4，單位體積被處理土的空隙改變量為(e0-el)/(1+ e0)。根據(jù)樁的平面布置不同，按下列公式估算砂石樁的間距s：第

7、9頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三對粉土與砂土地基，以上公式推導時假定了處理場地的地面標高在處理前后相同。實際上，很多工程都采用振動沉管法施工，施工時對地基有振密和密雙重擠作用，而且地面下沉，施工后地面平均下沉量可達100300 mm。因此，引入了修正系數(shù)來考慮成孔時對粉土和砂土的振動下沉密實作用。 樁長決定樁長，即地基處理深度時應考慮以下因素。1)當擬處理的松軟土層厚度不大時，砂石樁樁長宜穿過松軟土層。2)當松軟土層厚度較大時，對按穩(wěn)定性控制的工程，砂石樁樁長應不小于最危險滑動面以下2m的深度；對按變形控制的工程，砂石樁樁長應滿足處理后地基變形量不超過建筑物的地基變

8、形允許值并滿足軟弱下臥層承載力的要求。3)對可液化的地基，砂石樁樁長應按現(xiàn)行國家標準建筑抗震設計規(guī)范(GB50011)的有關規(guī)定采用。4)樁長不宜小于4m。第10頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三 處理范圍砂石樁處理范圍應大于基底范圍，處理寬度宜在基礎外緣擴大13排樁。對可液化地基，在基礎外緣擴大寬度不應小于可液化土層厚度的1/2，并不應小于5 m。6 樁孔填料用量砂石樁樁孔內(nèi)的填料量應通過現(xiàn)場試驗確定，估算時可按設計樁孔體積乘以充盈系數(shù) 確定， 可取1.21.4。如施工中地面有下沉或隆起現(xiàn)象，則填料數(shù)量應根據(jù)現(xiàn)場具體情況予以增減。7 材料樁體材料可用碎石、卵石、角礫、

9、圓礫、礫砂、粗砂、中砂或石屑等硬質(zhì)材料，含泥量不得大于5，最大粒徑不宜大于50mm。8 其他構造設計砂石樁頂部宜鋪設一層厚度為300500mm的砂石墊層。9 承載力砂石樁復合地基的承載力特征值，應通過現(xiàn)場復合地基載荷試驗確定，初步設計時，也可通過下列方法估算：1)對于采用砂石樁處理的復合地基，可按振沖處理地基的變形計算方法估算；2)對于采用砂樁處理的砂土地基，可根據(jù)擠密后砂土的密實狀態(tài)，按現(xiàn)行國家標準建筑地基基礎設計規(guī)范(GB 50007)的有關規(guī)定確定。第11頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三施工砂石樁施工可采用振動沉管、錘擊沉管或沖擊成孔等成樁法，當用于消除粉細砂及

10、粉土液化時，宜用振動沉管成樁法。以振動打樁機的效率最高，樁管在振動力作用下迅速地沉人土中，另外，振動對搗實填料也有作用。施工前應進行成樁工藝和成樁擠密試驗。當成樁質(zhì)量不能滿足設計要求時，應在調(diào)整設計與施工有關參數(shù)后，重新進行試驗或改變設計。砂石樁的施工順序：對砂土地基宜從外圍或兩側(cè)向中間進行，對黏性土地基宜從中間向外圍或隔排施工；在既有建(構)筑物鄰近施工時，應背離建(構)筑物方向進行。第12頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三振動沉管成樁法在振動錘的振動作用下，把樁管打入土中至設計深度。(1)一次拔管法第13頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三（2

11、）逐步拔管法第14頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三（3）重復壓拔管法（見書本）施工工藝 (1)樁機進入現(xiàn)場，根據(jù)設計樁長、沉管人土深度確定機架高度和沉管長度，并進行設備組裝； (2)樁機就位。樁機移至預打樁位處，沉管中心對準樁侮|11心(如采用預制混凝土樁尖尚需預埋樁尖)，調(diào)整沉管與地面垂直，確保垂直度偏差不大于1； (3)沉管。啟動馬達，沉管到預定標高，停機，遇硬夾層時需啟動馬達振動加荷，直至穿透硬夾層； (4)吊樁。沉管到設計深度后利用卷揚機從塔架頂部將預制混凝土樁吊起并通過雙振動錘中間的孔洲將第一根混凝土樁放人鋼管中心位置固定好，隨后徐徐放人孔內(nèi)，待樁頭露出孔口

12、5060cm時，用一根長約80cm的粗鋼筋從樁體預留孔中插入橫穿而出，搭于樁管牢靠的位置，將樁體懸空置于孔內(nèi)，以便于接樁；第15頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三(5)接樁。將第二根樁吊起，與第一根樁對中，樁與樁之問的連接采用預埋件螺栓連接方式，第二根樁與第一根樁連接好后啟動卷揚機把接好的樁徐徐放入孔內(nèi)并固定好，再進行第三根樁與第二根樁的連接工作； (6)投料、拔管。樁體全部放人孔內(nèi)后固定樁身在孔位中心，從投料口灌入砂或碎石屑充實直至樁頂，啟動馬達留振510s，然后開始拔管(采用預制混凝土樁尖)或打開樁尖活瓣門(鋼制活瓣樁尖)，邊拔管邊振動，在深厚軟基中即可形成砼芯砂石

13、樁。拔管速度應按勻速控制，拔管速率宜控制在1.21.5mmin-1左右。重復上述步驟繼續(xù)下一根樁的施工； (7)待全部砼芯砂石樁施工結(jié)束后，人工整平后鋪設一層土工格柵和厚約50cm的砂或碎石作為褥墊層，先鋪設下半層砂或碎石墊層，整平壓實后鋪沒雙向土工格柵，然后再鋪設上半層砂或碎石墊層。第16頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三施工要點(1)振動沉管施工中如遇硬夾層可啟動馬達振動加荷，直至穿透硬夾層； (2)吊、接樁時注意安全，要求樁身完整性好，試樣檢測強度達c20，吊樁時樁體不能斷裂，樁連接牢固； (3)砂或碎石屑的灌注應飽滿，拔管前灌滿至樁頂，留振510s后拔管，拔管后

14、補灌至樁頂，也可采用分段灌注，分段留振的方法； (4)按設計要求布樁，對條形基礎，樁位偏差不應大于025倍樁徑，對滿堂布樁基礎，樁位偏差不應大于04倍樁徑； (5)沉管與地面垂直度偏差不大于1，拔管速率控制在1215mmin-1：第17頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三(6)砂和碎石屑應具有良好的透水性和一定的強度，含泥量不得大于5； (7)碎石墊層厚度應滿足設計要求，碎石最大粒徑不宜大于30mm； (8)雙向土工格柵材料質(zhì)量應符合國家標準，每延米橫(縱)向拉伸屈服力30kN； (9)樁尖可采用預制混凝土樁尖和鋼制活瓣樁尖，當采用預制混凝土樁尖時尚需提前預埋入地表以下3

15、0cm左右； (10)由于施工機具較高，雷雨季節(jié)應采取有效的防雷擊、防風措施，在雷雨大風時應停止施工，斷開設備電源，人員離開打樁施工現(xiàn)場。第18頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三沖擊沉管成樁法1.工藝流程套管成孔灌注樁是利用錘擊打樁法或振動沉樁法，將帶有鋼筋混凝土樁靴（又叫樁尖）或帶有活瓣式樁靴（下圖1）的鋼套管沉入土中，然后邊拔管邊灌注混凝土而成。若配有鋼筋時，則在澆筑混凝土前先吊放鋼筋骨架。利用錘擊沉樁設備沉管、拔管時，稱為錘擊沉管灌注樁；利用激振器的振動沉管、拔管時，稱為振動沉管灌注樁。第19頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三沖擊沉管成樁法

16、（1）單管法（2）雙管法（3）碎石樁施工錘擊碎石樁：第20頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三錘擊碎石樁：錘擊灌注樁施工時，用樁架吊起鋼套管，關閉活瓣或?qū)暑A先設在樁位處的預制混凝土樁靴，套入樁靴。套管與樁靴連接處要墊以麻、草繩，以防止地下水滲入管內(nèi)。然后緩緩放下套管，壓進土中。套管上端扣上樁帽，檢查套管與樁錘是否在一垂直線上，套管偏斜不大于0.5%時，即可起錘沉套管。先用低錘輕擊，觀察后如無偏移，才正常施打，直至符合設計要求的貫入度或沉入標高，并檢查管內(nèi)有無泥漿或水進入，即可灌注混凝土。套管內(nèi)混凝土應盡量灌滿，然后開始拔管。拔管要均勻，不宜拔管過高。拔管時應保持連續(xù)密錘

17、低擊不停。控制拔出速度，對一般土層，以不大于1m/min為宜；在軟弱土層及軟硬土層交界處，應控制在0.8m/min以內(nèi)。樁錘沖擊頻率，視錘的類型而定：單動汽錘采用倒打拔管，頻率不低于70次/min；自由落錘輕擊不得少于50次/min。在管底未拔到樁頂設計標高之前，倒打或輕擊不得中斷。拔管時還要經(jīng)常探測混凝土落下的擴散情況，注意使管內(nèi)的混凝土保持略高于地面，這樣一直到全管拔出為止。樁的中心距小于5倍樁管外徑或小于2m時，均應跳打。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。以防止因擠土而使前面的樁發(fā)生樁身斷裂。第21頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三為了提

18、高樁的質(zhì)量和承載能力，常采用復打擴大灌注樁。其施工順序如下：在第一次灌注樁施工完畢，拔出套管后，清除管外壁上的污泥和樁孔周圍地面的浮土，立即在原樁位再埋預制樁靴或合好活瓣第二次復打沉套管，使未凝固的混凝土向四周擠壓擴大樁徑，然后第二次灌注混凝土。拔管方法與初打時相同。施工時要注意：前后兩次沉管的軸線應復合；復打施工必須在第一次灌注的混凝土初凝之前進行，也有采用內(nèi)夯管進行夯擴的施工方法。復打施工時要注意：前后兩次沉管的軸線應重合；復打施工必須在第一次灌注的混凝土初凝之前進行。復打法第一次灌注混凝土前不能放置鋼筋籠，如配有鋼筋，應在第二次灌注混凝土前放置。錘擊灌注樁宜用于一般粘性土、淤泥質(zhì)土、砂土

19、和人工填土地基。第22頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三 前面介紹的錘擊沉管灌注樁的施工方法，一般稱為“單打法”。而錘擊沉管擴大灌注柱 的施工方法則稱為“復打法”。復打般在下列情況下應用： 1設計要求擴大樁的直徑，增加樁的承載力，減少樁的數(shù)量，減少承臺面積等。 2施工中處理工程問題和質(zhì)量事故。例如懷疑或發(fā)現(xiàn)有縮徑、吊腳，夾泥等缺陷或持力層起伏不平，個別樁由于樁管長度所限達不到設計規(guī)定的進入持力層深度，以致使貫入度不符合要求，作為補救措施而采用復打法。第23頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三 復打法是在第一次單打?qū)⒒炷翝仓綐俄斣O計標高后，清除樁

20、管外壁上污泥和孔周圍地面上的浮土，立即在原樁位上再次安放樁尖，進行第二次沉管，使第一次未凝固的混凝土向四周擠壓密實，將樁徑擴大，然后第二次澆筑混凝土成樁。 復打施工時，樁管中心線應與初打(單打)中心線重合；第一次灌注的混凝土應接近自然地面標高；復打前應清除樁管外壁污泥；必須在第一次(單打)灌注混凝土初凝前，完成復打工作；復打以一次復打為宜；鋼筋籠在第二次沉管后吊放。 復打法全復打、半復打和局部復打之分。如果缺陷在下半段，則第一次混凝土澆筑到半樁長，另加lm，開始復打。如果缺陷在上半段，則第一次澆筑混凝土到頂后，將樁管打入1/2樁長，再第二次灌注混凝土。對于飽和淤泥或淤泥質(zhì)軟土則宜采用全樁長復打

21、法。第24頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三振動、振動沖擊沉管灌注樁施工振動、振動沖擊沉管灌注樁是利用振動樁錘(又稱激振器)、振動沖擊錘將樁管沉人土中，然后灌注混凝土而成。這兩種灌注樁與錘擊沉管灌注樁相比，更適合于稍密及中密的砂土地基施工。振動沉管灌注樁和振動沖擊沉管樁的施工工藝完全相同，只是前者用振動錘沉樁，后者用振動帶沖擊的樁錘沉樁。第25頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三 施工時，先安好樁機，將樁管下端活瓣樁尖(圖225)合起來，或埋好預制樁尖，對準樁位，徐徐放下樁管，壓入土中，校正樁管垂直度，符合要求后開動激振器，同時在樁管上加壓，樁管即

22、能沉人土中。當樁管沉到設計標高，且最后30s的電流值、電壓值符合設計要求后，停止振動，安放鋼筋籠，并用吊斗將混凝土灌人樁管內(nèi)，然后再開動激振器和卷揚機，拔出鋼管，邊振邊拔，從而使樁的混凝土得到振實。第26頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三 振動灌注樁可采用單打法、反插法或復打法施工。單打法是一般正常的沉管方法，它是將樁管沉人到設計要求的深度后，邊灌混凝土邊拔管，最后成樁。適用于含水量較小的土層，且宜采用預制樁尖。樁內(nèi)灌滿混凝土后，應先振動510 s，再開始拔管，邊振邊拔，每拔0510m停拔振動510s，如此反復進行，直至樁管全部拔出。拔管速度在一般土層內(nèi)宜為1215mm

23、in，用活瓣樁尖時宜慢，預制樁尖可適當加快，在軟弱土層中拔管速度宜為0608mmin。 反插法是在拔管過程中邊振邊拔，每次拔管0510 m，再向下反插0.305 m，如此反復并保持振動，直至樁管全部拔出。在樁尖處15 m范圍內(nèi)，宜多次反插以擴大樁的局部斷面。穿過淤泥夾層時，應放慢拔管速度，并減少拔管高度和反插深度。在流 動性淤泥中不宜使用反插法。 復打法是在單打法施工完拔出樁管后，立即在原樁位再放置第二個樁尖，再第二次下沉樁管，將原樁位未凝結(jié)的混凝土向四周土中擠壓，擴大樁徑，然后再第二次灌混凝土和拔管。采用全長復打的目的是提高樁的承載力。局部復打主要是為了處理沉樁過程中所出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷， 如發(fā)

24、現(xiàn)或懷疑出現(xiàn)縮頸、斷樁等缺陷，局部復打深度應超過斷樁或縮頸區(qū)1m以上。復打必須在 第一次灌注的混凝土初凝之前完成。第27頁，共31頁，2022年，5月20日，14點47分，星期三沉管樁施工中常見問題的分析與處理沉管灌注樁施工時易發(fā)生斷樁、縮頸、樁靴進水或進泥、吊腳樁等問題，施工中應加強檢查并及時處理。 1斷樁 斷樁的裂縫為水平或略帶傾斜，一般都貫通整個截面，常常出現(xiàn)于地面以下13 m軟硬土層交接處。 斷樁原因主要有：樁距過小，鄰樁施打時土的擠壓產(chǎn)生的水平推力和隆起上拔力的影響；軟硬土層傳遞水平力不同，對樁產(chǎn)生剪應力；樁身混凝土終凝不久；強度弱，承受不了外力的影響。 避免斷樁的措施如下： (1)布樁應堅持少樁疏排的原則，樁與樁之間中心距不宜小于35倍樁徑； (2)樁身混凝土強度較低時，盡量避免振動和外力的干擾，因此要合理確定打樁順序和樁架行走路線； (3)采用跳打法或控制時間法以減少對鄰樁的影響?？刂茣r間法指在鄰樁混凝土初凝以前，必須把影響范圍內(nèi)的樁施工完畢。 斷樁的檢查與處理：在淺層(23m)發(fā)生斷樁，可用重錘敲擊樁頭側(cè)面，同時用腳踏在樁頭上，如樁已斷，會感到浮振；深處斷樁目前常用動測或開挖的辦法檢查。斷樁一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，應將斷樁段拔出，將孔清理后，略增大面積或加上鐵箍連接，再重新澆混凝土補做樁身