樁基礎工程教案

漳州職業(yè)技術學院2008/2009學年第一學期所屬系建筑工程系課程名稱建筑施工技術授課教師教案序號授課班級課時安排85課題：工程二樁根底工程單元一預制樁施工課型：講授教學目的與要求：1、了解樁根底的組成、作用和分類；2、掌握預制樁施工工藝和施工要點。教學重點、難點：預制樁施工工藝和施工要點復習、提問：課堂小結：通過本節(jié)課的學習，使學生了解樁根底的組成、作用和分類，掌握預制樁施工工藝和施工要點。預制樁施工導入：用天然淺根底或僅做簡單的人工地基加固仍不能滿足要求時，常用的一種解決方法就是做樁根底。樁根底的組成和作用：由樁身和承臺兩局部組成，樁身或局部埋入土中，將上部結構的荷載通過樁穿過軟弱土層傳遞到較深的地基，以解決淺根底承載力缺乏和變形較大的地基問題。樁根底的分類：

1、按傳力性質分：端承樁、摩擦樁；2、按制作方式分：預制樁、灌注樁；3、按預制樁沉入方法分：錘擊法、水沖法、振動法、靜力壓樁法；4、按灌注樁成孔方法分：鉆孔、沖孔、挖孔灌注法、鉆擴孔、沉管和爆擴灌注法等；5、按成樁方法分：非擠土成孔樁、局部擠土樁和擠土樁；6、按斷面形式分：圓樁、方樁、多邊行樁和管樁等；7、按制作材料分：混凝土樁，鋼筋混凝土樁、鋼樁等。一、預制樁施工鋼筋混凝土預制樁的施工，主要包括預制、起吊、運輸、堆放、沉樁等過程?！惨弧硺兜闹谱?、起吊、運輸和堆放1、樁〔實心樁和管樁〕的制作：a、實心樁正方形，邊長200～450mm；〔管樁的外徑通常為400mm、500mm，壁厚80b、30m以上的樁可分段預制，工廠制作每段不宜超過12M；c、砼強度等級不宜低于C30〔預應力砼樁的強度等級不宜低于C40〕；d、長樁現(xiàn)場制作，短樁工廠預制；e、用疊澆法預制樁施工，不宜超過4層，下層或鄰樁的砼到達30％設計強度以前方可進行〔管樁每節(jié)長度8～10M，采用離心法生產(chǎn)制作〕。f、制作程序為：現(xiàn)場布置→場地處理→澆地坪筑砼→支?！?、安設吊環(huán)→澆筑混凝土→養(yǎng)護→〔到30％強度后〕拆模→支間隔端頭模板、刷隔離劑、扎筋→澆筑間隔樁混凝土→同法間隔重疊制作第二層樁→…→養(yǎng)護到70％強度起吊→達100％強度后運輸。〔圖示〕g、鋼筋骨架主筋12-25mm〔不宜小于Φ14mm〕，箍筋為6-8mm，間距不大于主筋對焊〔接頭數(shù)量不得超過50％。距離應大于30d且不小于500mm〕。h、覆蓋灑水養(yǎng)護不少于7d。i、樁的制作質量除應符合有關標準的允許偏差規(guī)定外，還應符合以下要求：1〕外表平整、密實，掉角的深度不應超過10MM，且局部蜂窩和掉角的缺損總面積不得超過該樁外表全部面積的0.5%，并不得過分集中。2〕收縮裂縫深度不得大于20mm，寬度不得大于0.25MM；橫向裂縫長度不得超過0.5倍的邊長。3〕樁頂和樁尖處不得有蜂窩、麻面、裂縫和掉角。2、樁的起吊：樁的強度到達設計強度標準值的70%前方可起吊，在吊索與樁間應加襯墊，起吊應平穩(wěn)提升，起吊時，必須合理選擇吊點，防止在起吊過程中過彎而損壞。a、d一點起吊b兩點起吊c三點起吊；e、f管樁一點及兩點起吊3、樁的運輸：混凝土預制樁到達設計強度的100%方可運輸。可采用平板拖車〔場外運輸〕或輕軌平板車運輸〔場內(nèi)運輸〕。4、樁的堆放：墊平、放穩(wěn)，堆放層數(shù)不宜超過4層，不同規(guī)格的樁應分別堆放。〔二〕沉樁機械設備打樁設備主要包括樁錘、樁架和動力裝置三局部。樁錘是對樁施加沖擊力，將樁打入土中。樁錘主要有落錘、汽錘、柴油錘、振動錘等，目前應用較廣的是柴油錘?！?〕落錘：落錘重量為5~20KN，用于普通粘性土和含礫石較多的土層中打樁?！?〕汽錘：a、單動汽錘的錘重30~150KN，適用于打各種樁。b、雙動汽錘的錘重0.6~6t(6~160KN)，適用于打各種樁，并可以用于拔樁和水下打樁?！?〕柴油錘：打樁工效高，構造簡單，移動靈活，使用方便，不適用于在過硬或過軟的土層中打樁，多用于打木樁、鋼板樁及長度在12m以內(nèi)的鋼筋混凝土樁?！?〕液壓錘：新型、低噪音、無油煙、能耗省的打樁錘。它是由液壓推動密閉在錘殼體內(nèi)的芯錘活塞柱，令其往返實現(xiàn)夯擊作用，將樁沉入土中?！?〕振動錘：利用偏心輪引起激振2、樁架〔有穩(wěn)樁、吊錘、導向的作用〕是支持樁身和樁錘，將樁吊到打樁位置，并在打入過程中引導樁的方向，保證樁錘沿著所要求的方向沖擊。樁架的選擇時，應考慮樁錘的類型、樁的長度和施工條件等因素。常用的樁架形式有：滾筒式樁架、多功能樁架、履帶式樁架?！?〕滾筒式樁架：〔靠鋼滾筒行走、靈活性差〕行走靠兩根鋼滾筒在墊木上滾動，優(yōu)點是結構比擬簡單，制作容易，但在平面轉彎、調頭方面不夠靈活，操作人員較多。。

〔2〕軌道式樁架：〔可旋轉、傾斜、沿軌道行走〕軌道式樁架的機動性和適應性很大，在水平方向可做360度旋轉，導架可以伸縮和前后傾斜，底座下裝有鐵輪，底盤在軌道上行走。這種樁架可適用于各種預制樁和灌筑樁施工。圖2—9滾筒式樁架圖2—10多功能樁架圖2—11履帶式樁架〔3〕履帶式樁架：〔比軌道式更靈活〕以履帶起重機為底盤，增加導桿和斜撐組成，用以打樁。移動方便，比多功能樁架更靈活，可用于各種預制樁和灌筑樁施工。

3、動力裝置

動力設備包括驅動樁錘用的動力設施，如卷揚機、鍋爐、空氣壓縮機和管道、繩索和滑輪等。打樁機的動力裝置，主要根據(jù)所選的樁錘性質而定。選用蒸汽錘那么需配備蒸汽鍋爐；用壓縮空氣來驅動，那么需考慮電動機的或內(nèi)燃機的空氣壓縮機；用電源作動力，那么應考慮變壓器容量和位置、電纜規(guī)格及長度、現(xiàn)場供電情況等?！踩吵翗豆に嚦翗斗椒ㄓ写窊舴?、水沖法、振動法、鉆孔捶擊法、靜力壓樁法捶擊法沉樁：利用樁捶的沖擊力克服土體對樁體的阻力，使樁沉到預定嘗試或到達持力層?！?〕打樁準備1〕定樁位和確定打樁順序打樁順序直接影響打樁速度和打樁質量。所以，群樁施打前，應根據(jù)樁群的密集程度、樁的規(guī)格、長短、和樁架移動方便來正確選擇打樁順序。a、從兩側向中間打b、逐排打設c、自中央向四周打d、自中央向兩側打稀疏時〔樁中心距>4倍樁徑時〕，根據(jù)施工方便選擇打樁順序。密集時〔樁中心距<=4倍樁徑時〕，按選定的打樁順序實施。當樁規(guī)格、埋深、長度不同時，宜“先大后小、先深后淺、先長后短”施打，當一側毗鄰建筑物時，由毗鄰建筑物處向另一方向施打。設置水準點：打樁現(xiàn)場附近需設置不少于2個水準點檢查樁位偏差和入土深度墊木、樁帽和送樁：樁捶與樁帽間應設置墊木用以減輕對樁帽的直接沖擊設置標尺：以控制樁的入土深度5〕其它〔2〕沉樁工藝樁機就位→樁起吊→對位插樁→打樁→接樁→打樁→送樁→檢查驗收→樁機移位樁機就位：應對準樁位，保證垂直、穩(wěn)定，確保在施工中不發(fā)生傾斜、移動。樁起吊：鋼筋混凝土預制應在混凝土到達設計強度的70%方可起吊，到達設計強度的100%才能運輸。對位插樁：樁尖插入樁位后，先用落距較小的輕捶1-2次，樁入土一定深度，再調整樁捶、樁帽、樁墊及打樁機導桿，使之與打入方向成一直線，并使樁穩(wěn)定。打樁：打樁順序根據(jù)根底的設計標高，先深后淺；依樁的規(guī)格先大后小，先長后短5〕接樁：混凝土預制長樁，一般要分節(jié)制作，在現(xiàn)場接樁，分節(jié)沉入。常用接頭方式有焊接接樁、法蘭接樁及硫硝膠泥錨接接樁三種。6〕送樁：在打樁時，假設要使樁頂打入土中一定深度，那么需設置送樁，送樁的中心線應與樁身吻合一致方能進行送樁檢查驗收：一是能否滿足貫入度或標高的設計要求，二是打入后的偏差是否在施工及驗收標準允許的范圍以內(nèi)靜力壓樁法：利用無振動、無噪聲的靜壓力將樁壓入土中。適用于在軟土、淤泥質土中沉樁，以及有防振要求的建筑物附近施工。1〕機械設備：〔壓樁機〕a、機械式靜力壓樁機是利用樁架的自重和壓重，通過卷揚機牽引滑輪組，將整個壓樁機的重力經(jīng)壓梁傳至樁頂，以克服樁身下沉時與土的摩阻力，將樁壓入土中。b、液壓式靜力壓樁機由壓樁機構、行走機構和起吊機構組成。2〕施工程序：測量定位→樁機就位→吊樁插樁→樁身對中調直→靜壓沉樁→接樁→再沉樁→終止壓樁→切割樁頭其他沉樁方法：振動法、水沖沉樁法、鉆孔錘擊法等〔1〕振動法：借助固定于樁頂?shù)恼駝悠鳟a(chǎn)生的振動力，減小樁與土之間的摩擦阻力，使樁在自重和振動力的作用下沉入土中。適于振動法在砂土中運用效果較好，對黏土地區(qū)效率較差〔2〕水沖沉樁法：利用高壓水流經(jīng)過樁側面或空心樁內(nèi)部的射水管沖擊樁靴附近土層，減小樁與土之間的摩擦力及樁靴下土的阻力，使樁在自重和錘擊作用下迅速沉入土中。適于砂土和碎石土，有時對于特別長的預制樁，單靠錘擊有一定困難時，也可用水沖法輔助施工?！?〕鉆孔錘擊法：當遇到土層堅硬，采用錘擊法遇到困難時可以先在樁位上鉆孔后再在孔內(nèi)插樁，然后錘擊沉樁。漳州職業(yè)技術學院2008/2009學年第一學期所屬系建筑工程系課程名稱建筑施工技術授課教師教案序號授課班級課時安排95課題：工程二樁根底工程單元二混凝土灌注樁施工課型：講授教學目的與要求：1、了解鉆孔灌注樁施工工藝、施工要點；2、熟悉泥漿護壁成孔灌注樁護筒的作用及要求，水下澆筑混凝土方法；3、掌握沉管灌注樁施工工藝、要點。教學重點、難點：沉管灌注樁施工工藝。泥漿護壁成孔灌注樁施工工藝。復習、提問：灌注樁施工工藝和施工要點課堂小結：通過本節(jié)課的學習，使學生了解鉆孔灌注樁施工工藝、施工要點，熟悉泥漿護壁成孔灌注樁護筒的作用及要求，水下澆筑混凝土方法，掌握沉管灌注樁施工工藝、要點?；炷凉嘧妒┕ぴ恚褐苯釉谑┕がF(xiàn)場的樁位上使用人工或機械等方法成孔，然后在孔內(nèi)澆筑混凝土或鋼筋混凝土成樁。分類：根據(jù)成孔方法不同分為鉆孔、套管成孔、爆擴成孔及人工挖孔灌注樁等。〔一〕灌注樁的施工準備1、定樁位和確定成孔順序〔四點、兩線、一點，攀線法〕〔1〕鉆孔、挖孔無擠土，可按施工方便確定成孔順序。〔2〕沖孔、振動、爆擴有擠土，可按規(guī)定確定成孔順序1〕間隔1-2個樁位成孔2〕在鄰樁混凝土初凝前或終凝后再成孔3〕群樁根底〔≥5根單樁〕，從中間向周圍成孔。4〕爆擴樁，同一承臺下一定樁距的可單爆或聯(lián)爆法成孔2、制作鋼筋籠〔1〕主筋：環(huán)向均勻布，保護層厚度符合要求，焊接連接?！?〕箍筋：直徑、間距?！?〕加勁箍：直徑、間距、焊接?！?〕定位筋：控制保護層厚度，間距符合設計規(guī)定。注意：鋼筋籠外徑：比套管內(nèi)徑小60-80mm，比導管外徑大100mm以上。3、混凝土配制〔1〕石子：：適宜粒徑，卵石≤50mm、碎石≤40mm，配筋樁≤30mm〔2〕砂：中粗砂〔3〕坍落度：水下16-22mm，干作業(yè)8-10mm，套管6-8mm〔二〕灌注樁的施工工藝1、鉆孔灌注樁：利用鉆孔機械鉆出樁孔，并在樁孔中澆灌混凝土而成的樁。〔1〕干作業(yè)成孔灌注樁：鉆頭在不含水土層中施工適用：地下水位以上的各種軟硬土層，不需設置護壁。1〕螺旋鉆成孔灌注樁施工工藝鉆機就位→鉆孔→檢查成孔質量→孔底清理→蓋好孔口蓋板→移樁機至下→樁位→移走蓋口板→復測樁孔深度及垂直度→安放鋼筋籠→放混凝土串筒→澆灌混凝土→插樁頂鋼筋2〕螺旋鉆孔壓漿成樁法施工工藝鉆機就位→鉆孔、清底→一次壓漿→提鉆→下鋼筋籠→下碎石→二次補漿〔2〕泥漿護壁成孔灌注樁：鉆頭在含水土層中施工適用：地下水位以下的各種軟土層，需設置護壁。泥漿作用：護壁、攜渣、冷卻和潤滑。施工工藝流程：測定樁位→埋設護筒〔1.5，100—200，400—600〕→樁機就位→制備泥漿→成孔→清孔→安放鋼筋骨架→澆筑水下混凝土1〕定樁位、埋設護筒定位后，埋設護筒。護筒作用是定位、防水、保護孔口、保持孔內(nèi)水壓力、引導鉆進方向等。2〕制備泥漿原土造漿：土屑與水旋拌自成。人工造漿：高塑性黏土或膨潤土與水拌合。濃度應控制，注入為1.1左右，排出為1.2-1.4；3〕成孔：機械鉆孔a、回轉鉆機成孔正循環(huán)：注水、浮渣、清孔難度大、速度慢。反循環(huán)：流水、抽水、吸渣、清孔容易、速度快。b、潛水鉆成孔潛水鉆機和鉆頭連在一起，潛入水中切土工作的一種體積小而輕的旋轉式鉆孔機械。c、沖擊鉆成孔主要用于巖土層中成孔，鉆頭有十、工、人字形。4〕清孔注入清水或濃度低的泥漿，通過泥漿比重儀檢測泥漿比重，用重錘法或沉渣儀檢測孔底沉渣厚度〔端承樁<=50mm，摩擦端承樁、端承摩擦樁<=100mm,摩擦樁<=300mm〕。5〕澆筑水下混凝土〔導管法〕將密封連接的鋼管作為混凝土水下灌注的通道，混凝土沿豎向導管下落至孔底，置換泥漿而成樁。2、沉管灌注樁原理：使用樁錘將一定直徑的鋼管和樁尖擠土、入土，到達設計標高后，邊拔管、邊振動、邊灌注混凝土、邊成樁。分類：振動沉管灌注樁：振動沖擊錘沖擊和振動，活瓣式樁尖。錘擊沉管灌注樁：樁錘沖擊，樁靴式樁尖。夯壓成型灌注樁：外鋼管入土，內(nèi)夯管夯打?；畎晔綐都鈽堆ナ綐都狻?〕施工順序：樁機就位→沉管〔錘擊、振動〕→混凝土澆筑→邊拔管邊澆砼→安放鋼筋籠或插筋〔2〕施工方法：有單打法、反插法、復打法等1〕單打法：一次沉管、一次拔管，一般情況下振動沉管灌注樁均采用此法2〕復打法：兩次沉管、兩次拔管，可擴大樁徑，大大提高樁的承載力3〕反插法：屢次沉管、屢次拔管，可擴大樁徑，提高樁的承載力3、人工挖孔灌注樁原理：采用人工挖掘方法進行成孔，然后安放鋼筋籠，澆筑混凝土而形成的樁。特點：質量好，速度快，污染小，不平安。要求：直徑滿足設計承載力，最小為800mm，一般為1000mm-3000mm，樁底一般都擴底?！?〕機具準備：挖土、出土、降水、通風和通訊機具，以及護壁模板?！?〕施工工藝：測量放線、定樁位→樁孔內(nèi)土方開挖→支護壁模板〔自上而下現(xiàn)澆砼、沉井、鋼套管護圈〕→澆護壁混凝土→拆模，繼續(xù)下一節(jié)的施工→澆筑樁身混凝土〔3〕考前須知a、樁位監(jiān)控，專人負責；b、保證孔位和垂直度；c、防止土壁坍落及流砂；d、護壁混凝土符合標準；e、及時清孔、排水、攪混凝土。4、爆擴成孔灌注樁原理：先在樁位形成導孔，再埋炸藥引爆擴孔，后放置鋼筋澆注混凝土而形成的樁。施工工藝：成孔→檢查修理樁孔→安放炸藥包→注入壓爆混凝土→引爆→檢查擴大頭→安放鋼筋籠→澆注樁身混凝土→成樁養(yǎng)護漳州職業(yè)技術學院2008/2009學年第一學期所屬系建筑工程系課程名稱建筑施工技術授課教師教案序號授課班級課時安排102課題：工程二樁根底工程單元三樁根底檢測驗收及施工方案課型：講授教學目的與要求：1、了解和熟悉樁基工程常見的質量通病及防治措施；2、熟悉樁根底的檢測和樁根底工程施工方案。教學重點、難點：樁根底的檢測復習、提問：1、沉管灌注樁施工工藝2、泥漿護壁成孔灌注樁施工工藝？課堂小結：通過本節(jié)課的學習，使學生了解和熟悉樁基工程常見的質量通病及防治措施，熟悉樁根底的檢測和樁根底工程施工方案。樁基工程常見的質量通病及防治措施樁基工程施工過程中，由于有工藝和操作上，樁的制作質量上，土層變化復雜等原因，會導致一些質量問題和事故的發(fā)生。因此，發(fā)生這些問題時，必須具體分析，具體處理，必要時，應與設計單位共同研究解決?！惨弧愁A制樁施工常見的質量通病有：樁頂破碎，沉樁達不到控制要求，樁傾斜、偏移，樁身斷裂，接頭忪脫、開裂，樁頂上涌?！捕彻嘧妒┕?、泥漿護壁成孔灌注樁常見的質量通病有：孔壁坍塌孔，護筒冒水，鉆孔偏斜，鉆孔漏漿，梅花樁，卡錘，流砂，鋼筋籠偏位、變形、上浮，端樁等。2、沉管灌注樁常見的質量通病有：縮徑，樁身夾泥，斷樁，掉腳樁，樁身下沉，樁尖進水進泥砂，灌注樁達不到最終設計要求等。3、干作業(yè)成孔灌注樁常見的質量通病有：塌孔，樁孔偏斜，鉆進困難等。4、挖孔樁灌注樁常見的質量通病有：樁身質量缺陷，樁孔坍塌，護壁裂縫等。5、爆擴樁灌注樁常見的質量通病有：拒爆、拒落、回落土、偏頭、縮徑、樁孔偏斜或傾斜等。四、樁根底的檢測〔一〕樁基檢測根本方法：靜載試驗法〔破損試驗〕、動測法〔無破損試驗〕。1、靜載試驗法〔承載力檢測〕〔1〕試驗目的：采用接近于樁的實際工作條件，通過靜載加壓，確定單樁的極限載力，作為設計依據(jù)，或對工程樁的承載力進行抽樣檢驗和評價〔2〕試驗方法：根據(jù)模擬實際荷載情況，通過靜載加壓，得出一系列關系曲線，綜合評定確定其容許承載力的一種試驗方法。〔靜力參數(shù)〕〔3〕試驗要求：1〕樁身強度到達設計要求的強度；2〕成樁后時間要求到達規(guī)定。預制樁：砂類土T≥10d，粉土和黏性土T≥15d，淤泥或淤泥質土T≥25d。灌注樁：砂類土T≥10d，黏性土T≥20d，淤泥或淤泥質土T≥30d。2、動