土木工程施工技術(shù)第2章：樁基礎(chǔ)工程

土木工程施工技術(shù)第2章：樁基礎(chǔ)工程?摘要：本文詳細(xì)闡述了土木工程樁基礎(chǔ)工程的相關(guān)內(nèi)容，包括樁基礎(chǔ)的分類、適用范圍、施工工藝流程、施工要點(diǎn)以及質(zhì)量檢測與驗收等方面。樁基礎(chǔ)作為一種常見且重要的基礎(chǔ)形式，在各類土木工程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，了解其施工技術(shù)對于保障工程質(zhì)量和安全具有重要意義。

一、引言樁基礎(chǔ)是通過承臺把若干根樁的頂部聯(lián)結(jié)成整體，共同承受動靜荷載的一種深基礎(chǔ)，它具有承載能力高、沉降量小而均勻等特點(diǎn)。在土木工程建設(shè)中，樁基礎(chǔ)廣泛應(yīng)用于高層建筑、橋梁、港口碼頭、工業(yè)廠房等工程領(lǐng)域，對保證建筑物的穩(wěn)定性和安全性起著至關(guān)重要的作用。

二、樁基礎(chǔ)的分類（一）按承載性狀分類1.摩擦樁主要依靠樁身與土之間的摩擦力來傳遞荷載，適用于軟土地基等摩擦系數(shù)較大的土層。在豎向荷載作用下，樁頂荷載主要由樁側(cè)阻力承擔(dān)，樁端阻力所占比例較小。2.端承樁樁頂荷載主要通過樁端阻力傳遞給深層堅硬土層，樁側(cè)阻力相對較小。適用于樁端持力層為堅實土層的情況，如微風(fēng)化或中風(fēng)化基巖等。

（二）按樁身材料分類1.鋼筋混凝土樁具有強(qiáng)度高、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，是工程中應(yīng)用最為廣泛的樁型之一?？煞譃轭A(yù)制鋼筋混凝土樁和灌注樁。2.鋼樁強(qiáng)度高、自重輕、錘擊沉樁效果好，但造價較高。常見的有鋼管樁、H型鋼樁等。3.木樁一般用于小型工程或臨時工程，具有一定的柔韌性，但耐久性較差，易受腐蝕。

（三）按成樁方法分類1.預(yù)制樁施工法先在工廠或施工現(xiàn)場預(yù)制樁身，然后通過錘擊、靜壓、振動等方法將樁沉入地基。如錘擊沉樁法、靜力壓樁法等。2.灌注樁施工法直接在樁位處成孔，然后放入鋼筋籠，灌注混凝土成樁。包括泥漿護(hù)壁灌注樁、干作業(yè)成孔灌注樁、沉管灌注樁等。

三、樁基礎(chǔ)的適用范圍（一）摩擦樁的適用范圍1.適用于軟弱地基，如淤泥、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土等，通過樁身與軟弱土層之間的摩擦力來提高基礎(chǔ)的承載能力。2.對于上部結(jié)構(gòu)荷載較小，對沉降要求相對較高的建筑物，摩擦樁能較好地滿足其變形要求。

（二）端承樁的適用范圍1.當(dāng)建筑物荷載較大，而地基淺層軟弱土層較厚，下部存在堅實土層時，采用端承樁可將荷載直接傳遞到堅實土層上，有效減少沉降。2.在巖石地基上，端承樁能充分發(fā)揮巖石的高強(qiáng)度承載性能，確保基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

（三）不同樁型的適用場景1.預(yù)制鋼筋混凝土樁適用于各類軟土地基和一般黏性土地基，可承受較大的豎向荷載和水平荷載。常用于工業(yè)與民用建筑、橋梁工程等。2.灌注樁泥漿護(hù)壁灌注樁適用于地下水位較高、有地下水的黏性土、粉土、砂土及填土等土層，能有效防止塌孔。干作業(yè)成孔灌注樁適用于地下水位以上的黏性土、粉土、填土、中等密實以上的砂土及風(fēng)化巖層等，施工工藝相對簡單。沉管灌注樁適用于黏性土、粉土、淤泥質(zhì)土、砂土及填土等，可采用錘擊、振動等方法沉管成孔。

四、樁基礎(chǔ)施工工藝流程（一）預(yù)制樁施工工藝流程1.場地平整清除施工場地內(nèi)的障礙物，平整場地，使其達(dá)到施工要求的平整度和承載力。2.樁的制作在預(yù)制廠或現(xiàn)場制作預(yù)制樁，嚴(yán)格控制樁的尺寸、鋼筋配置、混凝土強(qiáng)度等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。3.樁的吊運(yùn)采用合適的吊運(yùn)設(shè)備，按照規(guī)定的吊點(diǎn)位置吊運(yùn)樁，防止樁身斷裂或受損。4.樁的就位與對中將樁吊運(yùn)至樁位處，通過經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等儀器進(jìn)行樁的就位和對中，確保樁身垂直。5.錘擊沉樁采用樁錘按照一定的落距和錘擊順序進(jìn)行錘擊沉樁，記錄每錘的入土深度和樁身垂直度。6.接樁當(dāng)樁身長度不足時，需要進(jìn)行接樁。常用的接樁方法有焊接接樁、法蘭接樁和硫磺膠泥錨接樁等。7.打樁終止條件達(dá)到設(shè)計要求的樁長、樁端持力層或滿足規(guī)定的貫入度等終止條件時，停止打樁。8.樁頭處理截去樁頂多余部分，使其符合設(shè)計標(biāo)高和質(zhì)量要求。

（二）灌注樁施工工藝流程1.泥漿護(hù)壁灌注樁施工工藝流程測量放線根據(jù)設(shè)計圖紙，使用全站儀、水準(zhǔn)儀等測量儀器進(jìn)行樁位的精確放線。埋設(shè)護(hù)筒在樁位處埋設(shè)護(hù)筒，護(hù)筒具有定位、保護(hù)孔口和維持孔內(nèi)水位高差等作用。泥漿制備選用合適的黏土或膨潤土制備泥漿，泥漿比重、黏度等指標(biāo)應(yīng)符合施工要求。成孔采用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、沖擊鉆機(jī)等成孔設(shè)備進(jìn)行鉆孔，控制鉆孔的垂直度和深度。清孔鉆孔完成后，進(jìn)行第一次清孔，使孔底沉渣厚度符合規(guī)范要求。鋼筋籠制作與吊放在現(xiàn)場制作鋼筋籠，確保鋼筋籠的尺寸、鋼筋規(guī)格和焊接質(zhì)量符合要求，然后用吊車將鋼筋籠吊放入孔內(nèi)。第二次清孔在鋼筋籠吊放完成后，進(jìn)行第二次清孔，進(jìn)一步降低孔底沉渣厚度。灌注水下混凝土采用導(dǎo)管法灌注水下混凝土，控制混凝土的坍落度和灌注速度，確保混凝土的灌注質(zhì)量。2.干作業(yè)成孔灌注樁施工工藝流程測量放線同泥漿護(hù)壁灌注樁。鉆機(jī)就位將鉆機(jī)移至樁位處，調(diào)整鉆機(jī)的垂直度和水平度。成孔采用螺旋鉆機(jī)等設(shè)備進(jìn)行干作業(yè)成孔，鉆進(jìn)過程中注意排出孔內(nèi)的土渣。清孔成孔后，用空氣壓縮機(jī)或其他設(shè)備進(jìn)行清孔，清除孔底虛土。鋼筋籠制作與吊放同泥漿護(hù)壁灌注樁。灌注混凝土在孔底灌注一定厚度的混凝土后，放入鋼筋籠，然后繼續(xù)灌注混凝土至設(shè)計標(biāo)高。3.沉管灌注樁施工工藝流程樁機(jī)就位將沉管灌注樁機(jī)移至樁位處，調(diào)整機(jī)身的垂直度和水平度。錘擊（振動）沉管采用錘擊或振動的方法將鋼管沉入土中，達(dá)到設(shè)計深度后停止沉管。灌注混凝土在鋼管內(nèi)灌注混凝土，邊灌注邊拔管，控制拔管速度，確保混凝土的密實性。鋼筋籠放置（如有）對于需要放置鋼筋籠的沉管灌注樁，在混凝土灌注至一定高度后，放入鋼筋籠，然后繼續(xù)灌注混凝土。

五、樁基礎(chǔ)施工要點(diǎn)（一）預(yù)制樁施工要點(diǎn)1.樁的制作鋼筋的品種、規(guī)格和數(shù)量應(yīng)符合設(shè)計要求，鋼筋的焊接應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定，保證焊接質(zhì)量?；炷恋呐浜媳葢?yīng)準(zhǔn)確，嚴(yán)格控制水灰比和坍落度，確保混凝土的強(qiáng)度和耐久性。樁身制作時應(yīng)保證樁的幾何尺寸準(zhǔn)確，表面平整光滑，不得有裂縫、蜂窩等缺陷。2.樁的吊運(yùn)吊運(yùn)過程中，樁身的混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的一定比例，一般不低于70%。吊點(diǎn)位置應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定，避免樁身產(chǎn)生過大的彎矩而導(dǎo)致斷裂。3.錘擊沉樁打樁前應(yīng)檢查樁錘、樁帽、樁墊等設(shè)備的完好性，確保錘擊效果?？刂棋N擊的落距和頻率，避免錘擊過度導(dǎo)致樁身損壞。隨時觀察樁身的垂直度和入土深度，如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時調(diào)整。4.接樁焊接接樁時，應(yīng)先將樁頭清理干凈，保證焊接面平整，采用多層焊，焊縫應(yīng)飽滿、連續(xù)，焊后應(yīng)自然冷卻一段時間。法蘭接樁時，螺栓應(yīng)擰緊，密封墊應(yīng)放置正確，防止漏水。硫磺膠泥錨接樁時，應(yīng)控制硫磺膠泥的熬制溫度和灌注溫度，確保錨固效果。

（二）灌注樁施工要點(diǎn)1.泥漿護(hù)壁灌注樁施工要點(diǎn)泥漿制備泥漿的性能指標(biāo)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和施工要求進(jìn)行調(diào)整，保證泥漿具有良好的護(hù)壁性能和攜渣能力。成孔鉆進(jìn)過程中應(yīng)控制鉆進(jìn)速度，避免鉆進(jìn)過快導(dǎo)致塌孔。同時，應(yīng)經(jīng)常檢查鉆頭的磨損情況，及時更換鉆頭。清孔清孔應(yīng)徹底，確保孔底沉渣厚度符合規(guī)范要求。清孔后應(yīng)保持孔內(nèi)水頭高度，防止塌孔。鋼筋籠制作與吊放鋼筋籠的主筋應(yīng)焊接牢固，箍筋間距應(yīng)符合設(shè)計要求。吊放鋼筋籠時應(yīng)避免碰撞孔壁。灌注水下混凝土灌注前應(yīng)檢查導(dǎo)管的密封性，導(dǎo)管應(yīng)下至孔底附近。灌注過程中應(yīng)連續(xù)灌注，控制混凝土的灌注速度和高度，防止導(dǎo)管堵塞和斷樁。2.干作業(yè)成孔灌注樁施工要點(diǎn)成孔鉆進(jìn)過程中應(yīng)控制鉆進(jìn)速度和垂直度，遇到堅硬土層時可采用慢鉆或沖擊鉆進(jìn)等方法。清孔清孔應(yīng)采用合適的方法，確?？椎滋撏梁穸确弦?。灌注混凝土灌注混凝土?xí)r應(yīng)分層振搗，確?；炷恋拿軐嵭浴；炷恋奶涠葢?yīng)符合設(shè)計要求。3.沉管灌注樁施工要點(diǎn)錘擊（振動）沉管沉管過程中應(yīng)控制沉管的垂直度和速度，避免沉管傾斜和位移。如遇障礙物應(yīng)及時處理。灌注混凝土灌注混凝土?xí)r應(yīng)保證混凝土的充盈系數(shù)，一般控制在1.11.3之間。同時，應(yīng)注意防止混凝土離析。

六、樁基礎(chǔ)質(zhì)量檢測與驗收（一）樁身完整性檢測1.低應(yīng)變法通過在樁頂施加低能量激振，使樁身產(chǎn)生彈性應(yīng)力波，檢測應(yīng)力波在樁身中的傳播速度、幅值和頻率等參數(shù)，判斷樁身是否存在缺陷，如縮徑、斷樁等。2.高應(yīng)變法在樁頂施加重錘沖擊，使樁身產(chǎn)生較大的應(yīng)力和應(yīng)變，通過測量樁身的應(yīng)力和應(yīng)變響應(yīng)，計算樁的承載力，并檢測樁身的完整性。3.聲波透射法在樁身中預(yù)埋聲測管，通過向聲測管內(nèi)發(fā)射超聲波，檢測超聲波在樁身混凝土中的傳播速度、波幅等參數(shù)，判斷樁身混凝土的均勻性和完整性。

（二）單樁豎向抗壓承載力檢測1.靜載試驗是確定單樁豎向抗壓承載力最直接、最可靠的方法。通過在樁頂分級施加豎向荷載，測量樁頂?shù)某两盗?，繪制荷載沉降曲線，根據(jù)曲線特征確定單樁豎向抗壓承載力特征值。2.高應(yīng)變法檢測承載力在檢測樁身完整性的同時，可通過高應(yīng)變法估算單樁豎向抗壓承載力，但結(jié)果一般作為參考，最終仍需以靜載試驗結(jié)果為準(zhǔn)。

（三）樁基礎(chǔ)驗收1.樁的品種、規(guī)格、數(shù)量及樁位應(yīng)符合設(shè)計要求。2.樁身質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計和規(guī)范規(guī)定，樁身完整性檢測結(jié)果應(yīng)滿足設(shè)計要求。3.單樁豎向抗壓承載力應(yīng)符合設(shè)計要求，靜載試驗報告應(yīng)完整、準(zhǔn)確。4.樁基礎(chǔ)的施工記錄、檢測報告等資料應(yīng)齊全、真實，符合工程檔案管理的要求。

七、結(jié)論樁基礎(chǔ)