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1、岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 地基处理质量管理与控制（之一）岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 1 地基处理的概念地基处理的概念 土木工程建设中，土木工程建设中，基础直接建造在未经加固的天然土层基础直接建造在未经加固的天然土层上时，上时， 这种地基称之为这种地基称之为天然地基天然地基。当天然地基不能满足建（当天然地基不能满足建（构）筑物对地基的要求构）筑物对地基的要求时，需对天然地基进行加固改良，形时，需对天然地基进行加固改良，形成成人工地基人工地基，以满足建（构）筑物对地
2、基的要求，保证其安，以满足建（构）筑物对地基的要求，保证其安全与正常使用。这种地基加固改良称为全与正常使用。这种地基加固改良称为地基处理地基处理。 天然地基是否需要进行地基处理取决于天然地基是否需要进行地基处理取决于地基土的性质地基土的性质和和建建（构）筑物对地基的要求（构）筑物对地基的要求两个方面。两个方面。岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 在土木工程建设中经常遇到的在土木工程建设中经常遇到的软弱土和不良土软弱土和不良土主要包括：主要包括：软粘土、人工填土、部分砂土和粉土、湿陷性土、有机质土软粘土、人工填土、部分砂土和粉土、湿陷性土
3、、有机质土和泥炭土、膨胀土、多年冻土、岩溶、土洞和山区地基等。和泥炭土、膨胀土、多年冻土、岩溶、土洞和山区地基等。 地基地基指承受建（构）筑物荷载的地层。指承受建（构）筑物荷载的地层。建（构）筑物的地建（构）筑物的地基所面临的问题有以下五方面：基所面临的问题有以下五方面： （1 1）承载力及稳定性问题；）承载力及稳定性问题； （2 2）沉降、水平位移及不均匀沉降问题；）沉降、水平位移及不均匀沉降问题； （3 3）渗透问题；）渗透问题； （4 4）液化问题；）液化问题； （5 5）特殊土不良地基问题。特殊土不良地基问题。岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering De
4、partment 加拿大加拿大 Transcona 谷仓，南北长谷仓，南北长 59.44m ，东西宽，东西宽 23.47 m ,高高 31.00m 。基础为钢筋混凝土筏板基础，厚。基础为钢筋混凝土筏板基础，厚 61cm ，埋深，埋深 3.66m 。谷仓。谷仓 1911 年动工，年动工， 1913 年秋完成。谷仓自年秋完成。谷仓自重重 20000 t ，相当于装满谷物后总重的，相当于装满谷物后总重的 42.5% 。 1913 年年 9 月装谷物，至月装谷物，至 31822m 3 时，发现谷仓时，发现谷仓 1 小时内沉降达小时内沉降达 30.5cm ，并向西倾斜，并向西倾斜， 24 小时后倾倒，西
5、侧下陷小时后倾倒，西侧下陷 7.32m ，东侧抬高东侧抬高 1.52m ，倾斜，倾斜 27 度度 。地基虽破坏，但钢筋混凝土。地基虽破坏，但钢筋混凝土筒仓却安然无恙，后用筒仓却安然无恙，后用 388 个个 50t 千斤顶纠正后继续使用，千斤顶纠正后继续使用，但位置较原先下降但位置较原先下降 4m 。 1）加拿大特朗斯康谷仓2 地基处理工程事故案例岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 事故的原因是：事故的原因是：设计时未对谷仓地基承载力进行调查设计时未对谷仓地基承载力进行调查研究，而采用了邻近建筑地基研究，而采用了邻近建筑地基 352kPa
6、 的承载力，事后的承载力，事后 1952 年的勘察试验与计算表明，基础下埋藏有厚达年的勘察试验与计算表明，基础下埋藏有厚达16m的的软粘土层，该地基的实际承载力为软粘土层，该地基的实际承载力为 193.8 276.6kPa ，远小于谷仓地基破坏时远小于谷仓地基破坏时 329.4kPa 的地基压力，地基因超载的地基压力，地基因超载而发生强度破坏。而发生强度破坏。岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 2）美国北达科他州的Fargo 装运谷仓（ 10
7、个筒仓） 1955 年 因地基破坏而倒塌。 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 3）墨西哥城某建筑，可清晰地看见其发生的沉降及不均匀沉降。该地基土层为深厚的湖相沉积层，天然含水量高达 650 ，液限500 ， 塑性指数 350 ，孔隙比 15 ，具有极高的压缩性。 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 4）砂土液化造成建筑物严重倾斜或倾倒岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 5）砂土液化造成桥梁地基及结构破坏岩土工程系岩土工程
8、系 Geotechnical Engineering Department 3 地基处理对象岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 岩土工程系岩土工程系 Geotechn
9、ical Engineering Department 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 1）换土垫层法换土垫层法 2）振密、挤密法振密、挤密法 （1）表层压实法）表层压实法 （2）重锤夯实法；）重锤夯实法； （3）强夯法）强夯法 （4）振冲挤密法）振冲挤密法 （5）土桩与灰土桩法）土桩与灰土桩法 （6）砂桩）砂桩 （7）爆破法）爆破法4 4 地基处理方法分类地基处理方法分类岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 3）排水固结法排水固结法 （1）堆载预压法）堆载预压法 （2）砂井法
10、）砂井法 （3）真空预压法）真空预压法 （4）降低地下水位法）降低地下水位法 （5）电渗排水法）电渗排水法 4）置换法置换法 （1）振冲置换法（碎石桩法）振冲置换法（碎石桩法） （2）石灰桩法）石灰桩法 （3）强夯置换法）强夯置换法 （4）水泥粉煤灰碎石桩法（）水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩法）桩法）岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 5）加筋法加筋法 （1）土工聚合物）土工聚合物 （2）加筋土）加筋土 （3）土层锚杆）土层锚杆 （4）土钉）土钉 （5）树根桩法）树根桩法 6 6）胶结法胶结法 （1 1）灌浆法；）灌浆法； （2 2）高压
11、喷射注浆法）高压喷射注浆法 （3 3）水泥土搅拌法）水泥土搅拌法 7 7 ）冷热处理法冷热处理法 （1 1）冻结法）冻结法 （2 2）烧结法）烧结法岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 采取人工的方法改善地基土采取人工的方法改善地基土的工程性质的工程性质( (提高地基承载力、提高地基承载力、减少沉降、加速渗透固结、防止减少沉降、加速渗透固结、防止液化液化) )，达到满足上部结构对地，达到满足上部结构对地基稳定和变形的要求基稳定和变形的要求 。 地基处理方法：地基处理方法： 换土垫层法换土垫层法 Replacement method ： 挖
12、去软土，换填砂、卵石、挖去软土，换填砂、卵石、 灰土等，分层夯实。灰土等，分层夯实。换填换填 1 1）换土垫层法换土垫层法岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 基本原理是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土。 按回填的材料可分为砂(或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等。干渣分为分级干渣、混合干渣和原状干渣；粉煤灰分为湿排灰和调湿灰。 换土垫层法可提高持力层的承载力，减少沉降量；消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性；防止土的冻胀作用及改善土的抗液化性。常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。岩土工程系岩土工
13、程系 Geotechnical Engineering Department 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层(淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等)与低洼区域的填筑。一般处理深度为一般处理深度为23m。 适用于处理浅层非适用于处理浅层非饱和软弱土层、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土、素填饱和软弱土层、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土、素填土和杂填土。土和杂填土。 垫层只解决承载力问题而无助于减少沉降。岩土工程系岩土工程系 Geote
14、chnical Engineering Department 换填垫层法注意点: : a.浅层(深层施工困难); b.换填厚度为0.5至3.0m(太薄无用,太厚施工困难,费用高); c.分层回填压实(保证质量); d.验算变形； e.大面积及深厚垫层宜考虑换填材料重度大于天然土时对变形的影响（本身影响以及对临近建筑物的影响）。 现行地基处理规范关于换填垫层法的强制性条文 4.4. 2垫层的施工质量检验必须分层进行。应在每层的压实系数符合设计要求后铺填上层土。岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 2 2）挤密压实法挤密压实法 强夯、挤土或半
15、挤土成桩强夯、挤土或半挤土成桩（土桩、灰土桩、碎石桩、沉（土桩、灰土桩、碎石桩、沉管灌注桩、打入或静压桩）。管灌注桩、打入或静压桩）。强强夯夯 打入预制管桩打入预制管桩 桩帽桩帽 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 3 3）排水固结法排水固结法堆载预压法、堆载预压法、真空预压法、真空预压法、降水预压法、降水预压法、电渗排水法。电渗排水法。 其排水通道常有：其排水通道常有：砂井、砂井、袋装砂井、袋装砂井、塑料排水板等。塑料排水板等。 排排水水系系统统 加压系统加压系统排水固结排水固结 插塑板插塑板 岩土工程系岩土工程系 Geotechni
16、cal Engineering Department 4 4）化学加固法化学加固法搅拌桩法（如水泥搅拌桩法（如水泥或石灰土搅拌桩）；或石灰土搅拌桩）；灌灌/ /注浆胶结法（水注浆胶结法（水泥、水玻璃、水泥泥、水玻璃、水泥和水玻璃等）。和水玻璃等）。 5 5）其他其他加筋土加筋土 、土钉等。、土钉等。 水泥土搅拌桩 加筋土 筋带 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 地基处理方法选用原则地基处理方法选用原则 选用地基处理方法应力求做到选用地基处理方法应力求做到技术先进、技术先进、 经济合理经济合理、安全适用、确保质量、安全适用、确保质量。
17、地基处理方法很多，没有一种方法是万能的。对每一地基处理方法很多，没有一种方法是万能的。对每一具体工程均应进行具体细致分析，从地基条件、处理要求具体工程均应进行具体细致分析，从地基条件、处理要求（处理后地基应达到的各项指标、处理的范围、工程进度（处理后地基应达到的各项指标、处理的范围、工程进度等）、工程费用以及材料、机具来源等各方面进行综合考等）、工程费用以及材料、机具来源等各方面进行综合考虑，以确定合适的地基处理方法。虑，以确定合适的地基处理方法。岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 地基处理工程的特点：地基处理工程的特点： （1）大部分
18、地基处理方法的加固效果不是在施工结）大部分地基处理方法的加固效果不是在施工结束后就能全部发挥；束后就能全部发挥； （2） 每一项地基处理工程都有它的特殊性；每一项地基处理工程都有它的特殊性； （3） 地基处理是隐蔽工程，很难直接检验其加固效地基处理是隐蔽工程，很难直接检验其加固效果。果。岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 地基地基处理工程的施工管理处理工程的施工管理 在地基处理施工过程中，只让现场人员了解如何施工是在地基处理施工过程中，只让现场人员了解如何施工是不够的，还必须使他们很好地了解所采用的地基处理方法的不够的，还必须使他们很好
19、地了解所采用的地基处理方法的原理、技术标准和质量要求，经常进行施工质量和处理效果原理、技术标准和质量要求，经常进行施工质量和处理效果的检验，使施工符合规范要求，以保证施工质量的检验，使施工符合规范要求，以保证施工质量。 对地基处理的效果检验对地基处理的效果检验, ,应在地基处理施工结束后一定时应在地基处理施工结束后一定时间再进行检验。效果检验的方法有：间再进行检验。效果检验的方法有：载荷试验、静力触探试载荷试验、静力触探试验、动力触探试验、标准贯入试验、取芯试验验、动力触探试验、标准贯入试验、取芯试验等。有时需要等。有时需要采用多种手段进行检验，以便综合评价地基处理效果。采用多种手段进行检验，
20、以便综合评价地基处理效果。岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 一般建筑物由一般建筑物由上部结构上部结构 和和下部结构下部结构即即 基础基础或或墩墩台基础台基础两部分组成。两部分组成。 基础基础指与地基接触指与地基接触的建筑物下部结构。的建筑物下部结构。 地基地基 由于建筑物由于建筑物的修建，使一定范围内的修建，使一定范围内土层的应力状态发生变土层的应力状态发生变化，这一范围内的地层化，这一范围内的地层称为地基。称为地基。 上部结构、基础、地基的概念上部结构、基础、地基的概念 5 5 基础工程基础工程 岩土工程系岩土工程系 Geotech
21、nical Engineering Department 基础按埋深分为基础按埋深分为浅基础浅基础和和深基础深基础 浅基础浅基础 Shallow foundation ( (埋深一般小于埋深一般小于4-5m,4-5m,底面积较大底面积较大) )刚性独立基础刚性独立基础 ：刚性基础通常是由砖、块石、毛石、素混凝刚性基础通常是由砖、块石、毛石、素混凝土、三合土和灰土等材料建造的基础，这些材料虽有较好的抗土、三合土和灰土等材料建造的基础，这些材料虽有较好的抗压性能，但抗拉、抗剪强度却不高。压性能，但抗拉、抗剪强度却不高。 (a)(a)桥梁墩台的大块实体基础桥梁墩台的大块实体基础 (b) (b)砖基础
22、砖基础 (c)(c)素混凝土基础素混凝土基础 桥桥墩墩 桥桥台台 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 深基础深基础 Deep Foundation 桩基础桩基础 Pile FoundationPile Foundation 桩桩Pile：竖直埋在地下比较细长的一种基础构件。：竖直埋在地下比较细长的一种基础构件。 桩基础桩基础由由桩桩和桩顶的和桩顶的承台承台组成，是一种常用的深基础形式。组成，是一种常用的深基础形式。 由多根桩组成的称为由多根桩组成的称为群桩基础群桩基础。 群桩基础群桩基础 Pile group foundation 岩土
23、工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 芙蓉路立交桥桩基础施工芙蓉路立交桥桩基础施工 高层建筑桩基础施工高层建筑桩基础施工 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 桩基的分类：桩基的分类：按按 材料分：木桩、混凝土桩、预应力钢筋混凝土桩、钢桩等材料分：木桩、混凝土桩、预应力钢筋混凝土桩、钢桩等 按成桩方法分：预制桩、灌注桩（钻孔、冲孔、挖孔等灌注按成桩方法分：预制桩、灌注桩（钻孔、冲孔、挖孔等灌注桩桩） 按桩轴方向分：竖直桩、斜桩按桩轴方向分：竖直桩、斜桩 按土对桩支承特点分：有摩擦桩和端承
24、桩（又称柱桩）、按土对桩支承特点分：有摩擦桩和端承桩（又称柱桩）、 摩摩擦端承桩、端承摩擦桩擦端承桩、端承摩擦桩 钢管桩钢管桩 预制桩预制桩 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 人工挖孔灌注桩人工挖孔灌注桩 冲孔灌注桩冲孔灌注桩 钻孔灌注桩钻孔灌注桩 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 桩箱基础：箱基桩箱基础：箱基+ +桩基桩基 桩筏基础：筏基桩筏基础：筏基+ +桩基桩基 沉井基础沉井基础 墩基础墩基础 地下连续墙地下连续墙 (a) 桩筏基础桩筏基础； (b) 桩箱基础桩箱基础
25、岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 沉井基础施工沉井基础施工 地下连续墙施工地下连续墙施工 沉井基础沉井基础 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 钻孔桩护壁钻孔桩护壁+ +现浇砼内支撑现浇砼内支撑 挖孔桩护壁挖孔桩护壁+ +钢管内支撑钢管内支撑 桩锚支护桩锚支护 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 锚杆施工：钻孔锚杆施工：钻孔 喷射混凝土喷射混凝土 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering D
26、epartment 宝成铁路某段滑坡后全貌宝成铁路某段滑坡后全貌 2008 2008年年1111月，月，施工中的施工中的杭州地铁湘湖站北杭州地铁湘湖站北2 2基坑发生基坑发生大面积坍塌事故，大面积坍塌事故，造成造成2121人人死亡，死亡，2424人受伤人受伤，直接经济，直接经济损失损失49614961万元万元。 2005 2005年年7 7月，月，广州市海珠广广州市海珠广场工程发生基坑坍塌重大安全场工程发生基坑坍塌重大安全事故，造成事故，造成3 3人死亡、人死亡、8 8人受伤人受伤及大量财产损失。及大量财产损失。六个责任单六个责任单位被告上法庭，要求其承担连位被告上法庭，要求其承担连带赔偿责任
27、带赔偿责任40004000多万元多万元。基础工程教训与事故分析基础工程教训与事故分析 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 青海基坑支护失稳垮塌事故，青海基坑支护失稳垮塌事故，8 8死死。 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 20092009年年6 6月月2727日，上海市闵行区发生一幢日，上海市闵行区发生一幢1313层楼房向南整体倾倒层楼房向南整体倾倒事故，见照片。事故，见照片。 倒塌住宅楼上部完整，问题出在地基。倒塌住宅楼上部完整，问题出在地基。 该楼所在地上覆软该楼所在地上覆
28、软 土，下有饱和细砂层，土，下有饱和细砂层， 基础为预制桩。基础为预制桩。 倒塌该楼北面堆土倒塌该楼北面堆土 高约高约1010米、南面开挖米、南面开挖 基坑深约基坑深约4.64.6米。米。 上海闵行区楼房整体倾倒事故与原因分析上海闵行区楼房整体倾倒事故与原因分析 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 原因分析：原因分析： 该楼所在地上覆软土，下有饱和细砂层，基础为预制桩。该楼所在地上覆软土，下有饱和细砂层，基础为预制桩。 该楼北面该楼北面堆土高约堆土高约1010米米、南面、南面开挖基坑深约开挖基坑深约4.64.6米米。 岩土工程系岩土工程
29、系 Geotechnical Engineering Department 北侧堆土过高，大楼南侧开挖地下车库基坑开挖深度北侧堆土过高，大楼南侧开挖地下车库基坑开挖深度4.64.6米，大楼两侧的压力差使土体产生水平位移，过大的水米，大楼两侧的压力差使土体产生水平位移，过大的水平力超过了桩基的抗侧能力，导致房屋倾倒。平力超过了桩基的抗侧能力，导致房屋倾倒。 岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 6 6 沉管灌注桩施工技术与质量控制沉管灌注桩施工技术与质量控制6.16.1工程概况工程概况 梧州市河东防洪堤一期工程位于梧州市河东区梧州市河东防洪
30、堤一期工程位于梧州市河东区, ,全长约全长约3.7 3.7 km,km,由西江段和桂江段组成。堤防主要建筑物按由西江段和桂江段组成。堤防主要建筑物按2 2级设计级设计, ,次要建次要建筑物按筑物按3 3级设计。级设计。 该工程地质特点是岩性在水平方向上的变化较为紊乱该工程地质特点是岩性在水平方向上的变化较为紊乱, ,在垂在垂直方向上的变化则显示上细下粗的沉积规律直方向上的变化则显示上细下粗的沉积规律, ,堤基沿线岩土共可堤基沿线岩土共可分分1010层层, ,自上而下依次为自上而下依次为: :人工填土、砂壤土、淤泥质粘土、壤人工填土、砂壤土、淤泥质粘土、壤土土( (包括粘土夹砂包括粘土夹砂) )
31、、含泥砂层、砂卵砾石、含泥砂层、砂卵砾石( (含中粗砂层含中粗砂层) )、残积、残积粘土、全风化带砂岩、强风化带砂岩、弱风化带砂岩。粘土、全风化带砂岩、强风化带砂岩、弱风化带砂岩。岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 工程采用桩基础形式工程采用桩基础形式, ,包括沉管灌注桩、钻孔灌注桩、包括沉管灌注桩、钻孔灌注桩、人工挖孔桩人工挖孔桩, ,其中西江段长约其中西江段长约2.2 km2.2 km范围内全部采用范围内全部采用沉管灌注沉管灌注桩桩, ,共共57005700多根多根, ,类型为端承摩擦桩类型为端承摩擦桩, ,以砂砾石或砂岩为持力层以
32、砂砾石或砂岩为持力层, ,设计桩径设计桩径480480和和500,500,各桩的横向间距为各桩的横向间距为2.7 m,2.7 m,纵向间距纵向间距2.5 m,2.5 m,桩长桩长1010 20m,20m,单桩承受水平力单桩承受水平力6060 110 kN,110 kN,单桩竖向承载力单桩竖向承载力1100 kN1100 kN。使用的施工设备为滚管式锤击沉管打桩机。使用的施工设备为滚管式锤击沉管打桩机, ,桩锤重桩锤重3.5 t,3.5 t,电动卷扬机落锤电动卷扬机落锤, ,桩尖采用桩尖采用C30C30混凝土预制构件。混凝土预制构件。岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Enginee
33、ring Department 6.26.2沉管灌注桩施工的质量控制沉管灌注桩施工的质量控制1 1）沉管灌注桩施工前的准备工作沉管灌注桩施工前的准备工作 (1) (1)认真进行图纸会审认真进行图纸会审, ,仔细领会设计意图仔细领会设计意图, ,掌握图纸中掌握图纸中各堤段基桩的平面位置、直径、桩长及桩身混凝土强度等级各堤段基桩的平面位置、直径、桩长及桩身混凝土强度等级, ,明确钢筋笼的制作方式明确钢筋笼的制作方式, ,同时还要熟悉施工现场的地质资料同时还要熟悉施工现场的地质资料, ,然后制订详细的施工方案。然后制订详细的施工方案。岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineeri
34、ng Department (2) (2)施工前应做场地查勘工作施工前应做场地查勘工作, ,如有架空电线、地下电线、如有架空电线、地下电线、给排水管道等设施给排水管道等设施, ,妨碍施工或对安全操作有影响的妨碍施工或对安全操作有影响的, ,应先作清应先作清除、移位或妥善处理后方能开工。施工前还要做好场地的平整除、移位或妥善处理后方能开工。施工前还要做好场地的平整工作工作, ,对不利于施工机械运行的松散场地对不利于施工机械运行的松散场地, ,必须采取有效的措施必须采取有效的措施进行处理。本工程中大部分的施工场地处于旧的河岸市场进行处理。本工程中大部分的施工场地处于旧的河岸市场, ,有有200 m
35、m200 mm厚的混凝土地面厚的混凝土地面, ,能满足打桩机的摆放与行走要求能满足打桩机的摆放与行走要求, ,局部局部地面为土质或砂质的地面为土质或砂质的, ,采取增加枕木垫块的方法满足打桩机的采取增加枕木垫块的方法满足打桩机的施工稳定要求。雨季施工时施工稳定要求。雨季施工时, ,要采取有效的排水措施。要采取有效的排水措施。岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department （3)3)进行测量放样进行测量放样, ,确定每根桩的桩位确定每根桩的桩位, ,然后埋入桩尖。本然后埋入桩尖。本工程是群桩工程是群桩, ,桩尖允许偏差为桩尖允许偏差为20mm20mm
36、, ,埋完桩尖后还要再次进行复埋完桩尖后还要再次进行复核核, ,确保桩位满足设计要求。确保桩位满足设计要求。 (4) (4)对采用的钢筋、水泥、砂石等原材料进行见证取样和对采用的钢筋、水泥、砂石等原材料进行见证取样和送检。送检。对进场的对进场的钢材钢材, ,首先检查其出厂合格证及生产许可证首先检查其出厂合格证及生产许可证, ,并并按规定按规定见证抽取试件作力学性能检验见证抽取试件作力学性能检验, ,确保其质量符合有关标准。确保其质量符合有关标准。水泥进场必须提供出厂合格证和出厂检验报告水泥进场必须提供出厂合格证和出厂检验报告, ,并按规定见证取并按规定见证取样样, ,对水泥强度、安定性等进行复
37、验对水泥强度、安定性等进行复验。由于沉管桩的桩径较小。由于沉管桩的桩径较小, ,钢筋笼的钢筋间距较密钢筋笼的钢筋间距较密, ,故使用的故使用的碎石粒径要严格控制为碎石粒径要严格控制为5-5- 40 40 mm,mm,以便施工中混凝以便施工中混凝土土能够从钢筋间距中扩散出以填满钢筋笼与能够从钢筋间距中扩散出以填满钢筋笼与桩管间的空隙桩管间的空隙, ,避免出现缩颈。避免出现缩颈。岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 2 2）沉管灌注桩施工过程中的质量控制沉管灌注桩施工过程中的质量控制 (1) (1)本工程地处河岸本工程地处河岸, ,距离河边很
38、近距离河边很近, ,而且桩底高程在水面而且桩底高程在水面以下以下5-5- 8 m,8 m,故在沉管过程中桩管底部周围不可避免地存在大故在沉管过程中桩管底部周围不可避免地存在大量的地下水量的地下水, ,因此需要在桩管与桩尖肩部的接触处加垫草绳或因此需要在桩管与桩尖肩部的接触处加垫草绳或麻袋麻袋, ,然后再套上桩管然后再套上桩管, ,这样可这样可避免在沉管过程中地下水进入桩避免在沉管过程中地下水进入桩管中而影响混凝土灌注质量管中而影响混凝土灌注质量。套上桩管后需要。套上桩管后需要测量桩管的垂直测量桩管的垂直度度, ,偏差不能超过偏差不能超过1%1%。岩土工程系岩土工程系 Geotechnical
39、Engineering Department (2) (2)锤击沉管开始时必须轻击慢打锤击沉管开始时必须轻击慢打, ,落锤高度小于落锤高度小于1 m,1 m,以以避免将桩管击歪。避免将桩管击歪。当桩管击入地面以下当桩管击入地面以下2 m2 m时时, ,可增加落锤高度可增加落锤高度, ,以控制在以控制在1.51.5 2 m2 m为宜。沉管过程中应随时注意桩管的垂直度为宜。沉管过程中应随时注意桩管的垂直度, ,一旦超出允许的一旦超出允许的1%1%偏差偏差, ,就必须采取措施纠正。就必须采取措施纠正。如偏斜过大无法如偏斜过大无法纠正时纠正时, ,应拔出桩管重新沉管或及时会同参建单位有关人员研究应拔出
40、桩管重新沉管或及时会同参建单位有关人员研究解决。为探明是否有桩尖破损及桩管内有水进入等情况出现解决。为探明是否有桩尖破损及桩管内有水进入等情况出现, ,可可用测绳栓着重物吊入桩管内用测绳栓着重物吊入桩管内, ,正常情况下测锤在桩管内应接触桩正常情况下测锤在桩管内应接触桩尖尖, ,且无水迹。在锤击沉管的全过程中应设专人记录锤击的次数且无水迹。在锤击沉管的全过程中应设专人记录锤击的次数及相应的沉管深度及相应的沉管深度( (沉管深度可从预先焊在桩管上的刻度读出沉管深度可从预先焊在桩管上的刻度读出),),以对照检查实际地质情况是否与原设计相符。以对照检查实际地质情况是否与原设计相符。岩土工程系岩土工程
41、系 Geotechnical Engineering Department 锤击每锤击每1010次为一阵击次为一阵击, ,当沉管深度接近设计要求或每阵击的当沉管深度接近设计要求或每阵击的贯入度无明显变化时贯入度无明显变化时, ,应将落锤高度控制在应将落锤高度控制在1 m1 m左右左右, ,并测量每阵并测量每阵击的贯入度击的贯入度, ,如果连续三阵的贯入度均不大于如果连续三阵的贯入度均不大于5 cm5 cm或达到设计桩或达到设计桩长时长时, ,即可停止锤击沉管。即可停止锤击沉管。 本工程中部分堤段下存在大量的旧基础或孤石等障碍物本工程中部分堤段下存在大量的旧基础或孤石等障碍物, ,从从而使许多桩
42、远未达到设计桩长就已满足了贯入度要求而使许多桩远未达到设计桩长就已满足了贯入度要求, ,造成短桩。造成短桩。而另有部分堤段无砂砾石层而另有部分堤段无砂砾石层, ,又令所施工的桩远超出了设计桩长又令所施工的桩远超出了设计桩长而又未满足贯入度要求而又未满足贯入度要求, ,针对实际地质条件与原设计不符的情况针对实际地质条件与原设计不符的情况, ,现场监理则要及时组织勘察、设计等有关人员在现场研究现场监理则要及时组织勘察、设计等有关人员在现场研究, ,根据根据实际情况实际情况采取在相近位置重打或原桩位复打的方法进行处理。采取在相近位置重打或原桩位复打的方法进行处理。岩土工程系岩土工程系 Geotech
43、nical Engineering Department (3) (3)沉管结束经检查桩管内无入泥入水后沉管结束经检查桩管内无入泥入水后, ,应及时安放钢应及时安放钢筋笼并灌注混凝土筋笼并灌注混凝土, ,避免因停留时间过长而有水渗入桩管内。钢避免因停留时间过长而有水渗入桩管内。钢筋笼要先行预制筋笼要先行预制, ,并通过检查验收合格方可安放桩管内。并通过检查验收合格方可安放桩管内。钢筋笼钢筋笼检查的重点是主筋、加劲箍筋、螺旋箍筋的间距、加密区长度、检查的重点是主筋、加劲箍筋、螺旋箍筋的间距、加密区长度、主筋搭接和桩顶预留的锚固长度主筋搭接和桩顶预留的锚固长度, ,以及定位钢筋笼在桩管内的吊以及定
44、位钢筋笼在桩管内的吊筋长度等筋长度等。主筋搭接必须先进行试焊、取样、复试。主筋搭接必须先进行试焊、取样、复试, ,合格后方可合格后方可批量施工批量施工, ,螺旋箍筋与主筋焊接必须牢固螺旋箍筋与主筋焊接必须牢固, ,主筋间距均匀主筋间距均匀, ,各部位各部位尺寸都要满足设计要求及质量标准。尺寸都要满足设计要求及质量标准。岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 在钢筋笼外部应焊几组钢筋弓在钢筋笼外部应焊几组钢筋弓, ,确保桩身混凝土保护层均确保桩身混凝土保护层均匀及钢筋笼在桩体内的位置正确。灌注混凝土严格控制混凝匀及钢筋笼在桩体内的位置正确。灌
45、注混凝土严格控制混凝土的坍落度在土的坍落度在8-8- 10cm10cm间间, ,因为因为坍落度过大混凝土易出现离析坍落度过大混凝土易出现离析, ,而过小则混凝土在钢筋笼中不易扩散而过小则混凝土在钢筋笼中不易扩散, ,造成保护层不足造成保护层不足, ,钢筋钢筋外露。外露。岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department （4)4)拔管采用倒打拔管的方法拔管采用倒打拔管的方法, ,用自由落锤小落距轻击不用自由落锤小落距轻击不少于少于4040次次/min/min。拔管速度应均匀。拔管速度应均匀, ,对一般土层控制在对一般土层控制在0.7 m/min,0.7
46、 m/min,在软硬土层交界处及软弱土层必须控制在在软硬土层交界处及软弱土层必须控制在0.5 m/min0.5 m/min以内以内, ,确保确保桩管内的混凝土得到充分扩散。第一次灌入桩管内的混凝土应桩管内的混凝土得到充分扩散。第一次灌入桩管内的混凝土应尽量多灌尽量多灌, ,第一次拔管高度一般只要能满足第二次所灌入的混凝第一次拔管高度一般只要能满足第二次所灌入的混凝土量时即可。桩管不宜一次拔出太高土量时即可。桩管不宜一次拔出太高, ,在拔管过程中在拔管过程中, ,要用测锤要用测锤随时检查管内砼的下降情况随时检查管内砼的下降情况, ,要确保桩管内的混凝土面始终在底要确保桩管内的混凝土面始终在底面以
47、上约面以上约2 m,2 m,使混凝土在桩内具有一定压力使混凝土在桩内具有一定压力, ,以抵抗桩管拔出后以抵抗桩管拔出后周围形成的土压力。周围形成的土压力。本工程要求灌注混凝土的充盈系数不得小本工程要求灌注混凝土的充盈系数不得小于于1.11.1。岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department （5)5)由于由于本工程是群桩本工程是群桩, ,各桩的最小间距仅有各桩的最小间距仅有2.5 m,2.5 m,故采故采用跳打法施工用跳打法施工, ,即不得连续施工相邻的两根桩即不得连续施工相邻的两根桩。在必须连续施工。在必须连续施工相邻两根桩的情况下相邻两根桩的情
48、况下, ,也要等到先行施工完成的桩混凝土强度达也要等到先行施工完成的桩混凝土强度达到设计强度的到设计强度的60%60%以上方可进行下一根桩的施工。以上方可进行下一根桩的施工。 3 3）小结小结 沉管灌注桩的施工工艺较为简单沉管灌注桩的施工工艺较为简单, ,其质量控制的关键是灌注其质量控制的关键是灌注混凝土的质量及拔管速度混凝土的质量及拔管速度, ,必须严格控制在设计允许的范围之内。必须严格控制在设计允许的范围之内。而地质条件是影响沉管灌注桩质量的重要外部因素。而地质条件是影响沉管灌注桩质量的重要外部因素。岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Departmen
49、t 本工程桩基础施工结束后对所有的沉管灌注桩进行了抽检本工程桩基础施工结束后对所有的沉管灌注桩进行了抽检试验试验, ,试验内容为低应变、高应变、动载、静载及水平承载力等试验内容为低应变、高应变、动载、静载及水平承载力等方面方面, ,结果显示绝大部分的沉管灌注桩均合格结果显示绝大部分的沉管灌注桩均合格, ,不合格的桩大部不合格的桩大部分是因为存在不同程度的缩颈、断桩分是因为存在不同程度的缩颈、断桩, ,或水平承载力不满足或水平承载力不满足, ,而而这些缺陷出现的地层均为较软弱的淤泥层或杂填土层这些缺陷出现的地层均为较软弱的淤泥层或杂填土层, ,厚度达厚度达1010 15 m,15 m,在这些土层
50、中还存在大量的砖块及孤石等坚硬的障在这些土层中还存在大量的砖块及孤石等坚硬的障碍物。根据实际的施工结果分析碍物。根据实际的施工结果分析, ,沉管灌注桩不适合在不均匀的沉管灌注桩不适合在不均匀的地层或软弱分层较密集的地质条件下施工地层或软弱分层较密集的地质条件下施工, ,这也是本工程桂江段这也是本工程桂江段将初步设计拟采用的沉管灌注桩改为钻孔灌注桩的原因之一。将初步设计拟采用的沉管灌注桩改为钻孔灌注桩的原因之一。岩土工程系岩土工程系 Geotechnical Engineering Department 6.3.1 6.3.1 概述概述 沉管灌注桩又称套管成孔灌注桩，是国内采用最为广泛的一沉管灌