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1、oA02 第二章 深基础工程 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第一节第一节 概述概述一、一、深基础的类型深基础的类型4桩基础4墩基础4地下连续墙4沉井基础4沉箱基础二、桩基础的组成与种类二、桩基础的组成与种类1组成组成：若干根桩若干根桩承台承台（承台梁）2种类种类1）按受力性质分：）按受力性质分：摩擦桩摩擦桩 端承桩端承桩 抗拔（浮）桩抗拔（浮）桩2）按材料分：）按材料分：钢、混凝土、钢筋混凝土、钢管混凝土3）按形状分：）按形状分：方、圆、多边、管4
2、）按制作方法分：）按制作方法分：预制桩、灌注桩预制桩、灌注桩待作承台的灌注桩待作承台的灌注桩预制桩沉桩方法预制桩沉桩方法：4锤击法锤击法：以桩锤的冲击力将桩打入软土。：以桩锤的冲击力将桩打入软土。4振动法振动法：以振动桩机带桩振动，减少土与桩间：以振动桩机带桩振动，减少土与桩间摩阻，沉拔快，适砂土。摩阻，沉拔快，适砂土。4水冲法水冲法：高压射水（桩侧或桩内）冲孔下沉，：高压射水（桩侧或桩内）冲孔下沉，留留12m打入或振入。打入或振入。适坚硬土、砂石层。适坚硬土、砂石层。4钻孔锤击法钻孔锤击法：钻孔：钻孔（留（留12m）、注浆护壁、注浆护壁、提钻、插桩、锤击。用于坚硬土层。提钻、插桩、锤击。用于
3、坚硬土层。4静力压桩法静力压桩法：80120t压桩机，适软弱土层。压桩机，适软弱土层。活动压梁活动压梁油压表油压表桩帽桩帽上段桩上段桩上段桩锚筋上段桩锚筋下段桩下段桩加压重物加压重物底盘底盘轨道轨道导笼口导笼口操作平台操作平台卷扬机卷扬机加压钢丝加压钢丝绳滑轮组绳滑轮组桩架导向笼桩架导向笼静力压桩机静力压桩机构造原理图构造原理图全液压式静力压桩机压桩示意图全液压式静力压桩机压桩示意图11灌注桩按成孔方法：灌注桩按成孔方法：4钻孔法钻孔法一般土层一般土层4沉管法沉管法土质差、水位高土质差、水位高4爆扩法爆扩法土质好土质好（粘性）、无地下水无地下水4人工挖孔法人工挖孔法桩径大、土较好桩径大、土较好
4、第二节第二节钢筋混凝土打入桩的施工4一、一、预制桩的制作、运输和堆放预制桩的制作、运输和堆放41制作制作宜由工厂加工，保证质量宜由工厂加工，保证质量4要点：要点：4叠制叠制4层，上下隔离，下层混凝土达到层，上下隔离，下层混凝土达到30再上层；再上层；4钢筋接长用对焊，接头错开；钢筋接长用对焊，接头错开；4混凝土由顶至尖连续浇筑，注意养护与保护；混凝土由顶至尖连续浇筑，注意养护与保护；4预预应应力力管管桩桩离离心心成成型型，直直径径400500，壁壁厚厚80100，节长，节长810m，C60。2、运输、运输 防止损坏防止损坏(1)混凝土强度：混凝土强度：起吊移位起吊移位7070设计强度设计强度运
5、输、起吊就位运输、起吊就位100100设计强度设计强度一点吊一点吊距顶距顶0.310.31L L(L=510m)，距顶距顶0.290.29L L（L1116m）；两点吊两点吊距顶、距尖距顶、距尖0.2070.207L L；(3)吊、运平稳，避免损坏。吊、运平稳，避免损坏。+MM(2)合理吊点合理吊点：（正负弯矩值相等则均小（正负弯矩值相等则均小）3堆放4高度不超过四层；高度不超过四层；4地面坚实、平整，垫长枕木；地面坚实、平整，垫长枕木；4支承点在吊点位置，垫木上下对齐。支承点在吊点位置，垫木上下对齐。二、打桩设备：二、打桩设备：41、桩锤、桩锤4落锤落锤：构简、使便、锤高可调；效率低，桩损大
6、。锤构简、使便、锤高可调；效率低，桩损大。锤重重0.51.5t，动力卷扬机、人。动力卷扬机、人。4柴油锤柴油锤：(导杆式、筒式导杆式、筒式)构简、使便、自供能源、构简、使便、自供能源、适于中型桩；锤重适于中型桩；锤重0.126.0t；不适过软过硬土、噪音不适过软过硬土、噪音大、污染，大、污染，4080次次/分。分。4蒸汽锤蒸汽锤：单动：单动升耗能、自重降，力大慢升耗能、自重降，力大慢1.515t，2530次次/分；分；双动式双动式双向耗能，效率高，双向耗能，效率高，0.66t；100200次次/分；分；可打可拔可打可拔。4液压锤液压锤：无噪、无污、频率高，复杂、价高。油气二无噪、无污、频率高，
7、复杂、价高。油气二压施力长，贯入度大。压施力长，贯入度大。单动汽锤工作原理图单动汽锤工作原理图双动汽锤工作原理图双动汽锤工作原理图导杆式柴油锤工作原理图导杆式柴油锤工作原理图筒式柴油锤工作原理图筒式柴油锤工作原理图2、桩架、桩架4作用作用：支撑锤桩支撑锤桩 吊桩就位吊桩就位 打桩导向打桩导向4类型类型 （常用）：（常用）：4多功能桩架多功能桩架：机动适应性好；大而装拆运麻烦机动适应性好；大而装拆运麻烦4 履带式桩架履带式桩架：移动方便，适用范围广。移动方便，适用范围广。4 步履式桩架：步履式桩架：移动方便，稳定性好移动方便，稳定性好,适应性强适应性强履带式桩架履带式桩架多功能桩架多功能桩架3、
8、桩锤选择、桩锤选择：（宜重锤低击）4类型选择：类型选择：4型号选择：型号选择：4 1 1）依单桩设计荷载）依单桩设计荷载计算计算冲击能冲击能E E；4E0.00.025P4 2 2）依）依E E及资料及资料初选初选桩桩锤重锤重量；量；4 3 3）验算验算适用系数适用系数K K：4 K K（锤总重锤总重M+桩重桩重C ）/E E选选 ；（5，3.5，2）4 4)4)验算验算合宜系数合宜系数：M/C12三、三、打桩施工打桩施工1、准备工作、准备工作4（1）场场地地准准备备：清清除除地地上上、地地下下障障碍碍物物，平整、压实场地，设置排水沟；平整、压实场地，设置排水沟；4（2）放放轴轴线线、定定桩桩
9、位位、设设置置水水准准点点（2个）；个）；4（3）确定打桩顺序确定打桩顺序：4（4）进进行行打打桩桩试试验验：2根根，检检验验工工艺艺、设备是否符合要求。设备是否符合要求。打桩顺序：打桩顺序：41)1)当桩中心距当桩中心距4 4倍桩径时倍桩径时，4可：可：自中间向四周环绕或放射打自中间向四周环绕或放射打；4 由中心向两侧对称打；由中心向两侧对称打；4 分段对称打；分段对称打；42)2)当桩中心距当桩中心距 4 4倍桩径时倍桩径时，可按施工方便顺序可按施工方便顺序打；打；43)3)当桩的规格不同时当桩的规格不同时，先大后小，先长后短先大后小，先长后短；44)4)当桩尖设计标高不同时当桩尖设计标高
10、不同时，先深后浅先深后浅。避免避免 入土深度不一，导致不均匀沉降；入土深度不一，导致不均匀沉降；难打易碎；难打易碎；邻桩移位倾斜。邻桩移位倾斜。4桩的打设方向与土体挤密情况桩的打设方向与土体挤密情况2、打桩工艺：、打桩工艺：4工艺顺序：工艺顺序：4设设置置标标尺尺桩桩架架就就位位吊吊桩桩就就位位扣扣桩桩帽帽、落落锤锤、脱脱吊吊钩钩低低锤锤轻轻打打正正式式打打（接接桩桩，截截桩桩，静静、动动载试验，承台施工）。载试验，承台施工）。4要点：要点：4采用重锤低击，开始要轻打；采用重锤低击，开始要轻打；4注注意意贯贯入入度度变变化化，做做好好打打桩桩记记录录（编编号号、每每米米锤锤击击数、桩顶标高、最
11、后贯入度数、桩顶标高、最后贯入度）；）；4如如遇遇异异常常情情况况（贯贯入入度度剧剧变变；桩桩身身突突然然倾倾斜斜、位位移移、回回弹弹；桩桩身身严严重重裂裂缝缝或或桩桩顶顶破破碎碎），暂暂停停施施打打，与与有关单位研究处理。有关单位研究处理。3、质量要求：、质量要求：41 1）满足承载力要求：）满足承载力要求：4 端承桩控制最后贯入度为主端承桩控制最后贯入度为主(参考标高参考标高)4 摩擦桩控制沉桩标高为主摩擦桩控制沉桩标高为主(参考最后贯入度参考最后贯入度)42 2）偏差）偏差:4桩位偏差：桩位偏差：排桩排桩偏轴偏轴100100，顺轴，顺轴150150mmmm；4 群桩群桩1/3桩径或边长；
12、桩径或边长；4 垂直偏差垂直偏差1%;43 3）桩不受损：）桩不受损：桩顶、桩身不打坏，桩顶下桩顶、桩身不打坏，桩顶下1/31/3桩桩长内无水平裂缝。长内无水平裂缝。第三节第三节 灌注桩施工灌注桩施工4一、一、钻孔灌注桩：钻孔灌注桩：4 施工无振动施工无振动无噪音，无噪音，但比同径预制桩承载低、沉降大但比同径预制桩承载低、沉降大。4（一）干作业法（一）干作业法（用于无地下水或已降水）（用于无地下水或已降水）41 1、成孔机械、成孔机械：4螺旋钻螺旋钻长长：钻杆长：钻杆长10m以上以上,4006004短短：钻杆长：钻杆长35m，3003004004钻扩机钻扩机：钻孔径：钻孔径8001200，扩孔
13、径可达，扩孔径可达3.5m步履式螺旋钻机步履式螺旋钻机2、施工、施工(1)工艺顺序工艺顺序4平平整整场场地地，挖挖排排水水沟沟定定桩桩位位钻钻机机对对位位、校校垂垂直直开开钻钻出出土土清清孔孔检检查查垂垂直直度度及及虚虚土情况土情况放钢筋骨架放钢筋骨架浇混凝土浇混凝土。钻孔钻孔螺旋钻孔机成桩工艺螺旋钻孔机成桩工艺放入钢筋骨架放入钢筋骨架浇筑混凝土浇筑混凝土清孔清孔（2）施工要点）施工要点土质差、有振动、间距小时，间隔钻孔制作；土质差、有振动、间距小时，间隔钻孔制作；软塑土层、含水量大用疏纹叶片钻杆；软塑土层、含水量大用疏纹叶片钻杆；可可塑塑、硬硬塑塑粘粘土土，含含水水量量较较小小的的砂砂土土用
14、用密密纹纹叶叶片片钻杆；钻杆；及时灌注混凝土，防止孔壁坍塌；及时灌注混凝土，防止孔壁坍塌；浇浇混混凝凝土土时时放放护护筒筒，混混凝凝土土坍坍落落度度59cm，每每层层浇筑高度浇筑高度 1.5m。（3）质量要求）质量要求偏差要求偏差要求：位置偏差：位置偏差 70150mm；垂直度偏差垂直度偏差 1孔底虚土厚度孔底虚土厚度：端承桩端承桩 50mm；摩擦桩摩擦桩 150mm。避免出现缩径和断桩避免出现缩径和断桩（二）泥浆护壁成孔（二）泥浆护壁成孔（用于有地下水）1、成孔机械、成孔机械冲抓钻冲抓钻冲击钻冲击钻潜水电钻潜水电钻回转钻回转钻反循环反循环正循环正循环用于碎石土、砂土、粘性用于碎石土、砂土、粘
15、性土、风化岩土、风化岩用于粘性土、淤泥、砂土用于粘性土、淤泥、砂土冲击钻作业示意图冲击钻作业示意图水龙头水龙头钻杆钻杆钻机回转钻机回转装置装置泥浆泵泥浆泵泥浆池泥浆池沉淀池沉淀池泥浆循环方向泥浆循环方向钻头钻头砂石泵砂石泵钻头钻头新泥浆流向新泥浆流向沉淀池沉淀池水龙头水龙头钻杆钻杆钻机回转装钻机回转装置置泥浆循泥浆循环方向环方向2、施工、施工（1）工艺顺序：）工艺顺序：平平整整场场地地、挖挖排排水水沟沟定定桩桩位位埋埋护护筒筒配配泥泥浆浆钻钻孔孔、灌灌泥泥浆浆清清孔孔放放钢钢筋筋骨骨架架水水下灌注混凝土。下灌注混凝土。（2）要点：）要点：1）护护筒筒直直径径比比钻钻头头大大100，开开设设12
16、个个溢溢浆浆口，埋入土中口，埋入土中 1m；2）泥泥浆浆比比重重1.1左左右右（粘粘土土时时可可自自造造），随随钻钻随灌，保持高于水位面；随灌，保持高于水位面；3）水下灌注要求）水下灌注要求：4混混凝凝土土C20，坍坍落落度度1622cm，骨骨料料粒粒径径30mm；4导管最大外径比钢筋笼内径小导管最大外径比钢筋笼内径小100以上；以上；4钢钢筋筋的的混混凝凝土土保保护护层层厚厚度度50mm（混混凝凝土土垫垫块）；块）；4能埋管能埋管500600mm后剪断导柱塞铅丝；后剪断导柱塞铅丝；4提管时保证混凝土埋入提管时保证混凝土埋入1m。二、沉管灌注桩沉管灌注桩41.特点：特点：能在土质很差，地下水位
17、很高时施工能在土质很差，地下水位很高时施工42.施工方法：施工方法：锤击沉入锤击沉入钢管法钢管法振动沉入振动沉入钢管法钢管法43.工艺顺序：工艺顺序：4桩桩靴靴、钢钢管管就就位位沉沉管管检检查查管管内内有有无无砂砂、水水放入钢筋骨架放入钢筋骨架浇灌混凝土、提管。浇灌混凝土、提管。44.要点：要点：4防止钢管内进入泥浆、水；防止钢管内进入泥浆、水；4灌满混凝土后再随拔管、随灌、并轻打或振动灌满混凝土后再随拔管、随灌、并轻打或振动4防止缩径、断桩及吊脚桩防止缩径、断桩及吊脚桩。就位就位沉入沉入浇筑浇筑成型成型边拔边浇边拔边浇放入钢筋笼放入钢筋笼继续浇筑继续浇筑钢筋混凝土桩尖钢筋混凝土桩尖钢管活瓣桩
18、尖钢管活瓣桩尖45.提高桩承载力的方法提高桩承载力的方法4锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩：4 单打法4 复打法单打时不放钢筋笼，混凝土初凝前原位打入、插筋灌注。4振动沉管灌注桩：振动沉管灌注桩：4 单振法灌满混凝土后，每原位振动510s，再上拔0.51m。4 复振法同复打法；4 反插法单振法拔管时，每上拔0.51m，向下反插0.30.5m。三、爆扩灌注桩三、爆扩灌注桩4 步骤：步骤：成孔放炸药灌砂及压爆混凝土引爆成扩大头检查置筋灌筑混凝土。4 炸药用量：炸药用量：依扩大头径及土质而定，可用计算、试验、查表三法。内容：内容：爆桩孔爆桩孔 爆扩大头爆扩大头桩身桩身坚土层坚土层承台承台混凝土垫层混凝土
19、垫层扩大头扩大头爆扩桩基础构造示意图爆扩桩基础构造示意图爆扩桩施工工艺爆扩桩施工工艺钻孔钻孔(直径直径5060mm)放炸放炸药管药管扩孔扩孔清土清土放炸药包放炸药包灌混凝土灌混凝土爆扩爆扩大头大头放入钢筋放入钢筋骨架骨架,灌灌注混凝土注混凝土4四、人工挖孔灌注桩四、人工挖孔灌注桩4 安全要求：安全要求：护壁、通风、联络、照明、人员上下大直径扩底桩大直径扩底桩护壁构造示意护壁构造示意第四节第四节 其它深基础施工其它深基础施工4一、地下连续墙一、地下连续墙41.用途用途：深基坑的支护结构：深基坑的支护结构建筑物的深基础建筑物的深基础42.特特点点：刚刚度度大大，挡挡土土又又挡挡水水，可可用用于于任
20、任何何土土质，施工无振动、噪音低；质，施工无振动、噪音低；4成本高，施工技术复杂，专用设备。成本高，施工技术复杂，专用设备。43.施施工工工工艺艺：导导墙墙施施工工槽槽段段开开挖挖清清孔孔插插入入接接头头管管和和钢钢筋筋笼笼水水下下浇浇筑筑混混凝凝土土（初初凝凝后后）拔出接头管。拔出接头管。44.支承及与基础底板、结构墙体的连接：支承及与基础底板、结构墙体的连接：地下连续墙施工过程示意图地下连续墙施工过程示意图导杆液压导杆液压抓斗构造抓斗构造SF型多头型多头钻成槽机钻成槽机二、二、墩基础墩基础（即大直径扩底灌注桩）（即大直径扩底灌注桩）4 直径直径 0.8m。（桩径。（桩径2.5m、底径底径5
21、m、承千吨）承千吨）4方法方法：1)1)人挖人扩桩；人挖人扩桩；4 2)2)机钻人扩桩机钻人扩桩,干法；干法；4 3)3)机钻机扩桩机钻机扩桩,湿法。湿法。4要求要求：4 防塌壁；须降水、通风、通讯、照明。防塌壁；须降水、通风、通讯、照明。4设备设备：1)1)风镐、八字护壁；风镐、八字护壁；2)2)钻扩机。钻扩机。4施工工艺施工工艺：4护壁挖孔护壁挖孔扩底扩底放入钢筋笼放入钢筋笼浇筑混凝土浇筑混凝土墩身施工示意图墩身施工示意图三、沉井基础三、沉井基础41 1、用途、用途：重型设备基础；桥墩；取水结构；超高层建：重型设备基础；桥墩；取水结构；超高层建筑物基础；筑物基础；42 2、施工工艺、施工工
22、艺：制作安放刃脚：制作安放刃脚分节浇筑沉井和开挖下分节浇筑沉井和开挖下沉沉（井内混凝土施工）（井内混凝土施工）4 1)1)现浇带刃脚的钢筋混凝土圆或方形现浇带刃脚的钢筋混凝土圆或方形井筒井筒，可设内隔，可设内隔墙，可竖向分段；墙，可竖向分段；4 2)2)井井筒内挖土筒内挖土或水力吸泥后，井筒靠自重逐步下沉，或水力吸泥后，井筒靠自重逐步下沉，边挖边沉；边挖边沉；4 3)3)沉至设计标高后用素混凝土沉至设计标高后用素混凝土封底封底防水渗，浇钢筋混防水渗，浇钢筋混凝土凝土底板底板，或内填；，或内填；4 4)4)若沉井为内空的地下结构物，则浇筑钢筋混凝土若沉井为内空的地下结构物，则浇筑钢筋混凝土顶顶板板。沉井施工主要程序示意图沉井施工主要程序示意图