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单元2 地基与基础工程
2.1 地基处理
地基处理的目的是改善地基的性质，提高承载力，同时达到满足建筑物对地基稳定性和变形的要求。
2.1.1地基处理的原理
1、地基
即指建筑物基础以下的土体，地基的主要作用是承托建筑物的基础；地基虽不是建筑物本身的一部分，但与建筑物的关系非常密切。
2、建筑物对地基的要求：
①可靠的整体稳定性；
②足够的地基承载力；
③在建筑物的荷载作用下，其沉降值、水平位移及不均匀沉降需要满足要求。
3、天然地基和地基处理
4、地基处理的原理
将地基土孔隙比由大变小、由松变密，提高土体密实度；将地基土含水量由高变低、由软变硬，提高土体坚硬度；将地基地土内摩擦角由小变大、由弱变强，提高土体抗剪强度，即可达到地基加固的目的。
5、地基处理方案的确定
1）初选几种可行性方案
2）选择最佳方案
3）现场试验
2.1.2 地基局部处理
在基坑开挖施工中，有空洞、墓穴、枯井、暗沟等存在时，就应进行局部处理。处理的方法和原则：将局部软弱土层或硬物尽可能挖除，回填与天然土压缩性相近的材料，分层夯实；处理后的地基应保证建筑物各部位沉降量趋于一致，以减少地基的不均匀下沉。
1、软松土坑(填土、墓穴、淤泥）的处理
2、土井、砖井的处理
3、局部范围内(硬物）的处理
4、橡皮土的处理
当地基为粘性土，且含水量较大并趋于饱和时，夯拍后会使地基土变成踩上去有种颤动感觉的“橡皮土”。
5、设备管道的处理
2.1.3软土地基加固
软土是指以水下沉积的软弱粘性土或淤泥为主的地层,有时也有少量的腐泥或泥炭层。目前,常用的软土地基处理方法主要有：换填法、灰土挤密桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、预压法、强夯法、振冲法、深层搅拌法等。
1、换填法
根据换填材料的不同，可将换土分为砂石（砂砾、碎卵石）垫层、土垫层（素土、灰土）、粉煤灰垫层、矿渣垫层等。
2、灰土挤密桩法
灰土挤密桩复合地基是利用沉管、冲击或爆扩等方法成孔时的侧向挤土作用，使桩间一定范围内的土得以挤密、扰动和重塑，然后将桩孔用2：8或3：7灰土分层夯填密实，与桩间土共同组成复合地基以承受上部荷载。该法属于深层挤密加固地基处理的一种，是一种人工复合地基。
桩的成孔方法可根据现场机具条件选用沉管（振动、锤击）法、爆扩法、冲击法或洛阳铲成孔法等。
3、水泥粉煤灰碎石桩法
简称CFG桩，是在碎石桩的基础上加一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的具有一定粘结强度的桩体，与周围地基土体形成复合地基。
CFG桩施工工艺有振动沉管CFG桩施工工艺和长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺等。其施工工艺为：沉管→投料→拔管。
4、预压法
预压法是在建筑物建造前，对建筑物进行预压，使土体中的水排出，地基发生沉降，逐渐固结，同时强度逐步提高的方法。
(1)堆载预压法
在建造建筑物之前，用临时堆载(砂石料、土料、其他建筑材料、货物等）的方法对地基施加荷载，给予一定的预压期。使地基预先压缩完成大部分沉降并使地基承载力得到提高后，卸除荷载再建造建筑物。
该法施工工艺与要点如下：
1)预压荷载一般宜取等于或大于设计荷载。
2)大面积堆载可采用自卸汽车与推土机联合作业，对超软土地基的第一级堆载用轻型机械或人工作业。
3)堆载的顶面宽度应小于建筑物的底面宽度，底面应适当放大。
4)作用于地基上的荷载不得超过地基的极限荷载。
(2)砂井堆载预压法
该法是在软弱地基中用钢管打孔，灌砂设置砂井作为竖向排水通道，并在砂井顶部设置砂垫层作为水平排水通道，在砂垫层上部压载以增加土中附加应力，附加应力产生超静水压力，使土体中孔隙水较快地通过砂井从砂垫层排出，以达到加速土体固结，提高地基土强度的目的。
图2-3 砂井布置剖面图
(3)袋装砂井堆载预压法
该法是在普通砂井堆载预压基础上改良和发展起来的一种新方法。
图2-4 袋装砂井的施工工艺过程
（a）打入成孔套管；（b）套管到达设计标高；（c）放入砂袋；
（d）拔套管；（e)袋装砂井施工完毕
(4)塑料排水板堆载预压法　
该法是将带状塑料排水板（图2-5）用插板机将其插入软弱土层中，组成垂直和水平排水系统，然后在地基表面堆载预压（或真空预压），土中孔隙水沿塑料板的沟槽上升逸出地面，从而加快软土地基的沉降过程，使地基得到压密加固（图2-6)。
图2-5 塑料排水板 图2-6 典型的塑料排水板堆载预压地基工程剖面图
1-塑料排水板；2-土工织物；3-堆载
（5）真空预压法
该法是在软黏土地基表面铺设砂垫层，用土工薄膜覆盖且周围密封。用真空泵对砂垫层抽气，使薄膜下的地基形成负压。随着地基中气和水的抽出，地基土得到固结。为了加速固结，也可采用打砂井或插塑料排水板的方法，即在铺设砂垫层和土工薄膜之前打砂井或插排水板，达到缩短排水距离的目的。
图2-7 典型的真空预压法加固地基工程剖面图
1-砂井;2-砂垫层；3-薄膜;4-抽水气;5-黏土
5、强夯法
强夯地基是用起重机或起重机配三脚架、龙门架等起重机械，将重8～30t的重锤吊起并从6～30m的高度自由落下，给地基施加以强大的冲击力和振动，在地基土中产生强大冲击波和冲击应力，迫使土体空隙压缩，排出空隙中的气和水，使土颗粒重新排列，迅速固结，从而降低压缩性，提高地基承载力的有效方法。通常强夯夯击第一锤，可使锤陷入地面达1m左右。
6、振冲法
振冲法，又称振动水冲法，是以起重机吊起振冲器，启动潜水电机带动偏心块，使振动器产生高频振动，同时启动水泵，通过喷嘴喷射高压水流，在边振边冲的共同作用下，将振动器沉到土中的预定深度，经清孔后，从地面向孔内逐段填入碎石，或不加填料，使在振动作用下被挤密实，达到要求的密实度后即可提升振动器，如此重复填料和振密，直至地面，在地基中形成一个大直径的密实桩体与原地基构成复合地基，从而提高地基的承载力，减少沉降和不均匀沉降，是一种快速、经济有效的加固方法。
振冲法按加固机理和效果的不同，又分为振冲置换法和振冲密实法两类。
7、深层搅拌法
深层搅拌法是用于加固饱和粘性土地基的一种方法，它是利用水泥、石灰做为固化剂，通过深层搅拌机械在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌，固化剂和软土之间会产生一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基，与天然地基形成复合地基，从而提高地基承载力，增大变形模量。
根据施工方法的不同，深层搅拌法分为水泥浆搅拌和粉体喷射搅拌两种。前者是用水泥浆和地基土搅拌，后者是用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌。
图2-12　水泥土搅拌法施工工艺流程
（a） (b) (c) (d) (e)
图2-13　粉体喷射搅拌法施工顺序
（a）定位;(b) 预搅下沉(c) 预搅下沉结束;(d) 提升喷粉搅拌;(e) 提升结束
　
子单元2 浅基础施工
浅基础一般是指埋置深度小于基础宽度，或埋置深度小于5米，建造在天然地基上的基础。
浅基础根据使用材料性能不同可分为无筋扩展基础(刚性基础)和扩展基础(柔性基础)。
2.2.1无筋扩展基础
无筋扩展基础又称刚性基础，一般由砖、石、素混凝土、灰土和三合土等材料建造的墙下条形基础，或柱下独立基础。其特点是抗压强度高，而抗拉、抗弯、抗剪性能差，适用于6层和6层以下的民用建筑和轻型工业厂房。为保证无筋扩展基础内的拉应力及剪应力不超过基础的允许抗拉、抗剪强度，一般基础的刚性角及台阶宽高比应满足设计及施工规范要求。
1、砖基础
砖基础由普通烧结砖与水泥砂浆砌成。砖基础砌成的台阶形状称为“大放脚”，有等高式和不等高式两种。等高式大放脚是两皮一收，两边各收进1/4砖长；不等高式大放脚是两皮一收与一皮一收相间隔，两边各收进1/4砖长。
大放脚的底宽应根据计算确定，各层大放脚的宽度应为半砖宽的整数倍。在大放脚的下面一般做垫层。垫层材料可用3：7或2：8灰土，也可用1：2：4或1:3:6碎砖三合土。为了防止土中水分沿砖块中毛细管上升而侵蚀墙身，应在室内地坪以下一皮砖处设置防潮层。防潮层一般用1:2水泥防水砂浆，厚约20mm。
2、砌石基础
在石料丰富的地区，可因地制宜利用本地资源优势，做成砌石基础。基础采用的石料分毛石和料石两种，一般建筑采用毛石较多，价格低廉，施工简单。毛石分为乱毛石和平毛石。
3、毛石混凝土基础。
4、混凝土基础。
2.2.2扩展基础
扩展基础一般均为钢筋混凝土基础，按构造形式不同又可分为条形基础（包括墙下条形基础与柱下独立基础）、杯口基础、筏式基础、箱形基础等。
1、钢筋混凝土条形基础
2、杯口基础
杯口基础常用于装配式钢筋混凝土柱的基础，形式有一般杯口基础、双杯口基础、高杯口基础等。
（1）杯口模板
在杯口模板底部留设排气孔，避免出现空鼓，如图2-14所示。
(a)模板底部空鼓 （b)正确作法
图2-14 杯口内模板排气孔示意图
1—空鼓 2—杯口模板 3—底板留排气孔
3、筏形基础
筏形基础是由底板、梁等整体组成。当上部结构荷载较大，地基承载力较低时，可以采用筏形基础。
筏形基础（图2-15）在外形和构造上如倒置的钢筋混凝土楼盖，分为梁板式和平板式两类。梁板式筏形基础用于荷载较大的情况，平板式筏形基础一般在荷载不大，柱网较均匀且间距较小的情况下采用。
由于筏形基础的整体刚度较大，能有效将各柱子的沉降调整得较为均匀。在多高层建筑中被广泛采用。
4、箱形基础
箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板、外墙以及一定数量的内隔墙构成的封闭箱体(图2-16)。它是多层和高层建筑中广泛采用的一种基础形式，以承受上部结构荷载，并把它传递给地基。
箱形基础适用于软土地基，在非软土地基出于人防，抗震考虑和设置地下室时，也常采用箱形基础。
子单元3 桩基础施工
1、按桩的承载性质不同，桩基础可分为端承型桩和摩擦型桩，如图2-16所示。
（a） (b)
图2-16 端承型桩与摩擦型桩
(a)端承型桩 (b) 摩擦型桩
1-桩； 2-承台 3-上部结构
端承型桩是穿过软土层并将建筑物的荷载传递给坚硬土层的桩，又可分为端承桩和摩擦端承桩。端承桩是指在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩端阻力承受的桩；摩擦端承桩是指在极限承载力状态下，桩顶荷载主要由桩端阻力承受的桩。
摩擦型桩是将桩沉至软弱土层一定深度，用以挤密软弱土层，提高土层的密实度和承载力，又可分为摩擦桩和端承摩擦桩。摩擦桩是指在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩侧阻力承受的桩；端承摩擦桩是指在极限承载力状态下，桩顶荷载主要由桩侧阻力承受的桩。
端承桩施工时以控制贯入度为主，桩尖进入持力层深度或桩尖标高作为参考。摩擦桩施工时以控制桩尖设计标高为主，贯入度可做参考。此处贯入度指最后贯入度，施工中一般采用最后三次每击10锤的平均入土深度作为标准，由设计通过试桩确定。
2、按桩的施工方法不同，桩基础有预制桩和灌注桩两类。
3、桩按成桩时挤土状况可分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩。
沉管法、爆扩法施工的灌注桩、打入(或静压)的实心混凝土预制桩、闭口钢管桩或混凝土管桩等属于挤土桩。
冲击成孔法施工的灌注桩、预钻孔打入式预制桩、H型钢桩、敞口钢管桩或混凝土管桩等属于部分挤土桩。
干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法施工的灌注桩等属于非挤土桩。
2.3.1预制桩施工
1、钢筋混凝土预制桩制作、运输和堆放
为节约场地，可采用重叠法间隔制作。叠浇预制桩的层数一般不宜超过4层，上下层之间、邻桩之间、桩与模板之间应做好隔离层。钢筋混凝土预制桩应在混凝土达到设计强度标准值的70%方可起吊，达到100%方能运输和打桩。
2、锤击沉桩施工
（1）打桩机具
打桩用的机具主要包括桩锤、桩架及动力装置三部分。
1)桩锤
桩锤是对桩施加冲击，把桩打入土中的主要机具。主要有落锤、蒸汽锤和柴油锤、液压锤。
柴油锤利用燃油爆炸的能量，推动活塞往复运动产生冲击进行锤击打桩。柴油锤结构简单、使用方便，不需从外部供应能源,可以用于大型混凝土桩和钢管桩等。但在过软的土中由于贯入度过大，燃油不易爆发，往往桩锤反跳不起来，会使工作循环中断。另一个缺点是会造成噪音和空气污染等公害，故在城市中施工受到一定限制。
液压锤的冲击缸体通过液压油提升与降落，每一击能获得更大的贯入度。液压锤不排出任何废气，无噪音，冲击频率高，并适合水下打桩，是理想的冲击式打桩设备，但构造复杂，造价高。
根据现场情况及机具设备条件选定桩锤类型之后，即可进一步确定桩锤质量的大小。桩锤过大，会过多地耗费能量，造成浪费，桩锤过小，又可能打不下桩，给施工带来困难。
2)桩架
桩架的作用是支持桩身和桩锤，将桩吊到打桩位置，并在打入过程中引导桩的方向，保证桩锤沿着所要求的方向冲击。
常用桩架基本有两种形式，一种是沿轨道行走移动的多功能桩架（图2-20），另一种是装在履带式底盘上自由行走的桩架（图2-21。）
1–立柱；2––斜撑；3–回转平台； 1–桩；2–斜撑；3–桩帽；4–桩锤；
4–卷扬机；5–司机室；6–平衡重　　　　　　5–履带式起重机；6–立柱
图2-20 多功能桩架 图2-21 履带式桩架
3)动力装置
打桩机构的动力装置及辅助设备主要根据选定的桩锤种类而定。落锤以电源为动力，需配置电动卷扬机等设备；蒸汽锤以高压饱和蒸汽为驱动力，配置蒸汽锅炉等设备；气锤以压缩空气为动力源，需配置空气压缩机等设备；柴油锤以柴油为能源，桩锤本身有燃烧室，不需外部动力设备。
（2）打桩施工
沉桩前应作数量不少于2根桩的打桩工艺试验，用以了解桩的贯入度、持力层强度、桩的承载力等。
1)打桩顺序
由于锤击沉桩是挤土法成孔，桩入土后对周围土体产生挤压作用。一方面先打入的桩会受到后打入的桩的推挤而发生水平位移或上拔；另一方面由于土被挤紧使后打入的桩不易达到设计深度或造成土体隆起。特别是在群桩打入施工时，这些现象更为突出。
为减少挤土影响，确定沉桩顺序的原则应如下：
①从中间向四周沉设，由中及外；
②从靠近现有建筑物最近的桩位开始沉设，由近及远；
③先沉设入土深度深的桩，由深及浅；
④先沉设断面大的桩，由大及小。
⑤先沉设长度大的桩，由长及短。
2)打桩程序
打桩程序包括：吊桩、插桩、打桩、接桩、送桩、截桩头。
打桩有“轻锤高击”和“重锤低击”两种方式。这两种方式，如果所做的功相同，而所得到的效果却不相同。轻锤高击，所得的动量小，而桩锤对桩头的冲击力大，因而回弹也大，桩头容易损坏,大部分能量均消耗在桩锤的回弹上，故桩难以入土。相反，重锤低击所得的动量大，而桩锤对桩头的冲击力小，因而回弹也小，桩头不易被打碎，大部分能量都可以用来克服桩身与土壤的摩阻力和桩尖的阻力，故桩很快入土。此外，又由于重锤低击的落距小，因而可提高锤击频率，打桩效率也高，正因为桩锤频率较高，对于较密实的土层，如砂土或粘性土也能较容易地穿过，所以打桩宜采用“重锤低击”。
当桩顶接近地面，而沉桩压力距规定值还略有差值时，可以用送桩管放在桩顶上向下进行压送，使沉桩压力达到要求的数值。桩与送桩管的纵轴线应在同一直线上，拔出送桩管后，桩孔应及时回填或加盖。
当桩顶高出地面一定距离，而沉桩压力已达到规定值时，则要截桩，以便压桩机移位和后续施工。截桩头宜用锯桩器截割，或用手锤人工凿除混凝土，钢筋用气割割齐。严禁用大锤横向敲击或强行扳拉截桩。
3)打桩控制
打桩时主要控制两个方面的要求：一是能否满足贯入度及桩尖标高或入土深度要求，二是桩的位置偏差是否在允许范围之内。
打桩的控制原则是：当(端承型桩)桩尖位于坚硬、硬塑的黏土、碎石土、中密以上的砂土或风化岩等土层时，以贯入度控制为主，桩尖进入持力层深度或桩尖标高可作参考；当(摩擦型桩)桩尖位于其他软土层时，以桩尖设计标高控制为主，贯入度可作参考。
3、静力压桩施工（图2-25）
图2-25 静力压桩机示意图
1-活动压梁；2-油压表；3-桩帽；4-上段桩；5-加重物仓；6-底盘；7-轨道；8-上段接桩锚筋；9-下段桩; 10-导笼口；11-操作平台；12-卷扬机；13-加压钢绳滑轮组；14-桩架导向笼
4、振动压桩施工
预制桩除了采用打桩和压桩的方法进行沉桩外，还有用振动沉桩的方法。振动沉桩和打桩基本相同，所不同的是采用激振器代替桩锤。
5、预制桩在施工中常见的问题
预制桩在施工中遇到的问题主要有: 桩上涌土隆起; 桩顶位移; 桩顶碎裂及截桩等。
(1)桩上涌土隆起
在打桩过程中, 桩打入土中排挤土体, 使土体压缩。当土被挤到极限时, 即向上涌抬高地面，对桩的承载力有一定影响。
(2)桩顶位移
在软土地基上施工较密集的群桩时，由于打桩引起空隙水压力把相邻的桩推向一侧，导致桩位偏移。
(3)桩头破损
在施工中，一般破坏以桩头破损为最多，约占95%。桩头破坏大多由于混凝土强度不足，桩头钢筋设置不合理，锤击偏心，桩垫厚度不够，并和锤的大小、落距、桩帽材料等因素有关。
(4) 截桩
打桩常遇到送桩和截桩，这主要是由于地质勘察报告不详，钻探孔和地层本身起伏的问题, 常常使桩打不下去。
2.3.2灌注桩施工
灌注桩是在施工现场的桩位上先就地成孔，然后在孔内灌注砼，或者加入钢筋后再灌注混凝土而形成。根据成孔方法的不同可分为钻、挖、冲孔灌注桩，套管灌注桩和爆扩桩等。
与预制桩相比由于避免了锤击应力，桩的混凝土强度及配筋只要满足使用要求就可以，因而具有节约材料、成本低廉、施工不受地层变化的限制、无需接桩及截桩等优点。但也存在着技术间隔时间长，不能立即承受荷载，操作要求严，在软土地基中易缩颈、断裂，在冬季施工较困难等缺点。桩基础的使用可以在施工中省去大量土方支撑和排水降水设施，施工方便，且一般均能获得良好的技术经济效果。
1、干作业成孔灌注桩
图2-26 螺旋钻机钻孔灌注桩施工过程示意图
（a）钻机进行钻孔 (b)放入钢筋骨架 （c）浇筑混凝土
2、泥浆护壁成孔灌注桩
(1)钻孔
回旋钻机是由动力装置带动钻机的回旋装置转动，并带动带有钻头的钻杆转动，由钻头切削土壤。在钻孔时，应在桩位处设护筒。成孔方式有正(反)循环回转钻成孔、正(反）循环潜水钻成孔、冲击钻成孔、冲抓锥成孔、钻斗钻成孔等。
1）护筒的作用是：
①控制桩位，导正钻具。
②保护孔口，防止孔口土层坍塌。
③提高孔内的水头高度，增加对孔壁静水压力以稳定孔壁。
④护筒顶面可作为测量钻孔深度、钢筋笼下放深度、混凝土面位置及导管埋深的基准面。
2）护筒的一般要求
①护筒内径
护筒内径应大于钻头直径100mm。
②护筒顶端高度
采用反循环回转方法（包括反循环潜水电钻）钻孔时，护筒顶端应高出地下水位2.0m以上。
3）护筒的埋设
①挖坑埋设
当地下水位在地面以下超过1m时，可采用挖坑埋设法（如图2-27）；在砂类土中挖坑埋设护筒时，先在桩位处挖出比护筒外径大0.8～1.0m的圆坑，然在坑底填筑50cm左右厚的粘土，分层夯实，以便护筒底口坐实；在粘性土中挖埋护筒时，坑的直径与上述相同，坑底挖平；在松散砂层中埋设护筒时，由于挖坑不易成型，可采用双层护筒，即在外层护筒内挖砂或射水使外层筒下沉到要求的深度，再在外层护筒内安设正式护筒。
图2-27 　挖埋法埋设护筒
1－护筒；2－地面；3－夯填粘土；4－施工水位
②填筑法埋设
当地下水位较高，挖埋比较困难时，宜采用填筑法安装护筒。如图2-28所示。
图2-28 填筑法埋设护筒
1－护筒；2－土岛；3－地下水位
(2)造浆
　泥浆净化的方法有自然沉降法、机械净化法和化学净化法等。
(3)排渣：
钻孔时，在桩外设置沉淀池，通过循环泥浆携带土渣流入沉淀池而起到排渣作用。根据泥浆循环方式的不同，分为正循环和反循环两种工艺。
正循环回旋钻机成孔的工艺如图2-29所示，泥浆或高压水由钻杆内部注入，并从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，携带土渣的泥浆流入沉淀池，经沉淀的泥浆再注入钻杆，由此进行正循环。正循环工艺施工费用较低，但泥浆上升速度慢，大粒径土渣易沉底，一般用于孔浅、孔径不大的桩。
反循环回旋钻机成孔的工艺如图2-30所示，泥浆由钻杆与孔壁间的环状间隙流入钻孔，然后，由砂石泵或真空泵在钻杆内形成真空，使泥浆携带土渣由钻杆内腔吸出至地面而流入沉淀池，经沉淀的泥浆再流入钻孔，由此进行反循环。反循环工艺的泥浆上升的速度快，排放土渣的能力大，可用于孔深、孔径大的桩。
正循环
1-钻头；2-泥浆循环方向；3-沉淀池；4-泥浆池； 5-泥浆泵；6-水龙头；7-钻杆；8-钻机回转装置
反循环
1-钻头；2-新泥浆流向；3-沉淀池；4-砂石泵；5-水龙头；6-钻杆；7-钻杆回转装置；8-混合液流向；
(4)清孔：
清孔可采用泥浆循环法或抽渣筒排渣法。如孔壁土质较好不易塌孔时，也可用空气吸泥机清孔。清孔满足要求后，应立即安放钢筋笼，浇筑混凝土。
(5)吊放钢筋笼：
(6)浇筑混凝土：
泥浆护壁成孔灌注桩常采用导管法水下浇筑混凝土。
3、人工挖孔灌注桩
灌注桩为干作业成孔，成孔方法简便，成孔直径大，单桩承载力高。人工挖孔施工时无振动、无噪音，施工设备简单，可同时开挖多根桩以节省工期，可直接观察土层变化情况，便于清孔和检查孔底及孔壁，可较清楚地确定持力层的承载力，施工质量可靠。但其劳动条件差，劳动力消耗大。
常用的护壁方法有混凝土护圈、沉井护圈和钢套管护圈三种。
图2-31 混凝土护圈挖孔桩 图2-32 沉井护圈挖孔桩 图2-33 套管护圈挖孔桩
常用的井壁护圈有下列几种：
(1)混凝土护圈
采用这种护圈进行挖孔桩施工，应分段开挖，分段浇筑混凝土护圈，到达井底设计标高后，将钢筋笼放入，再浇筑桩基混凝土。现浇混凝土护壁厚度 D/10 + 5 (cm)
特点：设备简单，现场干净，噪音小，无挤土现象，速度快，可直接观察土层、 桩径不受限制。
(2)沉井护圈
先在桩位上制作钢筋混凝土井筒，然后在筒内挖土，井筒靠自重或附加荷载来克服筒壁与土壤之间的摩阻力，使其下沉至设计标高，再在筒内浇注混凝土。
施工工艺：制作安放刃脚→分节浇筑沉井和开挖下沉→（井内混凝土施工）
1)现浇带刃脚的钢筋混凝土圆或方形井筒，可设内隔墙，可竖向分段；
2)井筒内挖土或水力吸泥后，井筒靠自重逐步下沉，边挖边沉；
3)沉至设计标高后用素混凝土封底防水渗，浇钢筋混凝土底板，或内填；
4)若沉井为内空的地下结构物，则浇筑钢筋混凝土顶板。
(3)钢套管护圈
在桩位处先用桩锤将钢套管强行打入土层中，再在钢套管的保护
下，将管内土挖出，吊放钢筋笼，浇注桩基混凝土。待浇筑混凝土
完毕，用振动锤和人字拔杆将钢管立即强行拔出移至下一桩位使用。
这种方法使用于流砂地层，地下水丰富的强透水地层或承压水地层，
可避免产生流砂和管涌现象，能确保施工安全。
4、沉管灌注桩(图2-34)
图2-34 沉管灌注桩
（a）就位；（b）沉钢套管；（c）开始灌注混凝土；
（d）下钢筋骨架继续浇注混凝土；（e）拔管成型
2)施工方法：
①单打法
②复打法
(2)振动沉管灌注桩
图2-36 振动沉管灌注桩桩机示意图
1-导向滑轮；2-滑轮组；3-激振器；4-混凝土漏斗；5-桩管；6-加压钢丝绳；7-桩架；
8-混凝土吊斗；9-回绳；10-活瓣桩靴；11-缆风绳；12-卷扬机；13-行驶用钢管；14-枕木
a）　　　　　　　　　　　　　　　　b）
图2-37　　桩靴
a）活瓣式桩靴； b）预制桩靴
1 一桩管； 2 一锁轴； 3 一活瓣； 4 —桩靴
桩靴可分为钢筋混凝土预制桩靴和活瓣式桩靴两种,如图2-24所示，其作用是阻止地下水及泥砂进入桩管，因此，要求桩靴应具有足够强度，开启灵活，并与桩管贴合紧密。
2)施工方法：
①单振法
②反插法
③复振法
2.3.3桩基工程的安全技术
2.3.4桩基检测与验收
1、打沉桩的质量控制及检验
（1）打（沉）桩的质量控制
桩端位于一般土层时，以控制桩端设计标高为主，贯入度作参考。
桩端达到坚硬、硬塑的黏性土等，以贯入度控制为主，桩端标高作参考。
贯入度已达到，桩端标高未达到时，继续锤击3阵，按每阵10击的贯入度不大于设计规定的数值为准。
振动法沉桩，以最后3次振动（加压），每次10min或5min，测出每分钟的平均贯入度，以不大于设计规定的数值为合格。
（2）打（沉）桩验收要求
对桩承载力的检验：桩的静荷载试验根数不少于总桩数的1％，且不少于3根；只有50根时，不少于2根。
桩身质量检验：高、低应变，不少于桩总数的15％，且每个承台不少于1根。
预制桩的检查，钢筋笼的检查。
施工中桩的垂直度、沉桩情况、桩顶完整状况、桩顶质量进行检查。
电焊接柱，抽10％作焊缝探伤检查。
2、灌注桩质量要求及验收
（1）桩顶标高至少要比实际标高高出0.5m;桩位偏差:桩位允许偏差和桩的位置及成孔方法不同而不同。
（2） 孔深误差:测钻杆、套管长度或用重锤测实际孔深。
（3）桩体质量检查:应用动力法检测或钻芯取样至桩尖下500m。有设计要求的，按设计要求方法检测。
（4）承载力:设计等级为甲级或地质条件复杂，成桩质量可靠性低的灌注桩，应采用静载荷试验，数量不少于总桩数1%，且不少于3根。总桩数少于50根时，为2根。对地质条件、桩型，成桩机具和工艺相同、同一单位施工的桩基。检验桩数不少于总桩数的5%，且不少于5根。
（5）垂直度误差:人工挖孔混凝土护壁桩为<0.5%，其他桩为<1%。检查护筒、钻杆的垂直度或吊垂检查或用探孔器检查。
（6）桩径误差:套管成孔、干成孔的桩径为±20mm;泥浆护壁钻孔为±50mm;人工挖孔为±50mm。用尺量或井径器检查。
（7）泥浆比重(黏土、砂性土中):1.15一1.20。用比重计测量。
（8）沉渣厚度:端承桩≤50mm。摩擦桩≤300mm。用沉渣仪或吊锤测量。
（9）混凝土坍落度:水下灌注160一220mm;干灌注施工70一100mm。灌注前或灌注过程中用坍落度仪测量。
（10）钢筋笼安装深度，±100mm，尺量检查。
3、桩的质量检验
（1）静载试验
（2）动测法
静载法或动测法检查质量和单桩承载力

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