第二章樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)是由若干個沉入土中的單樁組成的一種深基礎(chǔ)。在各個單樁的頂部再用承臺或梁聯(lián)系起來，以承受上部建筑物的重量。樁基礎(chǔ)的作用就是將上部建筑物的重量傳到地基深處承載力較大的土層中去，或?qū)④浫跬翑D密實以提高地基的承載力。在軟弱土層上建造建筑物或上部結(jié)構(gòu)荷載很大，天然地基的承載能力不滿足時，采用樁基礎(chǔ)可以取得較好的經(jīng)濟效果。

樁按傳力和作用性質(zhì)不同，可分端承樁和摩擦樁端承樁：穿過軟弱土層并將建筑物的荷載直接傳遞給堅硬土層的樁，它在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載主要由樁端阻力承受的；它的入土深度控制是以貫入度主為，以標高作為參考;摩擦樁：沉至軟弱土層一定深度，將軟弱土層擠密實，提高了土層的密實度和承載能力，上部結(jié)構(gòu)的荷載主要由樁身側(cè)面與土之間的摩擦力承受，樁尖阻力也承受少量的荷載；它的入土深度控制是以標高為主，以貫入度作為參考。

樁按制作方法不同分：預(yù)制樁和灌注樁

沉樁的方法：錘擊法、靜力壓樁法、振動法第一節(jié)鋼筋砼預(yù)制樁一、預(yù)制樁的制作、起吊、運輸、堆放、打樁、接樁、截樁1、鋼筋砼管樁是目前工程上應(yīng)用最廣的一種樁，它有PHC（高強薄壁管樁）；PTC（薄壁管樁）；PC（高強砼管樁）。2、鋼筋混凝土預(yù)制樁的鋼筋骨架，宜用點焊，亦可綁扎。骨架的主筋宜用對焊，亦可用搭接焊，但主筋的接頭位置應(yīng)當(dāng)錯開。樁尖用鋼板制作，在制備鋼筋骨架時就把鋼板的樁尖焊好（現(xiàn)在打樁，基本都不用樁尖）3、鋼筋混凝土預(yù)制樁的制作，有并列法、間隔法、重疊法等。粗骨料應(yīng)采用5～40mm的碎石，不得以細顆粒骨料代替，以保證充分發(fā)揮粗骨料的骨架作用，增加混凝土的抗拉強度，澆筑完畢后覆蓋養(yǎng)護不少于7天；4、預(yù)制樁的砼強度達到設(shè)計強度等級70%以上方可起吊；達到100%才能運輸和打樁。如需提前起吊，則必須作強度和抗裂度驗算。5、預(yù)制樁的沉樁有錘擊法沉樁、靜力壓樁法和振動沉樁法三種(預(yù)制樁沉樁屬于擠土類型的沉樁，當(dāng)樁沉入時，樁周土體會發(fā)生強烈擾動，產(chǎn)生擠土應(yīng)力。土壓力和土體中形成的超靜孔隙水壓力將使樁周土體發(fā)生側(cè)向位移和隆起)

二、錘擊法沉樁：1、打樁機械設(shè)備主要包括：樁錘、樁架及動力裝置三部分。樁錘：落錘、單動汽錘、雙動汽錘、柴油錘和振動錘五種；落錘：亦稱自落錘，是利用樁錘本身的重量自高處落下產(chǎn)生沖擊力，將樁打入土內(nèi)，落錘一般1~2t。單動汽錘：單動汽錘重3~15t，沖擊力大，每分鐘錘擊次數(shù)為60~80次。雙動汽錘：每分鐘錘擊次數(shù)為100~300次，錘重5~7t，工作效率高。

柴油錘：設(shè)備簡單，是柴油通過噴嘴噴入汽缸而自行燃燒，所造成的壓力又將汽缸上拋，待其喪失上升速度，則又重新降落擊樁，目前經(jīng)常采用的就是柴油打樁錘。2、樁架高度的選擇：樁的長度、樁帽的高度、樁墊的高度、樁錘、施工條件這幾方面來決定樁架的高度；3、沉樁：樁放在樁位后，樁錘、樁帽和樁身中心線應(yīng)在同一直線上，盡量避免偏心。此時在錘的重量下，樁會沉入土中一定深度，待下沉停止，再檢查樁身的垂直度，符合要求后，即可開始打樁。

4、打樁的注意事項：（1）在打樁過程中應(yīng)經(jīng)常用線錘及水平尺檢查打樁架，如垂直度超過1%，必須及時糾正，以免把樁打斜；（2）打樁入土的速度應(yīng)均勻，錘擊間歇時間不要過長；（3）應(yīng)觀察樁錘回彈情況，如經(jīng)常回彈較大，說明樁錘太輕，不能使樁下沉，此時應(yīng)更換重的樁錘（63錘的架可以用83錘來打）；（4）應(yīng)隨時注意貫入度的變化。當(dāng)貫入度驟減，樁錘突然發(fā)生較大回彈，此時應(yīng)將錘擊的落距減小，加快錘擊；如果還出現(xiàn)這種現(xiàn)象，就說明此時樁尖遇到障礙，應(yīng)停止錘擊，研究遇到的原因并進行處理，如果盲目的施打，則會使樁尖或樁身遭到損壞；（5）用送樁器打樁時，樁與送樁器的縱軸線應(yīng)在同一直線上；（6）對于打斜的樁，應(yīng)將樁拔出，探明原因，排除障礙，用砂石填孔后，重新插入施打，如拔樁困難，應(yīng)會同設(shè)計單位研究處理，或在原樁附近補打一樁。

5、打樁的施工質(zhì)量要求：（1）樁尖位于堅硬、硬塑的粘性土、碎石土、中密以上的砂土?xí)r，以貫入度控制為主，樁尖進入持力層深度或樁尖標高可作參考；（2）貫入度已達到，而樁尖標高未達到時，應(yīng)繼續(xù)錘擊三陣，其每陣10擊的平均貫入度不應(yīng)大于規(guī)定的數(shù)值；（3）樁尖位于其他軟土層時，以樁尖設(shè)計標高控制為主，貫入度可作參考；（4）貫入度應(yīng)通過試樁確定，或做打樁試驗與有關(guān)單位確定，按標高控制的樁，樁頂?shù)臉烁咴试S偏差為-50~100㎜（太倉一項目所有樁頂高出1.0m）

貫入度即為最后貫入度，在實際施工中，一般采用最后10擊樁的平均入土深度作為其最后貫入度。（5）樁的垂直偏差不應(yīng)大于1%，平面位置偏差不大于100~150㎜。6、在樁基中，往往有幾根樁到數(shù)十根樁，因此在打樁前應(yīng)先擬訂打樁順序（提供打樁路線圖）。打樁的順序一般有四種：（1）逐排打設(shè)（2）自邊沿向中央打設(shè)（3）自中央向邊沿打設(shè)（4）分段打設(shè)在粘土類土層中，若逐排打設(shè)，則土體向一個方向擠壓，使地基上擠壓的程度不均勻，這樣可能使樁的打入深度逐浙減少，會引起建筑物產(chǎn)生不均勻下沉；若自邊沿向中央打設(shè)，則中間部分的土層擠壓密實，使樁不易打入，并且中間各樁打時，已打的外側(cè)樁可能受擠而升起。正確確定打樁順序和流水方向，在打樁施工中是十分重要的。因為在打樁過程中，尤其在樁距較小的情況下，地表土和深層土都會因打樁擠土效應(yīng)而產(chǎn)生移位，正確確定打樁順序可以減少土體移位。根據(jù)施工經(jīng)驗，打樁的順序，以自中央向邊沿打設(shè)和分段打設(shè)為最好，但樁距大于或等于4倍樁直徑時，則打樁順序影響不大。打樁入土的速度應(yīng)均勻，錘擊間歇的時間不要過長。四、沉樁施工對環(huán)境影響及預(yù)防措施1、打樁對周圍環(huán)境的影響，除震動、噪音外，還有土體的變形、位移和形成超靜孔隙水壓力，它使土體原來所處的平衡狀態(tài)破壞，對周圍原有的建筑物和地下設(shè)施帶來不利影響2、輕則使建筑物的粉刷脫落，墻體和地坪開裂3、重則使圈梁和過梁變形，門窗開閉困難，它還會使鄰近的地下管線破損或斷裂，甚至中斷使用；還能使鄰近的路基變形，影響交通安全等六、減少或預(yù)防沉樁對周圍環(huán)境的有害影響，可采用下述措施 （1）采用預(yù)鉆孔打樁工藝。亦稱“鉆打法”，它是先在地面樁位處鉆孔，然后在孔中插入預(yù)制樁，用打樁機將樁打到設(shè)計標高（2）合理安排沉樁順序。沉樁順序不同，擠土情況亦不同。由于先打入樁周圍的土固結(jié)后，土與樁之間產(chǎn)生一定的摩阻力，可阻止土隆起。為保護附近的建筑物等，群樁宜采取由近而遠的打入順序。在較硬土地區(qū)打樁，為避免樁難以打入，宜采取先中間后四周的打樁順序（3）控制沉樁速率。沉樁時由于擠壓產(chǎn)生超靜孔隙水壓力，它有一個消散過程。為避免在較短時間內(nèi)連續(xù)打入大量樁，對超靜孔隙水壓力的增加有所控制，減少擠土效應(yīng)，宜控制沉樁速率（4）挖防震溝。沿沉樁區(qū)四周挖防震溝，溝深1.5～2.0m，兩邊放坡，可隔斷近地表處的土體位移，不致影響到溝槽以外的區(qū)域。同時還可阻斷打樁產(chǎn)生的地震波，由于地震波主要沿地表層傳播，深層的地震波易被吸收，且深處無地下管線和基礎(chǔ)等，不會產(chǎn)生有害影響（5）打設(shè)鋼板樁等圍護。沿被保護的建筑物等外圍打設(shè)鋼板樁等，利用其自身剛度約束沉樁后的擠土影響（6）采用開口鋼管樁。打設(shè)開口的鋼管樁，擠土效應(yīng)很小，但費用過高；八、預(yù)制樁身質(zhì)量檢查：對預(yù)制樁進場檢驗結(jié)果有懷疑時，應(yīng)進行破損和抗彎試驗。管樁檢查時，同一生產(chǎn)廠家、同一規(guī)格的產(chǎn)品，每進場300節(jié)必須抽一節(jié)做破損檢驗和見證取樣抗彎試驗，對樁身開裂等超過規(guī)定的不合格樁不得使用。破損檢驗：對預(yù)制方樁（實心樁），抽一節(jié)現(xiàn)場敲碎，檢查里面的鋼筋，并對樁身取芯檢測樁自身的強度是否符合設(shè)計的要求；對管樁，取芯檢測樁身的強度和樁的壁厚是否符合設(shè)計的要求；抗彎試驗：現(xiàn)場只對管樁進行抗彎試驗，不對方樁（實心樁）進行抗彎試驗；第二節(jié)砼及鋼筋砼灌注樁施工

灌注樁按成孔方法分：泥漿護壁成孔灌注樁、干作業(yè)成孔灌注樁（人工挖孔）、套管成孔灌注樁及爆擴成孔灌注樁。一、泥漿護壁成孔灌注樁（鉆孔灌注樁）1、適用于碎石土、砂土、粘性土及風(fēng)化巖、淤泥質(zhì)土；2、它的施工是由鉆孔設(shè)備進行鉆孔，待孔深達到設(shè)計要求后即行清孔，放入鋼筋籠，然后進行水下澆筑砼而成樁。為防止在鉆孔過程中塌孔，在孔中注入相對密度有一定要求的泥漿進行護壁。3、泥漿護壁成孔經(jīng)清孔后，當(dāng)樁以摩擦力為主時，沉渣允許厚度不得大于300㎜，以端承力為主的樁則不得大于100㎜。4、水下澆筑的砼強度等級不應(yīng)低于C20，骨料粒徑不宜大于30㎜，砼坍落度為16~22㎜。二、套管成孔灌注樁：套管成孔灌注樁，是目前采用最廣泛的一種灌注樁，它有振動灌注樁和錘擊沉管灌注樁兩種。1、振動灌注樁：是采用振動樁錘將鋼樁管沉入土中，放入鋼筋籠，澆筑砼，再邊振邊拔出樁管。在拔管過程中應(yīng)分段添加砼，保持管內(nèi)砼面始終不低于地表面，或高于地下水位1~1.5m以上，拔管速度不得大于0.5m/min，在樁尖約1.5m范圍內(nèi)宜多次反插，以擴大樁的端部截面。2、錘擊沉管樁：是利用落錘或蒸汽錘將鋼樁管打入土中成孔。錘擊沉管樁砼強度等級不宜低于C15。錘擊沉管灌注樁在施工中常見問題及處理方法：（1）斷樁：斷樁一般常見于地面以下1~3m的不同軟硬層交接處，一般貫通整個截面。處理方法：將斷的樁段拔去，將孔清理后，略增大面積或加上鐵箍連接，再重新澆筑砼補做樁身。（2）瓶頸樁：又稱蜂腰樁，該樁在某部分樁徑縮小，截面不符合要求。常發(fā)生在飽和的淤泥或淤泥質(zhì)軟土地基中。原因為地下水壓力大于砼自重而產(chǎn)生。處理方法：進行復(fù)打處理。

（3）吊腳樁：即樁底部砼隔空，或砼中混進泥砂而形成松軟層。原因為樁靴強度不夠，沉管時被破壞變形，水或泥沙進入樁管。處理方法：將樁管拔出糾正樁靴或?qū)⑸盎靥顦犊缀笾匦鲁谅?。?）樁靴進水進泥：常發(fā)生在地下水位高或飽和淤泥或粉砂土層中。處理方法：拔出鋼管，清除泥沙，整修樁靴，用砂回填后重打。三、人工挖孔灌注樁：是指在樁位用人工挖直孔，每挖一段即施工一段支護結(jié)構(gòu)，如此反復(fù)向下挖至設(shè)計標高，然后即放下鋼筋籠，澆筑砼而成樁。（1）人工挖孔灌注樁的優(yōu)點：1、設(shè)備簡單，對施工現(xiàn)場周圍的原有建筑物影響?。?、在挖孔時，可直接觀察土層變化情況；3、清除沉渣徹底；4、如需加快進度，可同時開挖若干個樁孔；5、施工成本低。特別在施工現(xiàn)場狹窄的市區(qū)修建高層建筑時，更顯示其優(yōu)越性。

（2）人工挖孔灌注樁要做護壁：1、當(dāng)采用磚砌護壁時，應(yīng)用水泥砂漿砌筑，砂漿應(yīng)飽滿，為增加砌護壁與土壁粘結(jié)，在土壁與砌護壁間應(yīng)填塞水泥砂漿；2、挖土?xí)r如遇特別松散土層或流沙層時，可用鋼護筒或預(yù)制砼沉井等作為護壁，待穿過此層后再按一般方法施工。（3）人工挖孔灌注樁安全：1、施工人員進入孔內(nèi)必須戴安全帽；2、孔內(nèi)有人施工時，孔上必須有人監(jiān)督防護；3、護壁要高出地面200~300㎜，以防雜物滾入孔內(nèi)；4、孔周圍應(yīng)設(shè)置安全防護欄桿；5、每孔應(yīng)設(shè)安全繩、安全軟梯；6、孔內(nèi)照明應(yīng)用安全電壓；7、潛水泵必須有防漏電裝置；8、設(shè)置鼓風(fēng)機，向孔內(nèi)輸送潔凈空氣，排除有害氣體。樁