地基與基礎工程

地基處理

一、換土墊層法

換土墊層按其回填材料的不同可分為砂墊層、碎石墊層、素土墊

層、灰土墊層、礦渣墊層、粉煤灰墊層等。墊層的作用是提高淺基礎

下地基的承載力，滿足地基穩(wěn)定要求；減少沉降量；加速軟弱土層的

排水結固；防止持力層的凍脹或液化。目前國內(nèi)常用的墊層施工方法,

主要有機械碾壓法、重錘夯實法和振動壓實（平板壓實）法。換土墊

層法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗

溝、暗塘等的淺層處理或不均勻地基處理。當在建筑范圍內(nèi)上層軟弱

土較薄時，可采用全部置換處理；對于建筑物范圍內(nèi)局部存在古井、

古墓、暗塘、暗溝或拆除舊基礎的坑穴等，可采用局部換填法處理。

換填法的處理深度通常控制在3m以內(nèi)較為經(jīng)濟合理。換填法常用于

處理輕型建筑、地坪、堆料場及道路工程等。

二、預壓法

預壓法是在建筑物建造前，對建筑物進行預壓，使土體中的水排

出，逐漸固結，地基發(fā)生沉降，同時強度逐步提高的方法。預壓法包

括堆載預壓法、真空預壓法、真空-堆載聯(lián)合預壓法、降水預壓和電

滲排水預壓等，后兩種預壓方法在工程上應用較少。預壓法適用于淤

泥質(zhì)土、淤泥和沖填土等飽和黏性土地基。

1.堆載預壓法

在地基基礎施工前，通過在擬建場地上預先堆置重物，進行堆載

預壓，以使地基土固結沉降基本完成，通過地基土的固結以提高地基

承載力。預壓荷載一般等于建筑物的荷載，為了加速壓縮過程，預壓

荷載也可比建筑物的重量大，稱為超載預壓。堆載預壓可分為塑料排

水板或砂井地基堆載預壓和天然地基堆載預壓。該法適用于各種軟弱

地基，包括天然沉積土層或人工沖填土層，如沼澤土、淤泥水力沖填

土；較廣泛用于冷藏庫、油罐、機場跑道、集裝箱碼頭等沉降要求比

較高的地基。通常，當軟土層厚度小于4m時，可采用天然地基堆載

預壓法處理；當軟土層厚度超過4m時，為加速預壓過程，應采用塑

料排水板或砂井預壓法處理地基。

2.真空預壓法

通過在需要加固的軟土地基上鋪設砂墊層，并設置豎向排水通道

（砂井、塑料排水板），再在其上覆蓋不透氣的薄膜形成一密封層使

之與大氣隔絕。然后用真空泵抽氣，使排水通道保持較高的真空度，

在土的孔隙水中產(chǎn)生負的孔隙水壓力，孔隙水逐漸被吸出，從而使土

體達到固結。真空預壓法一般能形成78?92kPa的等效荷載，與堆載

預壓法聯(lián)合使用，可產(chǎn)生130kPa的等效荷載。加固深度一般不超過

20mo

該法的施工要點是：先設置豎向排水系統(tǒng)，水平分布的濾管埋設

宜采用條形或魚刺形，砂墊層上的密封膜采用2?3層的聚氯乙稀薄

膜，按先后順序同時鋪設。面積大時宜分區(qū)預壓；做好真空度、地面

沉降量，深層沉降、水平位移等觀測；預壓結束后，應清除砂槽和腐

殖土層。應注意對周邊環(huán)境的影響。

該法適用于飽和均質(zhì)黏性土及含薄層砂夾層的黏性土，特別適用

于新淤填土、超軟土地基的加固。

三、強夯法

強夯法是利用近十噸或數(shù)十噸的重錘從近十米或數(shù)十米的高處

自由落下，對土進行強力夯擊并反復多次，從而達到提高地基土的強

度并降低其壓縮性的處理目的。強夯法又稱動力固結法或動力壓實

法。當需要時，可在夯坑內(nèi)回填塊石、碎石等粗顆粒材料，用夯錘夯

擊形成連續(xù)的強夯置換墩，稱為強夯置換法。

強夯法的作用機理是用很大的沖擊能（一般為500?800kJ）,

使土體中出現(xiàn)沖擊波和很大的應力，迫使土中空隙壓縮，土體局部液

化，夯擊點周圍產(chǎn)生裂隙形成良好的排水通道，使土中的空隙水（氣）

順利溢出，土體迅速固結，從而降低此深度范圍內(nèi)土體的壓縮性，提

高地基承載力。同時，強夯技術可顯著減少地基上的不均勻性，降低

地基差異沉降。

強夯法適用于碎石土、砂土、低飽和度的粉土和黏性土、濕陷性

黃土、雜填土和素填土等地基，對于軟土地基，一般來說處理效果不

顯著。

四、振沖法

振沖法又稱振動水沖法，是以起重機吊起振沖器，啟動潛水電機

帶動偏心塊，使振動器產(chǎn)生高頻振動，同時啟動水泵，通過噴嘴噴射

高壓水流，在邊振邊沖的共同作用下，將振動器沉到土中的預定深度,

經(jīng)清孔后，從地面向孔內(nèi)逐段填入碎石，使其在振動作用下被擠密實,

達到要求的密實度后即可提升振動器，如此反復直至地面，在地基中

形成一個大直徑的密實樁體與原地基構成復合地基，提高地基承載

力，減少沉降，是一種快速、經(jīng)濟有效的加固方法。

振沖法根據(jù)加固機理和效果可分為振沖置換法和振沖密實法兩

類。

1.振沖置換法

振沖置換法是利用振沖器或沉樁機，在軟弱黏性土地基中成孔，

再在孔內(nèi)分批填入碎石或卵石等材料制成樁體。樁體和原來的黏性土

構成復合地基，從而提高地基承載力，減小壓縮性。碎石樁的承載力

和壓縮量在很大程度上取決于周圍軟土對碎石樁的約束作用。如周圍

的士過于軟弱，對碎石樁的約束作用就差。振沖置換法適用于不排水

抗剪強度不小于20kPa的黏性土、粉土、飽和黃土和人工填土地基。

對不排水剪切強度小于20kPa的地基，應慎重對待。

2.振沖密實法

振沖密實法的原理是依靠振沖器的強力振動使飽和砂層發(fā)生液

化，砂粒重新排列，孔隙減少，使砂層擠壓加密。振沖密實法適用于

黏粒含量小于10%的粗砂、中砂地基。

五、土或灰土擠密法

土擠密樁和灰土擠密樁地基是用沉管、沖擊或爆炸等方法在地基

中擠土，形成直徑為28?60cm的樁孔，然后向孔內(nèi)夯填素土或灰土

（所謂灰土，是將不同比例的消石灰和土摻和而形成）形成土擠密樁

或灰土擠密樁。成孔時，樁孔部位的土被側(cè)向擠出，從而使樁間土得

到擠密。另一方面，對灰土擠密樁而言，樁體材料石灰和土之間產(chǎn)生

一系列物理和化學反應，凝結成一定強度的樁體。樁體和樁間擠密土

共同組成的人工復合地基，是深層加密處理的一種方法。

以消除地基的濕陷性為主要目的時選用土樁擠密法；以提高地基

的承載力及水、土穩(wěn)定性為主要目的時，選用灰土樁擠密法。土擠密

樁和灰土擠密樁，在消除土的濕陷性和減少滲透性方面，其效果基本

相同或差別不明顯，但土擠密樁地基的承載力和水穩(wěn)性不及灰土擠密

樁，選用這兩種方法時，應根據(jù)工程要求和處理地基的目的來確定。

土擠密樁和灰土擠密樁地基有多種施工工藝，各種施工工藝都是

由成孔和夯實兩部分組成。成孔的方法有錘擊成孔、振動沉管成孔、

沖擊成孔、爆破成孔及人工挖孔法。夯實機械按提錘方法分有偏心輪

夾桿式夯實機和卷揚機提升式夯實機兩種。

六、砂樁法

砂樁法也稱為擠密砂樁法或砂樁擠密法，是指用振動或沖擊荷載

在軟弱地基中成孔后，將砂石擠壓入土中，形成大直徑的密實砂石樁,

達到加固地基的目的。

砂樁法適用于松散砂土、粉土、黏性土、素填土和雜填土等地基。

對飽和黏土地基上對變形控制要求不嚴的工程也可采用砂石樁置換

處理。砂樁法也可用于處理可液化地基。

砂樁在砂性土地基中和黏性土地基中的加固機理是不同的。砂樁

在加固砂性土地基中的作用是：提高樁和樁間土的密實度，從而提高

地基的承載力，減小變形、增強抗液化能力。砂樁在加固黏性土地基

中的作用主要是通過樁體的置換和排水作用加速樁間土體的排水固

結，并形成復合地基，提高地基的承載力和穩(wěn)定性，改善地基土的力

學性能。

砂樁常用的施工方法有振動成樁法、沖擊成樁法和振動水沖法。

七、水泥土攪拌法

水泥土攪拌法是以水泥作為固化劑的主劑，通過特制的攪拌機械

邊鉆邊往軟土中噴射漿液或霧狀粉體，在地基深處將軟土和固化劑

（漿液或粉體）強制攪拌，使噴入軟土中的固化劑與軟土充分拌合在

一起，利用固化劑和軟土之間產(chǎn)生的一系列物理化學反應，形成抗壓

強度比天然土強度高得多，并具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的水

泥加固土樁柱體，由若干根這類加固土樁柱體和樁間土構成復合地

基，從而達到提高地基的承載力和增大變形模量的目的。

水泥土攪拌法分為深層攪拌法（亦稱濕法）和粉體噴攪法（簡稱

干法）。深層攪拌法是使用水泥漿作為固化劑的水泥土攪拌法；粉體

噴攪法是以干水泥粉或石灰粉作為固化劑的水泥土攪拌法。

水泥土攪拌法適用于軟黏土地基的加固，但是用于處理泥炭土、

有機質(zhì)土、塑性指數(shù)IP大于25的黏土（這種土容易在攪拌頭葉片處

形成泥團，無法完成水泥土攪拌），地下水具有腐蝕性時以及無工程

經(jīng)驗的地區(qū)，應通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。

深層攪拌法（濕法）的施工工藝為：樁機就位一鉆進噴漿到底一

提升攪拌一重復噴射攪拌一重復提升復攪一成樁完畢。

粉體噴攪法（干法）的施工工藝為：樁機就位一攪拌下沉一鉆進

結束一提升噴粉攪拌一提升結束。

八、高壓噴射注漿法

高壓噴射注漿法就是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆入（或置

入）土層預定的深度，以20?40MPa的壓力把漿液或水從噴嘴中噴射

出來，形成噴射流沖擊破壞土層及預定形狀的空間，當能量大、速度

快和脈動狀的噴射流的動壓力大于土層結構強度時，土顆粒便從土層

中剝落下來，一部分細粒土隨漿液或水冒出地面，其余土顆粒在射流

的沖擊力、離心力和重力等作用下，與漿液攪拌混合，并按一定的漿

土比例和質(zhì)量大小，有規(guī)律地重新排列。這樣注入的漿液將沖下的部

分土混合凝結成加固體，從而達到加固土體的目的。

高壓噴射注漿法的適用范圍為淤泥、淤泥質(zhì)土、黏性土、粉土、

黃土、砂土、人工填土和碎石等地基。當土中含有較多的大粒徑塊石、

堅硬黏性土、大量植物根莖或有過多的有機質(zhì)時，應根據(jù)現(xiàn)場實驗結

果確定其適用程度。

高壓噴射注漿法的施工工藝是：鉆機就位一鉆孔一插管一噴射作

業(yè)一拔管一清洗器具一移開機具一回填注漿。

條形基礎施工

一、磚基礎

磚基礎用普通燒結磚與水泥砂漿砌成。磚基礎砌成的臺階形狀稱

為''大放腳"，有等高式和不等高式兩種。等高式大放腳是兩皮一收,

兩邊各收進1/4磚長；不等高式大放腳是兩皮一收與一皮一收相間

隔，兩邊各收進1/4磚長。

大放腳的底寬應根據(jù)計算確定，各層大放腳的寬度應為半磚寬的

整數(shù)倍。在大放腳的下面一般做墊層。墊層材料可用3：7或2：8灰

土，也可用1：2：4或1：3：6碎磚三合土。為了防止土中水分沿磚

塊中毛細管上升而侵蝕墻身，應在室內(nèi)地坪以下一皮磚處設置防潮

層。防潮層一般用1：2水泥防水砂漿，厚約20mm。

磚基礎施工的注意事項如下。

①基槽（坑）開挖：應設置好龍門樁及龍門板，標明基礎、墻身

和軸線的位置。

②大放腳的形式：當?shù)鼗休d力大于150kPa時，采用等高式大

放腳，即兩皮一收；否則應采用不等高式大放腳，即兩皮一收與一皮

一收相間隔，基礎底寬應根據(jù)計算而定。

③磚基礎若不在同一深度，則應先由底往上砌筑。在高低臺階接

頭處，下面臺階要砌一定長度（一般不小于基礎擴大部分的高度）的

實砌體，砌到上面后與上面的磚一起退臺。

④磚基礎接槎應留成斜槎，如因條件限制留成直槎時，應按規(guī)范

要求設置拉結筋。

二、毛石基礎

毛石基礎是用毛石與砂漿砌筑而成。其斷面形式有階梯形和梯

形。基礎的頂面寬度比墻厚大200mli1,即每邊寬出100mm,每階高度

一般為300?400nlm,并至少砌二皮毛石。

毛石基礎施工的注意事項如下。

①毛石基礎可用毛石或毛條石以鋪漿法砌筑，灰縫厚度宜為20?

30mm,砂漿應飽滿。

②毛石基礎宜分皮臥砌，并應上下錯縫，內(nèi)外搭接，上階石塊應

至少壓砌下階臺塊的1/2,不得采用外面?zhèn)攘⑹瘔K、中間填心的砌筑

方法。每日砌筑高度不宜超過1.2m。

③毛石基礎在轉(zhuǎn)角處及交接處應同時砌筑，如不能同時砌筑則應

留成斜槎。

④毛石基礎的第一層石塊砌筑時，基地要坐漿，石塊大面向下，

毛石基礎的最上一層石塊宜選用較大的毛石砌筑。

三、鋼筋混凝土基礎

鋼筋混凝土基礎施工時應注意以下事項。

①基槽（坑）應進行驗槽，局部軟弱土層應挖去，用灰土或砂礫

分層回填夯實至基底相平，并將基槽（坑）內(nèi)清除干凈。

②如地基土質(zhì)良好，且無地下水，基槽（坑）第一階可利用原槽

（坑）澆筑，但應保證尺寸正確，砂漿不流失。上部臺階應支模澆筑,

模板支撐要牢固，縫隙孔洞要堵嚴，木模應澆水濕潤。

③基礎混凝土澆筑高度在2m以內(nèi)，混凝土可直接卸入基槽（坑）

內(nèi)，注意混凝土能充滿邊角；澆筑高度在2m以上時，應通過漏斗、

串筒或溜槽，以防止混凝土產(chǎn)生離析分層。

④澆筑臺階式基礎應按臺階分層一次澆筑完成，每層先澆筑邊

角，后澆筑中間。應注意防止上下臺階交接處混凝土出現(xiàn)蜂窩和脫空

現(xiàn)象。

⑤錐形基礎如斜坡較陡，斜面應支模澆筑，并應注意防止模板上

浮。斜坡較平時，可不支模，注意斜坡及邊角部位混凝土的導固密度,

振搗完后，再用人工將斜坡表面修正、拍平、拍實。

⑥當基槽（坑）因土質(zhì)不一挖成階梯形式時，先從最低處澆筑，

按每階高度，其各邊搭接長度不應小于500n）m。

⑦混凝土澆筑完后，外露部分應適當覆蓋，灑水養(yǎng)護；拆模后，

及時分層回填土方并夯實。

預制樁基礎施工

樁基礎是由沉入土中的樁和連接樁頂?shù)某信_組成。在平面上樁可

排列成一排或幾排，樁頂由承臺連接。樁基礎的修筑方法是：先將樁

設置于地基中，然后在樁頂處澆筑承臺，將若干根樁連接成一個整體。

樁基礎的作用是將承臺以上結構傳來的荷載，通過承臺將外荷載

傳至樁頂，再由樁傳到較深的地基土層中去。其中承臺不僅將外力傳

至樁頂，并箍住樁頂形成整體共同承受外力。各樁的作用是將所承受

的荷載通過樁側(cè)土的摩擦阻力和樁端土的支撐力傳至地基土層中。

按樁體材料的不同，樁可分為鋼筋混凝土樁、鋼樁、組合材料樁

（如鋼管內(nèi)填充混凝土）等。按土對樁的支撐性狀分類，樁可分為端

承樁（樁穿過上部軟弱土層，直接將荷載傳至堅硬土層或巖層上）和

摩擦樁（樁穿過的軟弱土層較厚，樁端達不到堅硬土層或巖層上，樁

頂?shù)暮奢d主要靠樁身與土層之間的摩擦力來支撐）。按施工方法分類,

樁可分為預制樁和灌注樁。

鋼筋混凝土預制樁是在預制構件廠或施工現(xiàn)場預制，用沉樁設備

在設計位置上將其沉入土中的。其特點是堅固耐久，不受地下水或潮

濕環(huán)境影響，能承受較大荷載，施工機械化程度高、進度快，能適應

不同土層施工。目前最常用的預制樁是預應力混凝土管樁。它是一種

細長的空心等截面預制混凝土構件，是在工廠經(jīng)先張預應力、離心成

型、高壓蒸養(yǎng)等工藝生產(chǎn)而成。管樁按樁身混凝土強度等級的不同分

為PC樁（C60、C70）和PHC樁（C80）；按樁身抗裂彎矩的大小分為

A型、AB型和B型（A型最大，B型最?。?；外徑有300mm、400mm、

500mm、550mm和600mln,壁厚為65?125mln,常用節(jié)長為7?12m,特

殊節(jié)長為4?5m。

鋼筋混凝土預制樁施工前，應根據(jù)施工圖設計要求、樁的類型、

成孔過程對土的擠壓情況、地質(zhì)探測和試樁等資料制定施工方案。

一、樁基礎施工前的準備工作

1.打樁前的準備

樁基礎工程在施工前，應根據(jù)工程規(guī)模的大小和復雜程度，編制

整個分部工程施工組織設計或施工方案。沉樁前，現(xiàn)場準備工作的內(nèi)

容有處理障礙物、平整場地、抄平放線、鋪設水電管網(wǎng)、沉樁機械設

備的進場和安裝以及樁的供應等。

①處理障礙物。打樁前，宜向城市管理、供水、供電、煤氣、電

信、房管等有關單位提出申請，認真處理高空、地上和地下的障礙物;

對現(xiàn)場周圍（一般為10m以內(nèi)）的建筑物、駁岸、地下管線等做全面

檢查，必要時予以加固或采取隔振措施或拆除，以免打樁中由于振動

的影響引起倒塌。

②場地平整。打樁場地必須平整、堅實，必要時宜鋪設道路，經(jīng)

壓路機碾壓密實，場地四周應挖排水溝以利排水。

③抄平放線定樁位。在打樁現(xiàn)場附近設水準點，其位置應不受打

樁影響，數(shù)量不得少于兩個，用以抄平場地和檢查樁的入土深度。要

根據(jù)建筑物的軸線控制樁定出樁基礎的每個樁位，可用小木樁標記。

正式打樁之前，應對樁基的軸線和樁位復查一次。以免因小木樁挪動、

丟失而影響施工。樁位放線允許偏差為20mmo

④進行打樁試驗。施工前應做不少于2根樁的打樁工藝試驗，用

以了解樁的沉入時間、最終沉入度、持力層的強度、樁的承載力以及

施工過程中可能出現(xiàn)的各種問題和反常情況等，以便檢驗所選的打樁

設備和施工工藝，確定是否符合設計要求。

⑤確定打樁順序。打樁順序直接影響到樁基礎的質(zhì)量和施工速

度，應根據(jù)樁的密集程度（樁距大?。兜囊?guī)格、樁的長短、樁的

設計標高、工作面布置、工期要求等綜合考慮。根據(jù)樁的密集程度，

打樁順序一般分為逐段打設、自中部向四周打設和由中間向兩側(cè)打設

3種。當樁的中心距大于4倍樁的邊長或直徑時，可采用上述兩種打

法，或逐排單向打設。反之，當樁的中心距不大于4倍樁的直徑或邊

長時，應自中部向四周施打，或由中間向兩側(cè)對稱施打。

根據(jù)基礎的設計標高和樁的規(guī)格，宜按先深后淺、先大后小、先

長后短的順序進行打樁。

⑥樁帽、墊襯和送樁設備機具準備。

2.樁的制作、運輸和堆放

(1)樁的制作

較短的樁多在預制廠生產(chǎn)。較長的樁一般在打樁現(xiàn)場附近或打樁

現(xiàn)場就地預制。

樁分節(jié)制作時，單節(jié)長度應滿足樁架的有效高度、制作場地條件、

運輸與裝卸能力的要求，同時應避免樁尖接近硬持力層或樁尖處于硬

持力層中接樁，上節(jié)樁和下節(jié)樁應盡量在同一縱軸線上預制，使上下

節(jié)鋼筋和樁身減小偏差。如在工廠制作，為便于運輸，單節(jié)長度不宜

超過12m；如在現(xiàn)場預制，單節(jié)長度不宜超過30m。

制樁時，應做好澆筑日期、混凝土強度、外觀檢查、質(zhì)量鑒定等

記錄，以供驗收時查用。每根樁上應標明編號、制作日期，如不預埋

吊環(huán)，則應標明綁扎位置。

實心混凝土方樁現(xiàn)場預制時多采用工具式木模板或鋼模板，支在

堅實平整的地坪上，模板應平整牢靠、尺寸準確。制作預制樁的方法

有并列法、間隔法、重疊法和翻模法等，現(xiàn)場多采用間隔重疊法施工,

如圖2.6所示，一般重疊層數(shù)不宜超過4層。施工時，樁與樁、樁與

底模之間應涂刷隔離劑，防止黏結。上層樁或鄰樁的澆筑須在下層樁

或鄰樁的混凝土達到設計強度的30%以后才能進行，澆筑完畢后要加

強養(yǎng)護，防止由于混凝土收縮產(chǎn)生裂縫。

鋼筋混凝土樁的預制程序為：壓實、整平制作場地一場地地坪做

三七灰土或澆筑混凝土一支模一綁扎鋼筋骨架、安設吊環(huán)一澆筑樁混

凝土一養(yǎng)護至30%強度拆模一支間隔端頭模板、刷隔離劑、綁扎鋼筋

一澆筑間隔樁混凝土一同法間隔重疊制作第二層樁一養(yǎng)護至70%強度

起吊f達100%強度后運輸、堆放。

樁的制作場地應平整、堅實，排水通暢，不得產(chǎn)生不均勻沉降，

以防樁產(chǎn)生變形。模板可保證樁的幾何尺寸準確，使樁面平整、挺直;

樁頂面模板應與樁的軸線垂直；樁尖四棱錐面呈正四棱錐體，且樁尖

位于樁的軸線上。

樁身配筋與沉樁方法有關，錘擊沉樁的縱向鋼筋配筋率不宜小于

0.8%,靜力壓樁不宜小于0.4%,樁的縱向鋼筋直徑不宜小于14mm,

當樁截面寬度或直徑大于或等于350mm時，縱向鋼筋不應少于8根。

鋼筋骨架主筋連接時宜采用對焊或電弧焊；主筋接頭配置在同一截面

內(nèi)的數(shù)量，對于受拉鋼筋不得超過50%；相鄰兩根主筋接頭截面的距

離應大于35倍的主筋直徑，并不小于500mm。樁頂和樁尖直接受到

沖擊力易產(chǎn)生很高的局部應力，故應在樁頂設置鋼筋網(wǎng)片，一定范圍

內(nèi)的箍筋應加密；樁尖一般用鋼板或粗鋼筋制作，并與鋼筋骨架焊牢。

樁的混凝土強度等級應不低于C30,粗骨料用粒徑為5?40mm的

碎石或卵石，宜用機械攪拌、機械振搗；澆筑過程應嚴格保證鋼筋位

置正確，樁尖對準縱軸線，縱向鋼筋頂部保護層不宜過厚，鋼筋網(wǎng)片

的距離應正確，以防錘擊時樁頂破壞及樁身混凝土剝落破壞?；炷?/p>

澆筑應由樁頂向樁尖方向連續(xù)澆筑，一次完成，不得中斷，并應防止

一端砂漿積聚過多。樁頂與樁尖處不得有蜂窩、麻面和裂健。澆筑完

畢應覆蓋、灑水養(yǎng)護不少于7天。拆模時，混凝土應達到一定的強度,

保證不掉角，樁身不缺損。

預制樁制作的允許偏差：橫截面邊長為±5mm；保護層厚度為土

5mm,樁頂對角線之差為10mm；樁頂平面對樁中心線的位移為10mm；

樁身彎曲矢高不大于0.1%樁長，且不大于20nlln；樁頂平面對樁中心

線的傾斜不大于30mm。樁的表面應平整、密實，掉角的深度不應超

過10mm,且局部蜂窩和掉角的缺損總面積不得超過該樁表面全部面

積的0.5%,并不得過分集中；由于混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫，深度不

得大于20mm,寬度不得大于0.25mm；橫向裂縫長度不得超過邊長的

一半（管樁、多角形樁不得超過直徑或?qū)蔷€的1/2）。

（2）樁的運輸

當樁的混凝土強度達到設計強度標準值的70%后方可起吊，若需

提前起吊，則必須采取必要的措施并經(jīng)強度和抗裂度驗算合格后方可

進行。樁在起吊搬運時，必須做到平穩(wěn)提升，避免沖擊和振動，吊點

應同時受力，保護樁身質(zhì)量。吊點位置應嚴格按設計規(guī)定進行綁扎。

若無吊環(huán)，設計又無規(guī)定時，綁扎點的數(shù)量和位置按樁長而定，應符

合起吊彎矩最小（或正負彎矩相等）的原則。用鋼絲繩捆綁樁時應加

襯墊，以避免損壞樁身和棱角。

樁運輸時的混凝土強度應達到設計強度標準值的100%。樁從制

作處運到現(xiàn)場以備打樁時，應根據(jù)打樁順序隨打隨運，避免二次搬運。

對于樁的運輸方式，短樁運輸可采用載重汽車，現(xiàn)場運距較近時，可

直接用起重機吊運，也可采用輕軌平板車運輸；長樁運輸可采用平板

拖車、平臺掛車等運輸。裝載時樁的支撐點應按設計吊點位置設置,

并墊實、支撐和綁扎牢固，以防止運輸中發(fā)生晃動或滑動。

(3)樁的堆放

樁堆放時，地面必須平整、堅實，墊木間距應根據(jù)吊點確定，各

層墊木應位于同一垂直線上，最下層墊木應適當加寬，堆放層數(shù)不宜

超過4層。不同規(guī)格的樁，應分別堆放。

二、錘擊沉樁

1.打樁設備及選擇

打樁所用的機械設備主要由樁錘、樁架及動力裝置3部分組成。

樁錘是對樁施加沖擊力，將樁打入土中的機具；樁架的主要作用是支

持樁身和樁錘，并在打樁過程中保持樁的方向不偏移；動力裝置一般

包括啟動樁錘用的動力設施(取決于所選樁錘)，如采用蒸汽錘時，

則需配蒸汽鍋爐、卷揚機等。

(1)樁錘

①選擇樁錘類型。常用的樁錘有落錘、柴油樁錘、單動汽錘、雙

動汽錘、振動樁錘、液壓錘樁等。

常用的柴油錘和單缸兩沖程柴油機一樣，是依靠上活塞的往復運

動產(chǎn)生沖擊進行沉樁作業(yè)的。

a.燃料的供給和壓縮開始。上活塞下落撞擊燃油泵杠桿，使燃

油泵將一定量柴油噴至下活塞沖擊面。當上活塞繼續(xù)下落經(jīng)過吸排氣

口時，將排氣口封閉，開始壓縮汽缸內(nèi)的空氣。逐漸增加的空氣壓力

將下活塞和樁帽緊密地壓在樁頭上。

b.沖擊和爆炸。上活塞繼續(xù)下降，克服壓縮空氣的阻力與下活

塞碰撞，即發(fā)生沖擊，將下活塞沖擊面上的柴油霧化飛濺至燃燒室內(nèi),

同時將樁打下。燃燒室內(nèi)的油霧和高壓空氣混合后被點燃爆炸，爆炸

力繼續(xù)將樁往下打，同時將上活塞向上彈起構成了一個工作循環(huán)。

C.排氣。上活塞被膨脹的氣體繼續(xù)向上推，當最后一道活塞環(huán)

離開排氣口時，汽缸內(nèi)燃燒的高溫高壓廢氣立即從排氣口排出。

d.掃氣。上活塞繼續(xù)向上運動，汽缸內(nèi)產(chǎn)生部分真空，外部的

新鮮空氣通過吸排氣口進入汽缸，并徹底將廢氣掃出，燃油泵的壓油

杠桿被釋放恢復原位，燃油泵重新吸入柴油。上活塞到達最高點之后,

由于自重作用向下降落，迫使汽缸內(nèi)的氣體進行攪動，使混合氣體部

分排出汽缸外。

筒式柴油打樁錘的打樁過程是氣體壓力和沖擊力的聯(lián)合作用。它

實現(xiàn)了上活塞對下活塞的一個沖擊過程，然后產(chǎn)生一個爆炸力，即二

次打樁，這個力雖然比沖擊力要小，但它是作用在已經(jīng)被沖動了的樁

上，所以對樁的下沉還是有很大作用的。

②選擇樁錘質(zhì)量。用錘擊法沉樁，選擇樁錘是關鍵，一是錘的類

型，二是錘的質(zhì)量。錘擊應該有足夠的沖擊能量，施工中宜選擇重錘

低擊。樁錘過重，所需動力設備過大，會消耗過多的能源，不經(jīng)濟，

且易將樁打壞；樁錘過輕，必將增大落距，錘擊功很大部分被樁身吸

收，使樁身產(chǎn)生回彈，樁不易打入，且錘擊次數(shù)過多，常常出現(xiàn)樁頭

被打壞或使混凝土保護層脫落的現(xiàn)象，嚴重的甚至使樁身斷裂。因此,

應選擇稍重的錘，用重錘低擊和重錘快擊的方法效果較好。錘重一般

根據(jù)施工現(xiàn)場情況、機具設備性能、工作方式、工作效率等條件選擇。

(2)樁架

樁架的形式有多種，常用的通用樁架(能適應多種樁錘)有兩種

基本形式：一種是沿軌道行駛的多功能樁架，另一種是安裝在履帶底

盤上的履帶式樁架。多功能樁架由立柱、斜撐、回轉(zhuǎn)工作臺、底盤及

傳動機構組成，如圖2.9所示。這種樁架的機動性和適應性很強，在

水平方向可作360?；剞D(zhuǎn)，立柱可前后傾斜，可適應各種預制樁及灌

注樁施工。缺點是機構龐大，組裝拆遷較麻煩。

履帶式樁架以履帶式起重機為底盤，增加立柱與斜撐用以打樁。

此種樁架具有操作靈活、移動方便、施工效率高等優(yōu)點，適用于各種

預制樁及灌注樁施工。

選擇樁架時應考慮以下因素。

①樁的材料、樁的截面形狀與尺寸、樁的長度和接樁方式。

②樁的種類、數(shù)量、樁距及布置方式，施工精度要求。

③施工場地的條件，打樁作業(yè)環(huán)境，作業(yè)空間。

④所選定樁錘的形式、質(zhì)量和尺寸。

⑤投入樁架的數(shù)量。

⑥施工進度要求及打樁速率要求。

樁架高度必須適應施工要求，一般可按樁長分節(jié)接長，樁架高度

應滿足以下要求：樁架高度=單節(jié)樁長+樁帽高度+樁錘高度+滑輪組高

度+起錘位移高度(l-2m)o

2.打樁工藝

(1)打樁順序

打入的樁對土體有擠壓作用，先打入的樁常由于水平推擠而造成

偏移和變位，而后打入的樁則難以達到設計標高或入土深度，造成土

體的隆起和擠壓。打樁順序是否合理直接影響到樁基礎的質(zhì)量、施工

速度及周圍環(huán)境，故應根據(jù)樁的密集程度、樁徑、樁的規(guī)格、樁的設

計標高、工作面布置、工期要求等綜合考慮，合理確定。

當樁距大于或等于4倍樁的邊長或樁徑時，打樁順序與土壤的擠

壓關系不大，采用何種打樁順序相對靈活。而當樁距小于4倍樁的邊

長或樁徑時，土壤擠壓不均勻的現(xiàn)象會很明顯，選擇打樁順序尤為重

要。

當樁不太密集，樁的中心距大于或等于4倍樁的直徑時，可采用

逐排打樁和自邊緣向中間打樁的順序。逐排打樁時，樁架單向移動，

樁的就位與起吊均很方便，故打樁效率較高。但當樁較密集時，逐排

打樁會使土體向一個方向擠壓，導致土體擠壓不均勻，后面的樁不容

易打入，最終會引起建筑物的不均勻沉降。自邊緣向中間打樁，當樁

較密集時，中間部分土體擠壓較密實，樁難以打入，而且在打中間樁

時，外側(cè)的樁可能因擠壓而浮起。因此，這兩種打設方法適用于樁不

太密集時的施工。

當樁較密集時，即樁距小于4倍樁的直徑時，一般情況下應采用

自中央向邊緣打和分段打的方式。采用這兩種打樁方式打樁時，土體

由中央向兩側(cè)或向四周均勻擠壓，易于保證施工質(zhì)量。

此外，根據(jù)樁的規(guī)格、埋深、長度的不同，且樁較密集時，宜按

“先大后小、先深后淺、先長后短”的順序打設，這樣可避免后施工

的樁對先施工的樁產(chǎn)生擠壓而發(fā)生樁位偏斜。當一側(cè)毗鄰建筑物時，

由毗鄰建筑物處向另一方向打設。

打樁順序確定后，還需要考慮打樁機是往后“退打”，還是向前

“頂打”，以便確定樁的運輸和布置堆放。當樁頂頭高出地面時，采

用往后退打的方法施工。當打樁后樁頂?shù)膶嶋H標高在地面以下時，可

采用向前頂打的方法施工，只要現(xiàn)場條件許可，宜將樁預先布置在樁

位上，以避免場內(nèi)二次搬運，有利于提高施工速度，降低費用。打樁

后留有的樁孔要隨時鋪平，以便行車和移動打樁機。

(2)打樁施工的工藝過程

打樁施工是確保樁基工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，其主要工藝過程如

下。

①吊樁就位。打樁機就位后，先將樁錘和樁帽吊起，其高度應超

過樁頂，并固定在樁架上，然后吊樁并送至導桿內(nèi)，垂直對準樁位，

在樁的自重和錘重的壓力下，緩緩送下插入土中，樁插入時的垂直度

偏差不得超過0.5%。樁插入土后即可固定樁帽和樁錘，使樁身、樁

帽、樁錘在同一鉛垂線上，確保樁能垂直下沉。在樁錘和樁帽之間應

加彈性襯墊，如硬木、麻袋、草墊等；樁帽和樁頂周圍四邊應有5?

10mm的間隙，以防損傷樁頂。

②打樁。打樁開始時，采用短距輕擊，一般為0.5?0.8m,以保

證樁能正常沉入土中。待樁入土一定深度(1?2m)且樁尖不易產(chǎn)生

偏移時，再按要求的落距連續(xù)錘擊。這樣可以保證樁位的準確和樁身

的垂直。打樁時宜用重錘低擊，這樣樁錘對樁頭的沖擊小，回彈也小,

樁頭不易損壞，大部分能量都用于克服樁身與土的摩阻力和樁尖阻

力，樁能較快地沉入土中。用落錘或單動汽錘打樁時，最大落距不宜

大于1m。用柴油錘時，應使錘跳動正常。在整個打樁過程中應做好

測量和記錄工作，遇有貫入度劇變，樁身突然發(fā)生傾斜、移位或有嚴

重回彈，樁頂或樁身出現(xiàn)嚴重裂縫或破碎等異常情況時，應暫停打樁,

及時研究處理。

③送樁。當樁頂標高低于地面時，借助送樁器將樁頂送入土中的

工序稱為送樁。送樁時樁與送樁管的縱軸線應在同一直線上，錘擊送

樁將樁送入土中，送樁結束，拔出送樁管后，樁孔應及時回填或加蓋。

④接樁。鋼筋混凝土預制長樁受運輸條件和樁架高度的限制，一

般分成若干節(jié)預制，分節(jié)打入，在現(xiàn)場進行接樁。常用的接樁方法有

焊接法、法蘭接法和硫磺膠泥錨接法等。

a.焊接法接樁。焊接法接樁目前應用最多。接樁時，必須對準

下節(jié)樁并保證垂直無誤后，用點焊將拼接角鋼連接固定，再次檢查位

置正確無誤后，進行焊接。施焊時，應兩人同時對角對稱地進行，以

防因節(jié)點變形不均勻而引起樁身歪斜，焊^要連續(xù)飽滿。接長后，樁

中心線的偏差不得大于10mm,節(jié)點彎曲矢高不得大于0.1%樁長。

b.法蘭接樁法。法蘭接樁法是用法蘭盤和螺栓連接，其接樁速

度快，但耗鋼量大，多用于預應力混凝土管樁。

c.硫磺膠泥錨接法接樁。漿錨法接樁時，首先將上節(jié)樁對準下

節(jié)樁，使四根錨筋插入錨筋孔中（直徑為錨筋直徑的2.5倍），下落

壓梁并套住樁頂，然后將樁和壓梁同時上升約200mm,以4根錨筋不

脫離錨筋孔為度。此時，安設好施工夾箍（由4塊木板，內(nèi)側(cè)用人造

革包裹40mm厚的樹脂海綿塊而成），將溶化的硫磺膠泥注滿錨筋孔內(nèi)

和接頭平面上，然后將上節(jié)樁和壓梁同時下落，當硫磺膠泥冷卻并拆

除施工夾箍后，即可繼續(xù)加荷施壓。

為保證接樁質(zhì)量，應做到將錨筋刷凈并調(diào)直；錨筋孔內(nèi)應有完好

螺紋，無積水、雜物和油污；接樁時接點的平面和錨筋孔內(nèi)應灌滿膠

泥；灌注時間不得超過2min；灌注后的停歇時間應符合有關規(guī)定。

⑤截樁。當預制鋼筋混凝土樁的樁頂露出地面并影響后續(xù)樁施工

時，應立即截樁頭。截樁頭前，應測量樁頂標高，將樁頭多余部分鑿

去。截樁一般可采用人工或風動工具（如風鎬等）來完成。截樁時不

得把樁身混凝土打裂，并保證樁身主筋伸入承臺內(nèi)，其錨固長度必須

符合設計規(guī)定。一般樁身主筋伸入混凝土承臺內(nèi)的長度：受拉時不少

于25倍主筋直徑；受壓時不少于15倍主筋直徑。主筋上黏著的混凝

土碎塊要清除干凈。

⑥打樁質(zhì)量的要求及控制。打樁質(zhì)量包括兩個方面的內(nèi)容：一是

能否滿足貫入度或標高的設計要求；二是打入后的偏差是否在施工及

驗收規(guī)范允許范圍以內(nèi)。貫入度是指一陣（每10擊為一陣，落錘、

柴油樁錘）或者Imin（單動汽錘、雙動汽錘）樁的入土深度。

為保證打樁的質(zhì)量，應遵循以下原則：端承樁即樁端達到堅硬土

層或巖層，以控制貫入度為主，樁端標高可作參考；摩擦樁即樁端位

于一般土層，以控制樁端設計標高為主，貫入度可作參考。打（壓）

入樁（預制混凝土方樁、先張法預應力管樁、鋼樁）的樁位偏差，必

須符合規(guī)范的規(guī)定。打斜樁時，斜樁的傾斜度的允許偏差不得大于傾

斜角正切值的15%o

a.打樁停錘的控制原則。為保證打樁質(zhì)量，應遵循以下停打控

制原則。

?摩擦樁以控制樁端設計標高為主，貫入度可作為參考。

?端承樁以貫入度控制為主，樁端標高可作參考。

?貫入度已達到而樁端標高未達到時，應繼續(xù)錘擊3陣，按每陣

10擊的平均貫入度不大于設計規(guī)定的數(shù)值加以確認，必要時施工控

制貫入度應通過試驗與相關單位會商確定。此處的貫入度是指樁最后

10擊的平均入土深度。

b.打樁允許偏差。樁平面位置的偏差，單排樁不大于lOOnrni,

多排樁一般為0.5—1個樁的直徑或邊長；樁的垂直偏差應控制在

0.5%之內(nèi)；按標高控制的樁，樁頂標高的允許偏差為-50?+100mm。

c.承載力檢查。施工結束后應對承載力進行檢查。樁的靜載荷

試驗根數(shù)應不少于總樁數(shù)的1%,且不少于3根；當總樁數(shù)少于50根

時，應不少于2根；當施工區(qū)域地質(zhì)條件單一，又有足夠的實際經(jīng)驗

時，可根據(jù)實際情況由設計人員酌情而定。

⑦打樁過程控制。打樁時，如果沉樁尚未達到設計標高，而貫入

度突然變小，則可能是土層中央有硬土層，或遇到孤石等障礙物，此

時應會同設計勘探部門共同研究解決，不能盲目施打。打樁時，若樁

頂或樁身出現(xiàn)嚴重裂縫、破碎等情況時，應立即暫停，分析原因，在

采取相應的技術措施后，方可繼續(xù)施打。

打樁時，除了注意樁頂與樁身由于樁錘沖擊被破壞外，還應注意

樁身受錘擊應力而導致的水平裂縫。在軟土中打樁時，樁頂以下1/3

樁長范圍內(nèi)常會因反射的應力波使樁身受拉而引起水平裂縫，開裂的

地方常出現(xiàn)在易形成應力集中的吊點和蜂窩處，采用重錘低擊和較軟

的樁墊可減小錘擊拉應力。

⑧打樁對周圍環(huán)境影響的控制。打樁時，鄰樁相互擠壓導致樁位

偏移，產(chǎn)生浮樁，則會影響整個工程質(zhì)量。在已有建筑群中施工，打

樁還會引起已有地下管線、地面交通道路和建筑物的損壞和不安全。

為了避免或減小沉樁擠土效應和對鄰近建筑物、地下管線等的影響，

施打大面積密集樁群時，可采取下列輔助措施。

a.預鉆孔沉樁，預鉆孔孔徑比樁徑（或方樁對角線）少50?100mm,

深度視樁距和土的密實度、滲透性而定，深度宜為樁長的1/3?1/2,

施工時應隨鉆隨打，樁架宜具備鉆孔、錘擊雙重性能。

b.設置袋裝砂井或塑料排水板消除部分超孔隙水壓力，減少擠

土現(xiàn)象。

c.設置隔離板樁或開挖地面防震溝，消除部分地面震動。

d.沉樁過程中應加強對鄰近建筑物、地下管線等的觀測和監(jiān)護。

三、靜力壓樁

靜力壓樁是在軟土地基上，利用靜力壓樁機或液壓壓樁機用無振

動的靜力壓力（自重和配重）將預制樁壓入土中的一種新工藝。靜力

壓樁已被我國的大中城市較為廣泛地采用，與普通的打樁和振動沉樁

相比，壓樁可以消除噪聲和振動的公害，故特別適用于醫(yī)院和有防震

要求部門附近的施工。

壓樁與打樁相比，由于避免了錘擊應力，樁的混凝土強度及其配

筋只要滿足吊裝彎矩和使用期的受力要求就可以，因而樁的斷面和配

筋可以減小；壓樁引起的擠土也少得多，因此，壓樁是軟土地區(qū)一種

較好的沉樁方法。

1.靜力壓樁設備

靜力壓樁機其工作原理是通過安置在壓樁機上的卷揚機的牽引，

由鋼絲繩、滑輪及壓梁將整個樁機的自重力(800-1500kN)反壓在

樁頂上，以克服樁身下沉時與土的摩擦力，迫使預制柩下沉。樁架的

高度為10?40m,壓入樁的長度可達37m,樁斷面尺寸為400mmX

400mm?500mmX500mm□

近年來，我國引進的WYJ-200型和WYJ-400型壓樁機，是液壓操

縱的先進設備。其靜壓力有2000kN和4000kN兩種，單根制樁長度

可達20m。

2.壓樁工藝

靜力壓樁適用于軟弱土層，壓樁機應配足額定的重量，可根據(jù)地

質(zhì)條件、試壓情況確定修正。若柩在初壓時，樁身發(fā)生較大幅度移位、

傾斜；在壓力過程中樁身實然下沉或傾斜，樁頂混凝土破壞或壓樁阻

力劇變，則應暫停壓樁待研究處理。

壓樁施工前應做好定位放樣及水平標高的控制，固定測點，各節(jié)

預制樁均應彈出中心線以利在接樁時便于控制垂直度。

(1)測量放線定樁位

①根據(jù)提供的測量基準點用經(jīng)緯儀放出各軸線，定出樁位。

②每根樁施工前均用經(jīng)緯儀復測，并請監(jiān)理人員檢查驗收。

(2)樁機就位

①將壓樁機移至樁位處，觀察水平儀和掛在壓架上的垂球，調(diào)平

機身。

②以導樁器中心為準，用垂球?qū)蕵都鈭A心，找準樁位。

(3)吊樁、插樁驅(qū)動夾持油缸，將夾持板放置在適合的高度。

啟動卷揚機吊起管樁，再將管樁(或樁段)吊入夾持梁內(nèi)，夾持油缸

驅(qū)動夾持滑塊，通過夾持板將管樁夾緊，然后壓樁油缸做伸程動作，

使夾持機構在導向樁架內(nèi)向下運動，帶動管樁擠入土中。微微啟動壓

樁油缸，將管樁壓入土中0.5?1.0m后，用兩臺經(jīng)緯儀雙向調(diào)整樁身

垂直度。

管樁插樁時必須校正管樁的垂直度，采用兩臺經(jīng)緯儀距正在施工

的管樁約20m處成90。放置，兩臺經(jīng)緯儀的觀測結果均符合要求后

才能進行壓樁。

樁在進行吊裝、運輸與堆放時應注意以下幾個方面。

①管樁吊裝時宜采用兩支點法，也可采用勾吊法，吊鉤鉤于管樁

兩端板處，繩索與樁身水平交角應不大于45。。

②管樁在起吊、裝卸、運輸過程中，必須做到平穩(wěn)，輕起輕放，

嚴禁拋擲、碰撞、滾落。

③管樁在運輸、堆放時的支點位置距兩端均為0.21L(L為管樁

長度)。

④堆樁場地要平穩(wěn)堅實，不得產(chǎn)生過大的或不均勻的沉陷。支點

墊木的間距應與吊點位置相同，并保持在同一平面上，各層墊木應上

下對齊處于同一垂直線上，最下層的墊木應適當加寬。堆放位置和方

法應根據(jù)打樁位置、吊運方式以及打樁順序等綜合考慮。

(4)壓樁

通過定位裝置重新調(diào)整管樁的垂直度，然后啟動壓樁油缸，將管

樁慢慢壓入土中。壓樁油缸行程走滿，夾持油缸伸程，然后壓樁油缸

做回程動作，上述運動往復交替，即可實現(xiàn)樁機的壓樁工作。壓樁時

要控制好施壓速度。

壓樁必須連續(xù)進行，若中斷時間過長則土體將恢復固結，使壓入

阻力明顯增大，增加了壓樁的困難。壓樁時應做好記錄，特別對壓樁

讀數(shù)應記錄準確。

壓樁過程中，當樁尖碰到夾砂層時，壓樁阻力可能會突然增大，

甚至因超過壓樁能力而使樁機上抬。這時可以最大的壓樁力作用在樁

頂，采用“停車再開、忽停忽開”的辦法使樁緩慢下沉穿過砂層。如

果工程中有少量樁確實不能壓至設計標高而相差不多時，可以采用截

去樁頂?shù)霓k法。

(5)接樁

壓樁施工，一般情況下都采用“分段壓入、逐段接長”的方法。

(6)繼續(xù)壓樁

繼續(xù)壓樁的操作與壓樁相同。

(7)送樁

當管樁(頂節(jié)樁)壓到接近自然地面時，用專用送樁器將樁壓送

到設計標高，送樁器的斷面應平整，器身應垂直，最后標高應用水準

儀控制。

送樁結束后，卸出送樁器，回填樁孔。

四、振動沉樁

振動沉管灌注樁在振動錘豎直方向的往復振動作用下，樁管以一

定的頻率和振幅產(chǎn)生豎向往復振動，減小了樁管與周圍土體間的摩阻

力，當強迫振動頻率與土體的自振頻率相同時，土體結構因共振而破

壞。與此同時，樁管在壓力作用下而沉入土中，在達到設計要求深度

后，邊拔管、邊振動、邊灌注混凝土、邊成樁。

振動沖擊沉管灌注樁是利用振動沖擊錘在沖擊和振動時的共同

作用，使樁尖對四周的土層進行擠壓，改變土體的結構排列，使周圍

土層擠密，樁管迅速沉入土中，在達到設計標高后，邊拔管、邊振動、

邊灌注混凝土、邊成樁。

振動沉管灌注樁和振動沖擊沉管灌注樁的適用范圍與錘擊沉管

灌注樁基本相同，由于其貫穿沙土層的能力較強，因此還適用于稍密

碎石土層。振動沖擊沉管灌注樁也可用于中密碎石土層和強風化巖

層。在飽和淤泥等軟弱土層中使用時，必須采取保證質(zhì)量措施，并經(jīng)

工藝試驗成功后才可使用。當?shù)鼗写嬖诔袎核畬訒r，應謹慎使用。

振動沖擊沉管灌注樁具有施工噪聲小、不產(chǎn)生廢氣、沉樁速度快、

施工簡便、操作安全、結構簡單、輔助設備少、質(zhì)量輕、體積小、對

樁頭的作用力均勻而使樁頭不易損壞等特點。振動沖擊沉管灌注樁還

可以用來拔樁，適于砂質(zhì)黏土、沙土、軟土地區(qū)施工，不宜用于礫石

和密實的黏土層。如用于沙礫石和黏土層中，則需配以水沖法輔助施

工。

1.振動沉樁設備

振動沉樁設備是指用振動方法使樁振動而沉入地層的樁工機械。

作業(yè)時，樁與周圍土壤產(chǎn)生振動，使樁面的摩擦阻力減小，樁桿由于

自重克服樁面及樁尖的阻力而穿破地層下沉。振動沉樁設備還可以利

用共振原理，加強沉樁效果。

沉樁機由振動器、夾樁器、傳動裝置、電動機等組成，如圖2.17

所示。它的主要工作裝置是振動沖擊錘，如圖2.18所示，在轉(zhuǎn)軸上

有若干塊質(zhì)量和形狀相同的偏心塊。每對轉(zhuǎn)軸的偏心塊對稱布置，并

由一對相同的齒輪傳動，轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)向相反，因此，兩軸運轉(zhuǎn)時所

產(chǎn)生的擾動力在水平方向相互平衡抵消，防止沉樁機和樁的橫向擺

動，在垂直方向擾動力相互疊加，形成激振力促使樁身振動。轉(zhuǎn)軸的

轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)，因而振動器的激振頻率、振幅和振動力也是可調(diào)的，

以適應各種不同規(guī)格的樁和不同性質(zhì)的地層。振動器的變頻有機械、

氣壓、液壓或電磁等多種方式。振動器下部是夾樁器，備有各種不同

的規(guī)格尺寸，以便與各種不同截面的樁相連接，使沉樁機和樁連成一

體。夾樁器的操縱有杠桿式、液壓、氣壓式等。

2.振動沉樁工藝

(1)振動沉管施工法的類型

振動沉管施工法一般有單打法、反插法、復打法等。施工方法應

根據(jù)土質(zhì)情況和荷載要求分別選用。

①單打法。單打法即一次拔管法，拔管時每提升0.5?1.0m,振

動5?10s；再拔管0.5?1.0m,振動5?10s,如此反復進行，直

至全部拔出為止。該法宜采用預制樁尖，一般情況下振動沉管灌注樁

均采用此法，單打法適用于含水量較小的土層。

②復打法。復打法是在同一樁孔內(nèi)進行兩次單打，即按單打法制

成樁后再在混凝土樁內(nèi)成孔并灌注混凝土。采用此法可擴大樁徑，大

大提高樁的承載力，適用于軟弱飽和土層。

③反插法。反插法是將套管每提升0.5m,再下沉0.3m,反插深

度不宜大于活瓣樁尖長度的2/3,如此反復進行，直至拔離地面。此

法也可擴大樁徑，提高樁的承載力，適用于軟弱飽和土層。

（2）施工程序

單打法、反插法、復打法的施工程序如下。

①樁機就位。將樁管對準預先埋設在樁位上的預制樁尖（采用鋼

筋混凝土封口樁尖）或?qū)豆軐蕵段恢行?，把樁尖活瓣合攏（采用

活瓣樁尖），然后放松卷揚機鋼絲繩，利用樁機和樁管自重，把樁尖

豎直壓入土中。

②振動沉管。開動振動錘，同時放松滑輪，使樁管逐漸下沉，并

開動加壓卷揚機，通過加壓鋼絲繩對鋼管加壓。當樁管下沉至設計標

高后，關停振動器。

③第一次灌注混凝土。利用吊斗向樁管內(nèi)灌注混凝土。

④邊拔管、邊振動、邊灌注混凝土。當混凝土灌滿后即可拔管。

用振動沉管灌注樁拔管時，應先啟動振動打樁機，振動片刻后再開始

拔管，并應在測得樁尖活瓣確已張開，或鋼筋混凝土樁尖確已脫離，

混凝土已從樁管中流出以后，方可繼續(xù)拔出樁管。拔管速度應控制在

1.5m/min以內(nèi)，邊拔邊振，邊向管內(nèi)繼續(xù)灌注混凝土，以滿足灌注

量的要求。每拔起50cm,即停拔，再振動片刻，如此反復進行，直

至將樁管全部拔出。在淤泥層中，為防止縮頸，宜上下反復沉拔。相

鄰的樁施工時，其間隔時間不得超過水泥的初凝時間，中途停頓時，

應將樁管在停頓前先沉入土中。振動沖擊沉管灌注樁的拔管速度應在

以內(nèi)。樁錘上下沖擊的次數(shù)不得少于70次/min；但在淤泥層

和淤泥質(zhì)軟土中，其拔管速度不得大于0.8m/min。拔管時，應使樁

錘連續(xù)沖擊至樁管全部從土中拔出為止。

⑤安放鋼筋籠或插筋，成樁。當樁身配鋼筋籠時，第一次混凝土

應先灌至籠底標高，然后安放鋼筋籠，再灌注混凝土至樁頂標高。

(3)施工時的主要事項

①單打法施工應遵守以下規(guī)定。

a.必須嚴格控制最后30s的電流、電壓值，其值按設計要求或

根據(jù)試樁和當?shù)亟?jīng)驗確定。

b.樁管內(nèi)灌滿混凝土后，先振動5?10s,再開始拔管，應邊

振邊拔，每拔0.5?1.0m停拔、振動5?10s,如此反復，直至樁管

全部拔出。

c.在一般土層內(nèi)，拔管速度宜為1.2~1.5m/min,用活瓣樁尖

時宜慢，用預制樁尖時可適當加快，在軟弱土層中，宜控制在0.6?

0.8m/mino

②反插法施工應遵守以下規(guī)定。

a.樁管灌滿混凝土之后，先振動再拔管，每次拔管高度為0.5?

1.0m,反插深度為0.3?0.5m；在拔管過程中，應分段添加混凝土，

保持管內(nèi)混凝土面始終不低于地表面或高于地下水位1.0~1.5m,拔

管速度應小于0.5m/min0

b.在樁尖處的1.5m范圍內(nèi)，宜多次反插，以擴大樁的端部斷面。

c.穿過淤泥夾層時，應當放慢拔管速度，并減小拔管高度和反

插深度。在流動性淤泥中不宜使用反插法。

③混凝土的充盈系數(shù)不得小于1.0；對于混凝土充盈系數(shù)小于

1.0的樁，宜全長復打，對可能有斷樁和縮頸的樁，應采用局部復打。

成樁后的樁身混凝土頂面標高應不低于設計標高500mm。全長復打樁

的入土深度宜接近原樁長，局部復打應超過斷樁或縮頸區(qū)1m以上。

全長復打樁施工時應遵守以下規(guī)定：第一次灌注混凝土應達到自

然地面；應隨拔管隨清除黏在管壁上和散落在地面上的泥土；前后兩

次沉管的軸線應重合；復打施工必須在第一次灌注的混凝土初凝之前

完成。

灌注樁基礎施工

混凝土灌注樁是直接在施工現(xiàn)場樁位上成孔，然后在孔內(nèi)安裝鋼

筋籠，澆筑混凝土成樁。與預制樁相比，灌注樁具有不受地層變化限

制、不需要接樁和截樁、節(jié)約鋼材、振動小、噪聲小等特點，但施工

工藝復雜，影響質(zhì)量的因素較多。灌注樁按成孔方法分為泥漿護壁成

孔灌注樁、干作業(yè)鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁、沉管灌注樁等。近

年來出現(xiàn)了夯擴樁、管內(nèi)泵壓樁、變徑樁等新工藝，特別是變徑樁，

將信息化技術引入到樁基礎中。

灌注樁施工的一般規(guī)定如下。

①不同樁型的適用條件應符合下列規(guī)定。

a.泥漿護壁成孔灌注樁宜用于地下水位以下的黏性土、粉土、

沙土、填土、碎石土及風化巖層。

b.旋挖成孔灌注樁宜用于黏性土、粉土、沙土、填土、碎石土

及風化巖層。

c.沖孔灌注樁除宜用于上述地質(zhì)情況外，還能穿透舊基礎、建

筑垃圾填土或大孤石等障礙物。在巖溶發(fā)育地區(qū)應慎重使用，采用時,

應適當加密勘察鉆孔。

d.長螺旋鉆孔壓灌樁后插鋼筋籠宜用于黏性土、粉土、沙土、

填土、非密實的碎石類土、強風化巖。

e.干作業(yè)鉆（挖）孔灌注樁宜用于地下水位以上的黏性土、粉

土、填土、中等密實以上的沙土、風化巖層。

f.在地下水位較高、有承壓水的沙土層、滯水層，厚度較大的

流塑狀淤泥、淤泥質(zhì)土層中不得選用人工挖孔灌注樁。

g.沉管灌注樁宜用于黏性土、粉土和沙土；夯擴樁宜用于樁端

持力層（埋深不超過20m）的中、低壓縮性黏性土、粉土、沙土和碎

石類土。

②成孔設備就位后，必須平整、穩(wěn)固，確保在成孔過程中不發(fā)生

傾斜和偏移。應在成孔鉆具上設置控制深度的標尺，并應在施工中進

行觀測記錄。

③成孔的控制深度應符合下列要求。

a.摩擦型樁。摩擦樁應以設計樁長控制成孔深度；端承摩擦樁

必須保證設計樁長及樁端進入持力層深度。當采用錘擊沉管法成孔

時，樁管入土深度控制應以標高為主，以貫入度控制為輔。

b.端承型樁。當采用鉆(沖)、挖掘成孔時，必須保證樁端進入

持力層的設計深度；當采用錘擊沉管法成孔時，樁管入土深度控制以

貫入度為主，以控制標高為輔。

一、泥漿護壁成孔灌注樁

泥漿護壁成孔是利用原土自然造漿或人工造漿漿液進行護壁，通

過循環(huán)泥漿將被鉆頭切下的土塊攜帶排出孔外成孔，然后安裝綁扎好

的鋼筋籠，用導管法水下灌注混凝土沉樁。此法對無論地下水高或低

的土層都適用，但在巖溶發(fā)育地區(qū)慎用。

1.施工工藝流程

2.施工準備

(1)埋設護簡

護筒具有導正鉆具、控制樁位、隔離地面水滲漏、防止孔口坍塌、

抬高孔內(nèi)靜壓水頭和固定鋼筋籠等作用，應認真埋設。

護筒是用厚度為4?8mm的鋼板制成的圓筒，其內(nèi)徑應大于鉆頭

直徑100mm,護筒的長度以1.5m為宜，在護筒的上、中、下各加一

道加勁筋，頂端焊兩個吊環(huán)，其中一個吊環(huán)供起吊之用，另一個吊環(huán)

是用于綁扎鋼筋籠吊桿，壓制鋼筋籠的上浮，護筒頂端同時正交刻四

道槽，以便掛十字線，以備驗護筒、驗孔之用。在其上部開設1個或

2個溢漿孔，便于泥漿溢出，進行回收和循環(huán)利用。

埋設時，先放出樁位中心點，在護筒外80?100cm的過中心點的

正交十字線上埋設控制樁，然后在樁位外挖出比護筒大60cm的圓坑,

深度為2.0m,在坑底填筑20cm厚的黏土，夯實，然后將護筒用鋼絲

繩對稱吊放進孔內(nèi)，在護筒上找出護筒的圓心（可拉正交十字線），

然后通過控制樁放樣，找出樁位中心，移動護筒，使護筒的中心與樁

位中心重合，同時用水平尺（或吊線墜）校驗護筒豎直后，在護筒周

圍回填含水量適合的黏土，分層夯實，夯填時要防止護筒的偏斜，護

筒埋設后，質(zhì)量員和監(jiān)理工程師驗收護筒中心偏差和孔口標高。當中

心偏差符合要求后，鉆機可就位開鉆。

（2）制備泥漿

泥漿的主要作用有：泥漿在樁孔內(nèi)吸附在孔壁上，將土壁上的孔

隙填補密實，避免孔內(nèi)壁漏水，保證護筒內(nèi)水壓的穩(wěn)定；泥漿比重大,

可加大孔內(nèi)水壓力，可以穩(wěn)固土壁、防止塌孔；泥漿有一定的黏度，

通過循環(huán)泥漿可使切削碎的泥石渣屑懸浮起來后被排走，起到攜砂、

排土的作用；泥漿對鉆頭有冷卻和潤滑作用。

①制作泥漿時的主要材料。

a.膨潤土。以蒙脫石為主的黏土性礦物。

b.黏土。塑性指數(shù)IP>17、粒徑小于0.005mm的黏粒含量大于

50%的黏土為泥漿的主要材料。

②泥漿的性能指標。相對密度為1.1?1.15；黏度為18?20Pa?s；

含砂率為6%；pH值為7?9；膠體率為95%；失水量為30mL/30min。

③測量項目及要求。

a.鉆進開始時，測定一次閘門口泥漿下面0.5m處的泥漿的性能

指標。鉆進過程中每隔2h測定一次進漿口和出漿口的相對密度、含

砂量、pH值等指標。

b.在停鉆過程中，每天測一次各閘門出口處0.5m處的泥漿的性

能指標。

④泥漿的拌制。為了有利于膨潤土和覆甲基纖維素完全溶解，應

根據(jù)泥漿需用量選擇膨潤土攪拌機，其轉(zhuǎn)速宜大于200r/min。投放

材料時，應先注入規(guī)定數(shù)量的清水，邊攪拌邊投放膨潤土，待膨潤土

大致溶解后，均勻地投入竣甲基纖維素，再投入分散劑，最后投入增

大比重劑及滲水防止劑。

⑤泥漿的護壁。

a.施工期間護筒內(nèi)的泥漿面應高出地下水位1.0m以上，在受水

位漲落影響時，泥漿面應高出最高水位1.5m以上。

b.循環(huán)泥漿的要求。注入孔口的泥漿的性能指標：泥漿相對密

度應不大于1.10,黏度為18?20Pa-s；排出孔口的泥漿的性能指

標：泥漿相對密度應不大于1.25,黏度為18?25Pa?s。

c.在清孔過程中，應不斷置換泥漿，直至澆筑水下混凝土。

d.廢棄的泥漿、渣應按環(huán)境保護的有關規(guī)定處理。

(3)鋼筋籠的制作鋼筋籠的制作場地應選擇在運輸和就位都比

較方便的場所，在現(xiàn)場內(nèi)進行制作和加工。鋼筋進場后應按鋼筋的不

同型號、不同直徑、不同長度分別進行堆放。

①鋼筋骨架的綁扎順序。

a.主筋調(diào)直，在調(diào)直平臺上進行。

b.骨架成形，在骨架成形架上安放架立筋，按等間距將主筋布

置好，用電弧焊將主筋與架立筋固定。

c.將骨架抬至外箍筋滾動焊接器上，按規(guī)定的間距纏繞箍筋，

并用電弧焊將箍筋與主筋固定。

②主筋接長。主筋接長可采用對焊、搭接焊、綁條焊的方法。主

筋對接，在同一截面內(nèi)的鋼筋接頭數(shù)不得多于主筋總數(shù)的50%,相鄰

兩個接頭間的距離不小于主筋直徑的35倍，且不小于500mli1。主筋、

箍筋焊接長度，單面焊為10d,雙面焊為5d。

③鋼筋籠保護層。為確保樁混凝土保護層的厚度，應在主筋外側(cè)

設鋼筋的定位鋼筋，同一斷面上定位3處，按120。角布置，沿樁長

的間距為2m。

④鋼筋籠的堆放。堆放鋼筋籠時應考慮安裝順序、鋼筋籠變形和

防止事故發(fā)生等因素，堆放不準超過兩層。

3.成孔

樁架安裝就位后，挖泥漿槽、沉淀池，接通水電，安裝水電設備,

制備符合要求的泥漿。用第一節(jié)鉆桿(每節(jié)鉆桿長約5m,按鉆進深

度用鋼銷連接)的一端接好鉆機，另一端接上鋼絲繩，吊起潛水鉆，

對準埋設的護筒，懸離地面，先空鉆然后慢慢鉆入土中，注入泥漿，

待整個潛水鉆入土，觀察機架是否垂直平穩(wěn)，檢查鉆桿是否平直后，

再正常鉆進。

泥漿護壁成孔灌注樁的成孔方法按成孔機械分類有回轉(zhuǎn)鉆機成

孔、潛水鉆機成孔、沖擊鉆機成孔、沖抓錐成孔等，其中以鉆機成孔

應用最多。

(1)回轉(zhuǎn)鉆機成孔回轉(zhuǎn)鉆機是由動力裝置帶動鉆機回轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)

動，再由其帶動帶有鉆頭的鉆桿移動，由鉆頭切削土層?；剞D(zhuǎn)鉆機適

用于地下水位較高的軟、硬土層，如淤泥、黏性土、沙土、軟質(zhì)巖層。

回轉(zhuǎn)鉆機的鉆孔方式根據(jù)泥漿循環(huán)方式的不同，分為正循環(huán)回轉(zhuǎn)

鉆機成孔和反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機成孔。

①正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機成孔。正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機成孔的工藝原理，由空

心鉆桿內(nèi)部通入泥漿或高壓水，從鉆桿底部噴出，攜帶鉆下的土渣沿

孔壁向上流動，由孔口將土渣帶出流入泥漿池。

正循環(huán)鉆機成孔的泥漿循環(huán)系統(tǒng)有自流回灌式和泵送回灌式兩

種。泥漿循環(huán)系統(tǒng)由泥漿池、沉淀池、循環(huán)槽、泥漿泵、除砂器等設

施設備組成，并設有排水、清洗、排渣等設施。泥漿池和沉淀池應組

合設置。一個泥漿池配置的沉淀池不宜少于兩個。泥漿池的容積宜為

單個樁孔容積的1.2~1.5倍，每個沉淀池的最小容積不宜小于6m3o

②反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機成孔。反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機成孔的工藝原理，泥漿

帶渣流動的方向與正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機成孔的情形相反。反循環(huán)工藝的泥

漿上流的速度較快，能攜帶較大的土渣。

反循環(huán)鉆機成孔一般采用泵吸反循環(huán)鉆進。其泥漿循環(huán)系統(tǒng)由泥

漿池、沉淀池、循環(huán)槽、砂石泵、除渣設備等組成，并設有排水、清

洗、排廢漿等設施。地面循環(huán)系統(tǒng)有自流回灌式和泵送回灌式兩種。

循環(huán)方式應根據(jù)施工場地、地層和設備情況合理選擇。

泥漿池、沉淀池、循環(huán)槽的設置應符合規(guī)定。

a.泥漿池的數(shù)量不應少于2個，每個池的容積不應小于樁孔容

積的1.2倍。

b.沉淀池的數(shù)量不應少于3個，每個池的容積宜為15~2()m3。

c.循環(huán)槽的截面積應是泵組水管截面積的3?4倍，坡度不小于

10%o

(2)潛水鉆機成孔

潛水鉆機是將動力、變速機構和鉆頭連在一起加以密封，潛入水

中工作的一種體積小而輕的鉆機，這種鉆機的鉆頭有多種形式，以適

應不同的樁徑和不同土層的需要。鉆頭可帶有合金刀齒，靠電動機帶

動刀齒旋轉(zhuǎn)切削土層或巖層。鉆頭靠樁架懸吊吊桿定位，鉆孔時鉆桿

不旋轉(zhuǎn)，僅鉆頭部分將切削下來的泥渣通過泥漿循環(huán)排出孔外。鉆機

樁架輕便，移動靈活，鉆進速度快,噪聲小，鉆孔直徑為500~1500mm,

鉆孔深度可達50m,甚至更深。

潛水鉆機成孔適用于黏性土、淤泥、淤泥質(zhì)土、沙土等鉆進，也

可鉆入巖層，尤其適用于在地下水位較高的土層中成孔。當鉆一般黏

性土、淤泥、淤泥質(zhì)土及沙土時，宜用籠式鉆頭；穿過不厚的砂夾卵

石層或在強風化巖上鉆進時，可鑲焊硬質(zhì)合金刀頭的籠式鉆頭；遇孤

石或舊基礎時，應用帶硬質(zhì)合金齒的筒式鉆頭。

(3)沖擊鉆機成孔

沖擊鉆機成孔適用于穿越黏土、雜填土、沙土和碎石土。在季節(jié)

性凍土、膨脹土、黃土、淤泥和淤泥質(zhì)土以及有少量孤石的土層中有

可能采用。持力層應為硬黏土、密實沙土、碎石土、軟質(zhì)巖和微風化

山

^6"O

沖擊鉆機通過機架、卷揚機把帶刃的重鉆頭(沖擊錘)提升到一

定高度，靠自由下落的沖擊力切削破碎巖層或沖擊土層成孔，如圖

2.26所示。部分碎渣和泥漿擠壓進孔壁，大部分碎渣用掏渣筒掏出。

此法設備簡單、操作方便，對于有孤石的砂卵石巖、堅質(zhì)巖、巖層均

可成孔。

沖擊鉆頭