2　基礎(chǔ)施工

本章導(dǎo)讀：

●基本要求　了解各種淺基礎(chǔ)施工；掌握鋼筋混凝土柱下獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)的施工要點(diǎn)；了解混凝土預(yù)制樁的預(yù)制、起吊、運(yùn)輸及堆放方法；了解靜力壓樁法、振動(dòng)沉樁法和水沖沉樁法的施工方法；掌握錘擊法施工的全過程和施工要點(diǎn)；掌握鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁的施工要點(diǎn)；熟悉沉井基礎(chǔ)的施工方法。

●重點(diǎn)　鋼筋混凝土柱下獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)的施工；錘擊法施工過程；鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁的施工。

●難點(diǎn)　鋼筋混凝土柱下獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)的施工要點(diǎn)；錘擊法施工過程和施工要點(diǎn)；鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁的施工要點(diǎn)。

基礎(chǔ)是建筑物的墻或柱埋入地下的擴(kuò)大部分,它承擔(dān)著建筑物上部的自重荷載、使用荷載、風(fēng)荷載和地震力等的作用,并將其傳至地基。

基礎(chǔ)根據(jù)相對(duì)埋深、施工方法的不同,一般可分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)兩類。通常把埋置深度小于或相當(dāng)于基礎(chǔ)底面寬度的基礎(chǔ)稱為淺基礎(chǔ),如磚基礎(chǔ)、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)等。當(dāng)淺層土質(zhì)不良,需要利用到深處良好土層或巖層并采用特殊施工方法建造的基礎(chǔ)稱為深基礎(chǔ),如樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)等。

2.1　淺基礎(chǔ)施工

淺基礎(chǔ)通常分為5大類：無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)、鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)、柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)、高層結(jié)構(gòu)筏形基礎(chǔ)、巖石錨桿基礎(chǔ)及其他形式的基礎(chǔ)(包括箱形基礎(chǔ)、殼體基礎(chǔ)等)。

2.1.1　磚基礎(chǔ)施工

磚基礎(chǔ)是指用磚作砌體材料砌筑而成的基礎(chǔ),目前主要使用實(shí)心磚砌筑,適用于磚混結(jié)構(gòu)的建筑物。

1)材料要求

①磚的品種、強(qiáng)度等級(jí)必須符合設(shè)計(jì)要求,并應(yīng)規(guī)格一致。

②水泥一般采用32.5級(jí)或42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥。砂漿用砂不得含有有害物質(zhì)及雜質(zhì),并通過5mm篩孔進(jìn)行篩選。配制M5砂漿以下的砂漿,砂的含泥量不應(yīng)超過10%,配制M5及其以上砂漿,砂的含泥量不應(yīng)超過5%。

③攪拌用水必須符合要求。

④砂漿的品種、強(qiáng)度等級(jí)必須符合設(shè)計(jì)要求。砂漿使用時(shí),如出現(xiàn)泌水現(xiàn)象應(yīng)在砌筑前再次拌和。

⑤基礎(chǔ)內(nèi)預(yù)埋件必須經(jīng)過防腐處理。

2)工藝流程

3)施工要點(diǎn)

(1)拌制砂漿

砂漿配合比應(yīng)采用質(zhì)量比,水泥計(jì)量精度為±2%,砂、摻合料為±5%。砂漿攪拌宜用機(jī)械攪拌,投料順序?yàn)椋荷啊唷鷵胶狭稀?攪拌時(shí)間不少于1.5min。砂漿應(yīng)隨拌隨用,一般溫度情況下水泥砂漿必須在攪拌后3h內(nèi)用完,已經(jīng)凝結(jié)的砂漿嚴(yán)禁使用。

(2)確定組砌方式

大放腳一般采用一順一丁砌筑法,豎縫至少錯(cuò)開1/4磚長(zhǎng)。

(3)擺磚撂底

砌筑磚基礎(chǔ)時(shí)應(yīng)先在墊層上彈線,從相對(duì)設(shè)立的龍門板上拉上大放腳準(zhǔn)線,根據(jù)準(zhǔn)線交點(diǎn)在墊層面上彈出位置線,即基礎(chǔ)大放腳邊線。擺磚撂底的目的主要是調(diào)整磚基礎(chǔ)的豎縫的大小(灰縫尺寸為8～12mm),盡量用整磚砌筑,減少砍磚。

(4)砌筑磚基礎(chǔ)

砌筑前先立皮數(shù)桿(圖2.1),在基礎(chǔ)轉(zhuǎn)角和內(nèi)外墻基礎(chǔ)交接處應(yīng)砌大角(稱為盤角),先砌筑4～5皮磚,經(jīng)水平尺檢查無(wú)誤后進(jìn)行掛線,砌筑基礎(chǔ)時(shí)采用兩面掛線,先砌好撂底磚,再砌以上各皮磚。

有高低臺(tái)的基礎(chǔ)底面,應(yīng)從低處砌起,并按大放腳的底部寬度由高臺(tái)向低臺(tái)搭接。如設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定時(shí),搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于大放腳高度,如圖2.2。

(5)抹防潮層

防潮層施工時(shí),應(yīng)先檢查防潮層以下砌磚的標(biāo)高是否與設(shè)計(jì)相符。防潮層一般采用20mm厚的水泥防水砂漿,防水粉的摻量為水泥質(zhì)量的3%～5%。防潮層位置見圖2.3。

圖2.1　立皮數(shù)桿示意圖

圖2.2　磚基礎(chǔ)高低處砌法示意圖
1—墊層；2—大放腳

圖2.3　防潮層位置示意圖

(6)基礎(chǔ)回填土

基礎(chǔ)回填土要求使用符合要求的土料,分層回填,分層夯實(shí)。

2.1.2　鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)施工

鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)按其構(gòu)造形式,可分為現(xiàn)澆柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和預(yù)制柱杯口基礎(chǔ)?，F(xiàn)澆柱下獨(dú)立基礎(chǔ)可分為現(xiàn)澆柱錐形基礎(chǔ)、現(xiàn)澆柱階梯形基礎(chǔ)(圖2.4)；杯口基礎(chǔ)又可分為單肢柱和雙肢柱杯口基礎(chǔ),低杯口和高杯口基礎(chǔ)(圖2.5)。

圖2.4　現(xiàn)澆柱獨(dú)立基礎(chǔ)形式

1)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)施工流程

基礎(chǔ)施工通常按圖2.6所示的施工流程進(jìn)行。

圖2.5　預(yù)制柱杯口基礎(chǔ)示意圖

圖2.6　柱下獨(dú)立基礎(chǔ)施工流程

2)現(xiàn)澆柱下獨(dú)立基礎(chǔ)施工要點(diǎn)

①在混凝土澆筑前應(yīng)先進(jìn)行驗(yàn)槽,軸線、基坑尺寸和土質(zhì)應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定?？觾?nèi)浮土、水、淤泥、雜物應(yīng)清除干凈。局部軟弱土層應(yīng)挖去,用灰土或砂礫回填并夯實(shí)基底設(shè)計(jì)標(biāo)高。

②在基坑驗(yàn)槽后應(yīng)立即澆筑墊層混凝土,以保護(hù)地基,混凝土宜用表面振動(dòng)器進(jìn)行振搗,要求表面平整。當(dāng)墊層達(dá)到一定強(qiáng)度后,在其上彈線、支模、鋪放鋼筋網(wǎng)片,底部用與混凝土保護(hù)層同厚度的水泥砂漿塊墊塞,以保證鋼筋位置正確。

③基礎(chǔ)上有插筋時(shí),要按軸線位置校核后,將插筋加以固定以保證其位置的正確,以防澆搗混凝土?xí)r產(chǎn)生位移。

④在基礎(chǔ)混凝土澆筑前,應(yīng)將模板和鋼筋上的垃圾、泥土和油污等雜物清除干凈；堵塞模板的縫隙和孔洞；木模板表面要澆水濕潤(rùn),但不得積水。

⑤基礎(chǔ)混凝土宜分層連續(xù)澆筑。對(duì)于階梯形基礎(chǔ),每個(gè)臺(tái)階高度的混凝土應(yīng)一次澆筑完成,每澆筑完一臺(tái)階應(yīng)稍停0.5～1.0h,以便使混凝土獲得初步沉實(shí),然后再澆筑上一層,以防止下臺(tái)階混凝土溢出。每一臺(tái)階澆筑完,表面應(yīng)基本抹平。

⑥對(duì)于錐形基礎(chǔ),應(yīng)注意錐體斜面坡度的正確,斜面部分的模板應(yīng)隨混凝土澆搗分段支設(shè)并頂壓實(shí)壓緊,以防模板上浮變形,邊角處的混凝土必須注意搗實(shí)。

⑦基礎(chǔ)混凝土澆筑完,應(yīng)用草簾等覆蓋并澆水加以養(yǎng)護(hù)。

3)預(yù)制柱杯口基礎(chǔ)施工要點(diǎn)

預(yù)制柱杯口基礎(chǔ)的施工,除按上述施工要求外,還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①杯口模板可采用木模板或定型鋼模板,可作成整體的,也可作成兩半形式,中間各加楔形板一塊,拆模時(shí),先取出楔形板,然后分別將兩半杯口模取出。為拆模方便,杯口模外可包一層薄鐵皮。支模時(shí)杯口模板要固定牢固并壓漿。

②按臺(tái)階分層澆灌混凝土。對(duì)高杯口基礎(chǔ)的高臺(tái)階部分,按整段分層澆筑混凝土。

③由于杯口模板僅在上端固定,澆搗混凝土?xí)r,應(yīng)四周對(duì)稱均勻進(jìn)行,避免將杯口模板擠向一側(cè)。

④杯口基礎(chǔ)一般在杯底均留有50mm厚的細(xì)石混凝土找平層,在澆筑基礎(chǔ)混凝土?xí)r要仔細(xì)留出?；A(chǔ)澆搗完,在混凝土初凝后終凝前用倒鏈將杯口模板取出,并將杯口內(nèi)側(cè)表面混凝土鑿毛。

⑤在澆筑高杯口基礎(chǔ)混凝土?xí)r,由于其最上一臺(tái)階較高,施工不方便,可采用后安裝杯口模板的方法施工。也就是說,當(dāng)混凝土澆搗接近杯口底時(shí),再安裝杯口模板,然后澆筑杯口混凝土。

2.1.3　鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)施工

鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)按其構(gòu)造形式,可分為柱下條形基礎(chǔ)及墻下條形基礎(chǔ),如圖2.7、圖2.8所示。

圖2.7　柱下條形基礎(chǔ)

圖2.8　墻下條形基礎(chǔ)及柱下條形基礎(chǔ)示意圖

下面僅介紹柱下條形基礎(chǔ)的施工操作要點(diǎn)：

①在混凝土澆筑前應(yīng)先行驗(yàn)槽,基坑尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,對(duì)局部軟弱土層應(yīng)挖去,用灰土或砂礫回填夯實(shí)與基底相平。

在地基或基土上澆筑混凝土?xí)r,應(yīng)清除淤泥和雜物,并應(yīng)有排水和防水措施。對(duì)干燥的黏性土,應(yīng)用水濕潤(rùn)；對(duì)未風(fēng)化的巖石,應(yīng)用水清洗,但其表面不得留有積水。

②墊層混凝土在驗(yàn)槽后應(yīng)立即澆筑,以保護(hù)地基。當(dāng)墊層素混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后,在其上彈線、支模、鋪放鋼筋。

③鋼筋上的泥土、油污,模板內(nèi)的垃圾、雜物應(yīng)清除干凈。木模板應(yīng)澆水濕潤(rùn),縫隙應(yīng)堵嚴(yán),基坑積水應(yīng)排除干凈。

④混凝土自高處傾落時(shí),其自由傾落高度不宜超過2m,如高度超過2m,應(yīng)設(shè)料斗、漏斗、串筒、斜槽、溜管,以防止混凝土產(chǎn)生分層離析。

⑤混凝土宜分段分層澆筑,各段各層間應(yīng)互相銜接,每段長(zhǎng)2～3m,使逐段逐層呈階梯形推進(jìn),并注意先使混凝土充滿模板邊角,然后澆筑中間部分。

⑥混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑,以保證結(jié)構(gòu)良好的整體性,如必須間歇,間歇時(shí)間超過規(guī)定,應(yīng)設(shè)置施工縫,并應(yīng)待混凝土的抗壓強(qiáng)度達(dá)到1.2N/mm2以上時(shí),才允許繼續(xù)澆筑,以免已澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)因振動(dòng)而受到破壞。

2.1.4 鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)施工

鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)由底板或底板與梁等組成,其外形和構(gòu)造像倒置的鋼筋混凝土無(wú)梁樓蓋或肋梁樓蓋,分為平板式和梁板式兩類,如圖2.9所示。筏板基礎(chǔ)施工要點(diǎn)如下：

圖2.9　筏板基礎(chǔ)

①基坑開挖時(shí),若地下水位較高,應(yīng)采取明溝排水、人工降水等措施,使地下水位降至基坑底下不少于500mm,保證基坑在無(wú)水情況下進(jìn)行開挖和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工。

②開挖基坑應(yīng)注意保持基坑底土的原狀結(jié)構(gòu),盡可能不要擾動(dòng)。當(dāng)采用機(jī)械開挖基坑時(shí),在基坑底面設(shè)計(jì)標(biāo)高以上保留200～400mm厚的土層,采用人工挖除并清理平整,如不能立即進(jìn)行下道工序施工,應(yīng)預(yù)留100～200mm厚土層,在下道工序進(jìn)行前挖除,以防止地基土被擾動(dòng)。在基坑驗(yàn)槽后,應(yīng)立即澆筑混凝土墊層。

③當(dāng)墊層達(dá)到一定強(qiáng)度后,在其上彈線、支模、鋪放鋼筋,連接柱的插筋。

④在澆筑混凝土前,清除模板和鋼筋上的垃圾、泥土和油污等雜物,木模板澆水加以潤(rùn)濕。

⑤混凝土澆筑方向應(yīng)平行于次梁長(zhǎng)度方向,對(duì)于平板式片筏基礎(chǔ)則應(yīng)平行于基礎(chǔ)長(zhǎng)邊方向。

⑥混凝土澆灌完畢,在基礎(chǔ)表面應(yīng)覆蓋草簾和灑水養(yǎng)護(hù),并不少于7d。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的25%以上時(shí),即可拆除梁的側(cè)模。

⑦當(dāng)混凝土基礎(chǔ)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%時(shí),應(yīng)進(jìn)行基坑回填。基坑回填應(yīng)在四周同時(shí)進(jìn)行,并按基底排水方向由高到低分層進(jìn)行。

⑧在基礎(chǔ)底板上埋設(shè)好沉降觀測(cè)點(diǎn),定期進(jìn)行觀測(cè)、分析,作好記錄。

2.1.5 鋼筋混凝土箱形基礎(chǔ)施工

箱形基礎(chǔ)主要是由鋼筋混凝土底板、頂板、側(cè)墻及一定數(shù)量縱橫墻構(gòu)成的封閉箱體,如圖2.10所示。箱形基礎(chǔ)施工要點(diǎn)如下：

圖2.10　箱形基礎(chǔ)
1—底板；2—外墻；3—內(nèi)墻隔墻；4—內(nèi)縱隔墻；5—頂板；6—柱

①基坑開挖?；娱_挖應(yīng)驗(yàn)算邊坡穩(wěn)定性,并注意對(duì)基坑鄰近建筑物的影響,必要時(shí)應(yīng)采取支護(hù)措施。

②基坑開挖如有地下水,應(yīng)采用明溝排水或井點(diǎn)降水等方法,保持作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的干燥。

③箱形基礎(chǔ)的基底是直接承受全部建筑物的荷載,必須是土質(zhì)良好的持力層。因此要保護(hù)好地基土的原狀結(jié)構(gòu),盡可能不要擾動(dòng)。在采用機(jī)械挖土?xí)r,應(yīng)根據(jù)土的軟硬程度,在基坑底面設(shè)計(jì)標(biāo)高以上,保留200～400mm厚的土層,采用人工挖除。基坑不得長(zhǎng)期暴露,更不得積水。在基坑驗(yàn)槽后,應(yīng)立即進(jìn)行基礎(chǔ)施工。

④基礎(chǔ)底板及頂板鋼筋接頭優(yōu)先采用焊接接頭；鋼筋綁扎、安裝應(yīng)注意形狀、位置和數(shù)量準(zhǔn)確；埋設(shè)件位置應(yīng)準(zhǔn)確固定,當(dāng)有管道穿過箱形基礎(chǔ)外墻時(shí),應(yīng)加焊止水片防滲漏。模板宜采用大塊模板,用穿墻對(duì)接螺栓固定。

⑤箱形基礎(chǔ)的底板、頂板及內(nèi)外墻的支模和澆筑一般分塊進(jìn)行。外墻水平施工縫應(yīng)留在底板面上部300～500mm范圍內(nèi)和無(wú)梁頂板下部30～50mm處,并應(yīng)做成企口形式,防水要求高時(shí),應(yīng)在企口中部設(shè)鍍鋅鋼板或塑料止水帶,外墻的垂直施工縫宜用凹縫,內(nèi)墻的水平和垂直施工縫多采用平縫,內(nèi)墻與外墻之間可留垂直縫,如圖2.11所示。

圖2.11　外墻水平施工縫形式示意圖
1—施工縫；2—厚3～4mm鍍鋅鋼板或塑料止水片

⑥箱基的底板、頂板及內(nèi)外墻宜連續(xù)澆灌完畢。對(duì)于大型箱基工程,當(dāng)基礎(chǔ)長(zhǎng)度較大時(shí),宜設(shè)置一道不小于700mm的后澆帶,以防產(chǎn)生溫度收縮裂縫。

⑦箱形基礎(chǔ)施工完畢,應(yīng)抓緊做好基坑土方回填工作,盡量縮短基坑暴露時(shí)間。

⑧高層建筑進(jìn)行沉降觀測(cè),水準(zhǔn)點(diǎn)及觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求及時(shí)埋設(shè),并注意保護(hù)。

2.2　樁基礎(chǔ)施工

2.2.1　概述

一般建筑物都應(yīng)該充分利用地基土層的承載能力,盡量采用淺基礎(chǔ)。但若淺層土質(zhì)不良,無(wú)法滿足建筑物對(duì)地基變形和強(qiáng)度方面的要求時(shí),可利用下部堅(jiān)實(shí)土層或巖層作為持力層建造深基礎(chǔ)。深基礎(chǔ)主要有樁基礎(chǔ)、墩基礎(chǔ)、沉井和地下連續(xù)墻等幾種類型,其中以樁基最為常用。

1)樁基的作用

樁基一般由設(shè)置于土中的樁和承接上部結(jié)構(gòu)的承臺(tái)(或承臺(tái)梁)組成(圖2.12)。樁的作用在于將上部建筑物的荷載傳遞到地基深處承載力較大的土層上,或?qū)④浫跬翆訑D密,以提高土壤的承載力和密實(shí)度,從而保證建筑物的穩(wěn)定性和減少地基沉降。樁基礎(chǔ)具有承載力高,沉降速度緩慢、沉降量小而均勻,并能承受水平力、上拔力、振動(dòng)力,抗震性能較好等特點(diǎn)。

2)樁基的分類

(1)按樁的承載性狀分類(見表2.1)

圖2.12　樁基礎(chǔ)示意圖

表2.1　按樁承載性狀分類

(2)按樁的施工方法分類(見圖2.13)

圖2.13　按樁的施工方法分類

2.2.2　鋼筋混凝土預(yù)制樁施工

鋼筋混凝土預(yù)制樁施工包括：制作、起吊、運(yùn)輸、堆放、打樁、接樁、截樁等過程。

1)制作、起吊、運(yùn)輸和堆放

(1)制作

預(yù)制樁可在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制。一般短樁(長(zhǎng)度10m以下)多在預(yù)制廠生產(chǎn),長(zhǎng)樁則在現(xiàn)場(chǎng)附近或打樁現(xiàn)場(chǎng)就地預(yù)制,預(yù)制樁的制作應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。

(2)起吊、運(yùn)輸

混凝土預(yù)制樁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的70%后方可起吊,達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的100%后方可進(jìn)行運(yùn)輸。

樁在起吊和搬運(yùn)時(shí),吊點(diǎn)應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定,如無(wú)吊環(huán)且設(shè)計(jì)又未作規(guī)定時(shí),應(yīng)符合起吊點(diǎn)彎矩最小的原則,可按圖2.14所示位置設(shè)置吊點(diǎn)起吊。吊索與樁之間應(yīng)加襯墊,以免損壞棱角。起吊時(shí)應(yīng)平穩(wěn)提升,吊點(diǎn)同時(shí)離地,并采取措施保護(hù)樁身,防止受撞擊和振動(dòng)。

樁的運(yùn)輸應(yīng)根據(jù)打樁進(jìn)度和打樁順序確定,宜采用隨打隨運(yùn)方法,以減少二次搬運(yùn)工作。

圖2.14　預(yù)制樁吊點(diǎn)位置

(3)堆放

預(yù)制樁堆放場(chǎng)地應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí),不得產(chǎn)生不均勻沉陷。墊木與吊點(diǎn)的位置應(yīng)相同,并保持在同一平面上,各層墊木應(yīng)上下對(duì)齊,最下層墊木應(yīng)適當(dāng)加寬,以減少堆樁場(chǎng)地的地基應(yīng)力,堆放層數(shù)不宜超過4層。

2)沉(壓)樁

鋼筋混凝土預(yù)制樁的沉樁方法有錘擊沉樁法、靜力壓樁法、振動(dòng)沉樁法和水沖沉樁法等。

(1)錘擊沉樁法

錘擊沉樁法也稱打入樁,是利用樁錘下落產(chǎn)生的沖擊能克服土對(duì)樁的阻力,使樁沉到預(yù)定深度或達(dá)到持力層。該法施工速度快,機(jī)械化程度高,適用范圍廣,但施工時(shí)有振動(dòng)、擠土和噪聲污染現(xiàn)象,不宜在市區(qū)和夜間施工。

①機(jī)具設(shè)備

打樁所用的機(jī)具設(shè)備,主要包括樁錘、樁架及動(dòng)力裝置3部分。

樁錘是對(duì)樁施加沖擊力,將樁打入土中的主要機(jī)具,有落錘、蒸汽錘、柴油錘和液壓錘等。樁錘的類別應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況、機(jī)具設(shè)備條件及工作方式和工作效率等條件來選擇。樁錘類型選定后,還要確定樁錘的質(zhì)量,一般可根據(jù)地質(zhì)條件、樁型、樁的密集程度、單樁豎向承載力及現(xiàn)有施工條件等決定,宜選擇重錘低擊。

樁架是支持樁身和樁錘,將樁吊到打樁位置,并在打樁過程中引導(dǎo)樁的方向,保證樁沿著所要求方向沖擊的打樁設(shè)備。樁架的選擇,應(yīng)考慮樁錘的類型、樁的長(zhǎng)度和施工條件等因素。樁架的高度由樁的長(zhǎng)度、樁錘高度、樁帽厚度及所用滑輪組的高度來決定。此外,還應(yīng)留l～2m的高度作為樁錘的伸縮余地。即樁架高度=樁長(zhǎng)+樁錘高度+樁帽高度+滑輪組高度+1～2m的起錘移位高度。常用的樁架形式有多功能樁架、滾動(dòng)式樁架及履帶式樁架,見圖2.15。

圖2.15　樁架形式

動(dòng)力裝置包括吊裝機(jī)就位和起動(dòng)樁錘用的動(dòng)力設(shè)施,如卷?yè)P(yáng)機(jī)、鍋爐、空氣壓縮機(jī)等,取決于所選的樁錘。

②打樁前的準(zhǔn)備工作

打樁前應(yīng)做好下列工作：清除障礙物、平整施工場(chǎng)地、進(jìn)行打樁試驗(yàn)、抄平放線、定樁位、確定打樁順序等。

打樁順序是否合理,直接影響打樁工程的速度和樁基質(zhì)量。群樁施工時(shí),為了保證打樁工程質(zhì)量,防止周圍建筑物受土體擠壓的影響,打樁前應(yīng)根據(jù)樁的密集程度、樁的規(guī)格、長(zhǎng)短和樁架移動(dòng)方面來正確選擇打樁順序,如圖2.16所示。

當(dāng)樁較密集時(shí)(樁中心距小于或等于4倍樁邊長(zhǎng)或樁徑),應(yīng)由中間向兩側(cè)對(duì)稱施打或由中間向四周施打。當(dāng)樁數(shù)較多時(shí),也可采用分區(qū)段施打。

當(dāng)樁較稀疏時(shí)(樁中心距大于4倍樁邊長(zhǎng)或樁徑),可采用上述兩種打樁順序,也可采用由一側(cè)向單一方向施打的方式(即逐排打設(shè))或由兩側(cè)同時(shí)向中間施打。

圖2.16　打樁順序

施打時(shí)還應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)標(biāo)高和樁的規(guī)格、埋深、長(zhǎng)度不同,宜采取先深后淺,先大后小,先長(zhǎng)后短的施工順序。當(dāng)一側(cè)毗鄰建筑物時(shí),由毗鄰建筑物處向另一方向施打。當(dāng)樁頭高出地面時(shí),樁機(jī)宜采用往后退打,否則可采用往前頂打。

③打樁方法

打樁時(shí)宜用“重錘低擊”“低提重打”,可取得良好效果。開始打樁時(shí),地層軟、沉降量較大,錘的落距宜較低,一般為0.6～0.8m,使樁能正常沉入土中。待樁入土一定深度(約1～2m),樁尖不易產(chǎn)生偏移時(shí),可適當(dāng)增大落距,逐漸提高到規(guī)定的數(shù)值,并控制錘擊應(yīng)力連續(xù)錘擊。

④測(cè)量和記錄

為了確保工程質(zhì)量,分析和處理打樁過程中出現(xiàn)的質(zhì)量事故和為工程質(zhì)量驗(yàn)收提供重要依據(jù),必須在打樁過程中,對(duì)每根樁的施打進(jìn)行測(cè)量并做好詳細(xì)記錄。打樁時(shí),要注意測(cè)量樁頂水平標(biāo)高。特別對(duì)承受軸向荷載的摩擦樁,可用水準(zhǔn)儀測(cè)量控制。

⑤質(zhì)量控制

打樁的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包括：打入的位置偏差是否在允許范圍之內(nèi),最后貫入度與沉樁標(biāo)高是否滿足設(shè)計(jì)要求,樁頂、樁身是否打壞以及對(duì)周圍環(huán)境有無(wú)造成嚴(yán)重危害。

(2)靜力壓樁法

靜力壓樁法是在軟土地基上,利用靜力壓樁機(jī)或液壓壓樁機(jī)用無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪聲的靜壓力(自重和配重)將預(yù)制樁壓入土中的一種沉樁工藝。在我國(guó)沿海軟土地基上已較為廣泛地采用。與錘擊沉樁相比,它具有施工無(wú)噪聲、無(wú)振動(dòng)、節(jié)約材料、降低成本、提高施工質(zhì)量、沉樁速度快等特點(diǎn)。特別適宜于擴(kuò)建工程和城市內(nèi)樁基工程施工。

①壓樁機(jī)械設(shè)備

壓樁機(jī)有2種類型,一種是機(jī)械靜力壓樁機(jī),如圖2.17所示。施加靜壓力約為600～1200 kN,設(shè)備高大笨重,行走移動(dòng)不便,壓樁速度較慢,但裝配費(fèi)用較低。另一種是液壓靜力壓樁機(jī)。它由液壓吊裝機(jī)構(gòu)、液壓夾持、壓樁機(jī)構(gòu)(千斤頂)、行走及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、液壓及配電系統(tǒng)、配重鐵等部分組成,自動(dòng)化程度高,結(jié)構(gòu)緊湊,行走方便快速,施壓部分不在樁頂面,而在樁身側(cè)面,是當(dāng)前國(guó)內(nèi)采用較廣泛的一種新壓樁機(jī)械。

②壓樁工藝

靜力壓樁的施工,一般都采取分段壓入、逐段接長(zhǎng)的方法。施工程序?yàn)椋簻y(cè)量定位→壓樁機(jī)就位→吊樁插樁→樁身對(duì)中調(diào)直→靜壓沉樁→接樁→再靜壓沉樁→終止壓樁→切割樁頭。靜力壓樁施工前的準(zhǔn)備工作,樁的制作、起吊、運(yùn)輸、堆放、施工流水、測(cè)量放線、定位等均同錘擊沉樁法。

(3)振動(dòng)沉樁法

振動(dòng)沉樁法是借助固定于樁頭上的振動(dòng)沉樁機(jī)所產(chǎn)生的振動(dòng)力,以減小樁與土壤顆粒之間的摩擦力,使樁在自重與機(jī)械力的作用下沉入土中。

圖2.17　靜力壓樁機(jī)
1—活動(dòng)壓梁；2—油壓表；3—樁帽；4—上段樁；5—加重物；6—底盤；7—軌道；8—上段接樁鋪筋；9—下段接樁錨筋孔；10—導(dǎo)籠口；11—操作平臺(tái)；12—卷?yè)P(yáng)機(jī)；13—加壓鋼絲繩滑輪組；14—樁架導(dǎo)向籠

振動(dòng)沉樁機(jī)主要由樁架、振動(dòng)樁錘、卷?yè)P(yáng)機(jī)和加壓裝置等組成。振動(dòng)樁錘是一個(gè)箱體,工作時(shí)兩塊偏心塊旋轉(zhuǎn)的離心力形成垂直方向(向上或向下)的振動(dòng)力。與振動(dòng)機(jī)剛性連接的樁隨著振動(dòng)力沿垂直方向上下振動(dòng)而下沉。

振動(dòng)沉樁法主要適用于砂石、黃土、軟土和粉質(zhì)黏土,在含水砂層中的效果更為顯著,該法不但能將樁沉入土中,還能利用振動(dòng)將樁撥出,經(jīng)驗(yàn)證明,此法對(duì)H型鋼樁和鋼板樁拔出效果良好。在砂土中沉樁效率較高,對(duì)黏土地區(qū)效率較差,需用功率大的振動(dòng)器。

3)接樁

預(yù)制樁施工中,由于受到場(chǎng)地、運(yùn)輸及樁機(jī)設(shè)備等的限制,一般先將長(zhǎng)樁分節(jié)預(yù)制后,再在沉樁過程中接長(zhǎng)。目前預(yù)制樁的接樁工藝主要有焊接法接樁和法蘭螺栓接樁法等。

(1)焊接法接樁

焊接法接樁的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造如圖2.18所示。在每節(jié)樁的端部預(yù)埋角鋼或鋼板,接樁時(shí)上下節(jié)樁身必須對(duì)準(zhǔn)相接觸,并調(diào)整垂直無(wú)誤后,用點(diǎn)焊(即將角鋼固定住即可,稱定位焊)將拼接角鋼連接固定,再次檢查位置正確后,即可進(jìn)行正式焊接,使其連成整體。施焊時(shí),應(yīng)由兩人同時(shí)對(duì)角對(duì)稱地進(jìn)行焊接,以防止節(jié)點(diǎn)電焊后收縮變形不均勻而引起樁身歪斜,焊縫要連續(xù)飽滿。

(2)法蘭螺栓接樁

法蘭螺栓接樁的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造如圖2.19所示。它是用法蘭盤和螺栓連接。其接樁速度快,但耗鋼量大,多用于混凝土管樁。

圖2.18　焊接法接樁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造示例
1—連接角鋼；2—拼接板；3—與主筋焊接的角鋼；4—鋼筋與角鋼3焊牢；5—主筋

2.2.3混凝土灌注樁施工

混凝土灌注樁是一種直接在現(xiàn)場(chǎng)樁位上就地成孔,然后在孔內(nèi)澆筑混凝土或安放鋼筋籠再澆筑混凝土而成的樁。與預(yù)制樁相比,具有施工低噪聲、低振動(dòng)、樁長(zhǎng)和直徑可按設(shè)計(jì)要求變化自如、樁端能可靠地進(jìn)入持力層或嵌入巖層、單樁承載力大、擠土影響小、含鋼量低等特點(diǎn)。但成樁工藝較復(fù)雜,成樁速度比預(yù)制打入樁慢,成樁質(zhì)量與施工有密切關(guān)系。

按其成孔方法不同,可分為鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁、爆擴(kuò)灌注樁等。以下主要介紹鉆孔灌注樁和人工挖孔灌注樁的施工工藝。

圖2.19　管樁螺栓接頭
1—法蘭盤；2—螺栓；3—螺栓孔

1)鉆孔灌注樁

鉆孔灌注樁是指利用鉆孔機(jī)械鉆出樁孔,并在孔中澆筑混凝土(或先在孔中吊放鋼筋籠)而成的樁。根據(jù)鉆孔機(jī)械的鉆頭是否在土壤的含水層中施工,又分為泥漿護(hù)壁成孔和干作業(yè)成孔兩種施工方法。

(1)泥漿護(hù)壁成孔灌注樁

泥漿護(hù)壁成孔灌注樁適用于地下水位較高的地質(zhì)條件。先由鉆孔設(shè)備進(jìn)行鉆孔,待孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求后清孔,放入鋼筋籠,然后進(jìn)行水下澆筑混凝土而成樁。為防止在鉆孔過程中塌孔,在孔中注入相對(duì)密度有一定要求的泥漿進(jìn)行擴(kuò)壁。按設(shè)備又分沖抓、沖擊、回轉(zhuǎn)鉆及潛水鉆成孔法。前兩種適用于碎石土、砂土、黏性土及風(fēng)化巖地基,后1種則適用于黏性土、淤泥、淤泥質(zhì)土及砂土。

①施工設(shè)備：主要有沖擊鉆機(jī)、回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、潛水鉆機(jī)等。

②施工方法：泥漿護(hù)壁成孔灌注樁的施工工藝流程如圖2.20所示。

圖2.20　泥漿護(hù)壁成孔灌注樁工藝流程圖
1—鉆機(jī)；2—護(hù)筒；3—泥漿護(hù)壁；4—壓縮空氣；5—清水；6—鋼筋籠；7—導(dǎo)管；8—混凝土；9—地下水

a.鉆孔。根據(jù)建筑的軸線控制樁定出樁基礎(chǔ)的每個(gè)樁位。先挖去樁孔處表土,將護(hù)筒準(zhǔn)確埋設(shè)入土中,并保持穩(wěn)定。護(hù)筒的作用有：成孔時(shí)引導(dǎo)鉆頭方向；提高孔內(nèi)泥漿水頭,防止塌孔；固定樁孔位置、保護(hù)孔口。

根據(jù)土質(zhì)條件確定制備泥漿的方法。泥漿的作用是將鉆孔內(nèi)不同土層中的空隙滲填密實(shí),使孔內(nèi)滲漏水達(dá)到最低限度,并保持孔內(nèi)維持著一定的水壓以穩(wěn)定孔壁。因此,在成孔過程中應(yīng)嚴(yán)格控制泥漿的相對(duì)密度。施工中應(yīng)經(jīng)常測(cè)定泥漿相對(duì)密度,并定期測(cè)定黏度、含砂率和膠體率等指標(biāo),及時(shí)調(diào)整。

樁架就位后,鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔。鉆孔進(jìn)尺速度應(yīng)根據(jù)土層類別、孔徑大小、鉆孔深度和供水量確定。鉆孔時(shí)應(yīng)在孔中注入泥漿,并始終保持泥漿液面高于地下水位1.0m以上,以起護(hù)壁、攜渣、潤(rùn)滑鉆頭、降低鉆頭發(fā)熱、減少鉆進(jìn)阻力等作用。

b.清孔。鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,必須進(jìn)行清孔。對(duì)于孔壁土質(zhì)較好不易塌孔的樁孔,可用空氣吸泥機(jī)清孔；對(duì)于穩(wěn)定性差的孔壁應(yīng)用泥漿(正、反)循環(huán)法或掏渣筒清孔、排渣。用原土造漿的鉆孔,可使鉆機(jī)空轉(zhuǎn)不進(jìn)尺,同時(shí)注入清水,等孔底殘余的泥塊已磨漿,排出泥漿比重降至1.1左右(以手觸泥漿無(wú)顆粒感覺),即可認(rèn)為清孔已合格。對(duì)注入制備泥漿的鉆孔,可采用換漿法清孔,至換出泥漿相對(duì)密度小于1.15～1.25為合格。清孔過程中,必須及時(shí)補(bǔ)給足夠的泥漿,以保持漿面穩(wěn)定。

孔底沉渣厚度對(duì)于端承樁不大于50mm,對(duì)于摩擦樁不大于300mm。

c.下鋼筋籠,澆混凝土。清孔完畢后,應(yīng)立即吊放鋼筋籠,及時(shí)進(jìn)行水下澆筑混凝土。鋼筋籠埋設(shè)前應(yīng)在其上設(shè)置定位鋼筋環(huán),混凝土墊塊或于孔中對(duì)稱設(shè)置3～4根導(dǎo)向鋼筋,以確保保護(hù)層厚度。水下澆筑混凝土通常采用導(dǎo)管法施工。

(2)干作業(yè)成孔灌注樁

干作業(yè)成孔灌注樁施工工藝如圖2.21所示。與泥漿護(hù)壁成孔灌注樁類似而簡(jiǎn)單,適用于地下水位較低、在成孔深度內(nèi)無(wú)地下水的干土層中樁基的成孔施工。

圖2.21　干作業(yè)成孔灌注樁施工工藝過程

①施工設(shè)備

施工設(shè)備主要有螺旋鉆機(jī)、鉆孔擴(kuò)機(jī)、機(jī)動(dòng)或人工洛陽(yáng)鏟等。目前常用螺旋鉆機(jī)成孔(見圖2.22)。

螺旋鉆機(jī)利用動(dòng)力帶動(dòng)螺旋鉆桿旋轉(zhuǎn),使鉆頭上的葉片旋轉(zhuǎn)向下切削土層,削下的土屑靠與土壁的摩擦力沿葉片上升排出孔外。適用于地下水位以上的一般黏性土、砂土或人工填土地基的成孔。

圖2.22　干作業(yè)成孔施工

②施工方法

鉆機(jī)按樁位就位,鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心,放下鉆機(jī)使鉆頭觸及土面。鉆孔時(shí),開動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋動(dòng)鉆桿鉆進(jìn),先慢后快,避免鉆桿搖晃,并隨時(shí)檢查鉆孔偏移。一節(jié)鉆桿鉆入后,應(yīng)停機(jī)接上第二節(jié),繼續(xù)鉆到要求深度。

鉆孔至要求深度后,可用鉆機(jī)在原處空轉(zhuǎn)清土,然后停轉(zhuǎn),提升鉆桿卸土。如孔底虛土超過容許厚度,可用輔助掏土工具或二次投鉆清底。清孔完畢后應(yīng)用蓋板蓋好孔口。

清孔后應(yīng)及時(shí)吊放鋼筋籠,澆筑混凝土。

2)人工挖孔灌注樁

人工挖孔灌注樁是指樁孔采用人工挖掘方法進(jìn)行成孔,然后安放鋼筋籠,澆筑混凝土而成的樁。

人工挖孔樁的直徑除了能滿足設(shè)計(jì)承載力的要求外,還應(yīng)考慮施工操作的要求,故樁徑不宜小于800mm,樁底一般都擴(kuò)大。人工挖孔樁構(gòu)造如圖2.23所示,護(hù)壁厚度一般不小于D/10+5 (cm)(其中D為樁徑),每步高1m,并有100mm放坡。

(1)施工設(shè)備

人工挖孔樁施工機(jī)具比較簡(jiǎn)單,—般可根據(jù)孔徑、孔深和現(xiàn)場(chǎng)具體情況加以選用,主要有：垂直運(yùn)輸工具,如電動(dòng)葫蘆和提土桶,用于施工人員、材料和棄土等垂直運(yùn)輸；排水工具,如潛水泵,用于抽出樁孔中的積水；通風(fēng)設(shè)備,如鼓風(fēng)機(jī)、輸風(fēng)管,用于向樁孔中強(qiáng)制送入新鮮空氣；挖掘工具,如鎬、鍬、土筐等,若遇到堅(jiān)硬的土層或巖石,還需準(zhǔn)備風(fēng)鎬和爆破設(shè)備。此外,還有照明燈、對(duì)講機(jī)、電鈴等。

(2)施工工藝

現(xiàn)澆混凝土分段護(hù)壁的人工挖孔樁的施工工藝流程：按設(shè)計(jì)圖紙放線、定樁位→分段開挖樁孔土方→支設(shè)護(hù)壁模板→澆筑護(hù)壁混凝土→護(hù)壁混凝土達(dá)到1.2MPa、拆除模板繼續(xù)下段施工→循環(huán)施工直至挖到設(shè)計(jì)要求的深度→排出孔底積水、驗(yàn)槽封底→放置鋼筋籠、澆筑樁身混凝土。

(3)質(zhì)量要求

①必須保證樁孔的挖掘質(zhì)量。樁孔挖成后應(yīng)有專人下孔檢驗(yàn),檢查土質(zhì)是否符合勘察報(bào)告,擴(kuò)孔幾何尺寸與設(shè)計(jì)是否相符,孔底虛土殘?jiān)闆r要作好施工記錄歸檔。

圖2.23　人工挖孔灌注樁構(gòu)造圖
1—護(hù)壁；2—主筋；3—箍筋；4—地梁；5—樁帽

②按規(guī)范規(guī)定樁孔中心線的平面位置偏差不大于50mm,樁的垂直度偏差不大于0.5%樁長(zhǎng),樁徑不得小于設(shè)計(jì)直徑。

③鋼筋骨架要保證不變形,箍筋與主筋要點(diǎn)焊,鋼筋籠吊入孔內(nèi)后,要保證其與孔壁間有足夠的保護(hù)層。

④混凝土坍落度宜為40～80mm,用串筒或溜管下料,連續(xù)分層澆筑,每層厚不超過1m,必須振搗密實(shí)。

(4)安全措施

人工挖孔樁的施工安全應(yīng)予以特別重視。工人在樁孔內(nèi)作業(yè),應(yīng)嚴(yán)格按安全操作規(guī)程施工,并有切實(shí)可靠的安全措施。施工人員進(jìn)入孔內(nèi)必須戴安全帽；孔下有人時(shí)孔口必須有人監(jiān)督防護(hù)；護(hù)壁要高出地面150～200mm,挖出的土方不得堆在孔四周2m范圍內(nèi),以防滾入孔內(nèi)；孔內(nèi)設(shè)安全繩及安全軟梯,孔外周圍設(shè)安全防護(hù)欄桿；孔下照明采用安全電壓；潛水泵必須設(shè)有防漏電裝置；應(yīng)設(shè)鼓風(fēng)機(jī)向并下輸送潔凈空氣等。

2.3　沉井施工

2.3.1　沉井施工程序

沉井是深基礎(chǔ)施工的一種常用方法,也是深基礎(chǔ)工程的一種結(jié)構(gòu)形式。其特點(diǎn)是：將位于地下一定深度的建筑物基礎(chǔ)或構(gòu)筑物,先在地面以上制作,形成一個(gè)筒狀結(jié)構(gòu),然后在筒內(nèi)不斷挖土,借助井體自重而逐步下沉,下沉到預(yù)定設(shè)計(jì)標(biāo)高后,進(jìn)行封底,構(gòu)筑筒內(nèi)底板、梁、樓板、內(nèi)隔墻、頂板等構(gòu)件,最終形成一個(gè)地下建筑物基礎(chǔ)或構(gòu)筑物。

沉井施工的一般程序?yàn)椋浩秸麍?chǎng)地→測(cè)量放線→開挖基坑→井壁放線→鋪砂墊層和墊木或砌刃腳磚座→沉井制作→挖排水溝、集水井→抽出墊木→沉井內(nèi)挖土、下沉→基底整形、澆筑墊層和底板→施工內(nèi)隔墻、梁、板、頂板及輔助設(shè)施→機(jī)電設(shè)備、管道、動(dòng)力、照明線路安裝→調(diào)試、土建收尾。

2.3.2　沉井的制作

沉井制作有一次制作和多節(jié)制作、地面制作和基坑中制作等方式。一般講,如果沉井高度不大,施工方便,宜采取一次制作下沉方案,有利于減少接高作業(yè)工序,加快施工進(jìn)度。如果沉井高度和質(zhì)量都很大,重心高,而地基處理不好,操作控制不嚴(yán),則在下沉前易于產(chǎn)生傾斜,在這種情況下,一次制作困難,就應(yīng)采用分節(jié)制作,節(jié)數(shù)應(yīng)盡量減少。沉井的制作高度和基坑深度應(yīng)根據(jù)計(jì)算確定,一般每節(jié)高度以6～8m為宜。

沉井制作時(shí),下部刃腳的支設(shè),可視沉井質(zhì)量、施工荷載和地基承載力情況,采用墊架法、半墊架法、磚墊座或土胎模(圖2.24)。較大、較重的沉井,在軟弱地基上制作時(shí),常采用墊架或半墊架法。

沉井支模、綁扎鋼筋和澆筑混凝土與一般混凝土結(jié)構(gòu)施工方法相同,應(yīng)重點(diǎn)注意的是拆模時(shí)間。大型沉井應(yīng)在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度,小型沉井應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度的70%,方可拆模。刃腳部分抽除其下的墊木應(yīng)分區(qū)、分組、依次、對(duì)稱、同步地進(jìn)行,最后僅由4～6榀定位墊架或墊木支承,應(yīng)驗(yàn)算井壁的抗裂強(qiáng)度,以免受力不均造成井壁破裂。抽除方法是：將墊木底部的土挖去一部分,利用卷?yè)P(yáng)機(jī)或絞磨將相應(yīng)墊木抽出,每抽除1根,刃腳下都應(yīng)立即用砂礫石填實(shí),在刃腳內(nèi)外側(cè)填筑成適當(dāng)高度的小砂土堤,使沉井質(zhì)量傳給墊層。如有內(nèi)隔墻,應(yīng)在支承排架拆除后,用草袋或水泥編織袋裝砂回填。采取分節(jié)制作,可在前一節(jié)下沉接近地面0.5m時(shí),繼續(xù)加高井筒。

圖2.24　沉井刃腳支設(shè)
1—刃腳；2—砂墊層；3—枕(墊)木；4—墊架；5—模板；6—半墊架；7—砌磚；8—抹水泥砂漿；9—土胎模；10—刷隔離層

2.3.3　沉井下沉方法

沉井下沉有排水下沉和不排水下沉兩種方式,前者適用于滲水量不大(每1m2不大于1m3/ min)、穩(wěn)定的黏性土,或在砂礫層中滲水量雖很大,但排水并不困難時(shí)使用；后者適用于嚴(yán)重的流砂地層和滲水量大的砂礫層中使用,以及地下水無(wú)法排除或大量排水會(huì)影響附近建筑物安全的情況。

采用排水下沉法施工,多在沉井內(nèi)設(shè)泵排水,沿井壁挖排水溝、集水井,用泵將地下水排出井外,邊挖土邊排水下沉,隨著加深集水井。挖土采用人工或風(fēng)動(dòng)工具,對(duì)直徑或邊長(zhǎng)16m以上的大型沉井,可在沉井內(nèi)用0.25～0.60m小型反鏟挖掘機(jī)挖土。挖土方法一般是采用碗形挖土自重破土方式,先挖中間,逐漸挖向四周,每層挖土厚0.4～0.5m,沿刃腳周圍保留0.8～1.5m寬土堤,然后再按每人負(fù)責(zé)2～3m一段向刃腳方向逐層、全面、對(duì)稱、均勻地削薄土層,當(dāng)土堤(垅)經(jīng)不住刃腳的擠壓時(shí),便在自重作用下均勻垂直破土下沉[圖2.25(a)]；對(duì)有流砂情況發(fā)生或遇軟土層時(shí),亦可采取從刃腳挖起,下沉后再挖中間[圖2.25(b)]的順序,挖出土方裝在吊土斗內(nèi)運(yùn)出。當(dāng)土垅挖至刃腳沉井仍不下沉,可采取分段對(duì)稱地將刃腳下掏空或繼續(xù)從中間向下進(jìn)行第二層破土的方法。

圖2.25　沉井下沉挖土方法
1—沉井刃腳；2—土堤(垅) ①,②,③,④—刷坡次序

采用不排水下沉法施工,挖土多用高壓水槍(壓力2.5～3.0MPa)將土層破碎稀釋成泥漿,然后用水力吸泥機(jī)(或空氣吸泥機(jī))將泥漿排出井外,井內(nèi)的水位應(yīng)始終保持高出井外水1～2m。也可用起重機(jī)吊抓斗進(jìn)行挖土。作業(yè)時(shí),一般先抓或沖井底中央部分的土形成鍋底形,然后再均勻沖或抓刃腳邊部,使沉井靠自重?cái)D土下沉在密實(shí)土層中,刃腳土壤不易向中央坍落,則應(yīng)配以射水管沖土。沉井下沉困難時(shí),亦可采取一些輔助下沉方法,如在沉井外壁周圍均勻布置水槍或射水管,借助高壓水沖刷刃腳下面的土層,使沉井易于下沉；或在沉井外壁設(shè)置寬10～20cm的泥漿槽,充滿觸變泥漿(觸變泥漿是以適當(dāng)比例的膨潤(rùn)土和碳酸鈉加水調(diào)制而成的),以減小井壁下沉的摩阻力；如果采用多節(jié)下沉,則可繼續(xù)接高井身,增加下沉質(zhì)量。

2.3.4　沉井封底

沉井封底亦有排水封底和不排水封底兩種方式。前者系將井底水抽干進(jìn)行封底混凝土澆筑,又稱干封底,因其施工操作方便,質(zhì)量易于控制,是應(yīng)用較多的一種方法；后者多采用導(dǎo)管法在水中澆筑混凝土封底,施工較為復(fù)雜,只有在涌水量很大,難以排干且出現(xiàn)流砂現(xiàn)象時(shí)才應(yīng)用。

排水封底方法是將新老混凝土接觸面沖刷干凈或鑿毛,并將井底修整成鍋底形,由刃腳向中心挖放射形排水溝,填以卵石形成濾水暗溝,在中部設(shè)2～3個(gè)集水井,深1～2m,井間用盲溝相互連通,插入φ600～800四周帶孔的鋼管或無(wú)砂混凝土管,四周填以卵石,使井底的水流匯集于井中,再用潛水電泵排出(圖2.26),保持地下水位低于井底0.5m以上。封底時(shí),井底先鋪一層150～500mm厚卵石或碎石,再在其上澆一層0.5～1.5m厚的混凝土墊層,在刃腳下切實(shí)填嚴(yán)搗實(shí),以保證沉井的最后穩(wěn)定。墊層混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度的50%后,在其上綁鋼筋,鋼筋兩端應(yīng)伸入刃腳凹槽內(nèi),再澆筑底板混凝土?；炷琉B(yǎng)護(hù)期間應(yīng)繼續(xù)抽水,混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度的70%后,將集水井中的水逐個(gè)抽干,在套管內(nèi)迅速用干硬性混凝土進(jìn)行堵塞搗實(shí),蓋上法蘭盤,用螺栓擰緊或四周焊接封閉,上部用混凝土填實(shí)抹平。

圖2.26　沉井封底構(gòu)造
1—沉井；2—15～75mm粒徑卵石盲溝；3—封底混凝土；4—底板；5—抹防水水泥砂漿層；6—φ600～800mm帶孔鋼板或無(wú)砂混凝土管；7—集水井；8—法蘭盤蓋

不排水封底方法是將井底浮泥用導(dǎo)管以泥漿置換,清除干凈,新老混凝土接觸面用水針沖刷凈,并在井底拋毛石、鋪碎石墊層。封底水下混凝土采用多組導(dǎo)管灌注,方法與一般灌注樁水下澆筑混凝土相同?；炷琉B(yǎng)護(hù)7～14d后,方可從沉井內(nèi)抽水,檢查封底情況,進(jìn)行檢漏補(bǔ)修,按排水封底方法施工上部底板。

思考題

1.簡(jiǎn)述磚基礎(chǔ)的施工要點(diǎn)。

2.鋼筋混凝土柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的施工要點(diǎn)有哪些?

3.鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的施工要點(diǎn)有哪些?

4.鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)的施工要點(diǎn)有哪些?

5.鋼筋混凝土箱形基礎(chǔ)的施工要點(diǎn)有哪些?

6.預(yù)制樁的制作方法及要求怎樣?其吊點(diǎn)如何確定?

7.簡(jiǎn)述預(yù)制樁的施工過程。其施工質(zhì)量應(yīng)如何保證?

8.如何確定樁架高度和選擇樁錘?

9.打樁順序有幾種?與哪些因素有關(guān)?打樁過程中應(yīng)注意哪些事項(xiàng)?

10.試述靜力壓樁的優(yōu)點(diǎn)及適用情況。

11.灌注樁成孔有哪些方法?各適用于什么情況?

12.怎樣控制沉管灌注樁的施工質(zhì)量?

13.人工挖孔灌注樁的特點(diǎn)是什么?有哪些施工要點(diǎn)和需注意的問題?

14.試述預(yù)制樁與灌注樁質(zhì)量檢測(cè)內(nèi)容的異同點(diǎn)。

15.沉井的施工程序如何?

16.沉井下沉方法有哪些?需要處理的下沉問題有哪些?

17.試述沉井質(zhì)量控制與檢驗(yàn)的內(nèi)容。