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一、概況

過去以預製樁為主，除鋼筋混凝土方樁外，還採用預應力混凝土樁、鋼管樁等，有的預應力鋼筋混凝土樁，長度達70餘米。

近年來，灌注樁得到很大發展，有沖孔、鑽孔、挖孔等，且大直徑鑽孔灌注樁愈來愈受到重視，發展較快；此外，還發展了一些新的成樁工藝，如鑽孔壓漿成樁法等。

同時，在預防沉樁對周圍環境的影響及灌注樁的質量檢驗等方面都有長足的進步。

二、樁基礎構造及分類

樁基礎是一種常用的深基礎形式，它由基樁和連接於樁頂的承台共同組成。

若樁身全部埋於土中，承台底面與土體接觸，則稱為低承台樁基，若樁身上部露出地面而承台底位於地面以上，則稱為高承台樁基。

建築樁基通常為低承台樁基礎，而在橋樑、碼頭工程中常用高承台樁基礎。

(一) 按受力情況分為端承樁、摩擦樁。

端承樁是穿過軟弱土層而達到堅硬土層或岩層上的樁，上部結構荷載主要由岩層阻力承受；施工時以控制貫入度為主，樁尖進入持力層深度或樁尖標高可作參考。

摩擦樁完全設置在軟弱土層中，將軟弱土層擠密實，以提高土的密實度和承載能力，上部結構的荷載由樁尖阻力和樁身側面與地基土之間的摩擦阻力共同承受，施工時以控制樁尖設計標高為主，貫入度可作參考。

（二）按擠土狀況分為非擠土樁、部分擠土樁和擠土樁。

沉管法、爆擴法施工的灌注樁、打入（或靜壓）的實心混凝土預製樁、閉口鋼管樁或混凝上管樁 屬於擠土樁。

衝擊成孔法、鑽孔壓注法施工的灌注樁、預鑽孔打入式預製樁、混凝土 ( 預應力混凝土 ) 管樁、 H 型鋼樁、敞口鋼管樁等屬 於部分擠土樁。

干作業法、泥漿護壁法、套管護壁法施工的灌注樁屬非擠土樁。

（三）按施工方法分為預製樁、灌注樁。

預製樁是在工廠或施工現場製成的各種形式的樁，用沉樁設備將樁打入、壓入或振入土中，或有的用高壓水沖沉入土中。

根據沉入土中的方法，可分打入樁（錘擊沉樁）、水沖沉樁、振動沉樁和靜力壓樁等；

灌注樁是在施工現場的樁位上用機械或人工成孔，放入鋼筋骨架，然後在孔內灌注混凝土而成。

根據成孔方法的不同分為挖孔、鑽孔、沖孔灌注樁，套管成孔灌注樁（沉管灌注樁）及爆擴成孔灌注樁等。

三、預製樁施工方法

預製樁包括混凝土預製樁、鋼樁兩種。

混凝土預製樁常用的有鋼筋混凝土實心方樁、預應力混凝土空心管樁。

鋼樁有鋼管樁、H型鋼樁、其他異性鋼樁。

鋼筋混凝土預製樁施工前，應根據施工圖設計要求、樁的類型、成孔過程對土的擠壓情況、地質探測和試樁等資料，制定施工方案。

其主要內容包括：確定施工方法，選擇打樁機械，確定打樁順序，樁的預製、運輸，以及沉樁過程中的技術和安全措施。

（一）錘擊沉樁的施工方法（打入法）

錘擊沉樁的施工方法是利用樁錘落到樁頂上的衝擊力來克服土對樁的阻力，使樁沉到預定的深度或達到持力層的一種打樁施工方法。

錘擊沉樁是混凝土預製樁常用的沉樁方法，它施工速度快，機械化程度高，適用範圍廣，但施工時有衝撞噪聲和對地表層有振動，在城區和夜間施工有所限制。

打樁機械

打樁機具主要包括樁錘、樁架和動力裝置三個部分。

樁錘是對樁施加衝擊力，將樁打入土中的機具；施工中常見的樁錘有落錘、蒸汽錘（單動汽錘、雙動汽錘）、柴油汽錘和液壓錘（振動錘）。

樁架是支持樁身和樁錘，在打樁過程中引導樁的方向及維持樁的穩定，並保證樁錘沿著所要求方向衝擊的設備。

一般由底盤、導向杆、起吊設備、撐杆等組成。

根據樁的長度、樁錘的高度及施工條件等選擇樁架和確定樁架高度。

樁架高度=樁長+樁錘高度+滑輪組高。

樁架用鋼材製作，按移動方式有輪胎式、履帶式、軌道式等。

動力裝置包括驅動樁錘及卷揚機用的動力設備。

根據所選樁錘而定的。

當採用空氣錘時，應配備空氣壓縮機；當選用 蒸汽錘時，則要配備蒸汽鍋爐和絞盤。

打樁施工

A. 準備工作

（1）場地準備：清除地上、地下障礙物，平整、壓實場地，設置排水溝；

（2）放軸線、定樁位、設置水準點 （≮2個）；

（3）確定打樁順序：擠土直接影響打樁進度、施工質量以及周圍環境。

（4）接通現場的水、電管線，準備好施工機具；做好對樁的質量檢驗。

（5）進行打樁試驗：≮2根，檢驗工藝、設備是否符合要求。

B.打樁順序

根據樁的密集程度，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打設三種。

當樁的中心距不大於4倍樁的直徑或邊長時，應由中間向兩側對稱施打，或由中間向四周施打。

當樁的中心距大於4倍樁的邊長或直徑時，可採用上述兩種打法，或逐排單向打設。

根據基礎的設計標高和樁的規格，宜按先深後淺、先大後小、先長後短的順序進行打樁。

C.打樁工藝順序：

設置標尺→樁架就位→吊樁就位→扣樁帽、落錘、脫吊鉤→低錘輕打→正式打（接樁，截樁，靜、動載試驗，承台施工）。

要點：採用重錘低擊，開始要輕打；連續施打，減少回彈固結；注意貫入度變化，做好打樁記錄（編號、每米錘擊數、樁頂標高、最後貫入度…）；如遇異常情況（貫入度劇變；樁身突然傾斜、位移、回彈；樁身嚴重裂縫或樁頂破碎），暫停施打，與有關單位研究處理。

（二）靜力壓樁的施工方法

靜力壓樁是在均勻軟弱土中利用壓樁架（型鋼製作）的自重和配重，由鋼絲繩、滑輪和壓梁，將整個樁機的重力(800～1500kN)反壓在樁頂上，以克服樁身下沉時與土的摩擦力，迫使預製樁下沉，將樁逐節壓入土中的一種沉樁方法。

這種沉樁方法無振動、無噪音、對周圍環境影響小，適合在城市中施工。

壓樁施工一般採取分節壓入、逐段接長的施工方法。

接樁的方法目前有三種：焊接法、法蘭螺栓連接法、硫磺漿錨法。

壓樁與打樁相比:由於避免了錘擊應力，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;壓樁引起的擠土也小的多，因此壓樁是軟土地區一種較好的沉樁方法。

（三）振動沉樁的施工方法

工作原理：其主要裝置為振動器，利用振動器所產生的激振力，使樁身產生高頻振動。

這時樁在其自重或很小的附加壓力作用下沉入土中，或是在較小的提升力作用下而拔出土。

(四) 水沖法沉樁（射水沉樁）的施工方法

射水沉樁方法往往與錘擊（或振動）法同時使用，具體選擇應視土質情況而定。

必須注意，不論採取任何射水施工方法，在沉入最後階段1~1.5m至設計標高時，應停止射水，用錘擊或振動沉入至設計深度，以保證樁的承載力。

（一）干作業鑽孔灌注樁

干作業成孔一般採用螺旋鑽機鑽孔。

螺旋鑽頭外徑分別為Φ400mm、Φ500mm、Φ600mm，鑽孔深度相應為12m、10m、8m。

適用於成孔深度內沒有地下水的一般粘土層、砂土及人工填土地基，不適於有地下水的土層和淤泥質土。

鑽機就位後，鑽杆垂直對準樁位中心，開鑽時先慢後快，減少鑽杆的搖晃，及時糾正鑽孔的偏斜或位移。

鑽孔至規定要求深度後，進行孔底清土。

清孔的目的是將孔內的浮土、虛土取出，減少樁的沉降。

方法是鑽機在原深處空轉清土，然後停止旋轉，提鑽卸土。

鋼筋骨架的主筋、箍筋、直徑、根數、間距及主筋保護層均應符合設計規定，綁紮牢固，防止變形。

用導向鋼筋送入孔內，同時防止泥土雜物掉進孔內。

鋼筋骨架就位後，應立即灌注混凝土，以防塌孔。

灌注時，應分層澆築、分層搗實，每層厚度50～60cm。

(二) 泥漿護壁成孔灌注樁

泥漿護壁成孔是利用泥漿保護穩定孔壁的機械鑽孔方法。

它通過循環泥漿將切削碎的泥石渣屑懸浮後排出孔外，適用於有地下水和無地下水的土層。

成孔機械有潛水鑽機、衝擊鑽機、沖抓錐等。

泥漿護壁成孔灌注樁的施工工藝流程：測定樁位、埋設護筒、樁機就位、製備泥漿、機械(潛水鑽機、衝擊鑽機等)成孔、泥漿循環出渣、清孔、安放鋼筋骨架、澆築水下混凝土。

埋設護筒和製備泥漿

埋設護筒和製備泥漿鑽孔前，在現場放線定位，按樁位挖去樁孔表層土，並埋設護筒。

護筒高2m左右，上部設1～2個溢漿孔，是用厚4～8mm鋼板製成的圓筒，其內徑應大於鑽頭直徑200mm。

護筒的作用是固定樁孔位置，保護孔口，防止地面水流入，增加孔內水壓力，防止塌孔，成孔時引導鑽頭的方向。

在鑽孔過程中，向孔中注入相對密度為1.1～1.5的泥漿，使樁孔內孔壁土層中的孔隙滲填密實，避免孔內漏水，保持護筒內水壓穩定；泥漿相對密度大，加大了孔內的水壓力，可以穩固孔壁，防止塌孔；通過循環泥漿可將切削的泥石渣懸浮後排出，起到攜砂、排土的作用。

2、成孔

潛水鑽機成孔。

潛水鑽機是一種旋轉式鑽孔機，其防水電機變速機構和鑽頭密封在一起，由樁架及鑽杆定位後可潛入水、泥漿中鑽孔。

注入泥漿後通過正循環或反循環排渣法將孔內切削土粒、石渣排至孔外。

潛水鑽機成孔排渣有正循環排渣和泵舉反循環排渣兩種方式。

正循環排渣法:在鑽孔過程中，旋轉的鑽頭將碎泥渣切削成漿狀後，利用泥漿泵壓送高壓泥漿，經鑽機中心管、分叉管送入到鑽頭底部強力噴出，與切削成漿狀的碎泥渣混合，攜帶泥土沿孔壁向上運動，從護筒的溢流孔排出。

泵舉反循環排渣法:砂石泵隨主機一起潛入孔內，直接將切削碎泥渣隨泥漿抽排出孔外。

衝擊鑽成孔。

衝擊鑽機通過機架、卷揚機把帶刃的重鑽頭(衝擊錘)提高到一定高度，靠自由下落的衝擊力切削破碎岩層或衝擊土層成孔。

衝擊鑽頭形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形衝擊鑽頭。

沖孔前應埋設鋼護筒，並準備好護壁材料。

衝擊鑽機就位後，校正沖錘中心對準護筒中心，在衝程0.4～0.8m範圍內應低提密沖，並及時加入石塊與泥漿護壁，直至護筒下沉3～4m以後，衝程可以提高到1.5～2.0m，轉入正常衝擊，隨時測定並控制泥漿相對密度。

施工中，應經常檢查鋼絲繩損壞情況，卡機鬆緊程度和轉向裝置是否靈活，以免掉鑽。

沖抓錐成孔；沖抓錐錐頭上有一重鐵塊和活動抓片，通過機架和卷揚機將沖抓錐提升到一定高度，下落時鬆開捲筒剎車，抓片張開，錐頭便自由下落沖入土中，然後開動卷揚機提升錐頭，這時抓片閉合抓土。

沖抓錐整體提升至地面上卸去土渣，依次循環成孔。

沖抓錐成孔施工過程、護筒安裝要求、泥漿護壁循環等與衝擊成孔施工相同。

適用於鬆軟土層(砂土、粘土)中沖孔，但遇到堅硬土層時宜換用衝擊鑽施工。

3、清孔

驗孔是用探測器檢查樁位、直徑、深度和孔道情況；清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以減少樁基的沉降量，提高承載能力。

泥漿護壁成孔清孔時，對於土質較好不易坍塌的樁孔，可用空氣吸泥機清孔，氣壓為0.5MPa，使管內形成強大高壓氣流向上涌，同時不斷地補足清水，被攪動的泥渣隨氣流上涌從噴口排出，直至噴出清水為止。

對於穩定性較差的孔壁應採用泥漿循環法清孔或抽筒排渣，清孔後的泥漿相對密度應控制在1.15～1.25。

4、澆築水下混凝土

泥漿護壁成孔灌注混凝土的澆築是在水中或泥漿中進行的，故稱為澆築水下混凝土。

水下混凝土宜比設計強度提高一個強度等級，必須具備良好的和易性，配合比應通過試驗確定。

水下混凝土澆築常用導管法。

澆築時，先將導管內及漏斗灌滿混凝土，其量保證導管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上，然後剪斷懸吊隔水栓的鋼絲，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞進入水中。

(三) 沉管灌注樁（套管成孔灌注樁）

沉管灌注樁是利用錘擊打樁設備或振動沉樁設備，將帶有鋼筋混凝土的樁尖(或鋼板靴)或帶有活瓣式樁靴的鋼管沉入土中(鋼管直徑應與樁的設計尺寸一致)，造成樁孔，然後放入鋼筋骨架並澆築混凝土，隨之拔出套管，利用拔管時的振動將混凝土搗實，便形成所需要的灌注樁。

在沉管灌注樁施工過程中，對土體有擠密作用和振動影響， 施工中應結合現場施工條件，考慮成孔的順序。

間隔一個或兩個樁位成孔；在鄰樁混凝土初凝前或終凝後成孔；一個承台下樁數在5根以上者，中間的樁先成孔，外圍的樁後成孔。

為了提高樁的質量和承載能力，沉管灌注樁常採用單打法、復打法、翻插法等施工工藝。

單打法(又稱一次拔管法)：拔管時，每提升0.5～1.0m，振動5～10s，然後再拔管0.5～1.0m，這樣反覆進行，直至全部拔出。

復打法：在同一樁孔內連續進行兩次單打，或根據需要進行局部復打。

施工時，應保證前後兩次沉管軸線重合，並在混凝土初凝之前進行。

翻插法：鋼管每提升0.5m，再下插0.3m，這樣反覆進行，直至拔出。

利用錘擊沉樁設備沉管、拔管成樁，稱為錘擊沉管灌注樁；利用振動器振動沉管、拔管成樁，稱為振動沉管灌注樁。

1、錘擊沉管灌注樁

錘擊沉管灌注樁施工要點：樁尖與樁管接口處應墊麻(或草繩)墊圈，以防地下水滲入管內和作緩衝層。

沉管時先用低錘錘擊，觀察無偏移後，才正常施打。

拔管前，應先錘擊或振動套管，在測得混凝土確已流出套管時方可拔管。

樁管內混凝土儘量填滿，拔管時要均勻，保持連續密錘輕擊，並控制拔管速度，一般土層以不大於1m/min為宜，軟弱土層與軟硬交界處，應控制在0.8m/min以內為宜。

在管底未拔到樁頂設計標高前，倒打或輕擊不得中斷，注意使管內的混凝土保持略高於地面，並保持到全管拔出為止。

樁的中心距在5倍樁管外徑以內或小於2m時，均應跳打施工；中間空出的樁須待鄰樁混凝土達到設計強度的50%以後，方可施打。

2、振動沉管灌注樁

振動沉管灌注樁採用激振器或振動衝擊沉管。

其施工過程為：樁機就位，沉管，上料，拔管。

(四) 人工挖孔大直徑灌注樁

大直徑灌注樁是採用人工挖掘方法成孔，放置鋼筋籠，澆築混凝土而成的樁基礎，也稱墩基礎。

它由承台、樁身和擴大頭組成，穿過深厚的軟弱土層而直接坐落在堅硬的岩石層上。

優點是樁身直徑大，承載能力高；施工時可在孔內直接檢查成孔質量，觀察地質土質變化情況；樁孔深度由地基土層實際情況控制，樁底清孔除渣徹底、乾淨，易保證混凝土澆築質量。

1、人工挖掘成孔護壁方法施工

坍落的支護措施有現澆混凝土護壁、沉井護壁、噴射混凝土護壁等。

(1) 現澆混凝土護壁法施工

即分段開挖、分段澆築混凝土護壁，既能防止孔壁坍塌，又能起到防水作用。

樁孔採取分段開挖，每段高度取決於土壁直立狀態的能力，一般0.5～1.0m為一施工段，開挖井孔直徑為設計樁徑加混凝土護壁厚度。

護壁施工段，即支設護壁內模板(工具式活動鋼模板)後澆築混凝土，其強度一般不低於C15，護壁混凝土要振搗密實；當混凝土強度達到1MPa(常溫下約24h)可拆除模板，進入下一施工段。

如此循環，直至挖到設計要求的深度。

(2) 沉井護壁法施工

當樁徑較大，挖掘深度大，地質複雜，土質差(鬆軟弱土層)，且地下水位高時，應採用沉井護壁法挖孔施工。

沉井護壁施工是先在樁位上製作鋼筋混凝土井筒，井筒下搗制鋼筋混凝土刃腳，然後在筒內挖土掏空，井筒靠其自重或附加荷載來克服筒壁與土體之間的摩擦阻力，邊挖邊沉，使其垂直地下沉到設計要求深度。

施工中應該注意的幾個問題：

樁孔中心線平面位置偏差不宜超過50mm，樁的垂直度偏差不得超過0.5%

樁徑不得小於樁設計直徑。

挖掘成孔區內，不得堆放余土和建築材料，並防止局部集中荷載和機械振動。

樁基礎一定要坐落在設計要求的持力層上，樁孔的挖掘深度應由設計人員根據現場地基土層的實際情況決定。

人工挖掘成孔應連續施工，成孔驗收後立即進行混凝土澆築。

認真清除孔底浮渣余土排凈積水，澆築過程中防止地下水流入。

人工挖掘成孔過程中，應嚴格按操作規程施工。

井面應設置安全防護欄，當樁孔凈距小於2倍樁徑且小於2.5m時，應間隔挖孔施工。