第二章桩基础工程

第二章桩基础工程

第二章桩基础工程 第一节概述第二节预制桩施工第三节灌注桩施工第四节地下连续墙施工

第一节概述 • 深基础工程 • 桩基础的组成与种类 back

深基础工程 深基础：埋深大于4m 主要有：桩基础墩基础地下连续墙沉井基础沉箱基础等 back

桩基础的组成及分类 一. 组成：若干根桩承台（承台梁）如图2.1 二. 分类: 按受力状态分：端承桩，摩擦桩按桩的施工方法分：预制桩，灌注桩按材料分：钢（管，板）桩，砼、木、石灰、钢筋混凝土、砂桩等

按设备分： 锤击法，压入法、振入法、水冲法、旋入法、人工挖土法；按截面分：圆、方、多角、空心、板桩等。 back

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第二节预制桩施工 • 预制桩的制作、运输和堆放 • 预制桩的施工 back

工艺：制作 起吊搬运堆放 • 预制桩的制作、运输和堆放以钢筋混凝土预制方桩为例：沉桩一.制作采用叠浇法要求：保证强度、平直、标准；工艺：现场布置浇砼胎模地基处理支模扎筋安吊环浇砼涂刷隔离剂养护到30%拆模邻桩扎筋、浇砼支上层模重复生产上层养护

施工要点： 1.较长的桩在施工现场预制。所用混凝土强度等级不宜低于C30； 2. 主筋连接宜采用对焊；主筋接头配置在同一截面内的数量，当采用闪光对焊和电弧焊时，不超过50％，同一根钢筋焊接点距离不小于30d或500mm； 3. 叠制≯4层，上下隔离，下层达30％设计强度再上层； 4.混凝土由顶至尖连续浇筑，注意养护与保护，不得留设施工缝；

5. 预应力管桩离心成型，直径400～500，壁厚80～100，节长8～10m，C60。二. 起吊，运输和堆放 1. 起吊移位――≮70％设计强度运输、起吊就位――≮100％设计强度 2. 桩的运输可采用平板运输，运输时的支点应选在吊点位置； 3. 一点吊------距顶0.31L (L=5~10m)，距顶0.29L（L＝11～16m）；两点吊------距顶、距尖0.207L；

（4）堆放应按规格、桩号分层重叠，最先打的桩放在最上面，支撑点在吊点处，各层垫木应在同一垂线上，重叠层数不得超过四层（4）堆放应按规格、桩号分层重叠，最先打的桩放在最上面，支撑点在吊点处，各层垫木应在同一垂线上，重叠层数不得超过四层 back

预制桩的施工 一. 沉桩方法锤击法：以桩锤的冲击力将桩打入软土；静力压桩法：80～120t压桩机，适软弱土层；振动法：以振动桩机带桩振动，减少土与桩间摩阻力，沉拔快，适砂土。水冲法：射水沉桩，高压射水（桩侧或桩内）冲孔下沉，留1～2m打入或振入。适于坚硬土、砂石层。 back

二.锤击沉桩的施工 1.打桩设备主要包括：桩架、桩锤和动力装置（1）桩锤：是钢筋混凝土制桩设备的重要部分，应根据桩的类型和土层类型分类选择。 • 落锤：适用范围：适宜在打桩及细长尺寸的砼桩，在一般土层及黏土和含有砾石的土层中均有用；原理：用人力或卷扬机拉起悬桩锤，落下，利用锤重夯击桩顶，使桩入土；优缺点：构造简单，使用方便，冲击力大，能随意调节落距，但锤击速度慢，效率低，桩损大。锤重0.5～1.5t ；

单动汽锤：利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举，然后自由下落冲击桩顶。单动汽锤：利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举，然后自由下落冲击桩顶。适用范围：适用打各种桩，最适宜于套管打桩和灌注砼桩；优缺点：结构简单，落距小，不易损坏桩头；打桩速度及冲击力较落锤大，效率高； • 双动气锤：利用蒸汽或压缩空气的压力将锤上举及下冲，增加夯击能量，100～200次/分；适用范围：适宜打各种桩，可用于打斜桩，使用压缩空气，可打地下桩，也可拔桩；如图2.2示。

柴油锤：利用燃油爆炸，推动活塞，引起桩头跳动打击桩头；柴油锤：利用燃油爆炸，推动活塞，引起桩头跳动打击桩头；适用范围：最适宜打钢板桩、木桩，在软弱地基打12m以下的砼桩，适于中型桩；锤重0.12～6.0t ，40～80次/分；优缺点：移动便利，打桩快，燃料消耗少，但桩架高度低，遇软土或硬土不宜使用，噪音大、污染。如图2.3、2.4所示。 • 振动桩锤：利用偏心轮引起的激振，通过刚性连接，从桩帽传到桩上。适用范围：适宜于打钢板桩，钢管桩，长度在15m以内的打入式灌注桩；适用于亚粘土

松散砂土、黄土或软土，不宜用于岩石、砾石和密实的粘性土地基。松散砂土、黄土或软土，不宜用于岩石、砾石和密实的粘性土地基。 • 液压锤：无噪、无污、频率高，复杂、价高。油气二压施力，贯入度大。 • 桩锤选择：（宜重锤低击）桩锤应根据地质条件、桩的类型、桩的长度、桩身结构强度、桩群密集程度以及施工条件等因素来确定，其中地质条件的影响最大。一般当桩锤重大于桩重的1.5～2倍时，沉桩效果较好。 go

双动汽锤工作原理 图2.2单动汽锤工作原理 back

图2.3 导杆式柴油锤工作原理图

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（2）桩架： 组成：底盘、导向杆、斜撑、滑轮组、动力设备功能：沉桩导向、吊锤、吊桩、吊射水管、配重加压和水管等分类：木桩架、滚筒式桩架、多功能桩架、履带式桩架、步履式桩架等。如图2.5、2.6

图2.6 多功能桩架 图2.5 履带式桩架

桩架的选择： 应考虑桩锤类型、桩的长度和施工现场的条件等因素。桩架的高度 = 桩长＋桩锤高度＋滑轮组高＋起锤移位高度＋安全工作间隙（3）动力装置的选择动力装置的选择应根据桩锤的类型来确定。

2.打桩施工 • 准备工作：（1）清除地上、地下障碍物，平整、压实场地，设置排水沟；（2）放桩的基准线，定桩位，设置水准点；（3）接通现场水、电管线，准备好施工机具，桩的质量检验；（4）进行打桩试验， ≮2根，检验工艺、设备是否符合要求；（5）确定打桩顺序

打桩顺序： 一般分为：逐排打、自边缘向中央打、自中央向边缘打、间隔跳打和分段打等。可以避免入土深度不一，导致不均匀沉降；难打易碎；邻桩移位倾斜。注意：当桩中心距＜4倍桩径时，可自中间向四周环绕或放射打、由中心向两侧对称打、分段对称打；当桩中心距≥4倍桩径时，按施工方便；当桩的规格不同时，先大后小，先长后短；当桩尖设计标高不同时，先深后浅。

施工工艺： 设置标尺→桩架就位→吊桩就位→扣桩帽、落锤、脱吊钩→低锤轻打→正式打（接桩，送桩，截桩，静、动载试验，承台施工等）注意：采用重锤低击，开始要轻打；注意贯入度变化，做好打桩记录（编号、每米锤击数、桩顶标高、最后贯入度等）；如遇异常情况（贯入度剧变；桩身突然倾斜、位移、回弹；桩身严重裂缝或桩顶破碎等），暂停施打，进行研究处理。

3.质量要求： （1）满足承载力要求：端承桩：控制最后贯入度为主(参考标高) 摩擦桩：控制沉桩标高为主(最后贯入度) （2）偏差: 桩位偏差：排桩：偏轴≯100，顺轴≯150mm 群桩： ≯ 1/3桩径或边长垂直偏差≯ 1 % ; （3）桩不受损：桩顶、桩身不打坏，桩顶下1/3桩长内无水平裂缝。

4.常见的问题： 桩头打坏；桩身扭转；桩身倾斜或位移；沉桩困难；桩急剧下沉；桩身跳动，桩锤回弹。

三、静力压桩 静力压桩是借助压桩机及其配重将桩压入土中。由于避免了锤击应力，桩的混凝土强度及其配筋只要满足吊装弯矩和使用期受力要求就可以，因而桩的断面和配筋可以减小。这种沉桩方法适用于软弱土层，无振动、无噪音、对周围环境影响小，适合在城市中施工。施工工艺: 测量定位→压桩机就位→吊桩、插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再静压沉桩→送桩→终止压桩→截桩（图2.7、2.8）

图2.7

接桩

注意事项： 1．压桩施工时应随时注意使桩保持轴心受压，接桩时也应保证上下接桩的轴线一致，并使接桩时间尽可能地缩短，否则间歇时间过长会由于土体固结导致压不下去； 2．当桩接近设计标高时，不可过早停压，否则补压时也会发生压不下去或压入过少的现象； 3．压桩过程中，当桩尖碰到夹砂层时，压桩阻力可能突然增大，可采取停车再开、忽停忽开的办法，使桩缓慢下沉穿过砂层。如果工程中有少量桩确实不能压至设计标高而相差不多时，可采取截桩的办法。

四、振动沉桩 振动沉桩是利用固定在桩顶部的振动器所产生的激振力，通过桩身使土颗粒受迫振动，使其改变排列组织，产生收缩和位移，这样桩表面与土层间的摩擦力减少，桩在自重和振动力共同作用下沉人士中。适用于在粘土、松散砂土及黄土和软土中沉桩，更适合于打钢板桩，同时借助起重设备可以拔桩。（图2.9）

五、射水沉桩 射水沉桩又称水冲法沉桩，是将射水管附在桩身上，用高压水流将桩尖附近的土体冲松液化，以减少土对桩端的正面阻力，同时水及土颗粒沿桩身表面涌出地面，减少了土与桩身的摩擦力，使桩借自重（或稍加外力）沉入土中。特点：当在坚实的砂土中沉桩，桩难以打下或久打不下时，射水法可防止将桩打断或桩头打坏。比锤击法可提高工效2～4倍，加快工程进度。最适用于坚实砂土或砂砾石土层上的支承桩，在粘性土中亦可使用。（图2.10） back

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第三节灌注桩施工 • 钻孔灌注桩 • 套管成孔灌注桩 • 其他灌注桩 back

灌注桩按成孔方法分为: 钻孔法 ——适于一般土层沉管法 ——适于土质差、水位高爆扩法 ——适于土质好、无地下水人工挖孔法 ——适于桩径大、土较好 • 钻孔灌注桩利用机械钻孔，然后浇筑砼或钢筋混凝土而成。

优点：（1）施工时无振动，土体不受扰动， 不影响承载力；（2）不挤土，对周围建筑物无影响。缺点：桩承载力较低，采用大孔径或爆炸桩头来增加单桩承载力。施工机械：螺旋式钻孔机，冲击式钻孔机，冲抓锥钻孔机，综合成孔机。分为：干作业成孔、泥浆护壁成孔

一、干作业成孔灌注桩 干作业成孔灌注桩适于成孔深度内没有地下水的情况，成孔时不必采取护壁措施而直接取土成孔。 1、成孔机械：螺旋钻：钻杆长10m以上,φ400～600 钻杆长3～5m，φ300～400 钻扩机：钻孔径800～1200，扩孔径可达 3.5m 洛阳铲等。如图2.11、2.12

图2.11

第二章 桩基础工程