桩和桩基础的构造和施工

1、第四章第四章主讲教师主讲教师 曹志军曹志军第一节 桩和桩基的作用及使用条件 第二节 桩和桩基类型 第三节 承台的类型、构造和桩的布置 第四节 预制桩的构造和施工 第五节 钻（挖）孔桩的构造和施工 第六节 水中修筑桩基 第一节 桩和桩基的作用及使用条件 一、桩基础的概念二、桩基础的适用性三、桩基础的优缺点 如果建筑场地浅层的土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求，而又不适宜采取地基处理措施时，就要考虑深基础方案了。 深基础主要有桩基础、沉井和地下连续墙等几种类型，其中以桩基础应用最为广泛。 桩基础桩基础一、桩基础（pile foundationpile foundation）的概念 桩基础桩

2、基础是通过承台把若干根桩的顶部联结成整体，共同承受动、静荷载的一种深基础，而桩是设置于土中的竖直或倾斜的基础构件，其作用在于穿越软弱的压缩性土层或水中，将桩所承受的荷载传递到更硬、更密实或压缩性较小的地基持力层上，通常将桩基础中的桩称之为基桩基桩。 (3) 对桥梁、码头、烟囱、输电塔等结构，宜采用桩基以承受较大的水平力和上拔力时； (4) 对精密或大型的设备基础，需要减小基础振幅、减弱基础振动对结构的影响时； (5) 在地震区，以桩基作为地震区结构抗震措施或穿越可液化地基时； (6) 水上基础，当施工水位较高或河床冲刷较大，采用浅基础施工困难或不能保证基础的安全时。 (2) 对于高重建筑物，如

3、高层建筑、重型工业厂房和仓库、料仓等，地基承载力不能满足设计需要时； (1)软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑物，不允许地基有过大沉降和不均匀沉降；二、桩基础的适用性n（一）桩基础的主要优点（一）桩基础的主要优点n桩基础具有较高的承载能力与稳定性；n桩基础是减少建筑物沉降与不均匀沉降的良好措施；n桩基础是克服复杂条件下不良地质现象危害的重要措施，且有良好的抗震、抗爆性能；n桩基础具有很强的灵活性，对结构体系、范围及荷载变化等有较强的适应能力，而设桩也可n作为地基处理措施以提高地基的强度及稳定性。n 三、桩基础的优缺点n（二）桩基拙的主要缺点（二）桩基拙的主要缺点n桩基础的造价一般较高；n

4、桩基础的施工比一般浅基础复杂（但比沉井、沉箱等深基础简单）；n以打入等方式设桩存在振动及噪音等环境问题，而以成孔灌注方式设桩常对场地环境卫生带来影响；n桩基础的工作机理比较复杂，其设计计算方法相对尚不完善。三、桩基础的优缺点第二节 桩和桩基类型 一、按桩的使用功能分类五、按桩承载性能分类四、按桩身材料分类七、按设置效应分类三、按桩径大小分类六、桩按施工工艺的分类二、按桩轴方向的分类八、按承台底面位置分类按按桩桩的的使使用用功功能能分分类类竖向抗压桩竖向抗压桩 竖向抗拔桩竖向抗拔桩水平受荷桩水平受荷桩复合受荷桩复合受荷桩主要承受竖向下压荷载（简称主要承受竖向下压荷载（简称竖向荷载竖向荷载）的桩，

5、）的桩，应进行竖向承载力计算，必要时还需计算桩基沉应进行竖向承载力计算，必要时还需计算桩基沉降，验算软弱下卧层的承载力以及负摩阻力产生降，验算软弱下卧层的承载力以及负摩阻力产生的下拉荷载。的下拉荷载。主要承受竖向上拔荷载的桩，应进行桩身强度和主要承受竖向上拔荷载的桩，应进行桩身强度和抗裂计算以及抗拔承载力验算。抗裂计算以及抗拔承载力验算。主要承受水平荷载的桩，应进行主要承受水平荷载的桩，应进行桩身强度和抗裂验算以及水平承桩身强度和抗裂验算以及水平承载力和位移验算。载力和位移验算。承受竖向、水平荷载均较大的桩，应按竖向抗压承受竖向、水平荷载均较大的桩，应按竖向抗压（或抗拔）桩及水平受荷桩的要求进

6、行验算。（或抗拔）桩及水平受荷桩的要求进行验算。2）被动桩）被动桩 1）主动桩）主动桩 一、按桩的使用功能分类二、按桩轴方向的分类 1.小桩小桩 桩径桩径d250mm。由于桩径小，施工机械，施工场地。由于桩径小，施工机械，施工场地及施工方法一般较为简单。小桩多用于基础加固（树根及施工方法一般较为简单。小桩多用于基础加固（树根桩或锚杆静压桩）及复合桩基础。桩或锚杆静压桩）及复合桩基础。 2.中等直径桩中等直径桩 250mmd50m）和需要穿越夹砂层的情况，所以它们是高层）和需要穿越夹砂层的情况，所以它们是高层建筑的理想桩型之一，但制作工艺要求较复杂。建筑的理想桩型之一，但制作工艺要求较复杂。 预

7、应力桩按其制作工艺分为两类： 一类是普遍立模浇制的，断面形状为含内圆孔的正方形，称为预应力空心方桩，或简称预应力空心桩； 另一类是离心法旋制的，断面形状为圆环形的高强预应力管桩（Prestressed High Strength Concrete Tube shaped Piles），简称PHC桩。 目前常用的预应力空心桩主要有两种规格：500500mm和600600mm。 PHC桩主要有以下几种规格：外径500mm、550mm、800mm、1000mm，壁厚90mm130mm，桩段长4m至15m，钢板电焊或螺栓连接，混凝土强度达C60C80 。 （二）钢桩（二）钢桩图图4-4-4 钢桩截面形

8、状钢桩截面形状钢桩的优点有：钢桩的优点有：（1）桩身不仅抗压强度高而且抗拉和抗弯强度也大，）桩身不仅抗压强度高而且抗拉和抗弯强度也大，抗冲击性能好、材料性能稳定，所以适用于桩身自抗冲击性能好、材料性能稳定，所以适用于桩身自由长度大的高桩码头和海洋钻井平台中；由长度大的高桩码头和海洋钻井平台中；（2）桩的承载力高，直径为）桩的承载力高，直径为1500mm的钢管桩，其的钢管桩，其承载力可达承载力可达30 000 kN；（3）施工方便，节头易于处理、运输方便、施工质）施工方便，节头易于处理、运输方便、施工质量稳定、施工速度快。量稳定、施工速度快。 钢桩的最大缺点是价格太高，按我国价格，约相当于钢桩的

9、最大缺点是价格太高，按我国价格，约相当于钢筋混凝土桩的钢筋混凝土桩的34倍，一般还需作防腐处理。因此倍，一般还需作防腐处理。因此钢桩在我国以前很少采用，一般只用于特别重大的工钢桩在我国以前很少采用，一般只用于特别重大的工业与民用建筑，外海码头工程和海洋石油开采平台。业与民用建筑，外海码头工程和海洋石油开采平台。 钢桩常用有两种：钢管桩和钢桩常用有两种：钢管桩和H形桩。形桩。 钢管桩系由钢板卷焊而成，常见直径有钢管桩系由钢板卷焊而成，常见直径有 406mm、 609mm、 914mm和和 1200mm几种，壁厚通常是按使用几种，壁厚通常是按使用阶段应力设计的，约阶段应力设计的，约10mm左右。左

10、右。 钢管桩具有强度高、抗冲击疲劳性能好、贯入能力钢管桩具有强度高、抗冲击疲劳性能好、贯入能力强、抗弯曲的刚度大，单桩承载力高，便于割接、质量强、抗弯曲的刚度大，单桩承载力高，便于割接、质量可靠、便于运输、沉桩速度快以及挤土影响小等优点；可靠、便于运输、沉桩速度快以及挤土影响小等优点；但它抗腐蚀性能较差，须做表面防腐蚀处理，且价格昂但它抗腐蚀性能较差，须做表面防腐蚀处理，且价格昂贵。因此，在我国一般只在必须穿越砂层或其它桩型无贵。因此，在我国一般只在必须穿越砂层或其它桩型无法施工和质量难以保证、或必须控制挤土影响、或工期法施工和质量难以保证、或必须控制挤土影响、或工期紧迫等情况下及重要工程才选

11、用。紧迫等情况下及重要工程才选用。（二）钢桩（二）钢桩 H型钢桩系一次轧制成型，与钢管桩相比，其挤土型钢桩系一次轧制成型，与钢管桩相比，其挤土效应更弱，割焊与沉桩更便捷、穿透性能更强。效应更弱，割焊与沉桩更便捷、穿透性能更强。 H型钢桩的不足之处是侧向刚度较弱，打桩时桩身型钢桩的不足之处是侧向刚度较弱，打桩时桩身易向刚度较弱的一侧倾斜，甚至产生施工弯曲。在这种易向刚度较弱的一侧倾斜，甚至产生施工弯曲。在这种情况下，采用钢筋混凝土或预应力混凝土桩身加情况下，采用钢筋混凝土或预应力混凝土桩身加H型钢型钢桩尖的组合桩则是一种性能优越的桩型。桩尖的组合桩则是一种性能优越的桩型。 实践证明这种组合桩能顺

12、利穿过夹块石的土层，亦实践证明这种组合桩能顺利穿过夹块石的土层，亦能嵌入能嵌入N63.550的风化岩层。的风化岩层。（三）木桩（三）木桩通常用松木、杉木等单根原木制作，木桩一般直径通常用松木、杉木等单根原木制作，木桩一般直径为为2234 cm，长，长618 m。木桩应直，桩顶应削平，。木桩应直，桩顶应削平，与桩轴相垂直。桩顶应安铁箍，桩尖应按规格加工，与桩轴相垂直。桩顶应安铁箍，桩尖应按规格加工，将其削成三棱或四棱的钝头锥。如要穿过硬土层，将其削成三棱或四棱的钝头锥。如要穿过硬土层，还应安上铁桩靴。在淡水中，木材寿命很长，但在还应安上铁桩靴。在淡水中，木材寿命很长，但在干湿交替变化的环境中极易

13、腐烂。由于其承载力不干湿交替变化的环境中极易腐烂。由于其承载力不高，木材原料有限，使用寿命又受环境影响等原因，高，木材原料有限，使用寿命又受环境影响等原因，我国已很少采用。我国已很少采用。 二、预制桩的施工（一）沉桩设备（一）沉桩设备（二）主要工序及沉桩方法（二）主要工序及沉桩方法（三）沉桩工艺要点（三）沉桩工艺要点预制桩的施工工艺包括制桩与沉桩两部分。沉桩工艺锤击式锤击式静压式静压式振动式振动式施工参数是不同深度的累计锤击数和最后贯入度；施工参数是不同深度的压桩力。沉桩控制标准，有时要求设计标高和锤击贯入度双重控制。（一）沉桩设备（一）沉桩设备沉桩设备主要有打桩锤、打桩架、射水沉桩用的机具等

14、。 1打桩锤打桩锤 图图4-4-5 单动汽锤单动汽锤1-外壳；外壳； 2-活塞及活塞杆；活塞及活塞杆； 3-气缸；气缸；4-配合阀配合阀 ；5-输气管输气管图图4-4-6 整体式单频震动锤整体式单频震动锤2打桩架打桩架 打桩架也是沉桩的主要设备之一，它在沉桩施工中除起导向作用外（控制桩锤沿着导杆的方向运动），还起到吊锤、吊桩、吊插射水管等作用（相当于起重机）。桩架可分为自行移动式桩架和非自行移动式桩架。通常多采用前者。自行移动式打桩架按其走行部分的特征，可分为导轨式、履带式和轮胎式三种。 3桩帽桩帽 打桩时，要在锤与桩之间设置桩帽。它既要能起缓冲而保护桩顶的作用，又要保持沉桩效率。因此，在桩帽

15、上方（锤与桩帽接触一方）填塞硬质缓冲材料，如橡木、树脂、硬桦木、合成橡胶等，厚约150250mm，在桩帽下方（桩帽与桩接触一方）应垫以软质缓冲材料，如 饼（麻编织物）、草垫、废轮胎等。统称为桩垫，桩垫的厚度和软硬是否恰当，将直接影响沉桩效率。 4送桩送桩 遇到以下情况，需用送桩：当桩顶设计标高在导杆以下，此时送桩长度应为桩锤可能达到最低标高与预计桩顶沉入标高之差，再加上适当的富余量。送桩通常用钢板焊成的钢送桩。 5射水设备射水设备 射水多作为沉桩辅助措施与锤击或震动沉桩相配合。 射水设备包括水泵站、输水管路、射水管及射水嘴。 射水效果取决于水压和水量，即水压要大到能冲散土层，同时又要有足够的水

16、量使冲散的土颗粒沿桩侧上升，冲出地面。 图图4-4-7 射水沉桩射水沉桩 （二）主要工序及沉桩方法（二）主要工序及沉桩方法用预制桩修筑桩基的主要工序用预制桩修筑桩基的主要工序桩位放样桩位放样沉桩设备的架立和就位沉桩设备的架立和就位将桩沉入土中将桩沉入土中修筑承台板修筑承台板 沉桩的方法沉桩的方法锤击沉桩（打入）锤击沉桩（打入）震动沉桩（震入）震动沉桩（震入）锤击与射水配合沉桩震动与射水配合沉桩静力压桩（压入）静力压桩（压入）（三）沉桩工艺要点（三）沉桩工艺要点1合理地确定沉桩顺序合理地确定沉桩顺序 3. 沉桩注意事项沉桩注意事项 2. 合理布置桩的吊点合理布置桩的吊点 4沉桩允许误差沉桩允许误

17、差1合理地确定沉桩顺序合理地确定沉桩顺序 图图4-4-8 正确的打桩顺序正确的打桩顺序 2. 合理布置桩的吊点合理布置桩的吊点 图图4-4-9 预制桩的吊点位置和弯矩图预制桩的吊点位置和弯矩图 3. 沉桩注意事项沉桩注意事项 （1）锤击沉桩）锤击沉桩 开始阶段应做好桩位及方向的控制。 在正常打桩阶段，原则上应采用重锤低击 接桩宜在桩顶露出地面lm时进行。 若出现异常现象应及时检查、处理 （2）震动沉桩）震动沉桩 与射水配合 控制震动持续时间 （3）射水沉桩）射水沉桩 （4）压入法（静力压桩）压入法（静力压桩） 4沉桩允许误差沉桩允许误差竖直桩的垂直度偏差不得大于竖直桩的垂直度偏差不得大于1。斜

18、桩的倾斜度偏差不得大于倾角（桩轴线与竖直线的夹角）斜桩的倾斜度偏差不得大于倾角（桩轴线与竖直线的夹角）正切值的正切值的15。第五节 钻（挖）孔桩的构造和施工 一、钻、挖孔桩的构造二、钻孔桩施工三、对泥浆性能的要求及有关指标四、各种钻机简介六、扩底桩及桩底压密灌浆桩五、挖孔灌注桩施工一、钻、挖孔桩的构造1、桩径、桩径 2、桩身混凝土强度、桩身混凝土强度 3、配筋、配筋主筋主筋箍筋箍筋 二、钻（冲）孔灌注桩施工钻孔灌注桩(简称钻孔桩)与冲孔灌注桩(简称冲孔桩)是指在地面用机械方法取土成孔的灌注桩。（一）主要工序和钻孔方法（一）主要工序和钻孔方法（二）钻孔桩施工要点（二）钻孔桩施工要点 钻孔灌注桩(

19、简称钻孔桩)与冲孔灌注桩(简称冲孔桩)是指在地面用机械方法取土成孔的灌注桩，其施工顺序如图所示。 主要分三大步：成孔、沉放钢筋笼、导管法浇灌水下混凝土成桩。 水下钻孔桩成孔过程中，通常采用具有一定重度和粘度的泥浆进行护壁，泥浆不断循环，同时完成携土和运土的任务。两者区别仅在于前者以旋转钻机成孔，后者以冲击钻机成孔。 这种成孔工艺可穿过任何类型地层，桩长可达100m。施工过程无挤土、无（少）振动、无（低）噪音，环境影响较小，在城市建设中获得了越来越广泛的运用。 （一）主要工序和钻孔方法（一）主要工序和钻孔方法钻孔桩修筑桩基的主要工序有：场地准备、桩位放样、埋设护钻孔桩修筑桩基的主要工序有：场地准

20、备、桩位放样、埋设护筒、钻孔、清孔、下钢筋笼、灌注混凝土或水下混凝土成桩、筒、钻孔、清孔、下钢筋笼、灌注混凝土或水下混凝土成桩、修筑承台座板等。修筑承台座板等。 钻孔桩示意钻孔桩示意钻孔方法有：图图4-5-1 十字型冲击式钻头十字型冲击式钻头图图4-5-2 的四瓣式冲抓钻头的四瓣式冲抓钻头冲击式钻孔冲抓式钻孔旋转式钻孔法表表4-5-1 各种类型的钻头及其适用情况各种类型的钻头及其适用情况图图4-5-3 各种旋转式钻头各种旋转式钻头 它是最早出现的现场灌注桩，其施工程序一般包括四个步骤：沉管、放笼、灌注、拔管，如图所示。沉管灌注桩的优点是在钢管内无水环境中沉放钢筋笼混凝土，从而为桩身混凝土的质量

21、提供了保障。 沉管灌注桩 沉管灌注桩又称套管成孔灌注桩，这类灌注桩是采用振动沉管打桩机或锤击沉管打桩机，将带有活瓣式桩尖、或锥形封口桩尖，或预制钢筋混凝土桩尖的钢管沉入土中，然后边灌注混凝土、边振动或边锤击、边拔出钢管而形成灌注桩。该方法具有施工方便、快捷，造价低的优点，是国内目前采用得较为广泛的一种灌注桩。沉管灌注桩示意沉管灌注桩示意1沉管灌注桩示意沉管灌注桩示意2沉管灌注桩常用桩径为沉管灌注桩常用桩径为325 mm325 mm，377 mm377 mm，425 mm425 mm，桩长，桩长受机具限制不超过受机具限制不超过30 m30 m，因此单桩承载力较低，主要适用于，因此单桩承载力较低，

22、主要适用于中小型的工业与民用建筑。近几年来，研制出了中小型的工业与民用建筑。近几年来，研制出了500 mm500 mm，600 mm600 mm，700 mm700 mm大直径沉管灌注桩，最大施工长度超过大直径沉管灌注桩，最大施工长度超过40 40 m m，并可利用基岩埋深较浅的地质条件，以强风化岩层为持力，并可利用基岩埋深较浅的地质条件，以强风化岩层为持力层，可以得到较高的单桩承载力，因此，这类桩在高层建筑层，可以得到较高的单桩承载力，因此，这类桩在高层建筑工程中也获得了应用与推广。工程中也获得了应用与推广。夯扩灌注桩是在锤击沉管灌注桩的机械设备与施工方夯扩灌注桩是在锤击沉管灌注桩的机械设备

23、与施工方法的基础上加以改进，增加一根内夯管，按照一定的施法的基础上加以改进，增加一根内夯管，按照一定的施工工艺，采用夯扩的方式将桩端现浇混凝土扩大成大头工工艺，采用夯扩的方式将桩端现浇混凝土扩大成大头形的一种桩型，通过扩大桩端截面积和挤密地基土，使形的一种桩型，通过扩大桩端截面积和挤密地基土，使桩端土的承载力有较大幅度的提高：同时桩身混凝土在桩端土的承载力有较大幅度的提高：同时桩身混凝土在柴油锤和内夯管的压力作用下成型，避免了柴油锤和内夯管的压力作用下成型，避免了“缩颈缩颈”现现象，使桩身质量得以保证。象，使桩身质量得以保证。表表4-5-2 各种旋转式钻头适用土层情况各种旋转式钻头适用土层情况

24、（二）钻孔桩施工要点（二）钻孔桩施工要点1. 场地准备场地准备 2埋设护筒埋设护筒3钻孔钻孔 4排碴排碴 5清孔清孔 6下钢筋笼和灌注水下混凝土下钢筋笼和灌注水下混凝土 1.场地准备场地准备在旱地施工时，包括平整和夯实场地，以防钻机座在旱地施工时，包括平整和夯实场地，以防钻机座发生不均匀沉陷。在浅水中，宜采用筑岛，岛面应高发生不均匀沉陷。在浅水中，宜采用筑岛，岛面应高出施工水位出施工水位0.751.0 m，若有条件改河则可改水中，若有条件改河则可改水中施工为旱地施工。施工为旱地施工。2埋设护筒埋设护筒护筒的功用是：固定桩位；给钻头导向；保护孔口护筒的功用是：固定桩位；给钻头导向；保护孔口不发生

25、坍塌；必要时可人为地提高孔内水位以作为保不发生坍塌；必要时可人为地提高孔内水位以作为保护孔壁的一项措施。护孔壁的一项措施。护筒的埋设方法有填筑式和挖埋式两种。当地下水护筒的埋设方法有填筑式和挖埋式两种。当地下水位较高时可用填筑式者。位较高时可用填筑式者。护筒的内径一般要比钻头直径大护筒的内径一般要比钻头直径大2040 cm，一般，一般用用46mm厚的钢板制成的钢护筒，每节高厚的钢板制成的钢护筒，每节高1.52m，可以接长。可以接长。3钻孔钻孔 应根据地质条件选用合适的钻头和钻孔方式；应采取防止发生塌孔的措施，通常除采用泥浆护壁作为主要防塌孔措施之外，还要特别注意，预先做好护筒底面处的防塌孔措施

26、，因为该处的特殊条件使其成为极易发生塌孔的部位；若在软土、淤泥和可能发生流砂的土层钻孔时，应先作施工工艺试验，取得经验后再全面展开施工。4排碴排碴在钻进过程中应及时排除钻碴，当采用冲击式钻孔法时，通常采用掏碴筒自孔内提取钻碴；对于旋转式钻孔法，通常采用循环泥浆排除钻碴。 图图4-5-4 正循环旋转法钻孔（泥浆护壁）正循环旋转法钻孔（泥浆护壁）旋转式钻孔工艺分为正循环法和反循环法。 5清孔清孔 在钻孔达到设计标高后，灌注水下混凝土之前，应在钻孔达到设计标高后，灌注水下混凝土之前，应清除孔底沉碴，即清孔，以保证桩底承载能力。清孔的清除孔底沉碴，即清孔，以保证桩底承载能力。清孔的方法有：方法有： （

27、1）用掏碴筒掏碴清孔，此法适用于冲击、冲抓成）用掏碴筒掏碴清孔，此法适用于冲击、冲抓成孔的摩擦桩及在不稳定土层中清孔。孔的摩擦桩及在不稳定土层中清孔。 （2）用吸泥清孔法，将高压空气经射风管射入孔底）用吸泥清孔法，将高压空气经射风管射入孔底翻起沉碴，用吸泥机排出孔外，还应及时向钻孔内补水翻起沉碴，用吸泥机排出孔外，还应及时向钻孔内补水以防孔内水头下降而导致孔壁坍塌。此法适用于不易坍以防孔内水头下降而导致孔壁坍塌。此法适用于不易坍塌的土层及岩层。塌的土层及岩层。 （3）循环泥浆换浆清孔法，当采用正循环旋转钻孔）循环泥浆换浆清孔法，当采用正循环旋转钻孔时，在终孔停钻后，将钻头提离孔底时，在终孔停钻

28、后，将钻头提离孔底1020 cm，空转，空转并继续保持正常的泥浆循环，使孔内泥浆含砂率逐步减并继续保持正常的泥浆循环，使孔内泥浆含砂率逐步减少。换浆清孔时间一般需少。换浆清孔时间一般需46h时。时。6下钢筋笼和灌注水下混凝土下钢筋笼和灌注水下混凝土 钢筋笼吊装就位一般多在清孔之前进行，以缩短清孔钢筋笼吊装就位一般多在清孔之前进行，以缩短清孔完毕至开始灌注水下混凝土的时间。完毕至开始灌注水下混凝土的时间。 灌注水下混凝土是个关键工序，通常采用直升导管法。灌注水下混凝土是个关键工序，通常采用直升导管法。混凝土的坍落度以混凝土的坍落度以1822 cm为宜。每根桩的灌注时间为宜。每根桩的灌注时间不应太

29、长，尽量在不应太长，尽量在8h内灌完，以防顶层混凝土失去滚动内灌完，以防顶层混凝土失去滚动性而导致提升导管的困难，通常要求每小时的灌注高度性而导致提升导管的困难，通常要求每小时的灌注高度宜不小于宜不小于10 m。导管埋入混凝土的深度任何时候都不。导管埋入混凝土的深度任何时候都不得小于得小于lm，一般控制在，一般控制在24m以内，以防发生断桩事以内，以防发生断桩事故。当混凝土面接近钢筋笼底时应保持较大埋管深度、故。当混凝土面接近钢筋笼底时应保持较大埋管深度、放慢灌注速度，当混凝土面越过钢筋笼底放慢灌注速度，当混凝土面越过钢筋笼底12m后，再后，再减小导管埋深，加快灌注速度，这是为了防止发生钢筋减

30、小导管埋深，加快灌注速度，这是为了防止发生钢筋笼被混凝土顶托上升的事故。混凝土应灌注到高出桩顶笼被混凝土顶托上升的事故。混凝土应灌注到高出桩顶设计标高设计标高0.51.0m，以便清除浮浆。，以便清除浮浆。注意防止缩颈，可采用复打方法注意防止缩颈，可采用复打方法缩颈示意缩颈示意复打法示意复打法示意三、对泥浆性能的要求及有关指标泥浆的护壁机理是：由于充填于钻孔内的泥浆比重（即相泥浆的护壁机理是：由于充填于钻孔内的泥浆比重（即相对密度）比地下水大，且通常保持孔内泥浆液面略高于孔对密度）比地下水大，且通常保持孔内泥浆液面略高于孔外地下水位，故孔内泥浆的液柱压力既足以平衡孔外地下外地下水位，故孔内泥浆的

31、液柱压力既足以平衡孔外地下水压而成为孔壁土体的一种液态支撑，又促使泥浆渗入孔水压而成为孔壁土体的一种液态支撑，又促使泥浆渗入孔壁土体并在其表面形成一层细密而透水性很小的泥皮，从壁土体并在其表面形成一层细密而透水性很小的泥皮，从而维护了孔壁的稳定。在钻孔桩施工中，泥浆除起护壁作而维护了孔壁的稳定。在钻孔桩施工中，泥浆除起护壁作用之外，还起悬浮钻碴，利于钻进，在正循环钻孔时还起用之外，还起悬浮钻碴，利于钻进，在正循环钻孔时还起了排碴作用。了排碴作用。 （1）比重）比重 （2）粘度）粘度 （3）含砂率）含砂率 （4）胶体率）胶体率 （5）pH值值 四、各种钻机简介国内通常使用的钻机有：国内通常使用的

32、钻机有：与旋转式钻头配套的正循环旋转钻机和反循环旋转钻机；与旋转式钻头配套的正循环旋转钻机和反循环旋转钻机；与筒形冲击式钻头配套的与筒形冲击式钻头配套的YKC钻机；钻机；而十字形冲击式钻头及冲抓钻头，则配以钻架及卷扬机。而十字形冲击式钻头及冲抓钻头，则配以钻架及卷扬机。 五、挖孔灌注桩施工人工挖孔灌注桩简称挖孔桩，是先用人力挖土形成桩孔，在向下掘进的同时，将孔壁衬砌以保证施工安全，清理完孔底后，浇灌混凝土。 这种方法可形成大尺寸的桩，满足了高层建筑对大直径桩的迫切需求，适合我国劳动力成本较低的国情，成本较低，对周围环境也没有影响。因此，很快在全国推广开来，成为一些地区高层建筑桩基础的一种常用桩

33、型。护壁可有多种方式，现在多用混凝土现浇，整体性和防渗性更好。挖孔桩因为直径较大，相应的桩长较小，也称作墩。挖孔桩因为直径较大，相应的桩长较小，也称作墩。爆扩桩演示六、扩底桩及桩底压密灌浆桩将桩底支承面积加以扩大的桩称为扩底桩，其目的是为了增大桩的承载力。 扩大桩底的方法 人力开挖扩大法（适用于挖孔灌注桩）桩端爆扩法（称为桩端爆扩桩）夯击扩大法扩孔器扩大法压浆扩大桩底第六节 水中修筑桩基 一、水上打桩设备 二、水中打桩的定位 三、水中修建桩基和承台板 四、近海深水中修筑桩基 一、水上打桩设备 （1）搭便桥或鹰架（脚手架），在便桥上安装可移）搭便桥或鹰架（脚手架），在便桥上安装可移动的打桩机或吊

34、机来进行打桩。动的打桩机或吊机来进行打桩。 （2）铁驳船，并在船上安装打桩机等。）铁驳船，并在船上安装打桩机等。 （3）专用的打桩船。）专用的打桩船。 大而深的江河中大而深的江河中水较深或其它原因不宜采用便桥或鹰架时水较深或其它原因不宜采用便桥或鹰架时 二、水中打桩的定位 用测量平台定位 用木笼法定位 用围囹定位 三、水中修建桩基和承台板 （一）承台底面在河床以上（一）承台底面在河床以上 （二）承台底在河床以下不深处（二）承台底在河床以下不深处 （三）承台底在河床以下一定深度处（三）承台底在河床以下一定深度处 吊箱围堰吊箱围堰 无底浮运套箱无底浮运套箱 1用钢板桩围堰法修筑水下桩基用钢板桩围堰

35、法修筑水下桩基 2. 用双壁钢围堰修筑钻孔基础用双壁钢围堰修筑钻孔基础 3用沉井法或沉箱法修筑承台用沉井法或沉箱法修筑承台 （一）承台底面在河床以上（一）承台底面在河床以上 (1)先打桩后设吊箱 （2）先设有底吊箱，后再打桩（二）承台底在河床以下不深处（二）承台底在河床以下不深处 当承台底在河床下不深处，可用无底浮运套箱。套箱在岸当承台底在河床下不深处，可用无底浮运套箱。套箱在岸上预制，浮运就位并下沉到河底罩在打好的桩顶上，便成上预制，浮运就位并下沉到河底罩在打好的桩顶上，便成为一个入土不深的围堰，可在其内修筑承台和墩身。为一个入土不深的围堰，可在其内修筑承台和墩身。 （三）承台底在河床以下一

36、定深度处（三）承台底在河床以下一定深度处 1用钢板桩围堰法修筑水下桩基用钢板桩围堰法修筑水下桩基 2.双壁钢围堰修筑钻孔基础双壁钢围堰修筑钻孔基础双壁钢围堰的主要施工工序双壁钢围堰的主要施工工序 （1）在夹于两艘）在夹于两艘800t铁驳组成的导向船间的拼装船上拼装铁驳组成的导向船间的拼装船上拼装第一层（即底层）双壁钢围堰。第一层（即底层）双壁钢围堰。 （2）拖运至墩位处。）拖运至墩位处。 （3）起吊它，并抽掉拼装船，将其浮在水中，然后再拆掉）起吊它，并抽掉拼装船，将其浮在水中，然后再拆掉导向船上的起吊塔。导向船上的起吊塔。 （4）逐层地接高钢壳，并向空壁灌水或灌注混凝土，让它）逐层地接高钢壳，

37、并向空壁灌水或灌注混凝土，让它徐徐下沉。当快沉到河床时，要作到准确落底。落准后，靠边徐徐下沉。当快沉到河床时，要作到准确落底。落准后，靠边吸泥，边向空壁灌水及填充混凝土迫其继续下沉。吸泥，边向空壁灌水及填充混凝土迫其继续下沉。 （5）待其刃脚某一处触及岩面时，即停止下沉，继续清基，）待其刃脚某一处触及岩面时，即停止下沉，继续清基，并用水泥砂包填塞刃脚下的大缝隙，以免外泥砂流入。并用水泥砂包填塞刃脚下的大缝隙，以免外泥砂流入。 （6）在堰顶上安装施工平台及钻孔用的钢筒，如图）在堰顶上安装施工平台及钻孔用的钢筒，如图4-6-8 （a）所示。钢筒直径为）所示。钢筒直径为3 m,其下端支在岩面上，其顶

38、面高出其下端支在岩面上，其顶面高出封底混凝土顶面封底混凝土顶面0.51.0 m，在钢筒上面装设固定架，固定着，在钢筒上面装设固定架，固定着钢筒的相对位置。钢筒的相对位置。 （8）钻岩可用）钻岩可用十字形冲击钻或反十字形冲击钻或反循环旋转钻头，如循环旋转钻头，如图图4-6-8(b)所示，所示，以上述钢筒为导向以上述钢筒为导向筒，钻出筒，钻出2.5m直直径的孔眼，然后放径的孔眼，然后放下钢筋笼并灌注混下钢筋笼并灌注混凝土。凝土。（7）待钢筒位置放准后，可封底。封底混凝土凝固）待钢筒位置放准后，可封底。封底混凝土凝固后，可下潜水员拆掉钢筒上的固定架的连接螺栓，并后，可下潜水员拆掉钢筒上的固定架的连接

39、螺栓，并将其提出水面。将其提出水面。（9）待管柱全建成后，）待管柱全建成后，抽干堰内的水，并灌抽干堰内的水，并灌筑承台和墩身，直至筑承台和墩身，直至墩身高出水面；墩身高出水面；（10）钢壳上半部可拆）钢壳上半部可拆掉重用，切割位置应在最掉重用，切割位置应在最低水位以下一定深度。要低水位以下一定深度。要先由导向船吊着钢壳，并先由导向船吊着钢壳，并把烧割线处把烧割线处lm高的内壁高的内壁先烧开，再向堰内灌满水，先烧开，再向堰内灌满水，然后再下潜水员继续把外然后再下潜水员继续把外壁也烧开，此时即可吊升壁也烧开，此时即可吊升它，如图它，如图4-6-8 (c）所示，）所示，使其越过墩身，顺水流退使其越过墩身，顺水流退至桥墩下游，再在钢壳下至桥墩下游，再在钢壳下塞进铁驳，将钢壳放在铁塞进铁驳，将钢壳放在铁驳上整修，以便挪到别的驳上整修，以便挪到别的桥墩使用。桥墩使用。 （11）继续灌筑露出水面之墩身及顶帽混凝土。）继续灌筑露出水面之墩身及顶帽混凝土。四、近海深水中修筑桩基 预制桩、沉管灌注桩在锤击或振动法下沉时，施工噪音大，污染环境，不宜在居住区周围使用。 预制桩用静压法施工可消除噪音污染，是城区预制桩的主要施工方法。 钻孔桩的施工过程振动、噪音小，是城区建筑的常用桩型。 2挤土效应 钻孔灌注桩、挖孔灌注桩为非挤土桩，对邻近建筑物及地下管线危害很小。 端部开口或半闭口管桩为部分挤土桩，但端