第二章桩基工程

1、第二章第二章 桩基础工程桩基础工程第一节第一节 地基加固处理地基加固处理第二节第二节 钢筋混凝土预制桩施工钢筋混凝土预制桩施工第三节第三节 混凝土灌注桩施工混凝土灌注桩施工 第四节第四节 其它深基础施工其它深基础施工第一节第一节 地基加固处理地基加固处理4一、地基加固原理 “将土质由松变实，将土的含水量有高变低”4具体措施：改变建筑形体，简化建筑平面；调整荷载差异；合理设置沉降缝；采用轻型结构、柔性结构；加强房屋的整体刚度；对基础进行移轴处理；施工中正确安排施工顺序和施工进度二、地基加固的方法图 搅拌水泥土墙施工流程（a）定位；（b）预埋下沉；（c）提升喷浆搅拌；（d）重复下沉搅拌 （e）重复

2、提升搅拌；（f）成桩结束 端承桩端承桩 摩擦桩摩擦桩1-桩；桩； 2-承台；承台； 3-上部结构上部结构第二节第二节 钢筋混凝土预制桩施工钢筋混凝土预制桩施工4定义定义：按照建筑地基基础设计规范GB500072002中术语2.1.13,桩基础pile foundation，由设置于岩土中的桩和联接于桩顶的承台组成的基础。桩的分类桩的分类按桩的受力情况：按桩的受力情况： 端承桩端承桩、摩擦桩摩擦桩；按桩的施工方法：按桩的施工方法： 预制桩预制桩、灌注桩灌注桩；按桩的作用：按桩的作用： 工程桩工程桩、维护桩维护桩按桩的材料：按桩的材料： 钢筋混凝土桩钢筋混凝土桩、钢桩（钢管桩、钢板桩）钢桩（钢管桩

3、、钢板桩）、木桩等木桩等。一、钢筋混凝土预制桩锤击法施工4（一）桩的制作（一）桩的制作4钢筋混凝土预制桩一般在预制厂制作，较长的钢筋混凝土预制桩一般在预制厂制作，较长的桩在施工现场附近露天预制。可分为管桩和实桩在施工现场附近露天预制。可分为管桩和实心桩两种心桩两种4桩的桩的长度长度主要取决于运输条件及桩架高度，主要取决于运输条件及桩架高度，一般不超过一般不超过30m。如桩长超过。如桩长超过30m，可将桩分，可将桩分成几段预制，在打桩过程中接桩。成几段预制，在打桩过程中接桩。4制作预制桩有并列法、间隔法、制作预制桩有并列法、间隔法、重叠法重叠法、翻模、翻模法法 4重叠法要点重叠法要点 ：4叠制叠

4、制4层，上下隔离，下层层，上下隔离，下层30再上层；再上层；4钢筋接长用对焊，接头错开；钢筋接长用对焊，接头错开；4混凝土由顶至尖连续浇筑，注意养护与混凝土由顶至尖连续浇筑，注意养护与保护；保护；4（二）桩的起吊、（二）桩的起吊、运输和堆放运输和堆放4 1.起吊：起吊： 钢筋混凝土预制桩应钢筋混凝土预制桩应在混凝土达到设计强在混凝土达到设计强度的度的70方可起吊；方可起吊；达到设计强度的达到设计强度的100%才能运输和打桩。才能运输和打桩。 桩在起吊和搬运时，桩在起吊和搬运时，吊点应符合设计规定。吊点应符合设计规定。吊点位置的选择随桩吊点位置的选择随桩长而异，并应符合起长而异，并应符合起吊弯矩

5、最小的原则吊弯矩最小的原则 +MM42.运输：运输： 当运距不大时，可采用滚筒、卷扬机等拖动桩当运距不大时，可采用滚筒、卷扬机等拖动桩身运输；当运距较大时可采用小平台车运输。身运输；当运距较大时可采用小平台车运输。运输过程中支点应与吊点位置一致。运输过程中支点应与吊点位置一致。 43.堆放：堆放： 桩在施工现场的堆放场地应平整、坚实，并不桩在施工现场的堆放场地应平整、坚实，并不得产生不均匀沉陷。堆放时应设垫木，垫木的得产生不均匀沉陷。堆放时应设垫木，垫木的位置与吊点位置相同，各层垫木应上、下对齐，位置与吊点位置相同，各层垫木应上、下对齐，堆放层数不宜超过堆放层数不宜超过4层。层。 （三）打桩机

6、械（三）打桩机械 4 打桩机主要包括：桩打桩机主要包括：桩架、桩锤和动力装置架、桩锤和动力装置三个部分三个部分 41.桩锤桩锤1）种类：）种类：主要有主要有落锤落锤、柴油锤柴油锤、蒸汽锤蒸汽锤、液压锤液压锤、电磁、电磁锤等。锤等。落锤原理：原理：采用钢铁做成，利用人力或卷扬机提升然后自由采用钢铁做成，利用人力或卷扬机提升然后自由落下对桩进行锤击。落下对桩进行锤击。特点：特点：构造简单，使用方便，能随意调节落锤高度。生构造简单，使用方便，能随意调节落锤高度。生产效率低，打桩速度慢，对桩的损伤大。产效率低，打桩速度慢，对桩的损伤大。适用：适用：粘土和含砂、砾石较多的土层。粘土和含砂、砾石较多的土层

7、。柴油锤原理：原理：利用燃油爆炸的力量推动活塞往复运动对桩进行利用燃油爆炸的力量推动活塞往复运动对桩进行锤击。锤击。特点：特点：工效高，构造简单，移动灵活，使用方便，不需工效高，构造简单，移动灵活，使用方便，不需沉重的辅助设备，也不必从外部供应能源等。但沉重的辅助设备，也不必从外部供应能源等。但是具有噪音大、油滴飞散、排出的废气污染环境是具有噪音大、油滴飞散、排出的废气污染环境等缺点。等缺点。适用：适用：适于在普通的土壤中打大型的钢筋混凝土桩和钢适于在普通的土壤中打大型的钢筋混凝土桩和钢管桩，不适于在过硬或过软的土层中打桩。管桩，不适于在过硬或过软的土层中打桩。筒式柴油捶工作原理筒式柴油捶工作

8、原理 蒸汽锤原理：原理：利用蒸汽的动力进行锤击。利用蒸汽的动力进行锤击。种类：种类：单动汽锤、双动汽锤。单动汽锤、双动汽锤。特点：特点：冲击力大、打桩速度快、能适用各种不同土壤，冲击力大、打桩速度快、能适用各种不同土壤，但是需要一整套锅炉设备，使用笨重，移动不便。但是需要一整套锅炉设备，使用笨重，移动不便。适用：适用：冲击力较大，可以打各种桩。冲击力较大，可以打各种桩。液压打桩锤液压打桩锤高频液压振动锤高频液压振动锤42） 桩锤的选择桩锤的选择 4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，其中尤以地质条件影响最大。 4当桩锤重大于桩重的152倍

9、时，沉桩效果较好。4注意：注意： “重锤低击重锤低击”与与“轻锤高击轻锤高击”。4主要根据桩的类型、规格、土质等情况来选择。主要根据桩的类型、规格、土质等情况来选择。（土质较软时取下限，土质较硬时取上限）（土质较软时取下限，土质较硬时取上限）桩的类型桩的类型锤的类别锤的类别单动汽锤单动汽锤双动汽锤双动汽锤柴油锤柴油锤落锤落锤比比 值值混凝土预制桩混凝土预制桩0.41.40.61.81.01.50.351.5木桩木桩2.03.01.52.52.53.52.04.0钢板桩钢板桩0.72.01.52.52.02.51.02.02.桩架作用：作用：吊桩就位，固定桩的位置，承受桩锤和桩的重量，吊桩就位，

10、固定桩的位置，承受桩锤和桩的重量，在打桩过程中引导锤和桩的方向，并保证桩锤沿所在打桩过程中引导锤和桩的方向，并保证桩锤沿所要求的方向冲击桩体。要求的方向冲击桩体。种类：种类：多能桩架多能桩架由立柱、斜撑、回转工作台、底盘、及传动机构组成。能由立柱、斜撑、回转工作台、底盘、及传动机构组成。能适用各种预制桩与灌注桩的施工。适用各种预制桩与灌注桩的施工。特点是特点是机动适应性好；机动适应性好；大而装拆运麻烦。大而装拆运麻烦。履带式桩架履带式桩架以履带式起重机为底盘，增加立柱和斜撑用以打桩。移动以履带式起重机为底盘，增加立柱和斜撑用以打桩。移动更为方便。能适用各种预制桩和灌注桩的施工。更为方便。能适用

11、各种预制桩和灌注桩的施工。特点是特点是移移动方便，适用范围广。动方便，适用范围广。振动沉管多能桩架照片图振动沉管多能桩架照片图 振动头钢管履带式桩架图履带式桩架图43动力装置的选择动力装置的选择 动力装置的选择应根据桩锤的类型来确定。44.打桩前的准备工作打桩前的准备工作 1)清除地上、地下障碍物，对场地进行平整并做好排水工作。 2)放出桩的基准线并定出桩位，在不受打桩影响的适当位置设置水准点， 3)接通现场的水、电管线，准备好施工机具；做好对桩的质量检验。 4)进行打桩试验，以便检验设备和工艺是否符合要求。 5)确定打桩顺序（四）打桩顺序：打桩顺序：a a）逐排施打）逐排施打b b）自中间向

12、外围施打）自中间向外围施打c c）分段施打）分段施打 预制桩打桩顺序示意图预制桩打桩顺序示意图注意注意：避免：避免 入土深度不一，导致不均匀沉降；入土深度不一，导致不均匀沉降； 难打易碎；邻桩移位倾斜。难打易碎；邻桩移位倾斜。41) 1) 当桩中心距当桩中心距 4 4倍桩径时倍桩径时，要确定施工顺序；42) 2) 当桩中心距当桩中心距 4 4倍桩径时倍桩径时，可按施工方便可按施工方便顺序打；顺序打；43) 3) 当桩的规格不同时当桩的规格不同时，先大后小，先长后先大后小，先长后短短；44) 4) 当桩尖设计标高不同时当桩尖设计标高不同时，先深后浅先深后浅。4（五）打入桩的施工工艺41桩机就位

13、42吊桩 43打桩44接桩45送桩 46截桩：打桩过程演示打桩过程演示4（四）打桩过程中常见的问题 （1）桩顶、桩身被打坏。 （2）桩位偏斜。 （3）桩打不下。 （4）一桩打下邻桩升起。 4打桩质量要求打桩质量要求 1）贯入度或标高：以贯入度为主，以标高为辅。：以标高为主，以贯入度为辅。 2）平面位置 打（压）入桩（预制混凝土方桩、先张法预应力管桩、钢桩）的桩位偏差，必须符合表2-2的规定。 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。表表2-2 2-2 预制桩（钢桩）桩位允许偏差（预制桩（钢桩）桩位允许偏差（mmmm）项项目允许偏差1盖有基础梁的桩（1）垂直基础梁的中心线（

14、2）沿基础梁的中心线100+0.01H150+0.01H2桩数为13根桩基中的桩1003桩数为416根桩基中的桩1/2桩径或边长4桩数大于16根桩基中的桩：（1）最外边的桩（2）中间桩1/3桩径或边长1/2桩径或边长注：H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离某钢筋混凝土预制桩施工现场（开挖后）某钢筋混凝土预制桩施工现场（开挖后） 二、静力压桩、振动沉桩、射水沉桩施工4（一）静力压桩4是借助压桩机及其配重将桩压入土中，此法适用于软弱土层。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。这种沉桩方法无振动、无噪音、对周围环境影响小，适

15、合在城市中施工。静力压桩机静力压桩机4静力压桩的施工工艺4施工程序为：4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。静力压桩施工过程静力压桩施工过程4施工注意事项41）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发生压不下去的事故。42）当桩接近设计标高时，不可过早停压，否则，在补压时也会发生压不下去或压入过少的现象。43）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，使桩有可能缓慢下沉穿过砂层。如果工程中有少量桩确实不能压至设计

16、标高而相差不多时，可以采取截桩的办法。4（二） 振动沉桩4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就减少，桩在自重和振动力共同作用下沉人士中（图2-9）。 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。4（三）射水沉桩法 4射水法沉桩又称水冲法沉桩，是将射水管附在桩身上，用高压水流束将桩尖附近的土体冲松液化，以减少土对桩端的正面阻力，同时水流及土的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4射水法沉桩的特点是：当在坚实的砂

17、土中沉桩，桩难以打下或久打不下时，使用射水法可防止将桩打断，或桩头打坏；比锤击法可提高工效24倍，节省时间，加快工程进度。4本法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。 第三节第三节 混凝土灌注桩施工混凝土灌注桩施工4分类：分类：成孔方法的不同可以分为干作业成孔、泥浆护壁成孔、套管成孔、人工挖孔灌注桩等。 4优点优点：避免了锤击应力，桩的混凝土强度及配筋只要满足使用要求就可以，无振动、无噪音，无需接桩及截桩等优点。4缺点缺点：施工后需一定的养护时间，操作要求严格。 4一、干作业成孔灌注桩4干作业成孔灌注桩适用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

18、。 4干作业成孔一般采用螺旋钻机 (录象）步履式螺旋钻机步履式螺旋钻机4二、泥浆护壁成孔灌注桩4（一）埋设护筒41护筒的作用4护筒作用是固定桩孔位置，保护孔口，防止塌孔，增加桩孔内水压。42护筒的埋设4（二）泥桨的制备 41护壁泥浆的作用 （1）护壁,（2）携砂,（3）冷却,（4）润滑。 42泥浆的制备 泥浆的性能指标如相对密度、粘度、含砂量、pH值、稳定性等要符合规定的要求。 4（三）成孔 1潜水钻机成孔 2回转钻机成孔 3冲击钻成孔 4冲抓锥成孔钻机录像钻机录像4（四）泥浆循环排渣4泥浆循环排渣可分为正循环排渣和反循环排渣法。（录像1，2）4(五)清孔4钻孔达到要求的深度后要清除孔底沉渣，

19、以防止灌注桩沉降过大、承载力降低，这个过程称为清孔。4当孔壁土质较好，不易塌孔时，可用空气吸泥机清孔，同时注入清水，清孔后泥浆相对密度应控制在1.1左右；孔壁土质较差时，宜用反循环排渣法清孔。4 4（六）水下浇筑混凝土 （浇筑录像）水下灌注要求水下灌注要求：4混凝土C20，坍落度1622cm，骨4 料粒径30mm；4导管最大外径比钢筋笼内径小100以上；4钢筋的混凝土保护层厚度50mm；4能埋管500600mm后剪断导管塞铅丝；4提管时保证混凝土埋入1m。4(七)常见质量问题及处理方法 41塌孔塌孔。如发生塌孔，应探明塌孔位置，将砂和粘土混合物回填到塌孔位置以上12m，如塌孔严重，应全部回填，

20、等回填物沉积密实后再重新钻孔。 42缩孔缩孔。处理时可用钻头反复扫孔，以扩大孔径。 43斜孔斜孔。处理时可在偏斜处吊住钻头，上下反复扫孔，直至把孔位校直；或在偏斜处回填砂粘土，待沉积密实后再钻。4完整施工工艺 4三、套管成孔灌注桩 4套管成孔灌注桩是利用锤击或振动方法将带有桩尖（桩靴）的桩管（钢管）沉入土中成孔。当桩管打到要求深度后，放人钢筋骨架，边浇筑混凝土，边拔出桩管而成桩， 4施工工艺主要包括：就位沉钢管放钢筋笼浇筑混凝土拔钢管4 捶击灌注桩4 振动灌注桩振动灌注桩施工过程振动灌注桩施工过程4（一）桩靴与桩管4桩靴可分为钢筋混凝土预制桩靴和活瓣式桩靴两种 。4（二）成孔4常用的成孔机械有

21、振动沉管机和锤击沉桩机 4群桩基础或桩中心距小于35倍的桩径，应制定合理的施工顺序，以免影响相邻桩的质量。 4（三）混凝土浇筑与拔管4检查后浇筑混凝土，并严格控制拔管速度。 4为确保灌注桩的承载力，拔管可分别采用单打法，复打法和反插法。 41单打法 42复打法43反插法4(四)常见质量问题及处理方法41 断桩断桩4断桩主要是由于土体因挤压隆起造成已灌完的尚未达到足够强度的混凝土桩断裂。 42缩径桩缩径桩 4缩径桩也称缩孔桩、瓶颈桩，指桩身某部分桩径缩小。 43 吊脚桩吊脚桩 4是指桩底部混凝土隔空或混凝土混入泥砂而形成软弱夹层。44.桩靴进水进泥桩靴进水进泥4因为桩靴活瓣闭合不严、预制桩靴被打

22、坏或活瓣变形所造成。四、爆扩桩特点：特点：成孔简便，节省劳力和成本低廉等，但承载力较低、成孔简便，节省劳力和成本低廉等，但承载力较低、沉降量较大。沉降量较大。适用范围：适用范围：除软土、砂土和新填土外，其它各种土层均可适用，除软土、砂土和新填土外，其它各种土层均可适用，尤其是大孔隙的黄土地区。尤其是大孔隙的黄土地区。 施工工艺：施工工艺：爆破成孔爆破成孔爆扩大头爆扩大头放钢筋笼放钢筋笼浇混凝土浇混凝土 爆扩桩施工过程过程演示爆扩桩施工过程过程演示序号 成孔方法桩径允许偏差(mm)垂直度允许偏差(%) 桩位允许偏差(mm)13根、单根桩基垂直于中心线方向和群桩基础的边桩条形桩基沿中心线方向和群桩

23、基础的中心线1泥浆护壁钻孔桩D1000mm 50 1D/6，且不大于100D/4，且不大于150D1000mm 50 100+0.01H 150+0.01H2套管成孔灌注桩D500mm -20 1 70 150D500mm 100 1503 干成孔灌注桩 -20 1 70 1504人工挖孔灌注桩混凝土护壁 +50 0.5 50 150钢套管护壁 +50 1 100 200注：1 桩径允许偏差的负值是指个别断面。 2 采用复打、反插法施工的桩，其桩径允许偏差不受上表限制。 3 H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离，D为设计桩径。 表表2 23 3 灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差灌注桩的平

24、面位置和垂直度的允许偏差五、人工挖孔灌注桩特点：特点：直径一般为直径一般为8008002000mm2000mm最大可达最大可达3.5m3.5m，桩深一般为，桩深一般为20m20m左右，最深可达左右，最深可达40m40m左右。单桩承载力高，受力性左右。单桩承载力高，受力性能好。能好。优点：优点：设备简单；无噪音、无振动、不污染环境；对施工现设备简单；无噪音、无振动、不污染环境；对施工现场及周围建筑物危害影响小；施工速度快；施工质量场及周围建筑物危害影响小；施工速度快；施工质量可靠，造价较低。可靠，造价较低。缺点：缺点：人工消耗量大，开挖效率低，安全操作条件差等。人工消耗量大，开挖效率低，安全操作

25、条件差等。 预防孔壁坍塌的措施：预防孔壁坍塌的措施：采用现浇混凝土护圈、钢套管、沉井。采用现浇混凝土护圈、钢套管、沉井。 人工挖孔灌注桩护壁示意图人工挖孔灌注桩护壁示意图施工方法施工方法分段开挖分段开挖 分段浇注护壁砼分段浇注护壁砼 放钢放钢筋笼筋笼 浇注桩身砼。浇注桩身砼。 人工挖孔灌注桩图人工挖孔灌注桩图1 1 人工挖孔灌注桩图人工挖孔灌注桩图2 2 人工挖孔灌注桩图人工挖孔灌注桩图4 4 人工挖孔灌注桩图人工挖孔灌注桩图3 3 人工挖孔灌注桩图人工挖孔灌注桩图5 5 人工挖孔灌注桩图人工挖孔灌注桩图6 6第四节第四节 其它深基础施工其它深基础施工 4地下连续墙可作为防渗墙、挡土墙、地下结构的边墙和建筑物的基础。 4一、地下连续墙的施工工艺 41.筑导墙4导墙的作用是挖槽导向、防止槽段上口塌方、存蓄泥浆和作为测量的基准。深度一般12m，顶面高出施工地面，防止地面水流入槽段。 42.挖槽 4目前我国常用的挖槽设备为导杆抓斗（图2-24）和多头钻成槽机（图2-25）。 43清槽4清槽的方法有沉淀法和置换法两种。4 44钢筋笼吊放4钢筋笼的起吊应用横吊梁或吊架。吊点布置和起吊方式要防止起吊时引起钢筋笼变形。 45.接头施工 4地下连续墙混凝土浇筑时，