桩基础工程培训讲义基础知识

第2章桩基础工程概述2.1预制桩施工2.2灌注桩施工5/27/202311.桩基础构造桩基础是一种常用的深基础形式，它由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基，若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础，而在桥梁、码头工程中常用高承台桩基础。

概述5/27/20232桩基础分类按材料分类

混凝土桩、钢桩，也有采用木、组合材料的桩。按使用功能分类

竖向抗压桩（抗压桩）、竖向抗拔桩（抗拔桩）、水平受荷桩（主要承受水平荷载）、复合受荷桩（竖向、水平荷载均较大）。按承载性能分类

摩擦型桩和端承型桩，前者又分为摩擦桩、端承摩擦桩；后者又分为端承桩、摩擦端承桩。摩擦桩在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩侧阻力承受；端承摩擦桩桩顶荷载则主要由桩侧阻力承受。端承桩在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩端阻力承受；摩擦端承桩桩顶荷载则主要由桩端阻力承受。

概述5/27/20233按施工方法分类

预制桩、灌注桩。预制桩是在工厂或施工现场制成的各种形式的桩，用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中，或有的用高压水冲沉入土中。灌注桩是在施工现场的桩位上用机械或人工成孔，然后在孔内灌注混凝土而成。根据成孔方法的不同分为挖孔、钻孔、冲孔灌注桩，沉管灌注桩和爆扩桩等。按挤土状况分类

非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩。沉管法、爆扩法施工的灌注桩、打入（或静压）的实心混凝土预制桩、闭口钢管桩或混凝上管桩属于挤土桩。冲击成孔法、钻孔压注法施工的灌注桩、预钻孔打入式预制桩、混凝土(预应力混凝土)管桩、H型钢桩、敞口钢管桩等属于部分挤土桩；干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法施工的灌注桩属非挤土桩。

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§2.1预制桩施工

预制桩包括混凝土预制桩、钢桩两种。混凝土预制桩常用的有钢筋混凝土实心方桩、预应力混凝土空心管桩。钢桩有钢管桩、H型钢桩、其他异性钢桩。

沉桩方法有锤击沉桩、振动沉桩和静力沉桩等。本节以钢筋混凝土方桩为例介绍沉桩的施工工艺，其它桩形施工方法类似，不再重复。

5/27/202352.1.1预制桩的制作场地应平整、坚实，不得产生不均匀沉降；叠浇层数≯4层，上下层及邻桩之间应做好隔离层，混凝土的浇筑应待下层或邻桩设计强度达到30％以上方可进行；桩所用混凝土强度等级不宜低于C30;预应力桩不宜低于C40；桩的纵向钢筋配筋率：锤击沉桩不宜小于0.8%，静力压桩不宜小于0.6%；桩顶范围内的箍筋应加密，并设置钢筋网片；主筋位置必须正确，保护层不得过厚；钢筋接长用对焊，接头错开；混凝土由桩顶至桩尖连续浇筑，严禁中断；桩顶应制作平整。5/27/202362.1.2预制桩的起吊、运输、堆放预制桩的起吊混凝土强度：起吊移位——≮70％设计强度；运输、打桩——≮100％设计强度。运输：合理设置吊点：正负弯矩值基本相等。+M－M5/27/202372.预制桩运输3.预制桩堆放堆放地点应平整坚实，排水通畅；垫木间距应与吊点位置相同，各层垫木应位于同一垂直线上；堆放层数不宜过多，一般不宜超过4层；避免二次搬运。(录像)吊、运平稳，避免损坏。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。运输过程中支点应与吊点位置一致。5/27/202384钢管桩的制作、运输和堆放。钢管桩一般使用无缝钢管，也可采用钢钣卷板焊接而成，一般在工厂制作。按卷板制作工艺区分，有直缝钢管桩和螺旋缝钢管桩两种。钢管桩的直径为400～3000mm,管壁厚度为6～50mm。一般由一节上节桩、若干节中节桩与一节下桩组成。5/27/20239钢管桩桩端有开口型和闭口型两种。为使开口型桩端穿透硬土层或含漂砾土层而不过于损伤桩端，可用焊接圆形补强环对桩端作增厚处理（图2-25b）,或用焊接十字肋对桩端作补强处理(图2-25c)。闭口型桩端是在桩端带上桩靴，多用于端承桩,常有平底型、尖端型和下端缩小型(图2-25d、e、f)。钢管桩的头部承受桩锤通过桩帽传来的冲击力，根据冲力和地基阻力的大小，钢管桩的头部可以采用开口或补强的方法。补强方法有补强环、补强环加十字肋和补强板三种（图2-18）。5/27/202310

图2-185/27/202311钢管桩在地下的腐蚀率约为0.05～0.03mm/y，处于海水或海底土层中的腐蚀率可为0.15mm/y，所以对钢管桩的防腐处理尤为重要。防腐处理方法有：外表面涂防腐层(如防腐油漆、环氧煤焦油和聚氨酯类涂料等)、增加腐蚀余量和阴极保护等。当钢管桩内壁与外界隔绝时，可不考虑内壁防腐。

5/27/202312钢管桩堆放场地应平整、坚实、排水畅通；两端应设保护圈，防止搬运时因桩体撞击而造成桩端、桩体损坏或弯曲变形；应按规格、材质分别堆放，堆放高度不宜太高，一般为3～5层，以防止受压变形；支点设置应合理，钢管桩两侧面应用木楔塞牢，防止滚动。钢管桩一般按两点起吊，在起吊、堆放、运输过程中，应尽量避免碰撞，防止管料破损、管端变形和损伤。5/27/2023132.1.3预制桩沉桩（1）打桩机械打桩机具主要包括桩锤、桩架和动力装置三个部分。桩锤是对桩施加冲击力，将桩打入土中的机具；桩架的作用是将桩吊到打桩位置，并在打桩过程中引导桩的方向，保证桩锤能沿要求的方向冲击；动力装置包括驱动桩锤及卷扬机用的动力设备。

1.锤击沉桩的施工方法5/27/202314

施工中常见的桩锤有落锤、蒸汽锤（单动汽锤、双动汽锤）、柴油汽锤和液压锤。

落锤

是指桩锤用人力或机械拉升，然后自由落下，利用自重夯击桩顶。

优缺点：

构造简单、使用方便、冲击力大，能随意调整落距，但锤打速度慢，效率较低、桩身易损失。落锤重量一般为0.5~1.5t，重型锤可达数吨

适用范围

适宜打各种桩；粘土、含砾石的土和一般土层均可使用。5/27/202315优缺点：

构造简单、落距短，对设备和桩头不易损坏，打桩速度及冲击力较落锤大，效率较高。适用范围

适于打各种桩。B.单动汽锤单动汽锤工作原理图利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举，然后由锤的自重向下冲击沉桩。只在上升时耗用动力，下降靠自重；

5/27/202316双动猪汽锤纸工作钞原理老图C.惯双达动汽录锤利用动蒸汽究或压绍缩空贷气的终压力丧将锤触头上畅举及滑下冲摊，增已加夯启击能吵量。优缺宫点：冲击途次数叹多、款冲击烛力大卖、工汁作效基率高裙，可测不用落桩架宣打桩盾，但邀需锅傍炉或铁空压梯机，伯设备住笨重芹，移换动较佣困难压。适用芽范围适宜焰打各僵种桩希，便税于打车斜桩救；使腔用压左缩空说气时翠可在举水下飘打桩逆；可域用于圆拔桩妹。5/便13亿/2宇02朝317D.据柴死油锤利用剪燃油诸爆炸排，推省动活回塞，质引起绞锤头湿跳动腹。优缺泛点：附有认桩架校、动纲力等梅设备最，机庆架轻吗、移脑动便配利、刘打桩涌快、富燃料本消耗矮少，足有重陶量轻销和不进需要纤外部桶能源哭等优较点。适用颂范围最宜涝用于甚打木卸桩、克钢板成桩；贼不适平于在级过硬背或过遭软的幕土中垂打桩胸。导杆妄式柴批油锤工作股原理稍图5/胆13大/2嫩02促3185/煌13费/2坛02权319E.朱振底动桩肥锤利用刮偏心只轮引猫起激逃振，宁通过扯刚性拥连接嗓的桩类帽传体到桩瞎上。优缺侵点：沉桩蒸速度术快，悦适应弄性大谅，施惕工操箭作简克易安鸭全，婶能打泛各种运桩并援帮助亡卷扬棕机拔其桩。适用浮范围适宜郊于打驰钢板邀桩、汗钢管溉桩、击钢筋甩混凝撕土和胶土桩医；宜柔用于璃砂土疯，塑绕性粘核土及楚松软绪砂粘守土；孕在卵例石夹蚕砂及隔紧密步粘土捐中效夫果较束差。5/蹄13两/2编02飘320锤型柴油锤202535456072锤的动力性能冲击部分重（t）2.02.53.54.56.07.2总重（t）4.56.57.29.615.018.0冲击力（kN）20002000~25002500~40004000~50005000~70007000~10000常用冲程（m）1.8~2.3桩的截面混凝土预制桩的边长或直径（cm）25~3535~4040~4545~5050~5555~60钢管桩的直径（cm）40609090~100持力层粘性土粉土一般进入深度（m）1.0~2.01.5~2.52.0~3.02.5~3.53.0~4.03.0~5.0静力触探比贯入度平均值（MPa）345>5砂土一般进入深度（m）0.5~1.00.5~1.51.0~2.01.5~2.52.0~3.02.5~3.5标准贯入击数N（未修正）15~2520~3030~4040~4545~5050常用的控制贯入度（cm/10击）

2~3

3~54~8

设计单桩极限承载力（kN）400~1200800~16002500~40003000~50005000~70007000~10000在选报择打就桩机辛具时捎，应枪根据螺地基孙土壤偿的性起质、促工程奔的大不小、虑桩的蠢种类疯、施锦工期舍限、踪蝶动力衡供应讲条件屈和现妨场情抓况确新定。5/肢13赖/2泡02良321桩架作用敌：支撑途锤桩吊桩雾就位打桩仍导向类型赴（踪蝶常用弓）：多功转能桩海架（沿母轨道雀行驶湖的）：机动让适应灭性好惹；大绵、装衰拆运新麻烦降。履带食式桩倚架（装在番履带纽奉底盘拍上）：移矿动方潮便，隙适用掠范围两广。步履捷式桩谎架：漂移动念方便搬，稳岁定性办好,诵适应搬性强趴。5/辆13拘/2古02滩322（2弹）打崇桩施魂工A.析准邻备工盼作（1拍）场呜地准纱备：渴清除砖地上字、地眉下障币碍物栏，平焦整、稠压实宴场地灰，设粒置排携水沟县；（2芹）放亡轴线疗、定淘桩位邻、设俗置水泊准点（≮2个沟）；（3庭）确括定打抢桩顺题序：徒挤土传直接向影响额打桩帐进度邻、施鞋工质嘱量以饥及周反围环域境。（4尝）接通欣现场榆的水躺、电鲁管线秤，准挂备好鞠施工际机具腰；做叠好对职桩的随质量手检验晕。（5春）进瞎行打帜桩试郊验：≮2根冠，检雨验工连艺、识设备胆是否草符合农要求席。5/孕13仔/2猛02忧323B.打桩忠顺序防止烤土向隔一个修方向翻挤压锅，这枣样有猴可能邪最后塔打入中的桩海难打圣或者俭桩的醒入土菌深度蓬减少堤，直培接影抓响打离桩进聚度和毒施工户质量院。打桩凳顺序串是否届合理服，还训应考释虑挤配土对叮周围渣环境烟（如炸建筑歼物）崖的影通响。5/制13陕/2妻02妻324（1宗)检当桩耍中心梨距<4倍谎桩径尸时，可：抗①自认中间唱向四栋周打蠢设；②由竭中心团向两给侧对源称打组；③分享段对窗称打症。（2亲)摸当桩证中心其距4倍执桩径罩时，洽可按君施工规方便视打；（3内)固当桩进的规吐格不皇同时绝，先链大后甚小，视先长皇后短补；（4苏)酿当桩怪尖设四计标阁高不择同时竹，先筛深后摆浅。5/手13厚/2纽奉02恳325C.打桩覆工艺工艺趁顺序中：设置退标尺金→桩袜架就瞒位→富吊桩霜就位料→扣比桩帽怨、落裂锤、烘脱吊艇钩→道低锤橡轻打佳→正贵式打萄（接暂桩，凶截桩弓，静漂、动您载试月验，掉承台陷施工嫌）。要点潮：采用嗽重锤翼低击终，开扯始要牵轻打帽；连续腐施打安，减秩少回险弹固具结；注意称贯入然度变迟化，侮做好急打桩己记录招（编叼号、旁每米输锤击唇数、瓶桩顶婚标高眯、最垒后贯辫入度喝…）集；如遇斜异常示情况夜（贯鞭入度叶剧变爷；桩柿身突衣然倾岗斜、首位移韵、回晃弹；敢桩身侵严重嗓裂缝踢或桩迟顶破晴碎）烈，暂犬停施湾打，肝与有烛关单孤位研栏究处昆理。5/粗13心/2合02县326（3恼）打命桩的傲质量休控制1）泛满足威承载述力要盛求：端承访桩－范控制性最后先贯入鸭度为替主(包参考微标高籍)摩擦来桩－授控制闹沉桩丈标高因为主柿(参担考最都后贯焰入度诱)2）尚偏差辟:桩位品偏差怪：排桩命―偏讲轴≯展10垦0，附顺轴胖≯1剪50淘mm极；群桩普－≯1/被3桩径码或边油长；垂直疯偏差≯1佩%标;3）鬼桩不晚受损横：桩顶卵、桩渣身不削打坏习，桩年顶下女1/怖3桩夜长内敢无水香平裂丘缝。5/膏13虑/2叮02币327（4贵）打匹桩对贿周边简环境季的影种响及始其防壳治1）流打仿桩对院周边本环境亮的影腹响振动袋、噪仪音、汇挤土宜、孔谣隙水彩压力谊增大2）牲防严治预钻土孔沉扮桩袋装秤砂井守或塑奏料排轻水板挖防求震沟重锤闸低击控制倚打桩漂速度炭和打央桩顺瓶序静力拒压桩水冲中法辅脸助打敞桩5/腿13非/2蜻02况328D接袋桩接桩垄。当廉施工鄙设备液条件宇对桩努的限魄制长种度小索于桩出的设璃计长缎度时捎，需居采用妻多节绪桩段泡连接撞而成吹。多盯节桩维段使制垂直子承载爆能力畏和水既平承陆载能托力受固其影搜响，谢桩的践贯入康阻力仰也有作所增夫大。与影响喊程度名主要述取决产于接祥头的垃数量良、结锅构形稼式和该施工绵质量哥。规氏范规防定混凝洽土预蚂制桩发接头歉不宜伟超过勒两个弹，预脉应力面管桩饭接头鲁数量时不宜疾超过隐四个。良好蹈的接型头构提造形不式，雹不仅外应满晚足足谷够的服强度旗、刚僚度及险耐腐做蚀性号要求窄，而叙且也买应符踢合制雁造工眉艺简炎单、柿质量防可靠他、接周头整送体性大强、锅具有秀相同荡断面寨和强欢度、倡在运觉输打尽入过访程中青不易扯损坏啄、现原场连搬接操坐作简纲便迅怒速等竟条件匪，此坑外，宅还应昌做到骂接触避紧密蒙，以稳减少泛锤击漂能量炸损耗来。5/护13弯/2姻02学329接头坊的连狭接方马法有殿：焊接巨法、摄浆锚酸法、恩法兰急法三辩种类胶型，欺常用琴焊接罩法。1）焊接翁法。肝焊接摔法适阴用于浪单桩冰承载基力高团、长攻细比科大、嗽桩基仰密集孩或须徒穿过巴一定麻厚度卡较硬防土层品，沉凝桩较范困难接的桩霸。混凝赛土方肚桩焊牌接法重接桩含的节弄点构雅造如痰图2-啄37兽所示。上搁、下锡节桩荐对准塑后，悔将桩势锤降夹下，渔压紧摊桩顶提，节拢点间变若有平间隙展，用耽铁片毒垫实珍焊牢呈；施昌焊前危，节辣点部刊位预光埋件梳与角叮铁要更除去首锈迹萍、污供垢，谣保持俗清洁移；焊逐接时钓，先稍将四狠角点梅焊固狸定，贩再次劣检查资位置仙正确抄后，庸由两姻人对涛角同恋时对左称施祖焊，培以减螺少焊残接变您形。5/丽13钱/2构02趣330图城2直-3姓75/那13涛/2唐02役331预应晌力高患强混窜凝土巧管桩梢焊接紫法接贱桩的破节点骂构造掌如图属2-党38佩所示天。应月使上缝下节倡端头箭板对璃齐，角采用占电弧珠焊或挠二氧芬化碳仆保护冈焊，膜由两取人同捷时对狼称施馋焊。葱应分粪层施阀焊，透各层描焊缝晋接头兽错开柄，焊陆渣应光清除典，焊于缝高爆度应岛高出暖端头板边第缘，丛焊接政完毕严，冷却伐1m工in豆后方冬可继续沉婆桩。图陈2幕-3晓85/剖13各/2躲02仆332钢管狐桩焊揪接法匀接桩周的节厉点构柴造如瓦图2偿-3懂9所抹示。液接桩光时，凤首先冲要清肢除上双下节朱桩接截触端喇上下敬30要~5席0m芳m内说的铁州锈、诱油污皮等杂链质，钳保持剃干燥门；下冬节桩玻顶经脊锤击叉后的吊变形婆部分巴应削云除；踩上下摄节桩筑应校肃正垂线直度梨，对互口的祥间隙孙为2陶~3否mm墨；接困头焊蹲接应脾对称靠进行窑；应冠分层盾施焊约，各姜层焊咳缝的芹接头奴应错挎开，阿焊渣烦应清啦除；怜接头乓焊接步完毕，冷却洗1m墨in召后方配可锤亲击。焊接培接头夜应按诊总数伪的1臣0%致做焊采缝探侧伤检后查。5/耽13湿/2声02邪333图史2基-3封95/拥13惊/2德02情3342）浆锚打法。浆锚雕法节期约钢律材、远操作铺简便谨、接葬桩时箱间比擦焊接购法大妙为缩魂短，渴一般朵在混纤凝土独方桩碰中使接用。理论俗上浆雀锚法清与焊梢接法盖一样雅，施徒工阶单段节意点能腹够安豆全地系承受棚施工场荷载鲁和其蛛他外煌力；播使用签阶段爹能同续整根箭桩一栽样工孝作，握传递巴垂直槽压力早或拉拨应力热。但督在实寒际施施工中谨，浆问锚法征受原束材料乖质量诊、操接作工为艺等掘因素赞的影患响，惧出现要接桩云质量牺缺陷桌的机则率较里高，妥故应等谨慎叶使用谋。一般俭适用遮于软煤土层霜，且衬对一垂级建纸筑桩猪基或灵承受级拔力摊的桩央宜慎牛重选尚用。5/性13和/2骡02领335浆锚节法接万桩节呢点构混造如悟图2-练40听所示。接沿桩时劲，首裙先将见上节开桩对朱准下全节桩距，使疤锚筋肥插入狮锚筋秀孔（同孔径畏为锚绞筋直坝径的2.叫5倍）煤，放数落上灿节桩搁身，纺使其旁结合歇紧密刊。然竭后将土上节刃桩上熟提约20鞋0m采m（以女锚筋康不脱脆离锚直筋孔需为度骂），步安设供好施宗工夹芬箍（登由四对块木污板，改内侧宗用人茂造革积包裹40灾mm厚的琴树脂号海绵赚块而款成）先，将跨加热落熔化佛的硫蚊磺胶榴泥（私温度俩控制14雾5°左寇右）穴注满也下节脾桩的屋锚筋先孔和张接头滚平面杰上，愈再将跌上节量桩放织落，当硫酬磺胶梨冷却拘并拆锐除施底工夹芦箍后雪即可懂继续祖沉桩。5/记13床/2零02抵336图和2缝-4治05/还13慕/2牙02怨337硫磺千胶泥作是一哄种热饲塑冷姓硬性伪胶结鲜材料案，它族是由览胶结臣料、晕细骨旁料、隶填充拐料和机增韧额剂熔鹊融搅街拌混庆合而遮成。其质风量配笼合比异（%）为翅：硫汽磺∶摇水泥∶粉言砂∶腔聚硫78繁0胶＝44∶11∶41∶1。现民场一菌般采研用半施成品们的硫尊磺胶穷泥。刺为保域证硫厘磺胶夫泥接笼桩质伞量，凶应做挣到：到锚筋巾刷清另并调均直；覆锚筋牺孔内身应有滩完好价螺纹祸，无悔积水撇、杂体物和甜油污呀；接躲桩时算接点气的平厦面和思锚筋靠孔内摄应灌言满胶垫泥；灌注秀时间胶不得旨超过2m仰in；灌注叮后停剂歇时欲间应者符合串表2-抖1规定剪。5/菊13给/2绒02崖338表2赞-1硫磺自胶泥丙灌注惭后需聚停歇瞎的时溪间间佛隔桩截面/mm2不同气温下的停歇的时间/min0~10℃11~20℃21~30℃31~40℃41~50℃打入桩静压桩打入压静压桩打入压静压桩打入桩静压桩打入桩静压桩400×40064851071391712450×45010612714917112114500×50013/15/18/21/24/5/明13损/2聋02古3392.朴静力泛压桩静力尿压桩是在瞎均匀屡软弱骑土中补利用富压桩抬架（奸型钢热制作瓜）的具自重沫和配乘重，叉通过段卷扬众机的宜牵引完传到确桩顶可，将插桩逐刑节压绳入土搏中的净一种独沉桩凉方法最。这只种沉贴桩方庭法无玻振动僵、无寺噪音讽、对徒周围冶环境姜影响电小，期适合品在城押市中侍施工肚。5/俩13舌/2螺02循340静力猛压桩嘉机构挂造原部理图活动色压梁油压榆表桩帽上段寇桩上段技桩锚剃筋下段验桩加压泉重物底盘轨道导笼珠口操作吗平台卷扬寺机加压惠钢丝逆绳滑井轮组桩架虎导向拌笼5/遮13昨/2程02指341压桩逼过程狡中，幸当桩尖损碰到碍夹砂愉层时，拥压桩债阻力洲可能偷突然裙增大挪，甚更至超探过压范桩能列力而烦使桩严机上跳抬。餐这时臭可以阴最大律的压如桩力旗作用碧在桩清顶，灾采取倡停车首再开谢、忽俊停忽刑开的之办法胃，使陡桩有氧可能烟缓慢辽下沉花穿过字砂层略。如粥果工胖程中裹有少威量桩咱确实晨不能若压至童设计赚标高疾而相箭差不眠多时情，可捉以采付取截碍去桩扶顶的垂办法集。压桩严与打常桩相参比:由于妨避免污了锤击唱应力，桩袋的混猎凝土霜强度都及其训配筋首只要航满足增吊装效弯矩缘瑞和使班用期借受力洒要求梢就可叮以，券因而鼠桩的扎断面蒸和配呢筋可米以减糊小;压桩怜引起顾的挤土也小毯的多央，因蛛此压滨桩是付软土雅地区蕉一种唱较好填的沉塌桩方码法。5/脾13布/2素02宾3423.廉振炭动沉灿桩振动蛾沉桩会是借轿助于赞桩顶却上的卷振动流锤所音产生荒的振华动力岁，以上减小缸桩与凯土壤棕颗粒亦之间衰的摩少擦力御，使贿桩在抗自重栋与机认械力抛的作速用下治沉入关土中。振动乌锤（聚图2-夜42饮）系由电动赚机、班弹簧夏支承讲、偏理心振雪动块瓜和桩蹲