1、学习重点：学习重点：桩的分类及各类桩的施工桩的分类及各类桩的施工工艺流程和质量检验标准。工艺流程和质量检验标准。桩基础桩基础是深基础应用最多的一种基础形式，是深基础应用最多的一种基础形式，它由若干个沉入土中的桩和连接桩顶的承它由若干个沉入土中的桩和连接桩顶的承台或承台梁组成。台或承台梁组成。 桩的作用桩的作用是将上部建筑物的荷载传递到深是将上部建筑物的荷载传递到深处承载力较强的土层上，或将软弱土层挤处承载力较强的土层上，或将软弱土层挤密实以提高地基土的承载能力和密实度。密实以提高地基土的承载能力和密实度。 桩按桩按受力情况受力情况分为分为端承桩端承桩和和摩擦桩摩擦桩两种两种( (图图2.1)2
2、.1)v端承桩端承桩是穿过软弱土层而达到坚硬土层或岩是穿过软弱土层而达到坚硬土层或岩层上的桩，上部结构荷载主要由岩层阻力承层上的桩，上部结构荷载主要由岩层阻力承受；施工时以控制贯入度为主，桩尖进入持受；施工时以控制贯入度为主，桩尖进入持力层深度或桩尖标高可作参考。力层深度或桩尖标高可作参考。v摩擦桩摩擦桩完全设置在软弱土层中，将软弱土完全设置在软弱土层中，将软弱土层挤密实，以提高土的密实度和承载能力，层挤密实，以提高土的密实度和承载能力，上部结构的荷载由桩尖阻力和桩身侧面与上部结构的荷载由桩尖阻力和桩身侧面与地基土之间的摩擦阻力共同承受，施工时地基土之间的摩擦阻力共同承受，施工时以控制桩尖设计
3、标高为主，贯入度可作参以控制桩尖设计标高为主，贯入度可作参考。考。 桩按施工方法分为桩按施工方法分为预制桩预制桩和和灌注桩灌注桩v预制桩预制桩根据沉入土中的方法，可分根据沉入土中的方法，可分打入桩打入桩、水水冲沉桩冲沉桩、振动沉桩振动沉桩和和静力压桩静力压桩等；等；v灌注桩灌注桩是在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架，是在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成的桩。灌注桩按成孔方法不再浇筑混凝土而成的桩。灌注桩按成孔方法不同，有同，有钻孔灌注桩钻孔灌注桩、挖孔灌注桩挖孔灌注桩、冲孔灌注桩冲孔灌注桩、套管成孔灌注桩套管成孔灌注桩及及爆扩成孔灌注桩爆扩成孔灌注桩等。等。 钢筋混凝土预制桩：钢筋混
4、凝土预制桩：在预制构件厂或施工现场预在预制构件厂或施工现场预制，用沉桩设备在设计位置上将其沉入土中，其制，用沉桩设备在设计位置上将其沉入土中，其特点：坚固耐久，不受地下水或潮湿环境影响，特点：坚固耐久，不受地下水或潮湿环境影响，能承受较大荷载，施工机械化程度高，进度快，能承受较大荷载，施工机械化程度高，进度快，能适应不同土层施工。能适应不同土层施工。 钢筋混凝土预制桩是我国目前广泛采用的一种桩钢筋混凝土预制桩是我国目前广泛采用的一种桩型。型。 目前最常用的预制桩是预应力混凝土管桩。它是一种细长的空心等截面预制混凝土构件，是在工厂经先张预应力、离心成型、高压蒸养等工艺生产而成。 管桩按桩身混凝土
5、强度等级的不同分为PC预应力混凝土管桩(C60，C70)和PHC预应力高强混凝土管桩(C80)； 按桩身抗裂弯距的大小分为A型、AB型和B型(A型最大，B型最小)； 外径有300mm、400mm、500mm、550mm和600mm，壁厚为65125mm，常用节长712m，特殊节长45m。 钢筋混凝土预制桩施工前，应根据施工图设计钢筋混凝土预制桩施工前，应根据施工图设计要求、桩的类型、成孔过程对土的挤压情况、要求、桩的类型、成孔过程对土的挤压情况、地质探测和试桩等资料，制定施工方案。其地质探测和试桩等资料，制定施工方案。其主主要内容包括要内容包括：确定施工方法，选择打桩机械，：确定施工方法，选择
6、打桩机械，确定打桩顺序，桩的预制、运输，以及沉桩过确定打桩顺序，桩的预制、运输，以及沉桩过程中的技术和安全措施。程中的技术和安全措施。一、一、 施工准备施工准备 桩基础工程在施工前，应根据工程规模的大小和桩基础工程在施工前，应根据工程规模的大小和复杂程度，编制整个分部工程施工组织设计或施工复杂程度，编制整个分部工程施工组织设计或施工方案。沉桩前，现场准备工作的内容有处理障碍物、方案。沉桩前，现场准备工作的内容有处理障碍物、平整场地、抄平放线、铺设水电管网、沉桩机械设平整场地、抄平放线、铺设水电管网、沉桩机械设备的进场和安装以及桩的供应等。备的进场和安装以及桩的供应等。 (1) 处理障碍物。打桩
7、前，宜向城市管理、供水、供电、煤气、电信、房管等有关单位提出申请，认真处理高空、地上和地下的障碍物。然后对现场周围(一般为10m以内)的建筑物、驳岸、地下管线等做全面检查，必须予以加固或采取隔振措施或拆除，以免打桩中由于振动的影响，可能引起倒塌。 (2) 场地平整。打桩场地必须平整、坚实，必要时宜铺设道路，经压路机碾压密实，场地四周应挖排水沟以利排水。 (3) 抄平放线定桩位。在打桩现场附近设水准点，其位置应不受打桩影响，数量不得少于两个，用以抄平场地和检查桩的入土深度。要根据建筑物的轴线控制桩定出桩基础的每个桩位，可用小木桩标记。正式打桩之前，应对桩基的轴线和桩位复查一次。以免因小木桩挪动、
8、丢失而影响施工。桩位放线允许偏差为20mm。 (4) 进行打桩试验。施工前应做不少于2根桩的打桩工艺试验，用以了解桩的沉入时间、最终沉入度、持力层的强度、桩的承载力以及施工过程中可能出现的各种问题和反常情况等，以便检验所选的打桩设备和施工工艺，确定是否符合设计要求。 (5) 确定打桩顺序。打桩顺序直接影响到桩基础的质量和施工速度，应根据桩的密集程度(桩距大小)、桩的规格、长短、桩的设计标高、工作面布置、工期要求等综合考虑。 (6) 桩帽、垫衬和送桩设备机具准备。 准备桩帽、垫衬和送桩设备机具。 1) 桩的制作桩的制作 较短的桩多在预制厂生产。较长的桩一般在打桩现场附较短的桩多在预制厂生产。较长
9、的桩一般在打桩现场附近或打桩现场就地预制。近或打桩现场就地预制。 桩分节制作时，单节长度确定，应满足桩架的有效高度、桩分节制作时，单节长度确定，应满足桩架的有效高度、制作场地条件、运输与装卸能力的要求，同时应避免桩尖接制作场地条件、运输与装卸能力的要求，同时应避免桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中接桩，上节桩和下节桩应近硬持力层或桩尖处于硬持力层中接桩，上节桩和下节桩应尽量在同一纵轴线上预制，使上下节钢筋和桩身减少偏差。尽量在同一纵轴线上预制，使上下节钢筋和桩身减少偏差。 二、二、 桩的制作、运输、堆放桩的制作、运输、堆放 制桩时，应做好浇筑日期、混凝土强度、制桩时，应做好浇筑日期、混凝土强
10、度、外观检查、质量鉴定等记录，以供验收时查外观检查、质量鉴定等记录，以供验收时查用。每根桩上应标明编号、制作日期，用。每根桩上应标明编号、制作日期，如不如不预埋吊环，则应标明绑扎位置。预埋吊环，则应标明绑扎位置。表表2.1 2.1 预制桩钢筋骨架质量检验标准预制桩钢筋骨架质量检验标准 项项序序检查项目检查项目允许偏差或允许值允许偏差或允许值(mm) (mm) 检查方法检查方法 主主控控项项目目1 1主筋距桩顶距离主筋距桩顶距离 5 5用钢尺量用钢尺量2 2多节桩锚固钢筋位置多节桩锚固钢筋位置 5 5用钢尺量用钢尺量3 3多节桩预埋铁件多节桩预埋铁件 3 3用钢尺量用钢尺量4 4主筋保护层厚度主
11、筋保护层厚度 5 5用钢尺量用钢尺量一一般般项项目目1 1主筋间距主筋间距 5 5用钢尺量用钢尺量2 2桩尖中心线桩尖中心线 1010用钢尺量用钢尺量3 3箍筋间距箍筋间距 2020用钢尺量用钢尺量4 4桩顶钢筋网片桩顶钢筋网片 1010用钢尺量用钢尺量5 5多节桩锚固钢筋长度多节桩锚固钢筋长度 1010用钢尺量用钢尺量项项序序检查项目检查项目允许偏差或允许值允许偏差或允许值(mm) (mm) 检查方法检查方法 单位单位数值数值主主控控项项目目1 1桩体质量检验桩体质量检验 按基桩检测技术规范按基桩检测技术规范 按基桩检测技术规范按基桩检测技术规范 2 2桩位偏差桩位偏差 见本表见本表 用钢尺
12、量用钢尺量3 3承载力承载力 按基桩检测技术规范按基桩检测技术规范 按基桩检测技术规范按基桩检测技术规范 一一般般项项目目1 1砂、石、水泥、钢材等原砂、石、水泥、钢材等原材料材料( (现场预制时现场预制时) ) 符合设计要求符合设计要求 查出厂质保查出厂质保文件或抽文件或抽样送检样送检 2 2混凝土配合比及强度混凝土配合比及强度( (现现场预制时场预制时) ) 符合设计要求符合设计要求检查称量及查试块记检查称量及查试块记录录 3 3成品桩外形成品桩外形 表面平整、颜色均匀、表面平整、颜色均匀、掉角深度掉角深度1010mmmm，蜂窝蜂窝面积小于总面积面积小于总面积0.0.5% 5% 直观直观
13、表表2.2 2.2 钢筋混凝土预制桩的质量检验标准钢筋混凝土预制桩的质量检验标准 项项序序检查项目检查项目允许偏差或允许值允许偏差或允许值(mm) (mm) 检查方法检查方法 单位单位数值数值一一般般项项目目4 4成品桩裂缝成品桩裂缝(收缩裂缝或起吊、收缩裂缝或起吊、装、堆放引起的裂缝装、堆放引起的裂缝) 深 度 深 度 2 02 0 m mm m ， 宽 度 宽 度 0.0.25mm，横向裂缝不超过横向裂缝不超过边长的一半边长的一半 裂缝测定仪，该基在地下裂缝测定仪，该基在地下水有侵蚀地区及锤击数超水有侵蚀地区及锤击数超过过500击的长桩不适用击的长桩不适用 5 5成品桩尺寸：横截面边长成品
14、桩尺寸：横截面边长 桩顶对角线差桩顶对角线差 桩尖中心线桩尖中心线 桩身弯曲矢高桩身弯曲矢高 桩顶平整度桩顶平整度 mmmmmmmm5 101010 L/1000L/100021.01.01010L/1000L/1000秒表测秒表测定定用钢尺量用钢尺量 用钢尺量用钢尺量 7 7硫磺胶泥接桩：胶泥浇筑时间硫磺胶泥接桩：胶泥浇筑时间 浇筑后停歇时间浇筑后停歇时间 minminminmin277秒表测秒表测定定秒表测秒表测定定8 8桩顶标高桩顶标高 mmmm50 50 水准仪水准仪 9 9停锤标准停锤标准 设计要求设计要求现场实测或查沉桩记录现场实测或查沉桩记录 2 2）桩的运输）桩的运输 钢筋混凝
15、土预制桩应达到钢筋混凝土预制桩应达到设计强度的设计强度的70%70%才才可起吊；达到可起吊；达到100%100%设计强度才能运输和打桩。设计强度才能运输和打桩。若提前吊运，必须采取措施并经过验算合格若提前吊运，必须采取措施并经过验算合格方可进行。方可进行。 桩在起吊搬运时，必须做到平稳，避免冲击桩在起吊搬运时，必须做到平稳，避免冲击和振动，吊点应同时受力，且吊点位置应符和振动，吊点应同时受力，且吊点位置应符合设计规定。如无吊环，设计又未作规定时，合设计规定。如无吊环，设计又未作规定时，绑扎点的数量及位置按桩长而定，应符合起绑扎点的数量及位置按桩长而定，应符合起吊弯矩最小的原则，可按吊弯矩最小的
16、原则，可按图图2. .3所示的位置捆所示的位置捆绑。绑。 钢丝绳与桩之间应加衬垫，以免损坏棱角钢丝绳与桩之间应加衬垫，以免损坏棱角。起吊时应平稳提升，吊点同时离地，如要长距起吊时应平稳提升，吊点同时离地，如要长距离运输，可采用平板拖车或轻轨平板车。长桩搬运时，桩下要设置活动支座。经过搬运的桩，还应进行质量复查。3) 桩的堆放 桩堆放应遵守桩堆放时，地面必须平整、坚实，垫木间距应根据吊点确定，各层垫木应位于同一垂直线上，最下层垫木应适当加宽，堆放层数不宜超过4层。不同规格的桩，应分别堆放。三、三、 打入法施工打入法施工 打入法打入法也称锤击法，是利用桩锤落到桩顶上的也称锤击法，是利用桩锤落到桩顶
17、上的冲击力来克服土对桩的阻力，使桩沉到预定的冲击力来克服土对桩的阻力，使桩沉到预定的深度或达到持力层的一种打桩施工方法。深度或达到持力层的一种打桩施工方法。 锤击沉桩锤击沉桩是混凝土预制桩常用的沉桩方法，它是混凝土预制桩常用的沉桩方法，它施工速度快，机械化程度高，适用范围广，但施工速度快，机械化程度高，适用范围广，但施工时有冲撞噪声和对地表层有振动，在城区施工时有冲撞噪声和对地表层有振动，在城区和夜间施工有所限制。和夜间施工有所限制。 打桩设备包括打桩设备包括桩锤、桩架桩锤、桩架和和动力装置。动力装置。 (1) (1) 桩锤桩锤桩锤可选用桩锤可选用落锤落锤、汽锤汽锤、柴油打桩锤液压锤柴油打桩锤
18、液压锤和和振动锤振动锤。（一）一） 打桩设备及选择打桩设备及选择 (2) (2) 桩架桩架桩架桩架是支持桩身和桩锤，在打桩过程中引导桩的是支持桩身和桩锤，在打桩过程中引导桩的方向及维持桩的稳定，并保证桩锤沿着所要求方方向及维持桩的稳定，并保证桩锤沿着所要求方向冲击的设备。向冲击的设备。 桩架一般由桩架一般由底盘底盘、导向杆导向杆、起吊设备起吊设备、撑杆撑杆等组等组成。成。 根据桩的长度、桩锤的高度及施工条件等选择桩根据桩的长度、桩锤的高度及施工条件等选择桩架和确定桩架高度。架和确定桩架高度。桩架高度桩架高度= =桩长桩长+ +桩锤高度桩锤高度+ +滑滑轮组高轮组高桩架用钢材制作，按移动方式有桩
19、架用钢材制作，按移动方式有轮胎式轮胎式、履带式履带式、轨道式轨道式等。等。履带式桩架履带式桩架( (图图2.62.6) )以履带式起重机为主机，配以履带式起重机为主机，配备桩架工作装置而组成。操作灵活，移动方便，备桩架工作装置而组成。操作灵活，移动方便，适用于各种预制桩和灌注桩的施工。适用于各种预制桩和灌注桩的施工。 桩架用钢材制作，常用有桩架用钢材制作，常用有轮胎式轮胎式、履带式履带式、轨道轨道式式等。等。多功能桩架多功能桩架 由立柱、斜撑、回转工作台、底盘由立柱、斜撑、回转工作台、底盘及传动机构组成，它的机动性及适应性强，在水及传动机构组成，它的机动性及适应性强，在水平方向可做平方向可做3
20、60360回转，立柱可倾斜，适应各种回转，立柱可倾斜，适应各种预制桩及灌注桩施工预制桩及灌注桩施工。 (3)(3)动力装置动力装置 打桩机械的动力装置是根据所选桩打桩机械的动力装置是根据所选桩锤而定的。当采用空气锤时，应配备空气锤而定的。当采用空气锤时，应配备空气压缩机；当选用压缩机；当选用 蒸汽锤时，则要配备蒸汽蒸汽锤时，则要配备蒸汽锅炉和绞盘。锅炉和绞盘。 （二）二） 打桩顺序的确定打桩顺序的确定 打桩顺序直接影响到桩基础的质量和施工速度，打桩顺序直接影响到桩基础的质量和施工速度，应根据桩的密集程度应根据桩的密集程度( (桩距大小桩距大小) )、桩的规格、长、桩的规格、长短、桩的设计标高、
21、工作面布置、工期要求等综短、桩的设计标高、工作面布置、工期要求等综合考虑，合理确定打桩顺序。合考虑，合理确定打桩顺序。 根据桩的密集程度，打桩顺序一般分为根据桩的密集程度，打桩顺序一般分为逐段打设逐段打设、自中部向四周打设自中部向四周打设和和由中间向两侧打设由中间向两侧打设三种，如三种，如图图2. .7所示。所示。v当桩的中心距不大于当桩的中心距不大于4 4倍桩的直径或边长时，倍桩的直径或边长时，应由中间向两侧对称施打应由中间向两侧对称施打( (图图2.7(2.7(c)c) )，或由或由中间向四周施打中间向四周施打( (图图2.7(2.7(b)b) )。v当桩的中心距大于当桩的中心距大于4 4
22、倍桩的边长或直径时，可倍桩的边长或直径时，可采用上述两种打法，或逐排单向打设采用上述两种打法，或逐排单向打设( (图图2.7(2.7(a)a) ) 。根据基础的设计标高和桩的规格，宜按根据基础的设计标高和桩的规格，宜按先深后浅、先深后浅、先大后小、先长后短先大后小、先长后短的顺序进行打桩。的顺序进行打桩。（三）三） 打桩打桩 1) 1) 吊桩就位。按既定的打桩顺序，先将桩架移动至桩吊桩就位。按既定的打桩顺序，先将桩架移动至桩位处并用缆风绳拉牢，然后将桩运至桩架下，利用桩位处并用缆风绳拉牢，然后将桩运至桩架下，利用桩架上的滑轮组，由卷扬机提升桩。当桩提升至直立状架上的滑轮组，由卷扬机提升桩。当桩
23、提升至直立状态后，即可将桩送入桩架的龙门导管内，同时把桩尖态后，即可将桩送入桩架的龙门导管内，同时把桩尖准确地安放到桩位上，并与桩架导管相连接，以保证准确地安放到桩位上，并与桩架导管相连接，以保证打桩过程中不发生倾斜或移动。桩插入时垂直偏差不打桩过程中不发生倾斜或移动。桩插入时垂直偏差不得超过得超过0.5%0.5%。桩就位后，为了防止击碎桩顶，在桩锤与桩帽、桩就位后，为了防止击碎桩顶，在桩锤与桩帽、桩帽与桩之间应放上硬木、粗草纸或麻袋等桩垫桩帽与桩之间应放上硬木、粗草纸或麻袋等桩垫作为缓冲层，桩帽与桩顶四周应留作为缓冲层，桩帽与桩顶四周应留510mm的的间隙，如图间隙，如图2.28所示。然后进
24、行检查，使桩身、所示。然后进行检查，使桩身、桩帽和桩锤在同一轴线上即可开始打桩。桩帽和桩锤在同一轴线上即可开始打桩。图2.28 自落锤桩帽构造示意图1桩帽 2硬垫木 3草纸(弹性衬垫) (2) 打桩。打桩时用打桩。打桩时用“重锤低击重锤低击”可取得可取得良好效果，这是因为这样桩锤对桩头的冲击良好效果，这是因为这样桩锤对桩头的冲击小，回弹也小，桩头不易损坏，大部分能量小，回弹也小，桩头不易损坏，大部分能量都用于克服桩身与土的摩阻力和桩尖阻力上，都用于克服桩身与土的摩阻力和桩尖阻力上，桩就能较快地沉入土中。桩就能较快地沉入土中。 初打时地层软、沉降量较大，宜低锤轻打，初打时地层软、沉降量较大，宜低
25、锤轻打，随着沉桩加深随着沉桩加深(12m)，速度减慢，再适当增加，速度减慢，再适当增加起锤高度，控制锤击应力。打桩时应观察桩锤回起锤高度，控制锤击应力。打桩时应观察桩锤回弹情况，如经常回弹较大时则说明锤太轻，不能弹情况，如经常回弹较大时则说明锤太轻，不能使桩下沉，应及时更换。使桩下沉，应及时更换。 根据实践经验，在一般情况下，根据实践经验，在一般情况下，单动汽锤以单动汽锤以0.6m左右为宜，柴油锤不超过左右为宜，柴油锤不超过1.5m，落锤不超，落锤不超过过1.0m为宜。为宜。 在打桩过程中，如突然出现桩锤回弹、贯入度突增、锤击时桩弯曲、倾斜、颤动、桩顶破坏加剧等情况，则表明桩身可能已破坏。 打
26、桩最后阶段，沉降太小时，要避免硬打，如难沉下，要检查桩垫、桩帽是否适宜，需要时可更换或补充软垫。 (3) 接桩。预制桩施工中，由于受到场地、运输及桩机设备等的限制，而将长桩分为多节进行制作。接桩时要注意新接桩节与原桩节的轴线一致。目前预制桩的接桩工艺主要有硫磺胶泥浆锚法、电焊接桩和法兰螺栓接桩等3种。前一种适用于软弱土层，后两种适用于各类土层。3) 打桩质量要求 保证打桩的质量，应遵循以下原则：端承桩即桩端达到坚硬土层或岩层，以控制贯入度为主，桩端标高可作参考；摩擦桩即桩端位于一般土层，以控制桩端设计标高为主，贯入度可作参考；打斜桩时，斜桩的倾斜度的允许偏差，不得大于倾斜角正切值的15%。4)
27、 桩头的处理 在打完各种预制桩开挖基坑时，按设计要求的桩顶标高将桩头多余的部分截去。截桩头时不能破坏桩身，要保证桩身的主筋伸入承台，长度应符合设计要求。当桩顶标高在设计高程以下时，在桩位上挖成喇叭口，凿掉桩头混凝土，剥出主筋并焊接接长至设剥出主筋并焊接接长至设计要求长度，与承台钢筋绑扎在一起计要求长度，与承台钢筋绑扎在一起，用桩身同强度等级的混凝土与承台一起浇筑接长桩身。混凝土预制桩施工记录混凝土预制桩施工记录 打桩工程是隐蔽工程，施工中应做好每根打桩工程是隐蔽工程，施工中应做好每根桩的观测和记录，这是工程验收时检验质量的桩的观测和记录，这是工程验收时检验质量的依据。各项观测数据应记入混凝土预
28、制桩施工依据。各项观测数据应记入混凝土预制桩施工记录，见记录，见表表2.52.5所示。所示。表表2. .5 混凝土预制桩施工记录混凝土预制桩施工记录 （五）五） 打桩施工常见问题的分析打桩施工常见问题的分析在打桩施工过程中会遇见各种各样的问题，例如在打桩施工过程中会遇见各种各样的问题，例如桩顶破碎桩顶破碎，桩身断裂，桩身位移桩身断裂，桩身位移、扭转扭转、倾斜倾斜，桩锤跳跃桩锤跳跃，桩身严重回弹桩身严重回弹等。等。发生这些问题的原因发生这些问题的原因有钢筋混凝土预制桩制作质有钢筋混凝土预制桩制作质量、沉桩操作工艺和复杂土层等三个方面的原因。量、沉桩操作工艺和复杂土层等三个方面的原因。工程及施工验
29、收规范规定，打桩过程中如遇到上工程及施工验收规范规定，打桩过程中如遇到上述问题，都应立即暂停打桩，施工单位应与勘察、述问题，都应立即暂停打桩，施工单位应与勘察、设计单位共同研究，查明原因，提出明确的处理设计单位共同研究，查明原因，提出明确的处理意见，采取相应的技术措施后，方可继续施工。意见，采取相应的技术措施后，方可继续施工。 (1) (1) 桩顶破碎桩顶破碎 打桩时，桩顶直接受到桩锤的冲击而产生很高打桩时，桩顶直接受到桩锤的冲击而产生很高的局部应力，如果桩顶钢筋网片配置不当、混凝土的局部应力，如果桩顶钢筋网片配置不当、混凝土保护层过厚、桩顶平面与桩的中心轴线不垂直及桩保护层过厚、桩顶平面与桩
30、的中心轴线不垂直及桩顶不平整等制作质量问题都会引起桩顶破碎。在沉顶不平整等制作质量问题都会引起桩顶破碎。在沉桩工艺方面，若桩垫材料选择不当、厚度不足，桩桩工艺方面，若桩垫材料选择不当、厚度不足，桩锤施打偏心或施打落距过大等也会引起桩顶破碎。锤施打偏心或施打落距过大等也会引起桩顶破碎。(2) (2) 桩身被打断桩身被打断 制作时，桩身有较大的弯曲凸肚，局部混凝土强制作时，桩身有较大的弯曲凸肚，局部混凝土强度不足，在沉桩时桩尖遇到硬土层或坚石等障碍物，度不足，在沉桩时桩尖遇到硬土层或坚石等障碍物，增大落距，反复过度冲击等都可能引起桩身断裂。增大落距，反复过度冲击等都可能引起桩身断裂。(3) (3)
31、 桩身位移、扭转或倾斜桩身位移、扭转或倾斜 桩尖四棱锥制作偏差大，桩尖与桩中心线不重合桩尖四棱锥制作偏差大，桩尖与桩中心线不重合的制作原因，桩架倾斜，桩身与桩帽、桩锤不在同一的制作原因，桩架倾斜，桩身与桩帽、桩锤不在同一垂线上的施工操作原因以及桩尖遇坚石等都会引垂线上的施工操作原因以及桩尖遇坚石等都会引起桩身位移、扭转或倾斜。起桩身位移、扭转或倾斜。(4) (4) 桩锤回跃，桩身回弹严重桩锤回跃，桩身回弹严重 选择桩锤较轻，能引起较大的桩锤回跃；桩选择桩锤较轻，能引起较大的桩锤回跃；桩尖遇到坚硬的障碍物时，桩身则严重回弹。尖遇到坚硬的障碍物时，桩身则严重回弹。 四、四、 静力压桩静力压桩 静力
32、压桩静力压桩是利用无噪声、无振动的静压力将桩是利用无噪声、无振动的静压力将桩压入土中，常用于土质均匀的软土地基的沉桩压入土中，常用于土质均匀的软土地基的沉桩施工。施工。 静力压桩静力压桩( (图图2.82.8) )利用压桩架的自重和配重，通利用压桩架的自重和配重，通过卷扬机牵引，由钢丝绳、滑轮和压梁，将整过卷扬机牵引，由钢丝绳、滑轮和压梁，将整个桩机的重力个桩机的重力(800(80015001500kN)kN)反压在桩顶上，以反压在桩顶上，以克服桩身下沉时与土的摩擦力，迫使预制桩下克服桩身下沉时与土的摩擦力，迫使预制桩下沉。沉。压桩施工压桩施工一般采取一般采取分节压入、逐段接长分节压入、逐段接
33、长的施工的施工方法。方法。接桩的方法接桩的方法目前有三种：目前有三种：焊接法焊接法(图图2. .9)、法兰法兰螺栓连接法螺栓连接法、硫磺浆锚法硫磺浆锚法(图图2. .10)。 焊接法接桩时，必须对准下节桩并垂直无误后，用点焊将拼接角钢连接固定，再次检查位置正确后则进行焊接，如图2.31所示。施焊时，应两人同时对角对称地进行，以防止节点变形不匀而引起桩身歪斜。焊缝要连续饱满 。 浆锚法接桩时，首先将上节桩对准下节桩，使四根锚筋插入锚筋孔中(直径为锚筋直径的2.5倍)，下落压梁并套住桩顶，然后将桩和压梁同时上升约200mm，以4根锚筋不脱离锚筋孔为度，如图2.32所示。此时，安设好施工夹箍(施工夹
34、箍：由4块木板，内侧用人造革包裹40mm厚的树脂海绵块而成)，将溶化的硫磺胶泥注满锚筋孔内和接头平面上，然后将上节桩和压梁同时下落，当硫磺胶泥冷却并拆除施工夹箍后，即可继续加荷施压。 为保证接桩质量，应做到锚筋应刷净并调直；锚筋孔内应有完好螺纹，无积水、杂物和油污；接桩时接点的平面和锚筋孔内应灌满胶泥；灌注时间不得超过2min；灌注后停歇时间应符合有关规定。 7) 其他沉桩方法 水冲沉桩法是锤击沉桩的一种辅助方法，它利用高压水流经过桩侧面或空心管内部的射水管冲击桩尖附近土层，便于锤击。一般是边冲水边打桩，当沉桩至最后12m时停止冲水，用锤击至规定标高。水冲法适用于砂土和碎石土，有时对于特别长的
35、预制桩，单靠锤击有一定的困难时，亦用水冲法辅助之。 振动法沉桩是利用振动机，将桩与振动机连接在一起，振动机产生的振动力通过桩身使土体振动，使土体的内摩擦角减小、强度降低而将桩沉入土中。此法在砂土中效率最高。灌注桩：灌注桩：直接在桩位上用机械成孔或人工挖直接在桩位上用机械成孔或人工挖孔，在孔内安放钢筋、灌注混凝土而成型的孔，在孔内安放钢筋、灌注混凝土而成型的桩。桩。 与预制桩相比与预制桩相比，灌注桩具有不受地层变化限，灌注桩具有不受地层变化限制，不需要接桩和截桩，节约钢材、振动小、制，不需要接桩和截桩，节约钢材、振动小、噪声小等噪声小等特点特点。 灌注桩按成孔方法分为灌注桩按成孔方法分为泥浆护壁
36、成孔灌注桩、沉泥浆护壁成孔灌注桩、沉管灌注桩、干作业钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩管灌注桩、干作业钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩等。等。 干作业钻孔灌注桩是先用钻机在桩位处进行钻干作业钻孔灌注桩是先用钻机在桩位处进行钻孔，然后在桩孔内放入钢筋骨架，再灌注混凝土而孔，然后在桩孔内放入钢筋骨架，再灌注混凝土而成桩。其施工过程如图所示。（动画）成桩。其施工过程如图所示。（动画）一、一、 干作业钻孔灌注桩干作业钻孔灌注桩 （7373）1) 施工特点施工特点 干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔。螺旋钻干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔。螺旋钻机根据钻杆形式不同可分为整体式螺旋、装配机根据钻杆形式不同可分为整体式螺旋、装
37、配式长螺旋和短螺旋式长螺旋和短螺旋3种。螺旋钻杆是一种动力旋种。螺旋钻杆是一种动力旋动钻杆，它是使钻头的动钻杆，它是使钻头的螺旋叶旋转削土螺旋叶旋转削土，土块土块由钻头旋转上升而带出孔外。由钻头旋转上升而带出孔外。 螺旋钻头外径分别为螺旋钻头外径分别为400mm、500mm、600mm，钻孔深度相应为，钻孔深度相应为12m、10m、8m。适用于成孔深度内适用于成孔深度内没有地下水没有地下水的一般的一般粘土层、粘土层、砂土及人工填土地基砂土及人工填土地基，不适于有地下水的土，不适于有地下水的土层和淤泥质土。层和淤泥质土。2) 施工工艺施工工艺 干作业钻孔灌注桩的施工步骤分为以下干作业钻孔灌注桩的
38、施工步骤分为以下几步，螺旋钻机就位对中几步，螺旋钻机就位对中钻进成孔、排土钻进成孔、排土钻至预定深度、停钻钻至预定深度、停钻起钻，测孔深、孔起钻，测孔深、孔斜、孔径斜、孔径清理孔底虚土清理孔底虚土钻机移位钻机移位安放安放钢筋笼钢筋笼安放混凝土溜筒安放混凝土溜筒灌溉混凝土成桩灌溉混凝土成桩桩头养护。桩头养护。 钻机就位后，钻杆垂直对准桩位中心，钻机就位后，钻杆垂直对准桩位中心，开钻时开钻时先慢后快先慢后快，减少钻杆的摇晃，及时纠，减少钻杆的摇晃，及时纠正钻孔的偏斜或位移。钻孔时，螺旋刀片旋正钻孔的偏斜或位移。钻孔时，螺旋刀片旋转削土，削下的土沿整个钻杆螺旋叶片上升转削土，削下的土沿整个钻杆螺旋叶
39、片上升而涌出孔外，钻杆可逐节接长直至钻到设计而涌出孔外，钻杆可逐节接长直至钻到设计要求规定的深度。在钻孔过程中，要求规定的深度。在钻孔过程中，若遇到硬若遇到硬物或软岩，应减速慢钻或提起钻头反复钻，物或软岩，应减速慢钻或提起钻头反复钻，穿透后再正常进钻。穿透后再正常进钻。 在砂卵石、卵石或淤泥质土夹层中成孔时，在砂卵石、卵石或淤泥质土夹层中成孔时，这些土层的土壁不能直立，易造成塌孔，这时，这些土层的土壁不能直立，易造成塌孔，这时，钻孔可钻至塌孔下钻孔可钻至塌孔下12m以内，用低强度等级以内，用低强度等级细石混凝土回填至塌孔细石混凝土回填至塌孔1m以上；待混凝土初凝以上；待混凝土初凝后，再钻至设计
40、要求深度。也用后，再钻至设计要求深度。也用3 7夯实灰土夯实灰土回填代替混凝土处理。回填代替混凝土处理。 钻孔至规定要求深度后，孔底一般都有较厚的虚土，需要进行专门处理。清孔的目的是将孔内的浮土、虚土取出，减少桩的沉降。常用的方法是采用2530kg的重锤对孔底虚土进行夯实，或投入低坍落度素混凝土，再用重锤夯实；或是钻机在原深处空转清土，然后停止旋转，提钻卸土。 钢筋骨架的主筋、箍筋、直径、根数、间钢筋骨架的主筋、箍筋、直径、根数、间距及主筋保护层均应符合设计规定，绑扎牢固，距及主筋保护层均应符合设计规定，绑扎牢固，防止变形。用导向钢筋送入孔内，同时防止泥防止变形。用导向钢筋送入孔内，同时防止泥
41、土杂物掉进孔内。钢筋骨架就位后，应土杂物掉进孔内。钢筋骨架就位后，应立即灌立即灌注混凝土注混凝土，以防塌孔。灌注时，应，以防塌孔。灌注时，应分层浇筑、分层浇筑、分层捣实，每层厚度分层捣实，每层厚度5060cm。 3) 操作要点操作要点 (1) 螺旋钻进应根据地层情况，合理选择和调整钻螺旋钻进应根据地层情况，合理选择和调整钻进参数，并可通过电流表来控制进尺速度，如果电流进参数，并可通过电流表来控制进尺速度，如果电流值增大，说明孔内阻力增大，这时应降低钻进速度。值增大，说明孔内阻力增大，这时应降低钻进速度。 (2) 开始钻进及穿过开始钻进及穿过软硬土层交界处软硬土层交界处时，应缓慢进时，应缓慢进尺
42、，保持钻具垂直；钻进含有尺，保持钻具垂直；钻进含有砖头、瓦块、卵石砖头、瓦块、卵石的土的土层时，应控制钻杆跳动与机架摇晃。层时，应控制钻杆跳动与机架摇晃。 (3) 钻进中遇憋车，不进尺或钻进缓慢时，应停钻进中遇憋车，不进尺或钻进缓慢时，应停机检查，找出原因，采取措施，避免盲目钻进，导机检查，找出原因，采取措施，避免盲目钻进，导致桩孔严重倾斜、垮孔甚至卡钻、折断钻具等恶性致桩孔严重倾斜、垮孔甚至卡钻、折断钻具等恶性孔内事故。孔内事故。 (4) 遇孔内渗水、垮孔、缩径等异常情况时，立遇孔内渗水、垮孔、缩径等异常情况时，立即起钻，采取相应的技术措施；上述情况不严重时，即起钻，采取相应的技术措施；上述
43、情况不严重时，可调整钻进参数，投入适量粘土球，经常上下活动可调整钻进参数，投入适量粘土球，经常上下活动钻具等，保持钻进顺畅。钻具等，保持钻进顺畅。 (5) 冻土层、硬土层施工，宜采用冻土层、硬土层施工，宜采用高转速，小给高转速，小给进量，恒钻压进量，恒钻压。 (6) 短螺旋钻进，每回次进尺宜控制在钻头长度短螺旋钻进，每回次进尺宜控制在钻头长度的的2/3左右，砂层、粉土层可控制在左右，砂层、粉土层可控制在0.81.2m，粘土、，粘土、粉质粘土在粉质粘土在0.6m以下。以下。 (7) 钻至设计深度后，应使钻具在孔内空转数圈钻至设计深度后，应使钻具在孔内空转数圈清除虚土，然后起钻，盖好孔口盖，防止杂
44、物落入。清除虚土，然后起钻，盖好孔口盖，防止杂物落入。 二、泥浆护壁成孔灌注桩二、泥浆护壁成孔灌注桩 泥浆护壁成孔泥浆护壁成孔是利用泥浆保护稳定孔壁的机械是利用泥浆保护稳定孔壁的机械钻孔方法。它通过循环泥浆将切削碎的泥石渣钻孔方法。它通过循环泥浆将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外，适用于有地下水和无地下屑悬浮后排出孔外，适用于有地下水和无地下水的土层。水的土层。 岩溶发育地区慎用岩溶发育地区慎用岩溶地貌：岩溶地貌： 是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称 。泥浆护壁成孔灌注桩的泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺流程：施工工艺流程：测定桩测定桩位、埋设护筒、桩机就位、制备
45、泥浆、机械位、埋设护筒、桩机就位、制备泥浆、机械( (潜潜水钻机、冲击钻机等水钻机、冲击钻机等) )成孔、泥浆循环出渣、清成孔、泥浆循环出渣、清孔、安放钢筋骨架、浇筑水下混凝土。孔、安放钢筋骨架、浇筑水下混凝土。2) 施工准备 (1) 埋设护筒。 护筒是用48mm厚钢板制成的圆筒，其内径应大于钻头直径100mm，其上部宜开设1个或2个溢浆孔。 埋设护筒时，先挖去桩孔处表土，将护筒埋土中，保埋设护筒时，先挖去桩孔处表土，将护筒埋土中，保证其准确、稳定。护筒中心与桩位中心的偏差不得大于证其准确、稳定。护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm，护筒与坑壁之间用粘土填实，以防漏水。护筒的，护筒与坑壁之
46、间用粘土填实，以防漏水。护筒的埋设深度，在粘土中不宜小于埋设深度，在粘土中不宜小于1.0m，在砂土中不宜小于，在砂土中不宜小于1.5m。护筒顶面应高于地面。护筒顶面应高于地面0.40.6m，并应保持孔内泥并应保持孔内泥浆面高出地下水位浆面高出地下水位1m以上，在受水位涨落影响时，泥浆以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位面应高出最高水位1.5m以上。以上。 护筒的作用护筒的作用是固定桩孔位置，防止地面水是固定桩孔位置，防止地面水流入，保护孔口，增高桩孔内水压力，防止流入，保护孔口，增高桩孔内水压力，防止塌孔和成孔时引导钻头方向。塌孔和成孔时引导钻头方向。(2) 制备泥浆。 泥浆在桩孔内
47、吸附在孔壁上，将土壁上孔隙填渗密实，避免孔内壁漏水，保持护筒内水压稳定；泥浆比重大，加大孔内水压力，可以稳固土壁、防止塌孔；泥浆有一定粘度，通过循环泥浆可将切削碎的泥石碴屑悬浮后排出，起到携砂、排土的作用。同时，泥浆还可对钻头有冷却和润滑作用。 制备泥浆方法：在制备泥浆方法：在粘性土粘性土中成孔时可在孔中成孔时可在孔中注入清水，钻机旋转时，切削土屑与水旋伴，中注入清水，钻机旋转时，切削土屑与水旋伴，用原土造浆，泥浆相对密度值应控制在用原土造浆，泥浆相对密度值应控制在1.11.2；在；在其他土其他土中成孔时，泥浆制备应选用高中成孔时，泥浆制备应选用高塑性粘土或膨润土。在砂土和较厚的夹砂层中塑性粘
48、土或膨润土。在砂土和较厚的夹砂层中成孔时，泥浆相对密度值应控制在成孔时，泥浆相对密度值应控制在1.31.5；3) 成孔成孔 桩架安装就位后，挖泥浆槽、沉淀池，接通水电，桩架安装就位后，挖泥浆槽、沉淀池，接通水电，安装水电设备，制备要求相对密度的泥浆。用第一节钻安装水电设备，制备要求相对密度的泥浆。用第一节钻杆杆(每节钻杆长约每节钻杆长约5m，按钻进深度用钢销连接，按钻进深度用钢销连接)接好钻机，接好钻机，另一端接上钢丝绳，吊起潜水钻另一端接上钢丝绳，吊起潜水钻对准埋设的护筒，悬离对准埋设的护筒，悬离地面，先空钻然后慢慢钻入土中地面，先空钻然后慢慢钻入土中；注入泥浆，待整个潜；注入泥浆，待整个潜
49、水钻如土，观察机架是否垂直平稳，检查钻杆是否平直水钻如土，观察机架是否垂直平稳，检查钻杆是否平直后，再正常钻进。后，再正常钻进。 泥浆护壁成孔灌注桩成孔方法按成孔机械泥浆护壁成孔灌注桩成孔方法按成孔机械分类有回转钻机成孔、潜水钻机成孔、冲击分类有回转钻机成孔、潜水钻机成孔、冲击钻机成孔、冲抓锥成孔等，其中以钻机成孔钻机成孔、冲抓锥成孔等，其中以钻机成孔应用最多。应用最多。(1) 回转钻机成孔。 回转钻机是由动力装置带动钻机回转装置转动，再由其带动带有钻头的钻杆移动，由钻头切削土层。适用于地下水位较高的软、硬土层，如淤泥、粘性土、砂土、软质岩层。 回转钻机钻孔方式根据泥浆循环方式的不同，分为正循
50、环回转钻机成孔和反循环回转钻机成孔。 正循环回转钻机成孔的工艺如图2.34所示。由空心钻杆内部通入泥浆或高压水，从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出流入泥浆池。图2.34 正循环回转钻机成孔工艺原理图1钻头 2泥浆循环方向 3沉淀池 4泥浆池5泥浆泵 6水龙头 7钻杆 8钻机回转装置 反循环回转钻机成孔的工艺如图反循环回转钻机成孔的工艺如图2.35所示。泥浆带渣流动的方向与正循环回转钻机所示。泥浆带渣流动的方向与正循环回转钻机成孔的情形相反。反循环工艺的泥浆上流的速成孔的情形相反。反循环工艺的泥浆上流的速度较高，能携带较大的土渣。度较高，能携带较大的土渣。图2.35
