1、Teacher Chen Hong第二章：桩基础工程第二章：桩基础工程 Teacher Chen Hong第一节第一节 概述概述一一.桩的作用：桩的作用：1.传递上部结构传来的荷载于地基；传递上部结构传来的荷载于地基；2.挤密软弱土层，提高土的承载力和密挤密软弱土层，提高土的承载力和密实度。实度。Teacher Chen Hong 二二.桩的分类：桩的分类：1.按传力方式和作用性质分：按传力方式和作用性质分：端承桩端承桩；摩擦桩。；摩擦桩。2.按施工方法不同分：按施工方法不同分：预制桩；灌注桩。预制桩；灌注桩。3.按材料分：按材料分：木桩，砼桩，钢筋混凝土桩，预应力钢木桩，砼桩，钢筋混凝土桩，
2、预应力钢筋混凝土桩，砂卵石桩。筋混凝土桩，砂卵石桩。Teacher Chen Hong三三.预制桩的施工方法：预制桩的施工方法：1.锤击沉桩：利用桩锤的冲击动能使桩沉入土锤击沉桩：利用桩锤的冲击动能使桩沉入土中，此法适用于各种类型的土层。中，此法适用于各种类型的土层。2.振动沉桩：利用激振器所产生的振动力经桩振动沉桩：利用激振器所产生的振动力经桩身使其周围土体振动强度降低而将桩沉入土身使其周围土体振动强度降低而将桩沉入土中，适用于砂类土。中，适用于砂类土。3.压桩：利用桩架的自重和压重将桩压入土中，压桩：利用桩架的自重和压重将桩压入土中，此种方法适用于较均匀的软土地基。此种方法适用于较均匀的软
3、土地基。4.水冲沉桩：利用水压力将桩周土冲击排出而水冲沉桩：利用水压力将桩周土冲击排出而使桩入土，此法桩多为空心。使桩入土，此法桩多为空心。Teacher Chen Hong 四四.灌注桩施工方法：灌注桩施工方法：.钻孔灌注法钻孔灌注法 .挖孔灌注法挖孔灌注法 .冲孔灌注法冲孔灌注法 .沉管灌注法沉管灌注法 .爆扩桩爆扩桩Teacher Chen Hong 五五.灌注桩的特点：灌注桩的特点：与预制桩比较，有节约钢材，降低与预制桩比较，有节约钢材，降低造价，桩长易控制等优点，但也有质量造价，桩长易控制等优点，但也有质量难控制的缺点，故在现实施工中要严格难控制的缺点，故在现实施工中要严格按施工规范
4、施工、加强施工质量检测、按施工规范施工、加强施工质量检测、提高施工人员的素质。提高施工人员的素质。Teacher Chen Hong第二节第二节 预制钢筋砼打入桩预制钢筋砼打入桩 沉桩设备：桩锤沉桩设备：桩锤.桩架桩架.动力设备。动力设备。施工过程：桩的预制施工过程：桩的预制.打桩打桩.施工程序：场地清理平整施工程序：场地清理平整-选择桩机选择桩机-安安装打桩设备装打桩设备-桩机就位桩机就位-吊桩吊桩-打桩打桩-截桩截桩 Teacher Chen Hong 一预制桩的制作一预制桩的制作.吊装吊装.运输及堆放：运输及堆放：1.桩的制作桩的制作:（1）制作场地：）制作场地：短桩一般在专门的预制厂生
5、产，长短桩一般在专门的预制厂生产，长桩一般在施工现场或现场附近。桩一般在施工现场或现场附近。实际实际一一般在施工现场制作以避免运输损耗。般在施工现场制作以避免运输损耗。Teacher Chen Hong（2）制作方法：）制作方法：A.并列法：并列法：B.叠浇法：叠浇法：C.翻摸法：先用模板将桩浇筑好，待其达翻摸法：先用模板将桩浇筑好，待其达到一定强度（到一定强度（50%）后，将桩翻至平整的）后，将桩翻至平整的地面，此法节约模料，技术要求高。地面，此法节约模料，技术要求高。D.间隔法：并列与叠浇法间隔采用。间隔法：并列与叠浇法间隔采用。注意注意：在浇筑桩的砼时，从桩顶向桩尖一次：在浇筑桩的砼时，
6、从桩顶向桩尖一次性浇注，不得留施工缝。性浇注，不得留施工缝。Teacher Chen Hong 2.桩的起吊、运输和堆放：桩的起吊、运输和堆放：（1）起吊）起吊:待砼达到设计强度的待砼达到设计强度的70%方可，实际工程中为方可，实际工程中为避免出现意外一般是达到避免出现意外一般是达到100%时才起吊。时才起吊。（2）运输）运输:必须达到设计强度才能进行运输，运前应严格必须达到设计强度才能进行运输，运前应严格对桩进行质检，运到后还应复查，确保质量；对桩进行质检，运到后还应复查，确保质量；（3）堆放）堆放:堆放时一定要注意桩尖位置和起吊方向，每根堆放时一定要注意桩尖位置和起吊方向，每根桩下应有可靠
7、的垫木，且应满足受力合理的要求；桩下应有可靠的垫木，且应满足受力合理的要求；（4）起吊的吊点和数量：）起吊的吊点和数量：应按计算来确定：当吊点个数应按计算来确定：当吊点个数n 3时，按吊点处正时，按吊点处正负弯矩相等的原则来计算确定；当吊点个数负弯矩相等的原则来计算确定；当吊点个数n3时，按时，按吊点处反力相等的原则来确定位置。吊点处反力相等的原则来确定位置。Teacher Chen Hong二二.打桩设备打桩设备 1.1.桩锤：桩锤：（1 1）落锤：）落锤：锤重锤重5-20KN5-20KN，构造简单，使用，构造简单，使用方便，能随意调整落锤高度，生产方便，能随意调整落锤高度，生产率较低，对桩
8、头损失较大。率较低，对桩头损失较大。Teacher Chen Hong(2)(2)柴油锤柴油锤:锤重锤重3-100KN,40-803-100KN,40-80次次/每分钟每分钟 A.A.筒式筒式 B.B.活塞式活塞式 C.C.导杆式导杆式 贯入度贯入度是指桩锤每打击一次桩的是指桩锤每打击一次桩的下沉量，以下沉量，以1010次为一阵作记录。次为一阵作记录。注意注意：柴油锤不能在过软的土层中施工，：柴油锤不能在过软的土层中施工，因沉入度过大，桩锤支持不起，将会中因沉入度过大，桩锤支持不起，将会中断工作循环。断工作循环。Teacher Chen Hong（3 3）蒸汽锤：）蒸汽锤：A.A.单动式单动式
9、：上升靠动力，下降靠自重，上升靠动力，下降靠自重，冲击力较大，能打各种桩，锤重冲击力较大，能打各种桩，锤重15-15-150KN150KN，25-3025-30次次/分钟分钟 B.B.双动式双动式：上升，下降均靠动力，需上升，下降均靠动力，需另配一套蒸汽设备，适宜于各种不同的另配一套蒸汽设备，适宜于各种不同的桩，工作效率较高，可用于水下打桩和桩，工作效率较高，可用于水下打桩和拔桩，锤重拔桩，锤重6-60KN6-60KN，100-200100-200次次/分钟分钟 Teacher Chen Hong（4 4）液压锤：）液压锤：桩锤的上升和下降均由液压油控制，桩锤的上升和下降均由液压油控制，目前是
10、较先进的打桩设备，施工无废气，目前是较先进的打桩设备，施工无废气，无噪音，冲击频率高，可用于水下打桩无噪音，冲击频率高，可用于水下打桩及城市打桩，但其造价高，构造复杂。及城市打桩，但其造价高，构造复杂。Teacher Chen Hong2.2.桩桩锤的选择：锤的选择：(1)(1)据土的性质据土的性质,桩的类型桩的类型,尺寸尺寸,承载力承载力,确定桩确定桩锤形式。锤形式。(2)(2)锤重量：使桩锤的冲击能全部被桩接受，合锤重量：使桩锤的冲击能全部被桩接受，合理的桩锤应具有一定的冲击能即：冲击能理的桩锤应具有一定的冲击能即：冲击能Z Z 2525P P桩的允许承受力桩的允许承受力 (3)(3)要有
11、一定的适用系数要有一定的适用系数K,K,一次冲击能要与桩重一次冲击能要与桩重,锤重锤重,保持一定间值：对于单动汽锤保持一定间值：对于单动汽锤K K 3.53.5；双动；双动气锤气锤K K 5 5；落锤；落锤K K 2.02.0(4)(4)规定规定:桩锤重桩锤重 桩重桩重,即即M M C,C,一般一般M=(1.5-2.0)CM=(1.5-2.0)C时效果较好，时效果较好，M M也可用每米桩重的也可用每米桩重的30-4030-40倍倍 Teacher Chen Hong 3.3.桩架：桩架：作用：支持桩身和锤重作用：支持桩身和锤重,将桩吊升就位将桩吊升就位,并在打桩过程中保持桩的垂直度。并在打桩过
12、程中保持桩的垂直度。有两种形式：多功能桩架和履带式桩架有两种形式：多功能桩架和履带式桩架 4.4.动力装置：动力装置：为打桩提供动力为打桩提供动力(柴油机柴油机,蒸汽机蒸汽机,电机）电机）Teacher Chen Hong三三.打桩：打桩：准备工作：清除防碍施工的障碍物，平整准备工作：清除防碍施工的障碍物，平整场地，定位放线。场地，定位放线。定位点：设在不受打桩影响的地方，一个定位点：设在不受打桩影响的地方，一个打桩区不宜不少于打桩区不宜不少于2 2个定位点，个定位点，以便在施工过程中检查桩位的偏以便在施工过程中检查桩位的偏差情况和入土深度。差情况和入土深度。Teacher Chen Hong
13、1.1.打桩顺序：打桩顺序：（1 1）逐排打设：）逐排打设：可避免土的单向挤压，提高土体的挤压均可避免土的单向挤压，提高土体的挤压均匀性，对同一排桩还可采用间隔跳打（先打匀性，对同一排桩还可采用间隔跳打（先打13571357，后打，后打86428642）（2 2）自中央向边缘打设：）自中央向边缘打设：避免土体过分受压，适用于大面积打桩。避免土体过分受压，适用于大面积打桩。（3 3）自边缘向中央打设：）自边缘向中央打设：土体受压严重，中间部分打桩较困难。土体受压严重，中间部分打桩较困难。Teacher Chen Hong（4 4）分散打设：）分散打设：大面积打桩时，可减小对桩的挤压。大面积打桩时
14、，可减小对桩的挤压。注意注意:a.:a.当桩距当桩距 4 4倍桩径时倍桩径时,要采用合理的打桩要采用合理的打桩顺序（根据地形顺序（根据地形,土质）；土质）；b.b.当桩的规格当桩的规格,埋深埋深,长度不同时长度不同时,宜采用宜采用先大后小先大后小,先深后浅先深后浅,先长后短施打；先长后短施打；c.c.当桩顶在地面以上或以下时，则分别用当桩顶在地面以上或以下时，则分别用退打和顶打。退打和顶打。Teacher Chen Hong2.2.打桩工艺：打桩工艺：吊桩吊桩定桩定桩打桩（轻击数次，重锤打桩（轻击数次，重锤低击，低提重打）低击，低提重打）观测记录观测记录截桩头。截桩头。(1)(1)吊桩：吊桩：
15、将桩垂直对准桩位中心，缓缓放下插将桩垂直对准桩位中心，缓缓放下插入土中，位置一定要准。入土中，位置一定要准。Teacher Chen Hong(2)(2)定桩：将桩帽扣好后，使桩稳定，除定桩：将桩帽扣好后，使桩稳定，除掉吊钩。掉吊钩。(3)(3)记录：记录贯入度和沉桩标高记录：记录贯入度和沉桩标高(4)(4)截桩：待打桩结束时，根据设计标高，截桩：待打桩结束时，根据设计标高，截掉多余的部分。截掉多余的部分。Teacher Chen Hong3.3.打桩的质量控制：打桩的质量控制：(1)(1)桩位偏差：桩位偏差：A.A.垂直度偏差控制在垂直度偏差控制在1%1%以内；以内；B.B.平 面 位 置
16、的 偏 差 一 般 为平 面 位 置 的 偏 差 一 般 为（0.5-10.5-1）桩径；）桩径；Teacher Chen Hong(2)(2)贯入度与沉桩标高：贯入度与沉桩标高：A.A.摩擦桩：标高为主，贯入度为辅。摩擦桩：标高为主，贯入度为辅。B.B.端承桩：贯入度为主，标高为辅。端承桩：贯入度为主，标高为辅。贯入度贯入度要以合理试桩数据为主，试桩要以合理试桩数据为主，试桩数为打桩数的数为打桩数的3%3%，一个打桩场地不宜少于，一个打桩场地不宜少于3 3根，如临近的同类土已有打桩资料，可根，如临近的同类土已有打桩资料，可供参考而不必试桩。供参考而不必试桩。Teacher Chen Hong
17、(3)(3)打桩的连续性：打桩的连续性：每一个桩应打至设计标高或设计贯每一个桩应打至设计标高或设计贯入度满足时，方可中断，特殊情况时应入度满足时，方可中断，特殊情况时应请勘测设计单位共同研究解决。请勘测设计单位共同研究解决。Teacher Chen Hong4.4.影响及措施：影响及措施：(1)(1)采用浅层钻孔排土打桩，可减少对土体采用浅层钻孔排土打桩，可减少对土体的挤压。的挤压。(2)(2)采用打板桩和隔振沟等措施，设袋装砂采用打板桩和隔振沟等措施，设袋装砂桩，减少对周围建筑，构筑物的影响。桩，减少对周围建筑，构筑物的影响。Teacher Chen Hong第二节第二节 灌注桩施工灌注桩施
18、工 施工过程：施工过程：成孔成孔清孔清孔吊放钢筋笼吊放钢筋笼灌灌注混凝土注混凝土绑承台梁钢筋，浇承台绑承台梁钢筋，浇承台梁混凝土梁混凝土养护养护。Teacher Chen Hong一一.钻孔灌注桩的施工：钻孔灌注桩的施工：机械组成：机械组成：螺旋钻机（疏叶片螺旋钻机（疏叶片 密叶片）；密叶片）；潜水钻机（可达潜水钻机（可达50M50M深，防止塌孔，深，防止塌孔，以泥浆护壁）以泥浆护壁）大口径转盘。大口径转盘。Teacher Chen Hong1.1.螺旋钻机：螺旋钻机：成孔直径多为成孔直径多为300300，深，深8-12M8-12M，适用，适用于地下水位以上的一般粘性土，砂土及于地下水位以上的
19、一般粘性土，砂土及人工填土地基，不宜用于地下水位以下人工填土地基，不宜用于地下水位以下的各类土。的各类土。Teacher Chen Hong2.2.潜水钻机：潜水钻机：（1 1）成孔直径）成孔直径300-600,300-600,深达深达50M,50M,适用于一适用于一般的粘性般的粘性,淤泥和淤泥质土及砂土地基淤泥和淤泥质土及砂土地基,特别是地下水位较高的土层中成孔。特别是地下水位较高的土层中成孔。（2 2）成孔方法：）成孔方法：A.A.原土造浆法：原土造浆法：B.B.换浆清孔法：换浆清孔法：Teacher Chen Hong3.3.钢筋放置及砼的灌注要求：钢筋放置及砼的灌注要求：在无水或少水的
20、浅桩孔中灌注砼时在无水或少水的浅桩孔中灌注砼时,分层浇注振实分层浇注振实,每层厚一般为每层厚一般为0.5-0.6M0.5-0.6M，不得大于不得大于1.5M1.5M。混凝土坍落度混凝土坍落度:粘性土粘性土5-5-7CM,7CM,砂类土砂类土7-9CM,7-9CM,黄土黄土6-9CM,6-9CM,灌注至桩灌注至桩顶时，应适当超过桩设计标高，避免浮顶时，应适当超过桩设计标高，避免浮浆的影响；水下灌注混凝土时采用垂直浆的影响；水下灌注混凝土时采用垂直导管水下施工。导管水下施工。Teacher Chen Hong4.4.孔壁塌陷和钻孔偏斜的现象及处理孔壁塌陷和钻孔偏斜的现象及处理 保持孔内水位，加大泥
21、浆比重，保持孔内水位，加大泥浆比重，回填粘土。回填粘土。Teacher Chen Hong二二.沉管灌注桩施工：沉管灌注桩施工：锤击沉管灌注桩，振动沉管灌注桩锤击沉管灌注桩，振动沉管灌注桩 Teacher Chen Hong灌注桩容易出现的缺陷：灌注桩容易出现的缺陷：1.1.隔层：隔层：（1 1）产生原因：管径小，粗骨料粒径过）产生原因：管径小，粗骨料粒径过大，和易性差，拨管太快。大，和易性差，拨管太快。（2 2）防止措施：控制塌陷落度，不少于）防止措施：控制塌陷落度，不少于5-7CM5-7CM，粗骨料粒径，粗骨料粒径 3CM3CM，拨管不，拨管不能太快，淤泥能太快，淤泥0.8M/Min0.8
22、M/Min以内，一般以内，一般采用密锤来防止。采用密锤来防止。Teacher Chen Hong2.2.断桩断桩:(:(多出多出现在地面以下现在地面以下1-3M1-3M的不同软硬土的不同软硬土层交接处层交接处)(1)(1)产生原因：产生原因：A.A.桩距过小，邻桩施工产生水平横向推力及桩距过小，邻桩施工产生水平横向推力及上拔力。上拔力。B.B.软硬土层间传递水平力大小不同，对桩产软硬土层间传递水平力大小不同，对桩产生剪应力。生剪应力。C.C.桩身混凝土终凝不久，强度弱，承受不了桩身混凝土终凝不久，强度弱，承受不了外力的影响。外力的影响。Teacher Chen Hong(2)(2)防止措施防止
23、措施 A.A.使桩的中心距大于使桩的中心距大于3.53.5倍桩径：倍桩径：B.B.合理安排打桩顺序合理安排打桩顺序 C.C.采用跳打法，控制时间法，减小对邻采用跳打法，控制时间法，减小对邻桩的影响桩的影响(3)(3)检查方法检查方法 2323m m内，用木棰敲击、脚踏，有浮振：内，用木棰敲击、脚踏，有浮振：Teacher Chen Hong3 3颈缩颈缩:（平颈桩）（平颈桩）(1)(1)产生原因：产生原因：A.A.含水量较大的软土，产生很大的孔隙含水量较大的软土，产生很大的孔隙水压，水压挤向混凝土。水压，水压挤向混凝土。B.B.拔管过快、砼量少、和易性差。拔管过快、砼量少、和易性差。(2)(2
24、)防止措施防止措施 A.A.增加砼量增加砼量 B.B.采用复打法采用复打法 C.C.局部复打法局部复打法 D.D.控制拔管速度控制拔管速度 Teacher Chen Hong4.4.吊脚桩吊脚桩:(:(是指桩底没与底层接触是指桩底没与底层接触.悬空悬空或在底部混入泥砂或在底部混入泥砂)（1 1）产生原因）产生原因:A.A.桩靴未脱落桩靴未脱落 B.B.活瓣未张开活瓣未张开（2 2）防止措施）防止措施:A.A.桩端处理桩端处理 B.B.密振慢拔密振慢拔 Teacher Chen Hong三三.挖孔灌注桩施工挖孔灌注桩施工 适用于孔径要求大适用于孔径要求大,以上几种无法满以上几种无法满足且工作面较大时一般采用人工挖土足且工作面较大时一般采用人工挖土.优点：优点：质量容易得到保证、无噪音、无振质量容易得到保证、无噪音、无振动、可多人多桩同时挖土动工。动、可多人多桩同时挖土动工。缺点：缺点：劳动消耗量大、生产速度慢、生产劳动消耗量大、生产速度慢、生产率低。率低。Teacher Chen Hong注意注意：1.1.孔避易塌方，保证人的安全；孔避易塌方，保证人的安全；2.2.做好排水防水，注意防止流砂和冒砂做好排水防水，注意防止流砂和冒砂现象；现象；3.3.采用衬圈护壁采用衬圈护壁井壁护圈方法：井壁护圈方法：a.a.砼护圈砼护圈 b.b.钢套管护圈钢套管护圈 c.c.沉井护圈沉井护圈
