1、第二章第二章 深基础工程深基础工程预制桩施工预制桩施工灌注桩施工灌注桩施工其它深基础施工其它深基础施工第一节第一节 概述概述一、一、深基础的类型深基础的类型4桩基础4墩基础4地下连续墙4沉井基础4沉箱基础 二、桩基础及其特点二、桩基础及其特点 1桩基础桩基础 由若干根单桩、顶部用承台或梁联系起来的一种由若干根单桩、顶部用承台或梁联系起来的一种基础形式。是一种常见的深基础形式。基础形式。是一种常见的深基础形式。2.组成组成：若干根桩若干根桩 承台（承台梁）承台（承台梁）3.3.特点：特点：承载力高，沉降量小而均匀，能承受竖向力、承载力高，沉降量小而均匀，能承受竖向力、水平力等，施工速度快、质量好
2、等水平力等，施工速度快、质量好等三、桩基础的种类三、桩基础的种类1）按受力性质分：）按受力性质分：摩擦桩、端承桩摩擦桩、端承桩三、桩基础的种类三、桩基础的种类2）按材料分：）按材料分：钢、混凝土、钢筋混凝土、钢管钢、混凝土、钢筋混凝土、钢管混凝土混凝土3）按形状分：）按形状分：方、圆、多边、管方、圆、多边、管4）按制作方法分：）按制作方法分：预制桩、灌注桩预制桩、灌注桩2.2.1钢筋混凝土预制桩施工钢筋混凝土预制桩施工预制方桩预应力管桩待作承台的灌注桩待作承台的灌注桩四、沉桩方法（预制桩）四、沉桩方法（预制桩）4锤击法锤击法：以桩锤的冲击力将桩打入软土。：以桩锤的冲击力将桩打入软土。4静力压桩
3、法静力压桩法：80120t压桩机，适软弱土层。压桩机，适软弱土层。4振动法振动法：以振动桩机带桩振动，减少土与桩间摩阻，：以振动桩机带桩振动，减少土与桩间摩阻，沉拔快，适砂土。沉拔快，适砂土。4水冲法水冲法：高压射水（桩侧或桩内）冲孔下沉，：高压射水（桩侧或桩内）冲孔下沉，留留12m打入或振入。打入或振入。适坚硬土、砂石层。适坚硬土、砂石层。4钻孔锤击法钻孔锤击法：钻孔：钻孔（留（留 12m）、注浆护壁、提钻、注浆护壁、提钻、插桩、锤击。用于坚硬土层。插桩、锤击。用于坚硬土层。五、灌注桩按成孔方法：五、灌注桩按成孔方法：4钻孔法钻孔法一般土层一般土层4沉管法沉管法土质差、水位高土质差、水位高4
4、爆扩法爆扩法土质好（粘性）、无地下水土质好（粘性）、无地下水4人工挖孔法人工挖孔法桩径大、土较好桩径大、土较好第二节第二节 钢筋混凝土打入桩的施工4预制桩的常见种类：预制桩的常见种类：实心方桩、离心管桩实心方桩、离心管桩4预制桩的尺寸：预制桩的尺寸：（1）直径直径：方桩边长：方桩边长250-550mm，管桩直径，管桩直径400-500mm;（2）长度：单桩一般）长度：单桩一般27m之内，特殊时不超之内，特殊时不超30m。4预制桩材料：预制桩材料：混凝土强度不宜低于混凝土强度不宜低于C30，主筋一般，主筋一般4-8根，直径根，直径12-25mm，箍筋直径，箍筋直径6-8mm，间距一般不大于，间距
5、一般不大于200mm,桩尖钢筋加强。桩尖钢筋加强。2.2.1钢筋混凝土预制桩施工钢筋混凝土预制桩施工预制方桩预应力管桩 钢筋混凝土预制桩图钢筋混凝土预制桩图 桩钢筋笼桩钢筋笼4一、一、预制桩的制作、运输和堆放预制桩的制作、运输和堆放41制作制作宜由工厂加工，保证质量宜由工厂加工，保证质量4 要点：要点：4叠制叠制4层，上下隔离，下层混凝土达到层，上下隔离，下层混凝土达到30再上层；再上层；4预制场地要平整坚实；预制场地要平整坚实；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，注意养护与保护；混凝土由顶至尖连续浇筑，注意养护与保护；4预应力管桩离心成型，直径预应
6、力管桩离心成型，直径400500，壁厚，壁厚80100，节长，节长810m，C60。2、起吊与运输、起吊与运输防止损坏防止损坏(1)混凝土强度：混凝土强度：起吊移位起吊移位7070设计强度设计强度 运输、起吊就位运输、起吊就位100100设计强度设计强度 一点吊一点吊距顶距顶0.310.31L L(L=510m)，距顶距顶0.290.29L L（L1116m）；两点吊两点吊距顶、距尖距顶、距尖0.2070.207L L；(3)吊、运平稳，避免损坏。吊、运平稳，避免损坏。+MM(2)合理吊点合理吊点：（正负弯矩值相等则均小）（正负弯矩值相等则均小）图2.13 用平台车运桩1铁轨；2平台车；3桩3
7、堆放堆放4高度不超过四层；高度不超过四层；4地面坚实、平整，垫长枕木；地面坚实、平整，垫长枕木；4支承点在吊点位置，垫木上下对齐。支承点在吊点位置，垫木上下对齐。二、打桩设备：二、打桩设备：41、桩锤、桩锤（宜重锤低击宜重锤低击）4落锤落锤：构简、方使便用方使便用、锤高可调；效率低，桩损大。；效率低，桩损大。锤重0.51.5t，动力卷扬机、人。4柴油锤柴油锤：(导杆式、筒式导杆式、筒式)构简、使便、自供能源、适于中型桩；构简、使便、自供能源、适于中型桩；锤重0.126.0t；不适过软过硬土、噪音大、污染，不适过软过硬土、噪音大、污染，4080次/分。4蒸汽锤蒸汽锤：单动：单动落距小，力大，速度
8、较快落距小，力大，速度较快（没双动汽锤快）；双动式双动式双向耗能，效率高，双向耗能，效率高，100200次次/分；分；可打可拔可打可拔。4液压锤液压锤：无噪、无污、频率高，复杂、价高。油气二压施力长，无噪、无污、频率高，复杂、价高。油气二压施力长，贯入度大。贯入度大。导杆式柴油锤工作原理图导杆式柴油锤工作原理图2、桩架、桩架4 作用作用：4 支撑锤桩支撑锤桩 吊桩就位吊桩就位 打桩导向打桩导向4 类型类型 （常用）：（常用）：4 多功能桩架多功能桩架：机动适应性好；大而装拆运麻烦机动适应性好；大而装拆运麻烦4 履带式桩架履带式桩架：移动方便，适用范围广。移动方便，适用范围广。4 步履式桩架：步
9、履式桩架：移动方便，稳定性好移动方便，稳定性好,适应性强适应性强 3.3.动力设备动力设备 电源、蒸汽、柴油等配以相应设备电源、蒸汽、柴油等配以相应设备履带式桩架履带式桩架多功能桩架多功能桩架三、三、打桩施工打桩施工1、准备工作、准备工作4（1）场地准备场地准备：清除地上、地下障碍物，清除地上、地下障碍物，平整、压实场地，设置排水沟，接通水电源；平整、压实场地，设置排水沟，接通水电源；4（2）放轴线、定桩位、设置水准点放轴线、定桩位、设置水准点 （2个）；个）；4（3）确定打桩顺序确定打桩顺序：4（4）进行打桩试验进行打桩试验：2根，检验工艺、根，检验工艺、设备是否符合要求。设备是否符合要求。
10、打桩顺序：打桩顺序：41)1)当桩中心距当桩中心距4 4倍桩径时倍桩径时，打桩顺序会影响地下土层的挤压状态,4 可：自中间向四周环绕或放射打可：自中间向四周环绕或放射打；4 由中心向两侧对称打；由中心向两侧对称打；4 分段对称打；分段对称打；42)2)当桩中心距当桩中心距 4 4倍桩径时倍桩径时，打桩顺序对质量影响不大,可按施可按施工方便顺序打；工方便顺序打；43)3)当桩的规格不同时当桩的规格不同时，先大后小，先长后短先大后小，先长后短；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。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；难打易
11、碎；邻桩移位倾斜。邻桩移位倾斜。桩距桩距4倍桩径时倍桩径时,打桩顺序对地下土层挤压状态的影打桩顺序对地下土层挤压状态的影响响(a)逐排打逐排打(b)自两边向中央自两边向中央(c)自中央向两边自中央向两边(d)分段打分段打打桩顺序和土壤挤密状况图打桩顺序和土壤挤密状况图2、打桩工艺：、打桩工艺：4工艺顺序：工艺顺序：4设置标尺设置标尺桩架就位桩架就位吊桩就位吊桩就位扣桩帽、落锤、脱吊钩扣桩帽、落锤、脱吊钩低锤轻打低锤轻打正式打正式打（接桩，截桩，静动载试验，承台施工）。（接桩，截桩，静动载试验，承台施工）。4要点：要点：4采用采用重锤低击重锤低击，开始要轻打开始要轻打。4如遇异常情况如遇异常情况
12、（贯入度剧变；桩身突然倾斜、位移、回弹；（贯入度剧变；桩身突然倾斜、位移、回弹；桩身裂缝或桩顶破碎），桩身裂缝或桩顶破碎），暂停施打暂停施打，与有关单位研究处理。，与有关单位研究处理。4注意贯入度注意贯入度变化，变化，做好打桩记录做好打桩记录（编号、每米锤击数、桩顶（编号、每米锤击数、桩顶标高、最后贯入度标高、最后贯入度）。）。4桩顶入土桩顶入土一定深度时，可采用一定深度时，可采用送桩器送桩器。送桩器的使用送桩器的使用3、打桩质量控制要求：、打桩质量控制要求：41 1）满足承载力要求：）满足承载力要求：4 端承桩控制最后贯入度为主端承桩控制最后贯入度为主(参考标高参考标高)4 摩擦桩控制沉桩标
13、高为主摩擦桩控制沉桩标高为主(参考最后贯入度参考最后贯入度)42 2）偏差）偏差:4 桩位偏差：桩位偏差：排桩排桩偏轴偏轴100100，顺轴，顺轴150150mmmm；4 群桩群桩 1/3桩径或边长；桩径或边长；4 垂直偏差垂直偏差 1%;43 3）桩不受损：）桩不受损：桩顶、桩身不打坏，桩顶下桩顶、桩身不打坏，桩顶下1/31/3桩长内桩长内无水平裂缝。无水平裂缝。图2.20 钢筋混凝土预制桩接头(a)角钢绑焊接头；(b)钢板对焊接头；(c)法兰盘接头；(d)浆锚法接头4、接桩及桩头处理、接桩及桩头处理（1 1）焊接接桩）焊接接桩（2 2）法兰接桩法兰接桩（1 1）焊接接桩）焊接接桩 （3 3
14、）硫磺胶泥锚固）硫磺胶泥锚固 四、静力压桩施工四、静力压桩施工 适用于软弱土层，无振动和噪音。适用于软弱土层，无振动和噪音。静力压桩施工步骤静力压桩施工步骤（1）桩机就位）桩机就位（2 2）桩机调水平）桩机调水平（3 3）吊桩、桩就位）吊桩、桩就位（4 4）桩身垂直度调整）桩身垂直度调整（5 5）压入第一节桩）压入第一节桩（6 6）两节桩的焊接）两节桩的焊接（7 7）按试桩报告控制标准终压）按试桩报告控制标准终压活动压梁活动压梁油压表油压表桩帽桩帽上段桩上段桩上段桩锚筋上段桩锚筋下段桩下段桩加压重物加压重物底盘底盘轨道轨道导笼口导笼口操作平台操作平台卷扬机卷扬机加压钢丝加压钢丝绳滑轮组绳滑轮组
15、桩架导向笼桩架导向笼静力压桩机静力压桩机构造原理图构造原理图2.2.3 2.2.3 钢筋混凝土灌注钢筋混凝土灌注桩施工桩施工4灌注桩：灌注桩：是直接在施工现场的桩位上成孔，是直接在施工现场的桩位上成孔，然后在孔内灌注混凝土或钢筋混凝土而成。然后在孔内灌注混凝土或钢筋混凝土而成。4优缺点：优缺点：与预制桩相比，具有施工噪声低，振与预制桩相比，具有施工噪声低，振动小、挤土影响小、无需接桩等动小、挤土影响小、无需接桩等优点优点。但但成桩工艺复杂，施工速度较慢，质量影响成桩工艺复杂，施工速度较慢，质量影响因素较多。因素较多。第三节第三节 灌注桩施工灌注桩施工2.2.3 2.2.3 钢筋混凝土灌注钢筋混
16、凝土灌注桩施工桩施工灌注桩灌注桩分类（分类（按成孔方法按成孔方法）（1）钻孔灌注桩）钻孔灌注桩（2）沉管灌注桩）沉管灌注桩（3）人工挖孔灌注桩）人工挖孔灌注桩（4）钻扩或爆扩成孔灌注桩钻扩或爆扩成孔灌注桩 等等4一、一、钻孔灌注桩：钻孔灌注桩：4 施工无振动施工无振动无噪音，无噪音，但比同径预制桩承载低、沉降大但比同径预制桩承载低、沉降大。4（一）干作业成孔灌注桩（一）干作业成孔灌注桩4（用于地下水位以上、无地下水或已降水，土质较好）（用于地下水位以上、无地下水或已降水，土质较好）41 1、成孔机械、成孔机械：4 螺旋钻螺旋钻长长：钻杆长：钻杆长10m以上以上,400600 4 短短：钻杆长：
17、钻杆长35m，3003004004 钻扩机钻扩机：钻孔径：钻孔径8001200，扩孔径可达，扩孔径可达3.5m全叶螺旋钻机图全叶螺旋钻机图1-导向滑轮；导向滑轮；2-钢丝绳；钢丝绳；3-龙门导架；龙门导架；4-动力箱；动力箱；5-千斤顶支腿；千斤顶支腿；6-螺旋钻杆螺旋钻杆 步履式螺旋钻机步履式螺旋钻机2、螺旋钻孔机成桩螺旋钻孔机成桩施工工艺顺序施工工艺顺序 平整场地，挖排水沟平整场地，挖排水沟定桩位定桩位钻机对位、校钻机对位、校垂直垂直开钻出土开钻出土清孔清孔检查垂直度及虚土情况检查垂直度及虚土情况放钢筋骨架放钢筋骨架浇混凝土浇混凝土。钻孔钻孔放入钢筋骨架放入钢筋骨架浇筑混凝土浇筑混凝土清孔
18、清孔 3.施工要点施工要点 土质差、有振动、间距小时，间隔钻孔制作；土质差、有振动、间距小时，间隔钻孔制作；软塑土层、含水量大用疏纹叶片钻杆；软塑土层、含水量大用疏纹叶片钻杆；可塑、硬塑粘土，含水量较小的砂土用密纹叶可塑、硬塑粘土，含水量较小的砂土用密纹叶片钻杆；片钻杆；及时灌注混凝土，防止孔壁坍塌；及时灌注混凝土，防止孔壁坍塌；浇混凝土时放护筒，混凝土坍落度浇混凝土时放护筒，混凝土坍落度59cm，每每层浇筑高度层浇筑高度 1.5m。4.质量要求质量要求 偏差要求偏差要求：位置偏差：位置偏差 70150mm；垂直度偏差垂直度偏差 1 孔底虚土厚度孔底虚土厚度：端承桩端承桩 50mm；摩擦桩摩擦
19、桩 150mm。（成孔后原位空转清土）（成孔后原位空转清土）避免出现缩径和断桩避免出现缩径和断桩 （可采用钻孔压浆成桩法）（可采用钻孔压浆成桩法）（二）泥浆护壁成孔（二）泥浆护壁成孔（用于有地下水）（用于有地下水）4特点：特点：钻头回转切削钻头回转切削;泥浆循环排土；泥浆循环排土；泥浆保护孔壁泥浆保护孔壁;湿作业、地面泥泞。湿作业、地面泥泞。4应用条件：应用条件：地下水位较高的硬粘土或软石地下水位较高的硬粘土或软石 1m,深度深度2030m 多用于高层建筑多用于高层建筑潜水钻机图潜水钻机图1-钻头；钻头；2-潜水钻机；潜水钻机；3-电缆；电缆；4-护筒；护筒；5-水管；水管；6-滚轮；滚轮；7
20、-钻杆；钻杆；8-电缆盘；电缆盘；9、10-卷扬机；卷扬机；11-电压表；电压表；12-开关开关 平整场地、挖排水沟平整场地、挖排水沟定桩位定桩位埋护筒埋护筒配泥浆配泥浆钻孔、灌泥浆钻孔、灌泥浆清孔清孔放钢筋骨架放钢筋骨架水下灌注混凝土水下灌注混凝土。4施工工艺顺序：施工工艺顺序：（1）埋设护筒）埋设护筒用用48mm厚的钢板制作，内径大于钻头直厚的钢板制作，内径大于钻头直径径100mm，埋入深度一般埋入深度一般11.5m。起定位、起定位、保护孔口、存储泥浆的作用。保护孔口、存储泥浆的作用。护筒中心与桩位中心的偏差不得大于护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm。在护筒顶部应开设在护筒顶部应开设
21、12 个溢浆口。施工期间个溢浆口。施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m 以上。以上。泥浆比重泥浆比重1.1左右（粘土时可自造），左右（粘土时可自造），随钻随灌，保持高于水位面；随钻随灌，保持高于水位面；（2）配制泥浆）配制泥浆 利用泥浆循环来利用泥浆循环来排渣清孔。排渣清孔。清除孔底沉清除孔底沉渣、淤泥浮土，以减少桩基的沉降量，提高承渣、淤泥浮土，以减少桩基的沉降量，提高承载能力。载能力。4（3）泥浆循环排渣泥浆循环排渣：正循环：适合小直径孔（正循环：适合小直径孔（0.8m)砂石泵砂石泵钻头钻头新泥浆流向新泥浆流向沉淀池沉淀池水龙头水龙头钻杆钻杆钻机回转钻机
22、回转装置装置泥浆循泥浆循环方向环方向4 通过泵吸或射流抽吸，通过泵吸或射流抽吸，或送入压缩空气，或送入压缩空气，使钻杆使钻杆内腔形成负压与充气液桩内腔形成负压与充气液桩形成压差，形成压差，使经过钻杆与使经过钻杆与孔壁间的环空间隙流向孔孔壁间的环空间隙流向孔底的泥浆底的泥浆，携带钻头切削，携带钻头切削下来的钻屑，由钻杆内腔下来的钻屑，由钻杆内腔高速返回地面泥浆池。高速返回地面泥浆池。由于泥浆上返速度快，由于泥浆上返速度快，排渣能力强，成孔效率高，排渣能力强，成孔效率高，排渣能力强，成孔质量好。排渣能力强，成孔质量好。（4）放钢筋骨架、水下灌注砼）放钢筋骨架、水下灌注砼 验孔后方可灌注砼。验孔后方
23、可灌注砼。验孔验孔是用探测器检查桩位、直径、深度和是用探测器检查桩位、直径、深度和孔道情况；孔道情况；泥浆护壁成孔泥浆护壁成孔灌注混凝土灌注混凝土是在水中或泥浆是在水中或泥浆中进行的，故称为中进行的，故称为浇筑水下混凝土浇筑水下混凝土。水下灌注混凝土的施工水下灌注混凝土的施工程序程序是：安设导管是：安设导管设隔水栓使其设隔水栓使其与导管内面贴紧并用铁丝悬吊在导管下口与导管内面贴紧并用铁丝悬吊在导管下口灌注首批混凝土灌注首批混凝土剪断铁丝使隔水栓下落剪断铁丝使隔水栓下落连续灌注混凝土，提升导管连续灌注混凝土，提升导管拔出护拔出护筒。筒。图图2-22 导管插入深度不同时混凝土拌合物的扩散情况导管插
24、入深度不同时混凝土拌合物的扩散情况(a)插入深度不够时；插入深度不够时；(b)正常深度时正常深度时水下灌注要求水下灌注要求：4混凝土混凝土C20，坍落度坍落度1622cm，骨料粒径骨料粒径30mm；4导管最大外径比钢筋笼内径小导管最大外径比钢筋笼内径小100以上；以上；4钢筋的混凝土保护层厚度钢筋的混凝土保护层厚度50mm（混凝土垫混凝土垫块）；块）；4提管时保证混凝土埋入提管时保证混凝土埋入1m。二、二、沉管灌注桩沉管灌注桩41.特点：特点：能在土质很差，地下水位很高时施工能在土质很差，地下水位很高时施工42.施工方法：施工方法：锤击沉入锤击沉入钢管法钢管法 振动沉入振动沉入钢管法钢管法43
25、.工艺顺序：工艺顺序：4 桩靴、钢管就位桩靴、钢管就位沉管沉管检查管内有无砂、检查管内有无砂、水水放入钢筋骨架放入钢筋骨架浇灌混凝土、提管。浇灌混凝土、提管。就位就位沉入沉入浇筑浇筑成型成型边拔边浇边拔边浇放入钢筋笼放入钢筋笼继续浇筑继续浇筑4 4.要点：要点：4 防止钢管内进入泥浆、水；防止钢管内进入泥浆、水；4 灌满混凝土后再随拔管、随灌、并轻打或振动灌满混凝土后再随拔管、随灌、并轻打或振动4 防止缩径、断桩及吊脚桩；计算充盈系数防止缩径、断桩及吊脚桩；计算充盈系数。钢筋混凝土桩尖钢筋混凝土桩尖钢管活瓣桩尖钢管活瓣桩尖45.提高桩承载力的方法提高桩承载力的方法4 锤击沉管灌注桩：锤击沉管灌
26、注桩：4 单打法单打法4 复打法复打法单打时不放钢筋笼，混凝土初凝前原单打时不放钢筋笼，混凝土初凝前原位打入、插筋灌注。位打入、插筋灌注。4 振动沉管灌注桩：振动沉管灌注桩：4 单振法单振法灌满混凝土后，每原位振动灌满混凝土后，每原位振动510s，再再上拔上拔0.51m。4 复振法复振法同复打法；同复打法；4 反插法反插法单振法拔管时，每上拔单振法拔管时，每上拔0.51m，向下向下反插反插0.30.5m。复打法示意图复打法示意图(a)全部复打；(b)、(c)局部复打 1-单打桩；2-沉管；3-第二次浇筑混凝土；4-复打桩 4三、人工挖孔灌注桩三、人工挖孔灌注桩 大直径灌注桩大直径灌注桩是采用人
27、工挖掘方法成孔，放置钢筋是采用人工挖掘方法成孔，放置钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩基础，也称笼，浇筑混凝土而成的桩基础，也称墩基础墩基础。它由承台、。它由承台、桩身和扩大头组成桩身和扩大头组成(图图2.212.21)，穿过深厚的软弱土层而直，穿过深厚的软弱土层而直接坐落在坚硬的岩接坐落在坚硬的岩石层上。石层上。优点优点是桩身直径大，承载能力高；施工时可在孔内是桩身直径大，承载能力高；施工时可在孔内直接检查成孔质量，观察地质土质变化情况；桩孔深度直接检查成孔质量，观察地质土质变化情况；桩孔深度由地基土层实际情况控制，桩底清孔除渣彻底、干净，由地基土层实际情况控制，桩底清孔除渣彻底、干净，易保证混凝易
28、保证混凝土浇筑质量土浇筑质量。大直径扩底桩大直径扩底桩护壁构造示意护壁构造示意4人工挖孔灌注桩人工挖孔灌注桩安全要求安全要求：护壁、通风、联络、照明、人员上下护壁、通风、联络、照明、人员上下 支护措施有支护措施有现浇混凝土护壁、沉井护壁、喷现浇混凝土护壁、沉井护壁、喷射混凝土护壁射混凝土护壁等。等。桩身施工示意图桩身施工示意图 挖孔桩施工中应该注意的几个问题挖孔桩施工中应该注意的几个问题 桩孔中心线平面位置偏差不宜超过桩孔中心线平面位置偏差不宜超过50mm，桩的垂桩的垂直度偏差不得超过直度偏差不得超过0.5%，桩，桩径不得小于桩设计直径不得小于桩设计直径。径。挖掘成孔区内，不得堆放余土和建筑材
29、料，并防止挖掘成孔区内，不得堆放余土和建筑材料，并防止局部集中荷载和机械振动。局部集中荷载和机械振动。桩基础一定要坐落在设计要求的持力层上，桩孔的桩基础一定要坐落在设计要求的持力层上，桩孔的挖掘深度应由设计人员根据现场地基挖掘深度应由设计人员根据现场地基土层的实际情土层的实际情况决定。况决定。四、爆扩灌注桩四、爆扩灌注桩4 步骤：步骤：成孔成孔放炸药放炸药灌砂及压爆混凝土灌砂及压爆混凝土引爆引爆成扩大头成扩大头检查检查置筋置筋灌筑混凝土。灌筑混凝土。4 炸药用量炸药用量：依扩大头径及土质而定，可用计算、依扩大头径及土质而定，可用计算、试验、查表三法。试验、查表三法。内容：内容：爆桩孔爆桩孔 爆
30、扩大头爆扩大头桩身桩身坚土层坚土层承台承台混凝土垫层混凝土垫层扩大头扩大头爆扩桩基础构造示意图爆扩桩基础构造示意图爆扩桩施工工艺爆扩桩施工工艺钻孔钻孔(直径直径5060mm)放炸放炸药管药管扩孔扩孔清土清土放炸药包放炸药包灌混凝土灌混凝土爆扩爆扩大头大头放入钢筋放入钢筋骨架骨架,灌注灌注混凝土混凝土 第四节第四节 桩基础常见质量问题及防治桩基础常见质量问题及防治 一、一、预制桩预制桩打桩施工常见问题的分析打桩施工常见问题的分析(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的打桩时，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、混凝土保护局部应力，
31、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顶不平层过厚、桩顶平面与桩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。在沉桩工艺方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，桩锤施打偏心面，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。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孤凝土强度不足，在沉桩时桩尖遇到硬土层或孤石等障碍物，增大落距，反复过度冲击
32、等都可石等障碍物，增大落距，反复过度冲击等都可能引起桩身断裂。能引起桩身断裂。(3)(3)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孤石等都会引起桩垂线上的施工操作原因以及桩尖遇孤石等都会引起桩身位移、扭转或倾斜。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；桩尖遇选择桩锤较轻，能引起较大的桩锤回跃；桩尖遇到坚硬的障碍物时，
33、桩身则严重回弹。到坚硬的障碍物时，桩身则严重回弹。二、套管成孔灌注桩二、套管成孔灌注桩易产生的质量问题及处理易产生的质量问题及处理 断桩：断桩：断桩一般发生在地面以下软硬土层的交接处，并多数发生断桩一般发生在地面以下软硬土层的交接处，并多数发生在粘性土。砂石和松土中很少出现。在粘性土。砂石和松土中很少出现。产生断桩的主要原因有：产生断桩的主要原因有：桩距过小，受邻桩施打时挤土造桩距过小，受邻桩施打时挤土造成的影响；软硬土层间传递水平力大小不同，对桩产生剪应力；成的影响；软硬土层间传递水平力大小不同，对桩产生剪应力；混凝土终凝不久，强度弱，受振动和外力扰动；拔管时速度过混凝土终凝不久，强度弱，受
34、振动和外力扰动；拔管时速度过快，混凝土来不及下落，周围的土迅速回缩，形成断桩。快，混凝土来不及下落，周围的土迅速回缩，形成断桩。避免断桩的措施有：避免断桩的措施有：布桩不宜过密，桩间距宜大于布桩不宜过密，桩间距宜大于3.53.5倍倍桩径；合理制定打桩顺序和桩架行走路线以减少振动的影响；桩径；合理制定打桩顺序和桩架行走路线以减少振动的影响；采用跳打法施工，跳打应在相邻成形的桩达到设计强度采用跳打法施工，跳打应在相邻成形的桩达到设计强度的的6060以上进行；认真控制拔管速度，一般以以上进行；认真控制拔管速度，一般以1.2-1.5m/min1.2-1.5m/min为宜。为宜。如已查出断桩，应将断桩段
35、拔出，将孔清理干净后，略增如已查出断桩，应将断桩段拔出，将孔清理干净后，略增大面积或加上箍筋后，再重新浇筑混凝土。大面积或加上箍筋后，再重新浇筑混凝土。缩颈：缩颈：缩颈的桩又称瓶颈桩，桩身局部直径小于设计直径。缩颈的桩又称瓶颈桩，桩身局部直径小于设计直径。产生的主要原因是：产生的主要原因是：在含水率很高的软土层中沉桩管在含水率很高的软土层中沉桩管时，土受挤压产生很高的空隙水压，拔管后挤向新灌的混时，土受挤压产生很高的空隙水压，拔管后挤向新灌的混凝土而造成桩径截面缩小；拔管速度过快，混凝土流动性凝土而造成桩径截面缩小；拔管速度过快，混凝土流动性差或混凝土装入量少，混凝土出管时扩散差也造成缩颈现差
36、或混凝土装入量少，混凝土出管时扩散差也造成缩颈现象。象。预防措施：预防措施：施工时每次应向桩管内尽量多装混凝土，使施工时每次应向桩管内尽量多装混凝土，使之有足够的扩散压力；严格控制拔管速度。之有足够的扩散压力；严格控制拔管速度。处理方法是：处理方法是：若桩轻度缩颈，可采用反插法，局部缩颈若桩轻度缩颈，可采用反插法，局部缩颈可采用半复打法，桩身多处缩颈可采用复打法。可采用半复打法，桩身多处缩颈可采用复打法。吊脚桩吊脚桩 v吊脚桩是指桩底部混凝土隔空或松软，没有落实到孔底吊脚桩是指桩底部混凝土隔空或松软，没有落实到孔底地基土层上的现象。地基土层上的现象。v原因原因：当地下水压力大时，或预制桩尖被打
37、坏，或桩靴当地下水压力大时，或预制桩尖被打坏，或桩靴活瓣缝隙大时，水及泥浆进入套筒钢管内，或由于桩尖活瓣缝隙大时，水及泥浆进入套筒钢管内，或由于桩尖活瓣活瓣受土压力，拔管至一定高度才张开，使得混凝土下受土压力，拔管至一定高度才张开，使得混凝土下落，造成桩脚不密实，形成松软层。落，造成桩脚不密实，形成松软层。v处理方法：处理方法：为防止活瓣不张开，开始拔管时，可采用密为防止活瓣不张开，开始拔管时，可采用密张慢拔的方法，对桩脚底部进行局部翻插几次，然后张慢拔的方法，对桩脚底部进行局部翻插几次，然后再再正常拔管。桩靴与套管接口处使用性能较好的垫衬材料，正常拔管。桩靴与套管接口处使用性能较好的垫衬材料
38、，防止地下水及泥浆的渗入。防止地下水及泥浆的渗入。第五节第五节 桩基检测与验收桩基检测与验收 一、一、成桩的质量检验有两类基本方法成桩的质量检验有两类基本方法 一类是一类是静载荷试验静载荷试验，另一类为，另一类为动测法动测法。静载试验法静载试验法 试验目的及方法试验目的及方法 静载试验的目的：模拟实际荷载情况，采用接近于桩的静载试验的目的：模拟实际荷载情况，采用接近于桩的实际工作条件，通过静载加压，得出一系列关系曲线，实际工作条件，通过静载加压，得出一系列关系曲线，确确定单桩的极限承载力定单桩的极限承载力，综合评定确定其允许承载力，作为，综合评定确定其允许承载力，作为设计依据；或对工程桩的承载
39、力进行抽样检验和评价。荷设计依据；或对工程桩的承载力进行抽样检验和评价。荷载试验有多种，通常采用的是单桩竖向抗压静载试验、单载试验有多种，通常采用的是单桩竖向抗压静载试验、单桩竖向抗拔静载试验和单桩水平静载试验。桩竖向抗拔静载试验和单桩水平静载试验。试验要求试验要求 预制桩预制桩在桩身强度达到设计要求的前提下，对于砂类土，在桩身强度达到设计要求的前提下，对于砂类土，不应少于不应少于7 7天；对于粉土和粘性土，不应少于天；对于粉土和粘性土，不应少于1515天；对于淤泥天；对于淤泥或淤泥质土，不应少于或淤泥质土，不应少于2525天，待桩身与土体的结合基本趋于天，待桩身与土体的结合基本趋于稳定，才能
40、进行试验。稳定，才能进行试验。灌注桩灌注桩应在桩身混凝土强度达到设计等级的前提下，对砂应在桩身混凝土强度达到设计等级的前提下，对砂类土不少于类土不少于1010天；对一般粘性土不少于天；对一般粘性土不少于2020天；对淤泥或淤泥天；对淤泥或淤泥质土不少于质土不少于3030天，才能进行试验。天，才能进行试验。在同一条件下的试桩数量不宜少于总桩数在同一条件下的试桩数量不宜少于总桩数的的1%1%，且不应少，且不应少于于3 3根根，工程总桩数在，工程总桩数在5050根以内时不应少于根以内时不应少于2 2根。根。动测法动测法 动测法，又称动力无损检测法，是动测法，又称动力无损检测法，是检测桩基承载力检测桩
41、基承载力及及桩身桩身质量的一项新技术质量的一项新技术，作为静载试验的补充。，作为静载试验的补充。试验方法试验方法 动测法是相对静载试验法而言，它是对桩土体系进行适当动测法是相对静载试验法而言，它是对桩土体系进行适当的简化处理，建立起数学的简化处理，建立起数学-力学模型，借助于现代电子技术与力学模型，借助于现代电子技术与量测设备采集桩量测设备采集桩-土体系土体系在给定的动荷载作用下所产生的振动在给定的动荷载作用下所产生的振动参数参数，结合实际桩土条件进行计算，所得结果与相应的静载试，结合实际桩土条件进行计算，所得结果与相应的静载试验结果进行对比，在积累一定数量的动静试验对比结果的基础验结果进行对
42、比，在积累一定数量的动静试验对比结果的基础上，找出两者之间的某种相关关系，并上，找出两者之间的某种相关关系，并以此作为标准来确定桩以此作为标准来确定桩基承载力基承载力。与静载试验比较与静载试验比较 一般一般静载静载试验可直观地反映桩的承载力和混凝土的浇筑试验可直观地反映桩的承载力和混凝土的浇筑质量，数量可靠。但试验装置复杂笨重，装、卸、操作费工质量，数量可靠。但试验装置复杂笨重，装、卸、操作费工费时，费时，成本高成本高，测试数量有限，并且，测试数量有限，并且易破坏桩基易破坏桩基。动测法试验，仪器轻便灵活，检测快速；单桩试验时间动测法试验，仪器轻便灵活，检测快速；单桩试验时间仅为静载试验的仅为静
43、载试验的1/50左右；数量多，不破坏桩基，相对也较左右；数量多，不破坏桩基，相对也较准确，可进行普查；费用低，单桩测试费约为静载试验的准确，可进行普查；费用低，单桩测试费约为静载试验的1/30左右，可节省静载试验错桩、堆载、设备运输、吊装焊左右，可节省静载试验错桩、堆载、设备运输、吊装焊接等大量人力、物力。目前，国内用动测法的试桩工程数目，接等大量人力、物力。目前，国内用动测法的试桩工程数目，已占工程总数的已占工程总数的70%左右，试桩数约占全部试桩数的左右，试桩数约占全部试桩数的90%，有效地填补了静载试桩的不足。有效地填补了静载试桩的不足。承载力检验承载力检验 单桩承载力的动测方法种类较多
44、，国内有代表性的方法有：单桩承载力的动测方法种类较多，国内有代表性的方法有：动力参数法、锤击贯入法、水电效应法、共振法、机械阻抗动力参数法、锤击贯入法、水电效应法、共振法、机械阻抗法、波动方程法等，其中常用的方法有法、波动方程法等，其中常用的方法有动力参数法动力参数法和和锤击贯锤击贯入法入法。桩身质量检测桩身质量检测 在桩基动态无损检测中，国内外广泛使用的方法是在桩基动态无损检测中，国内外广泛使用的方法是应力波应力波反射法反射法，又称，又称低（小）应变法低（小）应变法。原理是根据一维杆件弹性波。原理是根据一维杆件弹性波反射理论（波动理论），采用锤击振动力法反射理论（波动理论），采用锤击振动力法
45、检测桩体的完整检测桩体的完整性性，即以波在不同阻抗和不同约束条件下的传播特性来判别，即以波在不同阻抗和不同约束条件下的传播特性来判别桩身质量。桩身质量。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允许偏差或允许值许值(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
46、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4二、桩基础的质量验收二、桩基础的质量验收表表2.6 灌注桩灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差的平面位置和垂直度的允许偏差 序序号号成成 孔孔 方方 法法 桩径允桩径允许偏差许偏差(mm)垂直度垂直度允许偏允许偏差差(%)桩位允许偏差桩位允许偏差(mm)1 13 3根、单根、单排桩排桩基垂直中心线方基垂直中心线方向和群桩基础的向和群桩基础的边
47、桩边桩 条形桩基沿条形桩基沿中心线方向中心线方向和群桩基础和群桩基础的中间桩的中间桩 1泥浆护泥浆护壁灌注壁灌注桩桩 D1000mm 50 1000mm50 100+0.01H150+0.01H2套管成套管成孔灌注孔灌注桩桩 D500mm-20 500mm1001503干作业成孔灌注桩干作业成孔灌注桩-201701504人工挖人工挖孔桩孔桩 混凝土护壁混凝土护壁+50 0.550150钢套管护壁钢套管护壁+501100200桩基施工验收应包括下列资料：桩基施工验收应包括下列资料：(1)(1)工程地质勘察报告工程地质勘察报告、桩基施工图桩基施工图、图纸会审纪要、图纸会审纪要、设计变更单及材料代用
48、通知单等。设计变更单及材料代用通知单等。(2)(2)经审定的经审定的施工组织设计施工组织设计、施工方案及执行中的变更、施工方案及执行中的变更情况。情况。(3)(3)桩位测量放线图桩位测量放线图，包括工程桩位线复核签证单。，包括工程桩位线复核签证单。4三、桩基础的施工技术资料三、桩基础的施工技术资料(4)(4)桩孔、钢筋、混凝土工程施工桩孔、钢筋、混凝土工程施工隐蔽记录隐蔽记录及各分及各分项工程质量检查项工程质量检查验收单验收单及施工记录。及施工记录。(5)(5)成桩成桩质量检查报告质量检查报告。(6)(6)单桩承载力检测报告单桩承载力检测报告。(7)基坑挖至设计标高的基坑挖至设计标高的桩位竣工
49、平面图桩位竣工平面图及桩顶标及桩顶标高图。高图。四、桩基础工程安全技术四、桩基础工程安全技术(1)(1)桩基础工程施工区域，桩基础工程施工区域，应实行封闭式管理应实行封闭式管理，进入，进入现场的各类施工人员，必须接受现场的各类施工人员，必须接受安全教育安全教育，严格，严格按操作规程施工，服从指挥，坚守岗位，集中精按操作规程施工，服从指挥，坚守岗位，集中精力操作。力操作。(2)(2)按不同类型桩的施工特点，针对不安全因素，制按不同类型桩的施工特点，针对不安全因素，制定可靠的定可靠的安全措施安全措施，严格实施。，严格实施。(3)(3)对施工对施工危险区域和机具危险区域和机具(冲击、锤击桩机，人工挖
50、掘成冲击、锤击桩机，人工挖掘成孔的周围，桩架下孔的周围，桩架下)，要加强巡视检查，对于有险情或，要加强巡视检查，对于有险情或异常情况时，应立即停止施工并及时报告，待有关人异常情况时，应立即停止施工并及时报告，待有关人员查明原因，排除险情或加固处理后，方能继续施工。员查明原因，排除险情或加固处理后，方能继续施工。(4)(4)打桩过程中打桩过程中可能引起停机面土体挤压隆起或沉陷，打可能引起停机面土体挤压隆起或沉陷，打桩机械及桩架应随时调整，保持稳定，防止意外事故桩机械及桩架应随时调整，保持稳定，防止意外事故发生。发生。(5)加强机械加强机械设备的维护管理设备的维护管理，机电设备应有防漏电装置。，机
