2024/9/231第第2 2章章 桩根底工程桩根底工程 概述概述2.1 预预制制桩桩施工施工2.2 灌注灌注桩桩施工施工2024/9/232概述普通多层建筑，当地基较好时多采用天然浅根底，它造价低、施工简便。假设天然浅土层较弱，可采用机械压实、强夯、堆载预压、深层搅拌、化学加固等方法进展人工加固，构成人工地基。如深部土层也脆弱，或建构筑物的上部荷载较大而且是对沉降有严厉要求的高层建筑、地下建筑以及桥梁根底等，那么需求采用深根底2024/9/2331.桩根底构造桩根底是一种常用的深根底方式，它由基桩和衔接于桩顶的承台共同组成。假设桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，那么称为低承台桩基，假设桩身上部显露地面而承台底位于地面以上，那么称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩根底，而在桥梁、码头工程中常用高承台桩根底。概述2024/9/2342.桩根底分类3.按资料分类混凝土桩、钢桩，也有采用木、组合资料的桩。4.按运用功能分类竖向抗压桩抗压桩、竖向抗拔桩抗拔桩、程度受荷桩主要接受程度荷载、复合受荷桩竖向、程度荷载均较大。5.按承载性能分类摩擦型桩和端承型桩，6.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。7.摩擦桩在极限承载力形状下，桩顶荷载由桩侧阻力接受；端承摩擦桩桩顶荷载那么主要由桩侧阻力接受。端承桩在极限承载力形状下，桩顶荷载由桩端阻力接受；摩擦端承桩桩顶荷载那么主要由桩端阻力接受。概述2024/9/235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方式的桩，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。按挤土情况分类非挤土桩、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。2024/9/236 2.1 2.1 预预制制桩桩施工施工 预预制制桩桩包括混凝土包括混凝土预预制制桩桩、钢桩钢桩两种。两种。 混凝土混凝土预预制制桩桩常用的有常用的有钢钢筋混凝土筋混凝土实实心方心方桩桩、预应预应力混凝土空心管力混凝土空心管桩桩。 钢桩钢桩有有钢钢管管桩桩、H H型型钢桩钢桩、其他异性、其他异性钢桩钢桩。 沉沉桩桩方法有方法有锤击锤击沉沉桩桩、振、振动动沉沉桩桩和静力沉和静力沉桩桩等。等。 本本节节以以钢钢筋混凝土方筋混凝土方桩为桩为例引例引见见沉沉桩桩的施工工的施工工艺艺，其它其它桩桩形施工方法形施工方法类类似，不再反复。似，不再反复。 2024/9/2372.1.1 预制桩的制造预制桩的制造1. 场场地地应应平整、平整、坚实坚实，不得，不得产产生不均匀沉降；生不均匀沉降；2.叠叠浇层浇层数数 4层层，上下，上下层层及及邻桩邻桩之之间应间应做好隔离做好隔离层层，混凝土的，混凝土的浇浇筑筑应应待下待下层层或或邻桩设计邻桩设计强强度到达度到达30以上方可以上方可进进展；展；3.桩桩所用混凝土所用混凝土强强度等度等级级不宜低于不宜低于C30;预应预应力力桩桩不宜低于不宜低于C40；4. 桩桩的的纵纵向向钢钢筋配筋率：筋配筋率：锤击锤击沉沉桩桩不宜小于不宜小于0.8%，静力，静力压桩压桩不宜不宜小于小于0.6%；桩顶桩顶范范围围内的箍筋内的箍筋应应加密，并加密，并设设置置钢钢筋网片；主筋位筋网片；主筋位置必需正确，置必需正确，维护层维护层不得不得过过厚；厚；5.钢钢筋接筋接长长用用对焊对焊，接，接头错头错开；开；6.混凝土由混凝土由桩顶桩顶至至桩桩尖延尖延续浇续浇筑，筑，严严禁中断；禁中断；7. 桩顶应桩顶应制造平整。制造平整。2024/9/238钢筋混凝土预制桩制造钢筋、模板施工2024/9/2392.1.2 预制桩的起吊、运输、堆放预制桩的起吊、运输、堆放1.预制制桩的起吊的起吊1)混凝土混凝土强度：度：2) 起吊移位起吊移位 70设计强度；度；3) 运运输、打、打桩 100设计强度。度。4)运运输： 5) 合理合理设置吊点：正置吊点：正负弯矩弯矩值根本相等。根本相等。+MM2024/9/23102. 预预制制桩桩运运输输3. 预预制制桩桩堆放堆放堆放地点堆放地点应平整平整坚实，排水通，排水通畅；垫木木间距距应与吊点位置一与吊点位置一样，各，各层垫木木应位于同一垂直位于同一垂直线上；上；堆放堆放层数不宜数不宜过多，普通不宜超越多，普通不宜超越4层；防止二次搬运。防止二次搬运。吊、运平吊、运平稳，防止，防止损坏。坏。当运距不大当运距不大时，可采用，可采用滚筒、卷筒、卷扬机等拖机等拖动桩身运身运输；当运距当运距较大大时可采用小平台可采用小平台车运运输。运运输过程中支点程中支点应与吊点位置一致。与吊点位置一致。2024/9/23112.1.3 预预制制桩桩沉沉桩桩1打打桩机械机械打打桩机具主要包括机具主要包括桩锤、桩架和架和动力安装三个部分。力安装三个部分。桩锤是是对桩施加冲施加冲击力，将力，将桩打入土中的机具；打入土中的机具；桩架架的的作作用用是是将将桩吊吊到到打打桩位位置置，并并在在打打桩过程程中中引引导桩的的方方向向，保保证桩锤能沿要求的方向冲能沿要求的方向冲击；动力安装包括力安装包括驱动桩锤及卷及卷扬机用的机用的动力力设备。 1.1.锤击锤击沉沉桩桩的施工方法的施工方法2024/9/23122024/9/2313 施施工工中中常常见见的的桩桩锤锤有有落落锤锤、蒸蒸汽汽锤锤 单单动动汽汽锤锤、双双动动汽汽锤锤 、柴柴油汽油汽锤锤和液和液压锤压锤。 A.A.落落锤B.B. 是指是指桩锤用人力或机械拉升，然后自在落下，利用自重夯用人力或机械拉升，然后自在落下，利用自重夯击桩顶。C.C. 优缺陷：缺陷：D.D. 构造构造简单、运用方便、冲、运用方便、冲击力大，能随意力大，能随意调整落距，但整落距，但锤打打速度慢，效率速度慢，效率较低、低、桩身易身易损失。失。E.E. 落落锤分量普通分量普通为 0.51.5 t 0.51.5 t ，重型，重型锤可达数吨可达数吨 F.F. 适用范适用范围G.G. 适宜打各种适宜打各种桩；粘土、含；粘土、含砾石的土和普通土石的土和普通土层均可均可运用。运用。2024/9/2314优优缺陷：缺陷： 构造构造简单简单、落距短，、落距短，对设备对设备和和桩头桩头不易不易损损坏，打坏，打桩桩速度及冲速度及冲击击力力较较落落锤锤大，效大，效率率较较高。高。适用范适用范围围 适于打各种适于打各种桩桩。B. B. 单动单动汽汽锤锤单动汽汽锤任任务原理原理图 利用蒸汽或紧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； 2024/9/2315双双动汽汽锤任任务原理原理图C. 双双动动汽汽锤锤 利用蒸汽或紧缩空气的压力将锤头上举及下冲，添加夯击能量。优缺陷：缺陷： 冲冲击次数多、冲次数多、冲击力大、任力大、任务效率效率高，可不用高，可不用桩架打架打桩，但需，但需锅炉或空炉或空压机，机，设备笨重，挪笨重，挪动较困困难。 适用范适用范围 适宜打各种适宜打各种桩，便于打斜，便于打斜桩；运用；运用紧缩空气空气时可在水下打可在水下打桩；可用于拔；可用于拔桩。 2024/9/2316D. 柴油柴油锤锤利用燃油爆炸，推进活塞，引起锤头跳动。优缺陷：缺陷： 附有附有桩架、架、动力等力等设备，机架，机架轻、挪、挪动便利、打便利、打桩快、燃料耗快、燃料耗费少，有分量少，有分量轻和不需求外部能源等和不需求外部能源等优点。点。适用范适用范围 最宜用于打木最宜用于打木桩、钢板板桩；不适于在；不适于在过硬或硬或过软的土中打的土中打桩。导杆式柴油杆式柴油锤 任任务原理原理图2024/9/23172024/9/2318E. 振动桩锤振动桩锤 利用偏心轮引起激振，经过刚性衔接的桩帽传到桩上。优缺陷：优缺陷： 沉桩速度快，顺应性大，施工操作简易平安，能打各种桩并沉桩速度快，顺应性大，施工操作简易平安，能打各种桩并协助卷扬机拔桩。协助卷扬机拔桩。 适用范围适用范围 适宜于打钢板桩、钢管桩、钢筋混凝土和土桩；宜用于砂土，适宜于打钢板桩、钢管桩、钢筋混凝土和土桩；宜用于砂土，塑性粘土及松软砂粘土；在卵石夹砂及严密粘土中效果较差。塑性粘土及松软砂粘土；在卵石夹砂及严密粘土中效果较差。2024/9/2319JZZ75振动桩机，功率振动桩机，功率43.5kW，最大沉桩直径，最大沉桩直径0.50m，最大沉桩深度，最大沉桩深度31m，适用于振动沉管灌注桩施工。，适用于振动沉管灌注桩施工。 2024/9/23202024/9/2321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）200020002500250040004000500050007000700010000常用冲程（m）1.82.3桩的截面混凝土预制桩的边长或直径（cm）253535404045455050555560钢管桩的直径（cm）40609090100持力层粘性土粉土一般进入深度（m）1.02.01.52.52.03.02.53.53.04.03.05.0静力触探比贯入度平均值（MPa）3455砂土一般进入深度（m）0.51.00.51.51.02.01.52.52.03.02.53.5标准贯入击数N（未修正）1525203030404045455050常用的控制贯入度（cm/10击）233548设计单桩极限承载力（kN）40012008001600250040003000500050007000700010000在选择打桩机具时，应根据地基土壤的性质、工程的大小、在选择打桩机具时，应根据地基土壤的性质、工程的大小、桩的种类、施工期限、动力供应条件和现场情况确定。桩的种类、施工期限、动力供应条件和现场情况确定。2024/9/2322桩架架作用：作用： 支撑支撑锤桩 吊吊桩就位就位 打打桩导向向类型型 常用：常用： 多功能多功能桩架沿架沿轨道行道行驶的的 ：机：机动顺应性好；大、装拆运性好；大、装拆运费事。事。 履履带式式桩架装在履架装在履带底底盘上上 ：挪：挪动方便，适用范方便，适用范围广。广。 步履式步履式桩架：挪架：挪动方便，方便，稳定性好定性好, ,顺应性性强。2024/9/2323履带式桩架履带式桩架多功能桩架多功能桩架2024/9/23242打打桩施工施工A. 预备预备任任务务 1 场场地地预备预备：去除地上、地下妨碍物，平整、：去除地上、地下妨碍物，平整、压实场压实场地，地，设设置排水沟；置排水沟； 2 放放轴线轴线、定、定桩桩位、位、设设置水准点置水准点 2个个 ； 3 确定打确定打桩顺桩顺序：序：挤挤土直接影响打土直接影响打桩进桩进度、施工度、施工质质量以及周量以及周围环围环境。境。 4 接通接通现场现场的水、的水、电电管管线线，预备预备好施工机具；做好好施工机具；做好对桩对桩的的质质量量检验检验。 5 进进展打展打桩实验桩实验： 2根，根，检验检验工工艺艺、设备设备能否符合要求。能否符合要求。2024/9/2325B.打桩顺序打桩顺序 防防止止土土向向一一个个方方向向挤挤压压，这这样样有有能能够够最最后后打打入入的的桩桩难难打打或或者者桩桩的的入入土土深深度减少，直接影响打桩进度和施工质量。度减少，直接影响打桩进度和施工质量。 打桩顺序能否合理，还应思索挤土对周围环境如建筑物的影响。打桩顺序能否合理，还应思索挤土对周围环境如建筑物的影响。2024/9/23261) 1) 当当桩中心距中心距44倍倍桩径径时， 可：可：自中自中间向周向周围打打设； 由中心向两由中心向两侧对称打；称打； 分段分段对称打。称打。2) 2) 当当桩中心距中心距4 4倍倍桩径径时，可按施工方便打；，可按施工方便打；3) 3) 当当桩的的规格不同格不同时，先大后小，先，先大后小，先长后短；后短；4) 4) 当当桩尖尖设计标高不同高不同时，先深后浅。，先深后浅。2024/9/2327C.打桩工艺打桩工艺工工艺顺序：序：设置置标尺尺桩架架就就位位吊吊桩就就位位扣扣桩帽帽、落落锤、脱脱吊吊钩低低锤轻打打正式打接正式打接桩，截，截桩，静、，静、动载实验，承台施工。，承台施工。要点：要点：采用重采用重锤低低击，开，开场要要轻打；打；延延续施打，减少回施打，减少回弹固固结；留留意意贯入入度度变化化，做做好好打打桩记录编号号、每每米米锤击数数、桩顶标高高、最后最后贯入度入度；如如遇遇异异常常情情况况贯入入度度剧变；桩身身忽忽然然倾斜斜、位位移移、回回弹；桩身身严重裂痕或重裂痕或桩顶破碎，破碎，暂停施打，与有关停施打，与有关单位研位研讨处置。置。2024/9/2328打入预制桩第一节桩体打入预制桩电焊接桩打入预制桩末节桩体2024/9/23293打桩的质量控制打桩的质量控制1 1 满满足承足承载载力要求：力要求： 端承端承桩桩控制最后控制最后贯贯入度入度为为主主( (参考参考标标高高) ) 摩擦摩擦桩桩控制沉控制沉桩标桩标高高为为主主( (参考最后参考最后贯贯入度入度) )2 2 偏向偏向: : 桩桩位偏向：排位偏向：排桩桩偏偏轴轴100100，顺轴顺轴150mm150mm； 群群桩桩 1/3 1/3桩桩径或径或边长边长； 垂直偏向垂直偏向 1 % ; 1 % ;3 3 桩桩不受不受损损： 桩顶桩顶、桩桩身不打坏，身不打坏，桩顶桩顶下下1/31/3桩长桩长内无程度裂痕。内无程度裂痕。2024/9/23304打桩对周边环境的影响及其防治打桩对周边环境的影响及其防治1 打桩对周边环境的影响打桩对周边环境的影响 振动、噪音、挤土、孔隙水压力增大振动、噪音、挤土、孔隙水压力增大2 防治防治 预钻孔沉孔沉桩袋装砂井或塑料排水板袋装砂井或塑料排水板 挖防震沟挖防震沟 重重锤低低击 控制打控制打桩速度和打速度和打桩顺序序 静力静力压桩水冲法水冲法辅助打助打桩2024/9/23312.2.静力静力压桩压桩静静力力压桩是是在在均均匀匀脆脆弱弱土土中中利利用用压桩架架型型钢制制造造的的自自重重和和配配重重，经过卷卷扬机机的的牵引引传到到桩顶，将将桩逐逐节压入入土土中中的的一一种种沉沉桩方方法法。这种种沉沉桩方方法法无无振振动、无无噪噪音音、对周周围环境境影影响响小小，适宜在城市中施工。适宜在城市中施工。 2024/9/2332静力静力压桩压桩机构造原理机构造原理图图活活动压梁梁 油油压压表表桩帽帽上段上段桩上段上段桩锚筋筋下段下段桩加加压重物重物底底盘轨道道导笼口口操作平台操作平台卷卷扬机机加加压钢丝绳滑滑轮组桩架架导向向笼2024/9/233311全液压式静力压桩机压桩表示图全液压式静力压桩机压桩表示图2024/9/23342024/9/23352024/9/2336 压压桩桩过过程程中中，当当桩桩尖尖碰碰到到夹夹砂砂层层时时，压压桩桩阻阻力力能能够够忽忽然然增增大大，甚甚至至超超越越压压桩桩才才干干而而使使桩桩机机上上抬抬。这这时时可可以以最最大大的的压压桩桩力力作作用用在在桩桩顶顶，采采取取停停车车再再开开、忽忽停停忽忽开开的的方方法法，使使桩桩有有能能够够缓缓慢慢下下沉沉穿穿过过砂砂层层。假假设设工工程程中中有有少少量量桩桩确确实实不不能能压压至至设设计计标标高高而而相相差差不不多多时，可以采取截去桩顶的方法。时，可以采取截去桩顶的方法。 压桩与打与打桩相比相比: :1)1)由于防止了由于防止了锤击应力，力，桩的混凝土的混凝土强度及其配筋只需度及其配筋只需满足吊足吊装弯矩和运用期受力要求就可以，因此装弯矩和运用期受力要求就可以，因此桩的断面和配筋可以的断面和配筋可以减小减小; ;2)2)压桩引起的引起的挤土也小的多，因此土也小的多，因此压桩是是软土地域一种土地域一种较好的好的沉沉桩方法。方法。