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1、*1 第2章 桩基础工程 概述 2.1 预制桩施工 2.2 灌注桩施工 郧 唯 需 纹 荷 堂 贾 断 郁 昌 礁 烟 驮 船 信 徐 型 瓣 庆 厘 晃 狄 省 楼 释 颈 洞 肃 平 胶 奢 球 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *2 概述 一般多层建筑，当地基较好时多采用 天然浅基础，它造价低、施工简便。如果 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 进行人工加固，形成人工地基。如深部土 层也软弱，或建（构）筑物的上部荷载较 大而且是对沉降有严格要求的高层建筑、 地下建筑以及桥梁基础等，则需要采用深 基础 撒 骑 婆 萤 戮
2、 笋 纯 襄 厂 吕 拜 少 下 讣 庐 耻 雍 澡 鳞 没 呛 田 念 品 内 分 犯 腰 蝴 背 汾 删 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *3 1.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 恭 逐 坤 煌 潜 午 枕 滁 宵 橡 盅 赁 励 梦 羌 滁 膳 仁 毅 型 姐 注 锚 彼 应 来 央 俱 冉 廖 澎 踊 2 . 1
3、预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *4 2.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 畴 丛 篙 穿 到 母 派 犊 预 纫 郁
4、叼 滨 性 毫 砸 雁 蔗 滋 狗 站 惨 华 凡 但 切 嘎 砍 屎 木 姓 徐 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *5 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
5、、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。 魁 理 耐 角 厦 亲 汹 气 誊 腊 稳 酵 煎 变 著 滥 煤 导 嗣 诉 伟 田 戊 骏 套 缺 缔 丙 戍 瞄 鳞 榴 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *6 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
6、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。 沾 吃 潞 估 甄 抠 滔 萄 君 芭 礁 桂 共 涉 喻 腐 恬 又 田 巧 焦 蛊 菏 喊 裹 捞 钎 赔 指 己 尚 拢 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *7 2.1.1 预制桩的制作 1. 场地应平整、坚实，不得产生不均匀沉降； 2.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； 3.桩所用混凝土强度等级不宜低于C30;预应力桩不宜低于C40； 4. 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
7、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； 5.钢筋接长用对焊，接头错开； 6.混凝土由桩顶至桩尖连续浇筑，严禁中断； 7. 桩顶应制作平整。 欧 茵 钱 幸 控 钵 帮 顷 酝 孽 蔫 凄 匠 翘 木 巷 谐 摇 迫 譬 遏 并 资 谁 视 景 子 年 顺 钠 帕 哀 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *8 钢筋混凝土预制桩制作钢筋、模板施工 隙 喉 肿 赶 匀 挖 擞 蓑 奶 淆 周 逊 拴 寄 园 彭 誉 搁 夫 定 捡 鹤 仰 钞 霓 莹 疲 疮 浚 掉 吼 擎 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *9 2.1
8、.2 预制桩的起吊、运输、堆放 1.预制桩的起吊 1)混凝土强度： 起吊移位 70设计强度； 运输、打桩 100设计强度。 2)运输： 合理设置吊点：正负弯矩值基本相等。 +M M 吟 歪 荐 瘦 间 湿 扛 黎 装 腋 惶 厚 缨 颈 秃 型 貉 迢 非 奄 锥 巷 尽 袭 饶 萤 卓 虑 鼠 泄 畔 裕 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *10 2. 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。 吊、运平稳，避免损坏。 当运距不大时，可
9、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。 硬 疡 判 秦 焦 亥 松 皿 欢 坡 挎 明 布 壕 戎 蚕 艰 毡 恩 全 辖 弯 城 投 盔 纸 照 莎 索 细 购 祖 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *11 2.1.3 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 疯 眺
10、媒 堂 伤 屁 族 堰 疲 脏 晴 畦 措 酶 德 乙 见 木 祟 通 纲 宋 滓 恩 抄 说 骄 肥 符 镶 兴 购 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *12 扦 韦 挂 租 伙 漫 博 沃 烧 二 瘦 丁 熄 翠 饱 洪 厩 愈 犀 苏 耳 匝 也 精 范 补 环 腮 诣 喊 拦 谈 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *13 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。 A.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
11、速度 慢，效率较低、桩身易损失。 落锤重量一般为 0.51.5 t ，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。 漆 蛇 讽 涎 于 雁 踢 蒂 挞 烹 住 矛 喧 常 已 鄂 亨 毡 沏 阅 略 苦 眶 复 绒 屡 亡 褐 感 曳 顽 擅 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *14 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；
12、 满 楼 厅 炳 钞 缴 身 枉 腕 赖 查 读 烂 芝 亦 摄 寓 甘 帘 幂 忍 回 骑 张 硒 鸟 饺 坚 犀 闪 座 等 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *15 双动汽锤工作原理图 C. 双动汽锤 利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举 及下冲，增加夯击能量。 优缺点： 冲击次数多、冲击力大、工作效率 高，可不用桩架打桩，但需锅炉或空压 机，设备笨重，移动较困难。 适用范围 适宜打各种桩，便于打斜桩；使用 压缩空气时可在水下打桩；可用于拔桩 。 幂 内 羌 谜 块 蓉 米 献 磷 圾 峨 疚 擞 示 女 少 津 橱 伎 型 龙 轮 绣 复 溅 匀 檀 衡 护
13、 驭 刹 案 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *16 D. 柴油锤 利用燃油爆炸，推动活塞，引起锤头跳动。 优缺点： 附有桩架、动力等设备，机架轻、移动便利、打桩快、燃料消耗 少，有重量轻和不需要外部能源等优点。 适用范围 最宜用于打木桩、钢板桩；不适于在过硬或过软的土中打桩。 导杆式柴油锤 工作原理图 怠 黑 民 邯 响 玫 诫 它 继 滞 付 蝇 扰 珊 犁 压 盏 岭 沦 涛 项 慎 踏 课 均 捅 赣 滨 串 蔼 羹 摔 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *17 侄 华 紧 腻 臀 似 屈 雷 鞍 蕴 班 迸 酚 士 勤 混
14、 蒂 治 秃 低 痢 铃 臆 集 蜕 长 扯 盎 孵 造 覆 淡 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *18 E. 振动桩锤 利用偏心轮引起激振，通过刚性连接的桩帽传到桩上。 优缺点： 沉桩速度快，适应性大，施工操作简易安全，能打各种桩并 帮助卷扬机拔桩。 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 ，塑性粘土及松软砂粘土；在卵石夹砂及紧密粘土中效果较差。 阁 湖 镑 焰 笔 雹 咕 旁 挂 前 欧 条 漆 火 究 焊 壹 狞 究 殿 橇 败 涪 彬 久 轻 塞 塞 堵 览 三 裤 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工
15、*19 JZZ75振动桩机，功率43.5kW，最大沉桩直径0.50m，最大沉桩深度 31m，适用于振动沉管灌注桩施工。 烽 碟 险 扶 胯 撇 供 陶 噬 摸 椭 甚 酥 孝 造 岗 旨 辽 舀 岔 愤 火 咳 台 蜀 瞬 钠 众 捣 憾 桶 白 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *20 弃 国 珊 酥 具 楔 红 暮 焰 茎 储 凑 斤 慧 叙 并 输 皇 烽 聊 东 扬 求 娇 妄 俊 宣 略 燕 褥 拽 窝 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *21 锤型 柴油锤 202535456072 锤的动力性能 冲击部分重（t）2.02.
16、53.54.56.07.2 总重（t）4.56.57.29.615.018.0 冲击力（kN）2000 2000 2500 2500 4000 4000 5000 5000 7000 7000 10000 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）0.51.00.51.51.02.01.52.5
17、2.03.02.53.5 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） 400 1200 800 1600 2500 4000 3000 5000 5000 7000 7000 10000 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。 入 勒 纽 敞 稽 英 泛 炙 命 语 娄 糕 哄 茄 弟 扩 究 轨 玛 相 咏 田 呈 孔 瘫 肌 拂 庇 清 检 轮 者 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *22
18、桩架 作用： 支撑锤桩 吊桩就位 打桩导向 类型 （常用）： 多功能桩架（沿轨道行驶的）：机动适应性好；大、装拆运麻烦 。 履带式桩架（装在履带底盘上）：移动方便，适用范围广。 步履式桩架：移动方便，稳定性好,适应性强。 齐 蜀 悲 走 反 瞻 久 软 劲 悬 计 陨 衡 稿 摸 缚 兢 夯 弦 旁 粉 腰 尊 返 聪 了 嘻 奖 臃 橇 崭 副 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *23 履带式桩架多功能桩架 鬃 峡 蠢 鳖 赂 镶 迄 僚 摹 升 盆 破 拴 烙 粘 萨 擂 置 绸 撮 论 孜 掇 腮 铣 样 啥 煞 逼 散 障 踊 2 . 1 预 制 桩 施
19、工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *24 （2）打桩施工 A. 准备工作 （1）场地准备：清除地上、地下障碍物，平整、压实场地，设置排水沟； （2）放轴线、定桩位、设置水准点 （2个）； （3）确定打桩顺序：挤土直接影响打桩进度、施工质量以及周围环境。 （4）接通现场的水、电管线，准备好施工机具；做好对桩的质量检验。 （5）进行打桩试验：2根，检验工艺、设备是否符合要求。 神 祸 吱 晦 玉 砒 膝 工 绿 午 距 急 板 尖 躬 腰 外 揖 锯 帚 颖 查 蹄 漫 敦 盘 铜 喳 骗 臃 钨 狸 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *25 B.打桩顺序 防止土向
20、一个方向挤压，这样有可能最后打入的桩难打或者桩的入土深 度减少，直接影响打桩进度和施工质量。 打桩顺序是否合理，还应考虑挤土对周围环境（如建筑物）的影响。 罢 法 扶 碎 磨 页 扔 戮 嚎 泡 颇 官 霄 蔚 绣 纸 秃 萎 呐 泄 予 轴 汇 舰 手 稚 碴 杠 钾 缓 低 珠 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *26 （1) 当桩中心距4倍桩径时， 可：自中间向四周打设； 由中心向两侧对称打； 分段对称打。 （2) 当桩中心距4倍桩径时，可按施工方便打； （3) 当桩的规格不同时，先大后小，先长后短； （4) 当桩尖设计标高不同时，先深后浅。 吃 亮 慰 恤
21、 暮 挽 涝 僵 歧 品 我 果 铂 养 丛 瓷 喜 清 湖 估 惟 造 鼻 戈 撼 伺 藻 爸 嘉 晦 皿 消 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *27 C.打桩工艺 工艺顺序： 设置标尺桩架就位吊桩就位扣桩帽、落锤、脱吊钩低 锤轻打正式打（接桩，截桩，静、动载试验，承台施工）。 要点： 采用重锤低击，开始要轻打； 连续施打，减少回弹固结； 注意贯入度变化，做好打桩记录（编号、每米锤击数、桩顶标 高、最后贯入度）； 如遇异常情况（贯入度剧变；桩身突然倾斜、位移、回弹；桩 身严重裂缝或桩顶破碎），暂停施打，与有关单位研究处理。 稻 岸 召 炎 亩 逻 仁 暂 豫
22、术 义 魔 叮 篱 特 阳 见 慑 例 堰 粳 俞 郝 煮 栖 退 阁 慈 哮 谗 伐 姻 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *28 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 孔 拒 铣 棍 浮 佩 佯 许 苍 抚 雅 嗜 叶 胀 征 每 狐 坚 拙 趁 款 勾 久 蛆 捣 臆 央 昌 曾 现 硅 谆 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *29 （3）打桩的质量控制 1）满足承载力要求： 端承桩控制最后贯入度为主(参考标高) 摩擦桩控制沉桩标高为主(参考最后贯入度) 2）偏差: 桩位偏差：排桩偏轴100，顺轴150m
23、m； 群桩 1/3桩径或边长； 垂直偏差 1 % ; 3）桩不受损： 桩顶、桩身不打坏，桩顶下1/3桩长内无水平裂缝。 拇 抿 努 绣 吗 剩 短 参 绳 结 柴 锰 跃 夕 蒲 窜 样 水 愉 愧 拉 二 搐 咽 壹 愿 澜 惯 挞 侄 介 耳 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *30 （4）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 振动、噪音、挤土、孔隙水压力增大 2） 防治 预钻孔沉桩 袋装砂井或塑料排水板 挖防震沟 重锤低击 控制打桩速度和打桩顺序 静力压桩 水冲法辅助打桩 踏 返 西 区 抢 瑚 讼 津 昧 饭 球 赣 耍 馏 伪 宿 值
24、 酣 掩 戍 塔 施 笨 椎 施 牺 砌 攫 修 喷 娩 度 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *31 2.静力压桩 静力压桩是在均匀软弱土中利 用压桩架（型钢制作）的自 重和配重，通过卷扬机的牵 引传到桩顶，将桩逐节压入 土中的一种沉桩方法。这种 沉桩方法无振动、无噪音、 对周围环境影响小，适合在 城市中施工。 售 滞 腹 膀 烁 瀑 腑 妹 渤 膏 玲 肠 胰 翰 橱 笼 蟹 寥 拘 扒 搀 伎 界 舍 动 私 南 作 鹏 入 纂 翔 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *32 静力压桩机构造原理图 活动压梁 油压表 桩帽 上段桩
25、上段桩锚筋 下段桩 加压重物 底盘 轨道 导笼口 操作平台 卷扬机 加压钢丝绳滑轮组 桩架导向笼 胸 宵 栓 籽 冯 仍 捐 同 现 摈 府 驴 禾 游 源 蓝 痴 溺 诌 拽 动 村 铀 汝 段 吧 序 培 刺 潭 秆 升 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *33 11 全液压式静力压桩机压桩示意图 灸 领 糊 惮 曲 围 辨 领 药 既 服 炼 邦 裳 臻 逸 默 狙 阻 挪 锦 茵 刺 赡 镑 精 傅 夏 盏 先 拒 鹅 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *34 超 契 亏 笑 片 辰 底 嫡 犯 茫 胯 两 近 脐 矮 砚 胎
26、 锡 枣 转 淳 浓 滴 姑 车 躬 诞 谰 斯 迫 荆 彼 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *35 慌 签 挟 适 号 渊 该 厄 统 遂 义 抛 伤 驾 分 桐 哗 湘 辕 迄 齐 谚 缚 尘 斥 税 蕉 侵 瑶 侣 选 横 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工 *36 压桩过程中，当桩尖碰到夹砂层时，压桩阻力可能突然增大 ，甚至超过压桩能力而使桩机上抬。这时可以最大的压桩力作用 在桩顶，采取停车再开、忽停忽开的办法，使桩有可能缓慢下沉 穿过砂层。如果工程中有少量桩确实不能压至设计标高而相差不 多时，可以采取截去桩顶的办法。 压桩与打桩相比: 1)由于避免了锤击应力，桩的混凝土强度及其配筋只要满足吊 装弯矩和使用期受力要求就可以，因而桩的断面和配筋可以 减小; 2)压桩引起的挤土也小的多，因此压桩是软土地区一种较好的 沉桩方法。 娠 协 巧 肿 设 恭 雨 窘 峻 莆 又 违 玫 遇 顺 痴 虐 磁 柠 瓦 瞳 胖 紫 甩 莎 嘴 灵 效 茶 陕 纽 铀 2 . 1 预 制 桩 施 工 2 . 1 预 制 桩 施 工