1、第三章 桩基施工,主讲：刘炳南,主要内容,预制桩 混凝土方（园）桩 预应力混凝土管桩 钢管桩 钻孔灌注混凝土桩 螺旋钻孔灌注桩 泥浆护壁成孔灌注桩 套管成孔扩底灌注桩 多支盘灌注桩,第一节 预制桩施工,混凝土预制桩将预制的钢筋混凝土桩、预应力砼空心管桩及钢管桩等用机械锤击法或其他方法打入地基内，并在桩顶上做承台，承受上部荷载，这就是预制桩基础。工程上应用最多的一种桩型，它系先在工厂或现场进行预制，然后用打（沉）桩机械，在现场就地打（沉）入到设计位置和深度。,混凝土预制桩优缺点优点：桩单方承载力高，桩预制制作，不占工期，打设方便，施工准备周期短，施工质量宜于控制，成桩不受地下水影响，生产效率高，
2、施工速度快，工期短，无泥浆排放问题等。缺点：打（沉）桩振动大，噪声高，挤土效应显著，造价高。由于地质起伏，桩的长度不易控制，常遇到截桩、接桩。遇到砂层不宜穿透。适用：一般粘性土、粉土、砂土、软土等地基应用。,1、工程地质勘察,工程地质勘察是桩基设计与施工的主要依据。（1）勘探点的平面布置（2）工程土质柱状图和剖面图（3）土的物理力学指标和建议的单桩承载力 （桩头阻力；桩测摩阻力）（4）静力触操或标准费入实验（5）地下水位情况,2、桩的制作、运输和堆放,预制厂制作，商品桩 现场制作应编制施工组织设计制作方法有并列法、间隔法、重叠法等。连续浇筑砼，达100%强度后，才能堆放、吊运。,3、桩的打设,
3、锤击法、振动法（沙土中）、水冲法、钻孔锤击法、静压桩法等。 锤击法：最基本的方法，利用锤的冲击力克服土对桩的阻力，使桩沉到预定的深度或达到持力层。 振动法：用一个大功率的电力振动器，利用振动力以减少土对桩的阻力，使桩沉入土中。 水冲法：锤击法的一种辅助法，利用高压水流经依附于桩侧面或空心桩内部的射水管，冲松桩尖土层，便于锤击。 静力压桩法：适用于软弱土层，压桩时借助于压桩机的自身重量将桩压入水中。,打（沉）桩机械设备：由桩锤和桩架两部分组成。桩锤又分为落锤、单动气锤、双动气锤、柴油锤、振动锤几种。其中柴油锤最为普遍、常用的是柴油桩锤，又分导杆式和筒式两类。 打桩时要注意打桩顺序：逐排打，自边沿
4、向中打，自中向边打和分段打。对大的打桩群应分区用多台桩机同时打。,打桩时要注意事项：均匀打；及时纠偏；注意贯入度的变化；接桩；做好每根桩的记录。,4、施工常见问题分析,桩上涌、土隆起在打桩过程中，桩打入土中排挤土体、使土体压缩，当土体被挤到极限时，向上涌起，抬高地面，这种现象较为普遍，对桩承载力无影响。 桩顶位移 桩头破损大多由于砼强度不足，桩头钢筋设置不合理，锤击偏心，桩垫厚度不足。 截桩原因：钻探孔较少不能反应实际情况；地质变化大；预制桩长度按米供应；施工单位存在宁截桩不接桩的思想。,钢管桩,钢管桩不加桩，直接开口打。土涌入管内达一定高度后，因挤密封死。具有重量轻、刚性好，强度高；易于加工
5、，搬运、堆放方便；接头电焊，桩长易于调节；挤土量小，对周围桩体和其它建筑物影响亦小等一系列优点。但设备复杂，振动噪音大，用钢量大造价高。适用于沿海饱和软粘土地区城市中心的高层及超高层建筑。如上海金茂大厦，高420m，88层，采用429根914.4x12的钢管作桩基，桩长65m，入土深度达82.5m。,钢管桩施工特点,沉桩方法：锤击、振动、静力压法。 打桩：先挖土后打桩；先打桩后挖土。（在软土地区，地下水位较高，为避免排水，一般多采用先打桩后挖土。）,施工顺序：桩基安装桩基移动就位吊桩插桩锤击下沉接桩锤击至设计深度内切钢管桩精割戴帽。 打桩顺序：先中间后打外围（或两侧），先打长后打短，先打大后打
6、小。,打桩对周围环境的影响,打桩破坏了土体内部原来静力平衡，产生了下列变化： 地面垂直隆起，土体产生水平位移； 土孔隙中静水压力升高，形成超静孔隙水压力，水沿桩身向上渗流； 沉桩后期会发生新的沉降。,为减少对周围环境的影响，采取以下措施：,减少和限制沉桩和挤土影响采用预钻孔打桩工艺（钻孔不超过桩长1/3）合理安排沉桩顺序控制沉桩速率控应力释放沟（深1.52m，两边放坡，沟底 钻孔取土。） 减少超静孔隙水压力增加袋装沙井人为造成排水通道预埋塑料排版 减少振动影响静压或重锤轻击,第二节 灌注桩施工,主要灌注桩的施工 钻孔灌注桩 大直径扩底灌注桩 挤扩多分支承力盘与多支盘灌注桩 夯扩灌注桩,一、钻孔
7、灌注桩施工,钻孔灌注桩 钻孔灌注桩施工可采用干式或湿式成孔，成孔后吊放钢筋笼，灌注混凝土而成。 施工时要保证设计要求的桩位、孔径、孔深、孔的垂直精度和桩顶标高，并保证孔底沉渣厚度满足规范要求。 干式成孔的钻孔灌注桩 螺旋钻孔灌注桩 湿式成孔的钻孔灌注桩 回转钻机,干式成孔螺旋钻孔灌注桩施工,施工工艺：移车就位立桩位标杆调直钻杆对准桩位钻进并随时注意钻杆垂直度钻到预定深度、清底提钻成孔质量检验盖盖板。 新工艺：有压力的水泥浆注入桩端深入虚土及砂卵石空隙，形成一个有端阻力的固结桩头，并产生反力将桩微量上抬，加大了侧阻力，提高了承载力。 其他成孔方法 大芯管、小叶片的螺旋钻机成桩法 日本的工法 钻孔
8、压浆成桩法,湿式成孔回转钻机成孔的灌注桩施工,回转钻机是目前灌注桩施工用得最多的施工机械，该钻机设备性能可靠，效率高，质量好。它适用于松散土层、黏土层、沙砾层、软硬岩层等各种地质条件。 回转钻机成孔工艺应用较多，主要有: 正循环回转钻机成孔 反循环回转钻机成孔,回转钻机成孔的灌注桩施工程序图,回转钻机工艺原理,正循环回转钻机设备简单、工艺成熟，适于孔深不太深、孔径800mm；孔径较大时，排碴能力弱。 反循环回转钻机泥浆上返速度大，排碴能力强，成孔效率高。,其他湿式成孔的钻孔灌注桩方法 冲击式钻孔机成孔 潜水电钻成孔 斗式钻头成孔机成孔 全套管护壁成孔钻机成孔 回转钻机成孔,二、大直径扩底灌注桩
9、施工,在深基础工程中桩基是主要手段，而在桩基应用最广泛的是混凝土灌注桩。在高层建筑中大直径混凝土灌注桩的应用越来越普遍。因具有一系列优点：1.单桩承载力高，一根桩能承受几百吨乃至几千吨，能满足高层建筑的框架结构和剪力墙结构的需要，由于单桩承载力高，可以做到一根柱子下面只有一根桩，可以不作作承台，费用较低；2.岩层埋藏较浅时，大直径灌注桩可以嵌入岩层一定深度，使桩更加牢靠；,3.大直径灌注桩由于成孔直径大，施工时下放钢筋方便，灌注水下混凝土也易于保证质量；4.大直径灌注桩既能承受垂直荷载，也能承受较大的水平荷载，而且能嵌入地层一定深度，其抗震性能也较好，同时沉降也小，能防止不均匀沉降；5.灌注桩
10、施工不存在沉桩挤土问题，震动噪声均很小，对临近的建筑物、构筑物及地下管线、道路等危害极小。这也是灌注桩广泛应用的原因之一；但是，混凝土灌注桩成桩工艺较复杂，尤其是湿作业成孔时，成桩速度也较慢。且成桩质量与施工好坏密切相关 ，成桩也难以直观的进行检查。,大直径的混凝土灌注桩在我国高层建筑施工中得到越来越广泛的应用，并且通过实践，在机械设备、成桩工艺和质量检测方面都取得长足的进步。混凝土灌注桩的成孔，按设计要求和地质条件设备状况，可采用钻、冲、抓、挖等不同方式，但以钻孔为最多。成孔作业还分为干式成孔(孔内无水)和湿式成孔(孔内有水)，分别采用不同的成孔设备和技术措施。湿失成孔时，需采用泥浆护壁，并
11、用水下混凝土的浇筑方式浇筑桩身混凝土。,大直径扩底灌注桩基础,种类及施工工艺：人工挖孔扩孔桩机钻孔人工扩孔桩场地平整放线组装机械移机就位校杆对正钻孔清土移开钻机测孔深机钻完毕。机钻机扩孔,人工挖孔扩孔桩施工工艺,做好放线定位工作； 根据土质岩层情况，采用人工挖土或风镐掘进； 护壁用四块弧形钢模拼装而成； 如遇地下水，可挖一集水坑边抽水边往下挖； 开挖3m后用抽风机通风； 按方案和设计要求扩底； 下钢筋笼、浇筑砼。,质量控制及安全措施,质量控制孔底检查及清理保证桩的垂直度钢筋骨架要保证不变形砼必须振捣密实 安全措施人工挖孔主要防止孔壁坍塌并保护孔内空气新鲜，防止有害气体。,三、挤扩多分支承力盘与
12、多支盘灌注桩施工,挤扩多分支承力盘（多支盘）灌注桩，为一种新型变截面桩，是在普通灌注桩基础上，在桩身不同部位设置分支和承力盘，或仅设置承力盘而成。 特点： 单桩承载力高 节约原材料 成本低 适应性强 施工机械化程度高 适用于黏性土、粉土、细砂土及软土；不适于在淤泥质土、中粗砂层、砾石层及液化土层,多支盘桩施工工艺,多支盘桩施工工艺为：,施工中的注意事项,分支、盘位应选在较好的土层。如施工中发现土层不能满足设计要求，为提高承载力，应根据具体情况适当加深0.51.5m,或在桩上增加24个分支（或12个承载盘），以保证达到要求的承载力； 当桩距小于3.5d（d-主桩直径）时，钻机应间隔钻孔，以免造成
13、坍孔，影响桩身质量； 桩的分支未配钢筋，因此混凝土要保证密实； 每一支盘应按规定转角及次序认真挤扩； 挤扩盘过程中，随着盘体体积增大，应不断补充泥浆，尤其在支盘成型器上提过程中。,四、夯扩灌注桩施工,夯扩灌注桩是在锤击沉管灌注桩基础上发展起来的一种新型桩。主要是由于桩扩底。能增大桩端持力层的承载力，因而提高了单桩的承载力，有较好的技术经济效果.在我国一些地区已推广使用。它适用于一般黏性土、淤泥质土、黄土、硬黏性土等。,夯扩桩的施工工艺程序,按基础平面图测放出各桩的中心位置，并用套管和撒石灰标出桩位 机架就位，在桩位垫一层150-200mm厚与灌注桩同强度等级的干硬性混凝土，放下桩管，紧压在其上
14、面，以防回淤 将外桩管和内套管套叠同步打入设计深度 拔除内夯管并在外桩管内灌入第一批混凝土，高度为H，混凝土量一般为0.1-0.3立方米 将内夯管放回外桩管中压在混凝土面上，并将外桩管拔起h高度(hH)，一般为0.6-1.0m 用桩锤通过内夯管将外桩管中灌入的混凝土挤出外管 将内外管再同时打至设计要求的深度(h深度)，迫使其内部混凝土向下部和四周基土挤压，形成扩大的端部，完成一次夯扩。,夯扩桩的施工工艺流程图,根据设计要求，可重复以上施工程序进行二次夯扩 ：拔出内夯管在外管内灌第二批混凝土，一次性浇筑桩身所需高度再插入内夯管紧压管内混凝土，边压边徐徐拔起外桩管，直至拔出地面。以上H、h等参数要通过试验确定，作为施工的控制依据。,夯扩沉管灌注桩两种形成方法：,沉管由桩管和内击锤组成，沉管在振动力及机械自重作用下，到达设计位置后，灌入混凝土，用内击锤夯击管内混凝土使其形成扩大头；采用单管用振动加压将其沉到设计要求的深度，往管内灌入一定高度的扩底混凝土后向上提管，此时桩尖活瓣张开，混凝土进入孔底，由于桩尖受自重和外侧阻力关闭，再将桩管加压振动复打，迫使扩底混凝土向下部和四周挤压，形成扩大头。,
