1、1第二章 桩基础工程 2.1 概述1. 建（构）筑物的基础形式有哪几种？一般如何选用？ 2. 不同形式承载桩的桩身应力分布应是怎样的？ 答：在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩侧阻力承受的桩为摩擦型桩，桩顶荷载主要由桩侧阻力承受的桩为端承摩擦型桩；在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩端阻力承受的桩为端承型桩，桩顶荷载主要由桩端阻力承受的桩为摩擦端承型桩。承载桩类型不同，应力分布也不相同。应力分布如图所示。 摩擦型 端承摩擦型 摩擦端承型 端承型 3. 按施工方法桩可分成哪几类？ 答：按桩的施工方法，桩可分为预制桩和灌注桩两类。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
2、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。 4. 桩型和成桩工艺的选择依据主要有哪些？ 答：桩型与工艺选择应根据建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层土类、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等，选择经济合理、安全适用的桩型和成桩工艺。2.2 预制桩施工1. 土木工程中什么情况下需采用桩基础? 一般多层建筑物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
3、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，则需采用深基础。2. 桩有哪些类型? 12 按桩的施工方法，桩可分为预制桩和灌注桩两类。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。3. 预制桩制作，搬运，堆放有哪些要求? 12 4.锤击法施工设备是怎样的? 2锤击法是利用桩锤的冲击克服土对桩的阻力，使桩沉到预定
4、深度或达到持力层。这是最常用的一种沉桩方法。打桩机包括桩锤、桩架和动力装置。5. 打桩前要做哪些准备工作? 打桩前应做好下列准备工作：处理架空 ( 高压线 ) 和地下障碍物，场地应平整，排水应畅通，并满足打桩所需的地面承载力；设置供电、供水系统；安装打桩机等。 施工强还应做好定位放线。桩基轴线的定位点及水准点，应设置在不受打桩影响的区域，水准点设置不少于 2 个。在施工过程中可据此检查桩位的偏差以及桩的入土深度。6. 打桩的顺序如何确定? 打桩顺序合理与否，会直接影响打桩速度、打桩质量及周围环境。当桩距小于 4 倍桩的边长或桩径时，打桩顺序尤为重要。打桩顺序影响挤土方向。打桩向哪个方向推进，则
5、向哪个方向挤土。根据桩群的密集程度，可选用下述打桩顺序：由一侧向单一方向进行（图 2-4a ）；自中间向两个方向对称进行（图 2-4b ）；自中间向四周进行（图 2-4c ）。第一种打桩顺序，打桩推进方向宜逐排改变，以免土朝一个方向挤压而导致土壤挤压不均匀，对于同一排桩，必要时还可采用间隔跳打的方式。对于密集桩群，应采用自中间向两个方向或向四周对称施打的顺序；当一侧毗邻建筑物或有其他须保护的地下、地面构筑物、管线等时，应由毗邻建筑物处向另一方向施打。 a ）由一侧向单一方向进行； b ）由中间向两个方向进行； c ）由中间向四周进行图 2-4 打桩顺序此外，根据桩及基础的设计标高，打桩宜先深后
6、浅；根据桩的规格，则宜先大后小，先长后短。这样可避免后施工的桩对先施工的桩产生挤压而发生桩位偏斜。 7. 打桩方法的要点有哪些? 8. 打桩质量如何控制? 打桩的质量控制包括打桩前、打桩过程中的控制以及施工后的质量检查。 施工前应对成品桩做外观及强度检验， 锤击预制桩，应在强度与龄期均达到要求后，方可锤击。 接桩用焊条或半成品硫磺胶泥应有产品合格证书，或送有关部门检验。 打桩开始前应对桩位的放样进行验收，桩位放样允许偏差对群桩为 20mm 、对单排桩为 10mm 。 施工过程中应检查桩的桩体垂直度、沉桩情况、贯入情况、桩顶完整状况、电焊接桩质量、电焊后的停歇时间等。对电焊接桩，重要工程应对电焊
7、接头做 10% 的焊缝探伤检查。 3打桩时，桩顶破碎或桩身严重裂缝，应立即暂停，在采取相应的技术措施后，方可继续施打。打桩时，除了注意桩顶与桩身由于桩锤冲击破坏外，还应注意桩身受锤击拉应力而导致的水平裂缝，在软土中打桩，在桩顶以下 1/3 桩长范围内常会因反射的张力波使桩身受拉而引起水平裂缝。开裂的地方往往出现在吊点和混凝土缺陷处，这些地方容易形成应力集中。采用重锤低速击桩和较软的桩垫可减少锤击拉应力。 此外，还应监测打桩施工对周围环境有无造成影响。 打桩施工结束后，应进行桩基工程的桩位验收。打入桩的桩位偏差，必须符合表 2-2 的规定。 序号 项 目 允许偏差（mm）垂直于基础梁中心线 10
8、0+0.01H1 盖有基础梁的桩 沿基础梁中心线 150+0.01H2 桩数为 13 根桩基中的桩 1003 桩数为 416 根桩基中的桩 1/3 桩径或边长最外边的桩 1/3 桩径或边长4桩数大于 16 根桩基中的桩 中间桩 1/2 桩径或边长注：H 为施工现场地面标高与设计桩顶标高的距离。按标高控制的桩，桩顶标高的允许偏差为-50+100mm。斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15%（倾斜角系桩的纵向中心线与铅垂线间夹角）。打桩施工结束后，工程桩应进行承载力检验，一般采用静载荷试验的方法进行检验，检验桩数不应少于总数的 1%，且不应少于 3 根，当总桩数少于 50 根时，不应少于 2
9、根此外，还应对桩身质量应进行检验。9. 打桩有哪些公害？如何防治？ 10. 静力压桩如何施工？ 施工方案 施工计划 施工平面图 静力压桩压桩机应根据土质情况配足额定重量。施工中桩帽、桩身和送桩的中心线应重合，压同一根（节）桩应缩短停顿时间，以便于桩的压入。长桩的静力压入一般也是分节进行，逐段接长。当第一节桩压入土中，其上端距地面 1m 左右时将第二节桩接上，继续压入。对每一根桩的压入，各工序应连续。其接桩处理与锤击法类似。2.3 灌注桩施工1. 什么是灌注桩? 灌注桩是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成。灌注桩能适应各种地层，无需接桩，施工时无振动、无挤土、噪音小，宜在建
10、筑物密集地区使用。但其操作要求严格，施工后需较长的养护期方可承受荷载，成孔时有大量土渣或泥浆排出。根据成孔工艺不同，分为干作业成孔的灌注桩、泥浆护壁成孔的灌注桩、套管成孔的灌注桩和爆扩成孔的灌注桩等。灌注桩施工工艺近年来发展很快，还出现夯扩沉管灌注桩、钻孔压浆成桩等一些新工艺。2. 干作业成孔有哪些方法? 灌注桩成孔主要方法分为干作业法、泥浆护壁法、套护壁管法及沉管灌注桩法等。干作业法又分螺旋钻孔、洛阳铲成孔灌注桩、人工挖孔灌注桩等；泥浆护壁成孔可采用潜水钻成孔、回旋钻成孔等；套护壁管法有4贝诺托成孔法、螺旋钻孔等；沉管灌注桩法锤击沉管成孔、振动沉管成孔以及振动 - 冲击沉管成孔、爆扩成孔等。
11、3. 螺旋钻成孔机械是怎样的? 螺旋钻孔是干作业成孔常用的方法之一，它利用螺旋钻机成孔。通过动力旋转钻杆，使钻头的螺旋叶片旋转削土，土块沿螺旋叶片提升排出孔外（图 2-9 ） 。在软塑土层，含水量大时，可用疏纹叶片钻杆，以便较快地钻进。在可塑或硬塑粘土中，或含水量较小的砂土中应用密纹叶片钻杆，缓慢、均匀地钻进。操作时要求钻杆垂直，钻孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻进时，可能是遇到石块等异物，应立即停机检查。全叶片螺旋钻机成孔直径一般为 300600 mm ，钻孔深度为 820 m 。钻进速度应根据电流值变化及时调整。在钻进过程中，应随时清理孔口积土，遇到塌孔、缩孔等异常情况，应及时研究解决。4.
12、泥浆护壁成孔机械常用的有哪几种? 成孔机械有回旋钻机、潜水钻机、冲击钻等，其中以回旋钻机应用最多。5. 泥浆在成孔过程中有什么作用? 在钻孔过程中，为防止孔壁坍塌，在孔内注入高塑性粘土或膨润土和水拌合的泥浆，也可利用钻削下来的粘性土与水混合自造泥浆。这种护壁泥浆与钻孔的土屑混合，边钻边排出泥浆，同时进行孔内补浆，进行泥浆循环。泥浆具保护孔壁、防止坍孔的作用，同时在泥浆循环过程中还可携带土渣排出钻孔，并对钻头具有冷却与润滑作用。6. 泥浆由哪些成分组成? 护壁泥浆是由高塑性粘土或膨润土和水拌合的混合物，还可在其中掺入其他掺合剂，如加重剂、分散剂、增粘剂及堵漏剂等。7. 泥浆循环是怎么一回事? 根
13、据泥浆循环方式的不同，分为正循环和反循环。根据桩型、钻孔深度、土层情况、泥浆排放条件、允许沉渣厚度等进行选择，但对孔深大于 30 m 的端承型桩，宜采用反循环成孔及清孔。 正循环回旋钻机成孔的工艺如图 2-15a 所示。泥浆由钻杆内部注入，并从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出流入沉淀池，经沉淀的泥浆流入泥浆池再注入钻杆，由此进行循环。沉淀的土渣用泥浆车运出排放。 反循环回旋钻机成孔的工艺如图 2-15b 所示。泥浆由钻杆与孔壁间的环状间隙流入钻孔，然后，由砂石泵在钻杆内形成真空，使钻下的土渣由钻杆内腔吸出至地面而流向沉淀池，沉淀后再流入泥浆池。反循环工艺的泥浆上流的速度较高，排放渣土的能力强大。 8. 套管成孔施工的工艺流程是怎样的? 套管成孔灌注桩是利用锤击打桩法或振动沉桩法，将带有活瓣式桩尖或带有钢筋混凝土桩靴的钢套管沉入土中（图 2-16 ） ，然后边拔管边灌注混凝土而成。若配有钢筋时，则在浇筑混凝土前先吊放钢筋骨架。利用锤击沉桩设备沉管、拔管，称为锤击沉管灌注桩；利用激振器的振动沉管、拔管时，称为振动沉管灌注桩。也可采用振动 - 冲击双作用的方法沉管。9. 套管成孔沉管的方法有哪几种？
