1、2 桩基础工程桩基础工程 学习重点： 钢筋混凝土预制桩和混凝土灌注桩施工及质量检验标准，对泥浆护壁成孔灌注桩施工过程及方法。 学习要求：v 了解桩基础组成及分类；v 掌握预制桩施工顺序确定、注意事项、质量事故产生的原因和预防措施；了解静力压桩特点和施工方法；v 了解泥浆护壁成孔施工过程及工艺原理；v 掌握沉管灌注桩、大直径人工挖孔灌注桩的施工方法，常见质量事故的预防和处理，安全施工措施；v 了解预制桩、灌注桩质量检验标准。 桩基础 是深基础应用最多的一种基础形式，它由若干个沉入土中的桩和连接桩顶的承台或承台梁组成。 桩的作用 是将上部建筑物的荷载传递到深处承载力较强的土层上，或将软弱土层挤密实
2、以提高地基土的承载能力和密实度。 桩按 受力情况 分为 端承桩 和 摩擦桩 两种 (图 2.1)v 端承桩 是穿过软弱土层而达到坚硬土层或岩层上的桩，上部结构荷载主要由岩层阻力承受；施工时以控制贯入度为主，桩尖进入持力 层深度或桩尖标高可作参考。v 摩擦 桩 完全 设 置在 软 弱土 层 中，将 软 弱土 层挤 密实 ，以提高土的密 实 度和承 载 能力，上部 结 构的荷 载 由 桩 尖阻力和 桩 身 侧 面与地基土之 间 的摩擦阻力共同 承受，施工时以控制桩尖设计标高为主，贯入度可作参考。 桩按施工方法分为 预制桩 和 灌注桩v 预 制 桩 根据沉入土中的方法，可分 打入 桩 、 水冲沉 桩
3、 、 振 动 沉 桩 和 静力 压桩 等；v 灌注 桩 是在 桩 位 处 成孔，然后放入 钢 筋骨架，再 浇 筑混凝土而成的 桩 。灌注 桩 按成孔方法不同，有 钻 孔灌注 桩 、 挖孔灌注 桩 、 冲孔灌注 桩、 套管成孔灌注 桩 及 爆扩成孔灌注桩 等。 2.1 钢筋混凝土预制桩施工 本章小结 本章内容End 2.2 混凝土灌注桩施工 2.1 钢筋混疑土预制桩施工钢筋混疑土预制桩施工 钢 筋混凝土 预 制 桩 ： 在 预 制构件厂或施工 现场预 制，用沉 桩设备 在 设计 位置上将其沉入土中，其特点： 坚 固耐久，不受地下水或潮湿 环 境影响，能承受 较 大荷 载 ，施工机械化程度高， 进
4、度快，能适应不同土层施工。 钢筋混凝土预制桩是我国目前广泛采用的一种桩型。 钢筋混凝土预制桩有 方形实心断面桩 和 圆柱体空心断面桩 。 钢筋混凝土预制桩施工前，应根据施工图设计要求、桩的类型、成孔过程对土的挤压情况、地质探测和试桩等资料，制定施工方案。其 主要内容包括 ：确定施工方法，选择打桩机械， 确定打桩顺序，桩的预制、运输，以及沉桩过程中的技术和安全措施。2.1.1 施工准备 场地平整及周边障碍物处理 定桩位及埋设水准点 依据施工图设计要求，把桩基定位轴线桩的位置在施工现场准确地测定出来，并作出明显的标志。在打桩现场附近设置 2 4个水准点，用以抄平场地和作为检查桩入土深度的依据。桩基
5、轴线的定位点及水准点，应设置在不受打桩影响的地方。 桩帽、垫衬和送桩设备机具准备 管桩及长度在 10m以内的方桩在预制厂制作，较长的方桩在打桩现场制作。 模板 可以保证桩的几何尺寸准确，使桩面平整挺直；桩顶面模板应与桩的轴线垂直；桩尖四棱锥面呈正四棱锥体，且桩尖位于桩的轴线上；底模板、侧模板及重叠法生产时，桩面间均应涂刷好隔离层，不得粘结。 2.1.2 桩的制作、运输、堆放 钢筋骨架 的主筋连接宜采用对焊；主筋接头配置在同一截面内数量不超过 50%；同一根钢筋两个接头的距离应大于 30d0并不小于 500mm。 桩顶和桩尖直接受到冲击力易产生很高的局部应力，桩顶和桩尖钢筋配置(如 图 2.2所
6、示 )应作特殊处理。钢筋骨架制作允许偏差应 符合 表 2.1的规定。 表 2.1 预制桩钢筋骨架质量检验标准 项 序 检 查 项 目 允许偏差或允许值 (mm) 检查方法 主控项目1 主筋距桩顶距离 5 用钢尺量2 多节桩锚固钢筋位置 5 用钢尺量3 多节桩预埋铁件 3 用钢尺量4 主筋保护层厚度 5 用钢尺量一般项目1 主筋间距 5 用钢尺量2 桩尖中心线 10 用钢尺量3 箍筋间距 20 用钢尺量4 桩顶钢筋网片 10 用钢尺量5 多节桩锚固钢筋长度 10 用钢尺量 混凝土制作宜用机械搅拌、机械振捣；浇筑混凝土过程中应严格保证钢筋位置正确，桩尖应对准纵轴线，纵向钢筋顶部保护层不宜过厚，钢筋
7、网片的距离应正确，以防锤击时桩顶破坏及桩身混凝土剥落破坏。采用叠层法生产时，上层桩和邻桩浇筑，必须在下层和邻桩的混凝土强度达到设计强度的 30%以后才能进行。浇筑完毕后，立即加强养护，防止由于混凝土收缩产生裂 缝，养护时间不少于 7d。 钢筋混凝土预制桩的质量检验标准应符合 表 2.2的规定。 项 序 检 查 项 目 允许偏差或允许值 (mm) 检查方法 单位 数值主控项目1 桩体质量检验 按基桩检测技术规范 按基桩检测技术规范 2 桩位偏差 见本表 用钢尺量3 承载力 按基桩检测技术规范 按基桩检测技术规范 一般项目1 砂、石、水泥、钢材等原 材料 (现场预制时 ) 符合设计要求 查 出厂
8、质 保 文件或抽样送检 2 混凝土配合比及强度 (现场预制时 ) 符合设计要求检查 称量及 查试块记 录 3 成品桩外形 表面平整、 颜 色均匀、掉角深度 10mm， 蜂 窝面 积 小于 总 面 积 0.5% 直观 表 2.2 钢筋混凝土预制桩的质量检验标准 项 序 检 查 项 目 允许偏差或允许值 (mm) 检查方法 单位 数值一般项目4 成品桩裂缝 (收缩裂缝或起吊、装、堆放引起的裂缝 ) 深度 20mm， 宽度 0.25mm， 横向裂缝不超过边长的一半 裂缝测定仪，该基在地下水有侵蚀地区及锤击数超过 500击的长桩不适用 5成品桩尺寸：横截面边长 桩顶对角线差 桩尖中心线 桩身弯曲矢高桩
9、顶平整度 mmmmmmmm 5 1.07秒表 测 定秒表 测 定8 桩顶标高 mm 50 水准仪 9 停锤标准 设计要求 现场实测或查沉桩记录 钢筋混凝土预制桩应达到设计强度的 70%才可起吊；达到 100%设计强度才能运输和打桩。 若 提前吊运，必须采取措施并经过验算合格方可进行。 桩在起吊搬运时，必须做到平稳，避免冲击和振动，吊点应同时受力，且吊点位置应符合设计规定。如无吊环，设计又未作规定时，绑扎点的数量及位置按桩长而定，应符合起吊弯矩 最小的原则，可按 图 2.3所示的位置捆绑。2.1.3 打入法施工 打入法 也称 锤击 法，是利用 桩锤 落到 桩顶 上的冲 击 力来克服土 对桩 的阻
10、力，使 桩 沉到 预 定的 深度或达到持力层的一种打桩施工方法。 锤击 沉 桩 是混凝土 预 制 桩 常用的沉 桩 方法，它施工速度快，机械化程度高，适用范 围 广，但施工 时 有冲撞噪声和 对 地表 层 有振 动 ，在城区和夜 间施工有所限制。 2.1.3.1 打桩设备及选择 打桩设备包括 桩锤 、 桩架 和 动力装置 。 (1) 桩锤 桩锤 可 选 用 落 锤 、 汽 锤 、 柴油打 桩锤 和 振 动锤 。 落锤 一般由铸铁制成。有 穿心锤 和 龙门锤 两种，重0.2 2t。 它利用 绳 索或 钢丝绳 通 过 吊 钩 由卷扬机沿桩架导杆提升到一定高度，然后自由落下击打桩顶 (如图 2.4)
11、 。 汽锤 是以高压蒸汽或压缩空气为动力的打桩机械，有单动汽锤 和 双动汽锤 两种 (如图 2.5) 。 柴油打桩锤 利用燃油爆炸来推动活塞往返运动进行锤击打桩， 柴油 桩锤与桩架、动力设备配套组成柴油打桩机。 振 动锤 是利用机械 强 迫振 动 ，通 过桩 帽 传 到 桩 上使桩 下沉 。 锤重选择 应根据地质条件、工程结构、桩的类型、密集程度及施工条件等参考 表 2.3选用。 表 2.3 锤重选择表 锤 型 柴 油 锤 (t) 20 25 35 45 60 72锤的动力性能 冲击部分重 (t) 2.0 2.5 3.5 4.5 6.0 7.2总 重 (t) 4.5 6.5 7.2 9.6 1
12、5.0 18.0冲击力 (kN) 2000 20002500250040004000500050007000700010000常用冲程 (m) 1.82.3桩 的 边长或直径 预制方桩、预应力管桩的边长或直径 (cm) 2535 3540 4045 4550 5055 5560钢管桩直径 (cm) 40 60 90 90100持力层粘性土粉土 一般进入深度 (m) 12 1.52.5 23 2.53.5 34 35静力触探比贯入阻力 Ps平均值 (MPa) 3 4 5 5 5 5砂土 一般进入深度 (m) 0.51 0.51.5 12 1.52.5 23 2.53.5标准贯入击数 N(未修正
13、) 1525 2030 3040 4045 4550 50锤的常用控制贯入度 (cm/10击 ) 23 35 48设计单桩极限承载力 (kN) 4001208001600250040003000500050007000700010000(2) 桩 架 桩 架 是支持 桩 身和 桩锤 ，在打 桩过 程中引 导桩 的方向及维 持 桩 的 稳 定，并保 证桩锤 沿着所要 求方向冲击的设备。 桩架一般由 底盘 、 导向杆 、 起吊设备 、 撑杆 等组成。 根据 桩 的 长 度、 桩锤 的高度及施工条件等 选择桩 架和确定 桩 架高度。 桩 架高度 =桩长 +桩锤 高度 +滑 轮组 高 桩架用钢材制作，
14、按移动方式有 轮胎式 、 履带式 、 轨道式等。 履 带 式 桩 架 (图 2.6)以履 带 式起重机 为 主机，配 备桩 架工作装置而 组 成。操作灵活，移 动 方便，适用于各种 预 制 桩和灌注 桩的施工。 (3)动力装置打 桩 机械的 动 力装置是根据所 选桩锤 而定的。当采用空气 锤时 ， 应 配 备 空气 压缩 机；当 选用 蒸汽锤时，则要配备蒸汽锅炉和绞盘。 2.1.3.2 打桩顺序的确定 打 桩顺 序直接影响到 桩 基 础 的 质 量和施工速度， 应 根据桩 的密集程度 (桩 距大小 )、 桩 的 规 格、 长 短、 桩 的 设计标 高、工作面布 置、工期要求等综合考虑，合理确定打桩顺序。 根据 桩 的密集程度，打 桩顺 序一般分 为 逐段打 设 、 自中部向四周打 设 和 由中 间 向两 侧 打 设 三种，如 图 2.7所示。v 当 桩 的中心距不大于 4倍 桩 的直径或 边长时 ， 应 由中间 向两 侧对 称施打 (图 2.7(c)， 或 由中间向四周施打(图 2.7(b)。v 当 桩 的中心距大于 4倍 桩 的 边长 或直径 时 ，可采用上述两种打法，或逐排 单 向打 设 (图 2.7(a) 。 根据基 础 的 设计标 高和 桩 的 规 格，宜按 先深后浅、先大后小、先 长 后短 的 顺 序 进 行打 桩。
