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1、1桩基工程桩基工程一、桩基及其作用一、桩基及其作用桩基构成：桩桩基构成：桩+承台承台（可为独立、条形、筏、箱）（可为独立、条形、筏、箱）有高、低两种，前者用于桥梁、码头，后者用于建筑桩基有高、低两种，前者用于桥梁、码头，后者用于建筑桩基荷载传递路径：荷载传递路径：上部结构上部结构承台承台桩桩地基地基3桩的作用：桩的作用：（1）将荷载传至硬土层（图）将荷载传至硬土层（图4-1a），或分配到较大的深度范围），或分配到较大的深度范围（图（图4-1b），以提高承载力。，以提高承载力。4（2）减小沉降，从而也减小沉降差，故地基强度够，而变形不合要求时亦用）减小沉降，从而也减小沉降差，故地基强度够，而变形
2、不合要求时亦用。两塔过近，会两塔过近，会相对倾斜，用相对倾斜，用桩基解决桩基解决厂房内堆载，使柱下基础倾厂房内堆载，使柱下基础倾斜，导致柱子开裂。可用桩斜，导致柱子开裂。可用桩基解决。基解决。5（3）抗拔：用于抗风、抗震、抗浮等（图）抗拔：用于抗风、抗震、抗浮等（图4-1c）（4）有一定抗水平荷载能力，特别是斜桩（图）有一定抗水平荷载能力，特别是斜桩（图4-1b）（5）抗液化：深层土不易液化，浅层土液化后，有桩支撑，有助于上部结构）抗液化：深层土不易液化，浅层土液化后，有桩支撑，有助于上部结构的稳定。的稳定。6 所以应用广泛，沿海、内陆地区均用。同基坑所以应用广泛，沿海、内陆地区均用。同基坑支
3、护、地基处理并为土木工程三大热点。支护、地基处理并为土木工程三大热点。桩基古已应用。上海龙华塔，桩基古已应用。上海龙华塔，7 7层，层，40.4m,40.4m,相当于相当于1313层楼高层楼高,初建于三国东吴时代初建于三国东吴时代 (AD220-(AD220-280),280),重建于宋代重建于宋代AD977AD977年年,用用木桩木桩,桩周用灰土防腐，是桩周用灰土防腐，是软基软基上建高层的范例上建高层的范例。7二、桩的类型二、桩的类型按承台与地面相对位置分按承台与地面相对位置分低承台桩基低承台桩基高承台桩基高承台桩基按桩轴线方向分按桩轴线方向分斜桩斜桩竖直桩竖直桩叉桩叉桩5/8/20248桩
4、基础桩基础按受力按受力性质分性质分端承桩端承桩摩擦桩摩擦桩按材料分按材料分钢筋砼桩钢筋砼桩预应力钢筋砼桩预应力钢筋砼桩复合地基桩复合地基桩按制作按制作方法分方法分预制桩预制桩现浇桩现浇桩人工成孔灌注桩人工成孔灌注桩机械成孔灌注桩机械成孔灌注桩摩擦桩摩擦桩端承摩擦桩端承摩擦桩摩擦端承桩摩擦端承桩端承桩端承桩木桩木桩钢桩钢桩钻孔灌注桩钻孔灌注桩冲孔灌注桩冲孔灌注桩挖孔灌注桩挖孔灌注桩沉管灌注桩沉管灌注桩爆扩桩爆扩桩二、桩的类型二、桩的类型91、按材料分：木、钢、钢筋混凝土、按材料分：木、钢、钢筋混凝土木桩木桩水位以上耐久性差，强度低，我国森林资源不足，应少用水位以上耐久性差，强度低，我国森林资源不
5、足，应少用钢桩钢桩本身强度高，易加工，接头容易，运输方便，但造价是混凝土的本身强度高，易加工，接头容易，运输方便，但造价是混凝土的3-4倍，倍，用于海洋平台及陆上重要工程，如宝钢高炉、金茂大厦用钢管桩。用于海洋平台及陆上重要工程，如宝钢高炉、金茂大厦用钢管桩。钢砼桩钢砼桩取材方便，价格便宜，耐久性好，可预制、现浇，尺寸易调，适取材方便，价格便宜，耐久性好，可预制、现浇，尺寸易调，适用性强，故应用广泛，是主要研究对象。用性强，故应用广泛，是主要研究对象。（一）桩的分类（一）桩的分类102、按桩的制作方法分、按桩的制作方法分预制桩预制桩质量易保证、现场整洁、用时间少，但配筋由运输、打桩控制质量易保
6、证、现场整洁、用时间少，但配筋由运输、打桩控制，配筋率较大，长度不可过大，现场接桩、截桩难。，配筋率较大，长度不可过大，现场接桩、截桩难。11灌注桩灌注桩钻孔、放钢筋笼、浇砼。尺寸灵活，还可扩头，配筋率可以小钻孔、放钢筋笼、浇砼。尺寸灵活，还可扩头，配筋率可以小，但现场脏，质量难保证，如断桩、缩颈、露筋、清底不充分等。，但现场脏，质量难保证，如断桩、缩颈、露筋、清底不充分等。123、按设置效应分、按设置效应分是否挤土是否挤土挤土桩挤土桩打入或压入，预制桩或沉管灌注桩。挤土使土密实，但打入有噪声，打入或压入，预制桩或沉管灌注桩。挤土使土密实，但打入有噪声，挤土会发生漂桩，还会破坏周边设施挤土会发
7、生漂桩，还会破坏周边设施例上海某电话局机务大楼，打桩使例上海某电话局机务大楼，打桩使周边房屋破坏，赔周边房屋破坏，赔4040万。万。解决方法解决方法：挖地沟、合理安排打桩顺序。：挖地沟、合理安排打桩顺序。非挤土桩非挤土桩钻、挖孔桩，桩长、桩径可较大，可穿越硬土层。无挤密效果，钻、挖孔桩，桩长、桩径可较大，可穿越硬土层。无挤密效果，但有些土（饱和软粘土）本不可挤密。但有些土（饱和软粘土）本不可挤密。部分挤土桩部分挤土桩钻小口径孔，再打入，或钢管、砼管桩钻小口径孔，再打入，或钢管、砼管桩134、按荷载传递方式分、按荷载传递方式分端承摩擦桩桩擦摩摩擦型桩 摩擦端承桩桩承端端承型桩 桩端土差、桩很长、
8、灌注桩端土差、桩很长、灌注桩清底差桩清底差桩端为岩石、大头桩桩端为岩石、大头桩14(一一)摩擦桩摩擦桩(二二)端承桩端承桩155、按直径大小分、按直径大小分一般直径桩、微桩、大直径桩一般直径桩、微桩、大直径桩微桩（树根桩）微桩（树根桩）d800mm，往往是端承，一柱一桩，人工挖孔，往往是端承，一柱一桩，人工挖孔一般直径桩一般直径桩(250d800mm)3.1 预制桩施工5/8/202416 预制桩包括混凝土预制桩、钢桩两种。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。心管桩。钢桩有钢管桩、
9、钢桩有钢管桩、H型钢桩、其他异性钢桩。型钢桩、其他异性钢桩。沉桩方法有锤击沉桩、振动沉桩、静力沉沉桩方法有锤击沉桩、振动沉桩、静力沉桩和水冲法等。桩和水冲法等。本节以钢筋混凝土方桩为例介绍沉桩的施本节以钢筋混凝土方桩为例介绍沉桩的施工工艺，其它桩形施工方法类似，不再重工工艺，其它桩形施工方法类似，不再重复。复。预制混凝土方桩的施工过程主要包括预制预制混凝土方桩的施工过程主要包括预制桩的制作，预制桩的起吊、运输和堆放，桩的制作，预制桩的起吊、运输和堆放，预制桩的接桩以及预制桩的沉桩四个方面预制桩的接桩以及预制桩的沉桩四个方面内容。内容。预制桩的制作5/8/202417 场地应平整、坚实，不得产生
10、不均匀沉降；场地应平整、坚实，不得产生不均匀沉降；桩所用混凝土强度等级不宜低于桩所用混凝土强度等级不宜低于C30;预应力桩不宜低于预应力桩不宜低于C40；桩的纵向钢筋配筋率：锤击沉桩不宜小于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，静力压桩不宜小于0.6%；桩顶范围内的箍筋应加密，并设置钢筋网片；主筋位置必须正确，；桩顶范围内的箍筋应加密，并设置钢筋网片；主筋位置必须正确，保护层不得过厚；保护层不得过厚；钢筋接长用对焊，接头错开；钢筋接长用对焊，接头错开；混凝土由桩顶至桩尖连续浇筑，严禁中断；混凝土由桩顶至桩尖连续浇筑，严禁中断；桩顶应制作平整。桩顶应制作平整。5/8/2
11、02418钢筋混凝土预制桩制作钢筋、模板施工钢筋混凝土预制桩制作钢筋、模板施工5/8/202419 预制桩的起吊、运输、堆放5/8/202420预制桩的起吊预制桩的起吊混凝土强度：混凝土强度：起吊移位起吊移位 70设计强度；设计强度；运输、打桩运输、打桩 100设计强度。设计强度。吊点：吊点：合理设置吊点：吊点间的跨中弯矩与吊点处负弯矩相等。合理设置吊点：吊点间的跨中弯矩与吊点处负弯矩相等。+MM2.预制桩运输5/8/2024213.预制桩堆放预制桩堆放堆放地点应平整坚实，排水通畅；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；垫木间距应与吊点位置相同，各
12、层垫木应位于同一垂直线上；堆放层数不宜过多，一般不宜超过堆放层数不宜过多，一般不宜超过4层；层；避免二次搬运。避免二次搬运。吊、运平稳，避免损坏。吊、运平稳，避免损坏。当运距不大时，可采用滚筒、卷扬机等拖动桩身运输；当运距不大时，可采用滚筒、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。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。运输过程中支点应与吊点位置一致。预制桩沉桩锤击沉桩的施工方法5/8/202422（1）打桩机械）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。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
13、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；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。动力装置包括驱动桩锤及卷扬机用的动力设备。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，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。所限制。5/8/2024235/
14、8/202424 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、振动桩锤和液压锤。锤、振动桩锤和液压锤。打桩宜重锤低击。打桩宜重锤低击。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。工期限、动力供应条件和现场情况确定。落锤落锤 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。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：优缺点：构造简单、使用方便、冲击力大，能随意调整落距
15、，但锤打速度慢，效率较低构造简单、使用方便、冲击力大，能随意调整落距，但锤打速度慢，效率较低、桩身易损失。、桩身易损失。落锤重量一般为落锤重量一般为 0.51.5 t，重型锤可达数吨，重型锤可达数吨 适用范围适用范围 适宜打木桩及细长尺寸的混凝土桩；粘土、含砾石的土和一般土层均可使用适宜打木桩及细长尺寸的混凝土桩；粘土、含砾石的土和一般土层均可使用。B.单动汽锤5/8/202425优缺点：优缺点：构造简单、落距短，对设备和桩头不易损坏，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。打桩速度及冲击力较落锤大，效率较高。适用范围适用范围 适于打各种桩；最适宜于套管法打
16、就地灌注混适于打各种桩；最适宜于套管法打就地灌注混凝土桩。凝土桩。单动汽锤工作原理图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；。只在上升时耗用动力，下降靠自重；C.双动汽锤5/8/202426双动汽锤工作原理图双动汽锤工作原理图 利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举及下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。冲，增加夯击能量。优缺点：优缺点：冲击次数多、冲击力大、工作效率高，可冲击次数多、冲击力大、工作效率高，可不用桩架打桩，但需锅炉或空压机，设备不用桩架打桩，但需锅炉或空压机，设备笨重，移动较困难。笨重，移动较困难。适用范围适用范围 适宜打各种桩，便于打斜桩；使用压缩空适宜打各种桩，便于打斜桩；使用压缩空气时可在水下打桩；可用于拔桩。气时可在水下打桩；可用于拔桩。D.柴油锤5/8/202427利用燃油爆炸，推动活塞，引起锤头跳动。利用燃油爆炸，推动活塞，引起锤头跳动。优缺点：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
