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1、2024-5-81第第2 2章章 桩基础工程桩基础工程 概述概述2.1 预制桩施工预制桩施工2.2 灌注桩施工灌注桩施工2024-5-821.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2024-5-832.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
2、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2024-5-84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
3、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、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。2024-5-85 2.1 预制桩施工预制桩施工 预制桩预制桩包括混凝土预制桩、钢桩两种。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、钢桩有钢管桩、H H型钢桩、其
4、他异性钢桩。型钢桩、其他异性钢桩。沉桩方法沉桩方法有锤击沉桩、振动沉桩和静力沉桩等。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为例介绍沉桩的施工工艺，其它桩形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，不再重复。工方法类似，不再重复。2024-5-862.1.1 预制桩的制作预制桩的制作1.场地应平整、坚实，不得产生不均匀沉降；场地应平整、坚实，不得产生不均匀沉降；2.叠浇层数叠浇层数 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筑应待下层或邻桩设计强度达到30以上方可进行；以上方可进
5、行；3.3.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C C30;预应力桩预应力桩不宜低于不宜低于C C40；4.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，静力压桩不宜小于小于0.6%；桩顶范围内的箍筋应加密，并设置钢筋网片；主筋；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；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；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；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。桩顶应制作平整。2024-5-872.1
6、.2 预制桩的起吊、运输、堆放预制桩的起吊、运输、堆放1.预制桩的起吊预制桩的起吊1)混凝土强度：混凝土强度：起吊移位起吊移位 7070设计强度；设计强度；运输、打桩运输、打桩 100100设计强度。设计强度。2)运输：运输：合理设置吊点：正负弯矩值基本相等。合理设置吊点：正负弯矩值基本相等。+MM2024-5-882.预制桩运输预制桩运输3.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；
7、层；避免二次搬运。避免二次搬运。(录像录像)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。2024-5-89 4 钢管桩的制作、运输和堆放。钢管桩一般使用无缝钢管，也可采用钢钣卷板焊接而成，一般在工厂制作。按卷板制作工艺区分，有直缝钢管桩和螺旋缝钢管桩两种。钢管桩的直径为4003000mm,管壁厚度为650mm。一般由一节上节桩、若干节中节桩与一节下桩组成。2024-5-81
8、0 钢管桩桩端有开口型和闭口型两种。为使开口型桩端穿透硬土层或含漂砾土层而不过于损伤桩端，可用焊接圆形补强环对桩端作增厚处理（图2-25b）,或用焊接十字肋对桩端作补强处理(图2-25c)。闭口型桩端是在桩端带上桩靴，多用于端承桩,常有平底型、尖端型和下端缩小型(图2-25d、e、f)。钢管桩的头部承受桩锤通过桩帽传来的冲击力，根据冲力和地基阻力的大小，钢管桩的头部可以采用开口或补强的方法。补强方法有补强环、补强环加十字肋和补强板三种（图2-18）。2024-5-811 图 2-182024-5-812 钢管桩在地下的腐蚀率约为0.050.03mm/y，处于海水或海底土层中的腐蚀率可为0.15
9、mm/y，所以对钢管桩的防腐处理尤为重要。防腐处理方法有：外表面涂防腐层(如防腐油漆、环氧煤焦油和聚氨酯类涂料等)、增加腐蚀余量和阴极保护等。当钢管桩内壁与外界隔绝时，可不考虑内壁防腐。2024-5-813 钢管桩堆放场地应平整、坚实、排水畅通；两端应设保护圈，防止搬运时因桩体撞击而造成桩端、桩体损坏或弯曲变形；应按规格、材质分别堆放，堆放高度不宜太高，一般为35层，以防止受压变形；支点设置应合理，钢管桩两侧面应用木楔塞牢，防止滚动。钢管桩一般按两点起吊，在起吊、堆放、运输过程中，应尽量避免碰撞，防止管料破损、管端变形和损伤。2024-5-8142.1.3 预制桩沉桩预制桩沉桩（1）打桩机械）
10、打桩机械打桩机具主要包括打桩机具主要包括桩锤、桩架桩锤、桩架和和动力装置动力装置三个部分。三个部分。桩锤是对桩施加冲击力，将桩打入土中的机具；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；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。动力装置包括驱动桩锤及卷扬机用的动力设备。1.1.锤击沉桩的施工方法锤击沉桩的施工方法2024-5-815 施工中常见的施工中常见的桩锤桩锤有落锤、蒸汽锤（单动汽锤、双动汽有落锤、蒸汽锤（单动汽锤、双动
11、汽锤）、柴油汽锤和液压锤。锤）、柴油汽锤和液压锤。A.A.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，但锤打速度构造简单、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。慢，效率较低、桩身易损失。落锤重量一般为落锤重量一般为 0.51.5 t 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 适宜打各种桩；粘土、含砾石的土和一般土层均可使用。适宜打各种桩；粘土、含砾石的土和一般土层均可使用。2024-5-816
12、优缺点：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。适用范围适用范围 适于打各种桩。B.B.单动汽锤单动汽锤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。只在上升时耗用动力，下降靠自重；2024-5-817双动汽锤工作原理图双动汽锤工作原理图C.双动汽锤双动汽锤 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：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
13、拔桩。2024-5-818D.柴油锤柴油锤利用燃油爆炸，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、燃料消耗少，有重量轻和不需要外部能源等优点。适用范围适用范围 最宜用于打木桩、钢板桩；不适于在过硬或过软的土中打桩。导杆式柴油锤导杆式柴油锤 工作原理图工作原理图2024-5-8192024-5-820E.振动桩锤振动桩锤 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：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
14、夹砂及紧密粘土中效果较差。2024-5-821锤 型柴 油 锤202535456072锤的动力性能冲击部分重（t）2.02.53.54.56.07.2总重（t）4.56.57.29.615.018.0冲击力（kN）2 0002 0002 5002 5004 0004 0005 0005 0007 0007 00010 000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
15、贯入度平均值（MPa）3455砂 土一般进入深度（m）0.51.00.51.51.02.01.52.52.03.02.53.5标准贯入击数N（未修正）1525203030404045455050常用的控制贯入度（cm/10击）23 3548 设计单桩极限承载力（kN）4001 2008001 6002 5004 0003 0005 0005 0007 0007 00010 000在选择打桩机具时，应根据地基土壤的性质、工程的大小、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。桩的种类、施工期限、动力供应条件和现场情况确定。2024-5-82
16、2桩架桩架作用：作用：支撑锤桩支撑锤桩 吊桩就位吊桩就位 打桩导向打桩导向类型类型 （常用）：（常用）：多功能桩架多功能桩架（沿轨道行驶的）（沿轨道行驶的）：机动适应性好；大、装拆运麻烦。机动适应性好；大、装拆运麻烦。履带式桩架（履带式桩架（装在履带底盘上装在履带底盘上）：移动方便，适用范围广。：移动方便，适用范围广。步履式桩架：移动方便，稳定性好步履式桩架：移动方便，稳定性好,适应性强。适应性强。2024-5-823（2）打桩施工）打桩施工A.准备工作准备工作（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；）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）放轴线、定桩位、设置水准点（2个）；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。）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。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：）进行打桩试验：2根，检验工艺、设备是否符合要求。根，检验工艺、
