桩基础工程.ppt

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1、 建筑施工技术 第二章 桩基础工程河南中州国际地产有限公司 张辽阔 E-mail：第二章 桩基础工程概述一、桩基础的工作特点桩基础的作用是将上部结构较大的荷载通过桩穿过软弱土层传递到较深的坚硬土层上，以解决浅基础承载力不足和变形较大的地基问题。二、桩基础的分类工程中的桩基础，往往由数根桩组成，桩顶设置承台，把各桩连成整体，并将上部结构的荷载均匀传递给桩。1、按承台位置的高低分高承台桩基础低承台桩基础高承台桩基础低承台桩基础2、按承载性质不同端承桩是指穿过软弱土层并将建筑物的荷载通过桩传递到桩端坚硬土层或岩层上。桩侧较软弱土对桩身的摩擦作用很小，其摩擦力可忽略不计。摩擦桩是指沉入软弱土层一定深度

2、通过桩侧土的摩擦作用，将上部荷载传递扩散于桩周围土中，桩端土也起一定的支承作用，桩尖支承的土不甚密实，桩相对于土有一定的相对位移时，即具有摩擦桩的作用。3、按桩身的材料不同钢筋混凝土桩钢桩直径2501200mm的钢管桩和宽翼工字形钢桩。上海宝山钢铁总厂工程中，直径914.4mm和600mm，长60mm左右的钢管桩。木桩砂石桩灰土桩4、按桩的使用功能分竖向抗压桩竖向抗拔桩水平荷载桩复合受力桩5、按桩直径大小分小直径桩 d 250mm中等直径桩 250mm d 800mm大直径桩 d 800mm6、按成孔方法分非挤土桩 泥浆护壁灌筑桩、人工挖孔灌筑桩，应用较广。部分挤土桩 先钻孔后打入。挤土桩 打

3、入桩。7、按制作工艺分预制桩灌筑桩(动画)8、按截面形式分方形截面桩圆形空心桩第一节 预制桩施工1、钢筋混凝土实心桩钢筋混凝土实心桩，断面一般呈方形。桩身截面一般沿桩长不变。实心方桩截面尺寸一般为200200mm 600600mm。截面边长不宜小于200mm。预应力混凝土预制桩的截面边长不宜小于300mm。钢筋混凝土实心桩桩身长度：限于桩架高度，现场预制桩的长度一般在2530m以内。限于运输条件，工厂预制桩，桩长一般不超过12m，否则应分节预制，然后在打桩过程中予以接长。接头不宜超过2个。钢筋混凝土实心桩由桩尖、桩身和桩头组成材料要求：钢筋混凝土实心桩所用混凝土的强度等级不宜低于C30（30N

4、/mm2)。预应力混凝土桩的混凝土的强度等级不宜低于C40，主筋根据桩断面大小及吊装验算确定，一般为48根，直径1225mm；不宜小于14，箍筋直径为68mm，间距不大于200mm，打入桩桩顶23d长度范围内箍筋应加密，并设置钢筋网片。桩尖处可将主筋合拢焊在桩尖辅助钢筋上，在密实砂和碎石类土中，可在桩尖处包以钢板桩靴，加强桩尖。较短的桩一般在预制厂制作，较长的桩一般在施工现场附近露天预制。预制场地的地面要平整、夯实，并防止浸水沉陷。对于两个吊点以上的桩，现场预制时，要根据打桩顺序来确定桩尖的朝向，因为桩吊升就位时，桩架上的滑轮组有左右之分，若桩尖的朝向不恰当，则临时调头是很困难的。预制桩叠浇预

5、制时，桩与桩之间要做隔离层（可涂皂脚、废机油或粘土石灰膏），以保证起吊时不互相粘结。叠浇层数，应由地面允许荷载和施工要求而定，一般不超过四层，上层桩必须在下层桩的混凝土达到设计强度等级的30%以后，方可进行浇筑。为了加快施工进度可采用间隔法施工图23。桩的主筋上端以伸至最上一层钢筋网之下为宜，并应连成“”形，这样能更好地接受和传递桩锤的冲击力。主筋必须位置正确，桩身混凝土保护层要均匀，不可过厚，否则打桩时容易剥落，桩身保护层厚不宜小于30mm。钢筋混凝土预制桩的钢筋骨架的主筋连接宜采用对焊。主筋接头配置在同一截内的数量，当采用闪光对焊和电弧焊时，不得超过50%；同一根钢筋两个接头的距离应大于3

6、5d,且不小于500 mm，桩顶1m范围内不应有接头。预制桩的混凝土浇筑工作应由桩顶向桩尖连续浇筑，严禁中断，制作完成后，应洒水养护不少于7天。制作完成的预制桩应在每根桩土标明编号及斜作日期，如设计不埋设吊环，则应标明绑扎点位置。预制桩钢筋骨架质量检验标准见表21。钢筋混凝土预制桩的质量检验标准表22。表21 预制桩钢筋骨架质量检验标（mm）表22 钢筋混凝土预制桩的质量检验标准钢筋混凝土预制桩应在混凝土达到设计强度等级的70%方可起吊，达到设计强度等级的100%才能运输和打桩。如提前吊运，必须采取措施并经过验算合格后才能进行。起吊时，必须合理选择吊点，防止在起吊过程中过弯而损坏。图2-4为预

7、制桩吊点合理位置图。当吊点少于或等于3个时，其位置按正负弯矩相等的原则计算确定。当吊点多于3个时，其位置按反力相等的原则计算确定。长2030m的桩，一般采用3个吊点。（三）钢管桩的制作、起吊、运输和堆放钢管桩桩端有开口型和闭口型两种。钢管桩不加桩靴直接开口打入，入土后有大量土体涌入钢管内，当涌入桩内的土达到一定高度后，因挤密就把桩口封死，产生封闭效应，所以受力方面和闭口相似。开口的钢管桩在打入过程中土的挤出量小，对相邻桩体和其它建筑物等的影响亦小，因而在软土地区密集的城市中心施工高层建筑有不少采用钢管桩。如上海的联谊大厦、静安希尔顿宾馆、新锦江宾馆、贵都饭店等一系列高层建筑皆用钢管桩。目前我国

8、采用的钢管桩，多数是从国外（主要是日本）进口的，部分是从湖北沙市钢管桩厂生产的钢管桩，还有的是买钢板经卷板焊接而成。国产钢管桩直径为6101420mm，壁厚为9、11、12、13、14、16mm。钢管桩每节长度约为20m，打桩时要接长使用。钢管桩搬运时应防止因碰撞而造成桩端、桩体损坏或弯曲变形。堆放时，应按规格、材质分别堆放，堆放高度不宜太高，防止受压变形。一般900的钢管桩不宜超过3层，600的钢管桩不宜超过4层，400的钢管桩不宜超过5层。管桩两侧用木楔塞牢防止滚动。为了防止在打桩过程中损坏桩尖，桩端可做补强处理图25。图a为开口型补强措施，即用焊接圆环对桩端作增厚处理和焊接十字肋对桩端作

9、加强处理两种方法。图b为闭口型桩端处理方式，一般给桩端穿上桩靴。分别是平底型、尖端型和下端缩小型的封闭式桩靴。为了防止把桩头打坏，桩头也应设补强措施。图26分别采用补强环、补强环加十字肋和补强板三种补强方法二、锤击沉桩（打入桩）施工（一）打桩机具及选择1、桩锤作用：对桩施加冲击力，将桩打入土中。类型：落锤 单动汽锤 双动汽锤 柴油锤 液压锤(动画)落锤：落锤重量为520KN，用于普通粘性土和含砾石较多的土层中打桩。单动汽锤：单动汽锤的锤重30150KN，适用于打各种桩。双动汽锤：双动汽锤的锤重0.66t(6160KN)，适用于打各种桩，并可以用于拔桩和水下打桩。国外常用的有英国BSP国际基础有

10、限公司，美国的雷蒙德、瓦尔 、科林-MKT，德国的门克等制造商制作的各种型号的单动汽锤。单动汽锤1进气孔；2活塞；3汽缸；4桩；5出汽孔；双动汽锤1进气孔；2活塞；3汽缸；4桩；5出汽孔；6锤砧；7壳体。柴油锤：图29柴油锤类型示意图（a)导杆式柴油锤(b)活塞式柴油锤1活塞；2汽缸。(动画)柴油锤可分为导杆式、活塞式和管式三大类。国外常用的柴油锤多为英国BSP国际基础有限公司、日本石川岛播磨和三菱、法国的德尔马、美国的林可贝尔提、荷兰的赫提等制造商制造的柴油锤。液压锤2、桩架、作用是支持桩身和桩锤，将桩吊到打桩位置，并在打入过程中引导桩的方向，保证桩锤沿着所要求的方向冲击。、桩架的选择选择桩

11、架时，应考虑桩锤的类型、桩的长度和施工条件等因素。桩架的高度由桩的长度、桩锤高度、桩帽厚度及所用滑轮组的高度来确定。此外，还应留13m的高度做为桩锤的伸缩余地。桩架高度=桩长+桩锤高度 +桩帽高度+滑轮组高度+（12m）的起锤工作余地常用的桩架形式有以下三种：滚筒式桩架：多功能桩架：履带式桩架3、动力装置动力设备包括驱动桩锤用的动力设施，如卷扬机、锅炉、空气压缩机和管道、绳索和滑轮等。作业.2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6、2-7、2-8、2-9、2-10（二）打桩前的准备工作1、处理障碍物打桩前，应认真处理高空、地上和地下障碍物，如地下管线、旧有基础、树木杂草等。此外打桩前应对

12、现场周围（一般10米以内）的建筑物作全面检查，如有危房或危险构筑物，必须预以加固，不然由于打桩振动，可造成倒塌。2、平整场地3、材料、机具的准备，接通水电源4、进行打桩试验又叫沉桩试验。沉桩前应作数量不少于2根桩的打桩工艺试验，用以了解桩的贯入度（什么叫贯入度）、持力层强度、桩的承载力，以及施工过程中遇到的各种问题和反常情况等。没有打过桩的地方先打试桩是必要的，通过实践来校核拟定设计方案，确定打桩方案，保证质量措施和打桩技术要求。因此试桩必须细致地进行，根据地质勘探钻孔资料，选择桩位以能代表工程所处的地质条件，打试桩时，要做好详细的施工记录，画出各土层深度、打入各土层的锤击次数，最后精确的测量

13、贯入度。5、确定打桩顺序打桩时，由于桩对土体的挤密作用，先打入的桩被后打入的桩水平挤推而造成偏移和变位或被垂直挤拔造成浮桩；而后打入的桩难以达到设计标高或入土深度，造成土体隆起和挤压，截桩过大。所以，群桩施工时，为了保证质量和进度，防止周围建筑物破坏，打桩前根据桩的密集程度、桩的规格、长短以及桩架移动是否方便等因素来选择正确的打桩顺序。常用的打桩顺序一般有下面几种：自两侧向中间打 图2-13（a）逐排打设 图2-13（b）自中间向四周打 图2-13（c）自中间向两侧打 图2-13（d）采用逐排打设，则土体向一个方向挤压，使地基土挤压的程度不均匀。这样可能使桩打入深度逐渐减少，会引起建筑物产生不

14、均匀沉降。自两侧向中间打，则中间部分的土层挤压密实，使桩不易打入，并且打中间各桩时，已打的外侧各桩可能受挤压而升起。根据施工经验，打桩的顺序，以自中部向四周打，自中间向两侧打为最好。但桩距大于或等于四倍桩直径时，则打桩顺序关系不大，可采用由一侧向单一方向施打的方式（逐排打设）。这样，桩架单方向移动，打桩效率高。为减少挤土影响，确定沉桩顺序的原则应入下：a、从中间向四周沉设，由中及外；b、从靠近现有建筑物最近的桩位开始沉设，由近及远；c、先沉设入土深度深的桩，由深及浅；d、先沉设断面大的桩，由大及小。e、先沉设长度大的桩，由长及短。顺序确定后，还需考虑桩架是往后“退打桩”还是向前“顶打桩”。当打

15、桩地面标高接近桩顶设计标高时，打桩后实际上每根桩还会高出地面。这是由于桩尖持力层的标高不可能完全一致。而预制桩又不能设计成各不相同的长度，因此桩顶高出地面是不可避免的。在此情况下，桩架只能采取往后退行打桩的方法。由于往后退行，桩不能事先将桩布置在地面，只能随打桩随运桩。如打桩后桩顶的实际标高在地面以下时，桩架则可以采取往前顶打的方法。此时只要场地允许，所有的桩都可以事先布置好，避免桩的场内二次搬运6、抄平放线，定桩位，设标尺在沉桩现场或附近区域，应设置数量不少于2个的水准点，以作抄平场地标高和检查桩的入土深度之用。根据建筑物的轴线控制桩，按设计图纸要求定出桩基础轴线（偏差值应20mm）和每个桩

16、位（偏差值应10mm）。定桩位的方法，是在地面上用小木桩或撒白灰点标出桩位（当桩较稀时使用），或用设置龙门板拉线法定出桩位（当桩较密时使用）。其中龙门板拉线法可避免因沉桩挤动土层而使小木桩移动，故能保证定位准确。同时也可作为在正式沉桩前，对桩的轴线和桩位进行复核之用。打桩施工前，应在桩架或桩侧面设置标尺，以观测、控制桩的入土深度。7、垫木、桩帽和送桩桩锤与桩帽之间应放置垫木，以减轻桩锤对桩帽的直接冲击。垫木应采用硬杂木制作，为增加锤击次数，垫木上配置一道钢箍。垫木下为桩帽，桩帽由扁钢焊成，其内孔尺寸视桩截面而定，一般不大于桩截面尺寸12厘米，深度为1/21/3桩的边长或直径。图2-14在打桩时

17、，若要使桩顶打入土中一定深度，则需设置送桩。（图215）送桩大多用钢材制作，其长度和截面尺寸应视需要而定。用送桩打桩时，待桩打至自然地面上 0.5m左右，把送桩套在桩顶上，用桩锤击打送桩顶部，使桩顶没入土中。（三）打桩1、定锤吊桩桩机就位后，先将桩锤和桩帽吊起，其锤底高度应高于桩顶，并固定在桩架上，以便进行吊桩。吊桩是用桩架上的滑轮组和卷扬机将桩吊成垂直状态送人龙门导杆内。桩提升离地时，应用拖拉绳稳住桩的下部，以免撞击桩架和临近的桩。桩送人导杆内后要稳住桩顶，先使桩尖对准桩位，扶正桩身，然后使桩插入土中。桩就位后，在桩顶放上桩垫，套上桩帽，桩帽上放人锤垫后降下桩锤轻轻压住桩帽。桩锤底面，桩帽上

18、、下面和桩顶都应保持水平。桩锤、桩帽和桩身中心线应在同一直线上，尽量避免偏心。桩插入土时应校正其垂直度，偏差不超过05；在桩的自重和锤重作用下，桩沉入土中一定深度而达到稳定，这时应再校正一次垂直度，即可进行打桩。2、打桩打桩开始时，应先采用小的落距（0.50.8m）作轻的锤击，使桩正常沉入土中约12m后，经检查桩尖不发生偏移，再逐渐增大落距至规定高度，继续锤击，直至把桩打到设计要求的深度。打桩有“轻锤高击”和“重锤低击”两种方式。这两种方式，如果所做的功相同，而所得到的效果却不相同。轻锤高击，所得的动量小，而桩锤对桩头的冲击力大，因而回弹也大，桩头容易损坏大部分能量均消耗在桩锤的回弹上，故桩难

19、以入土。相反，重锤低击，所得的动量大，而桩锤对桩头的冲击力小，因而回弹也小，桩头不易被打碎，大部分能量都可以用来克服桩身与土壤的摩阻力和桩尖的阻力，故桩很快入土。此外，又由于重锤低击的落距小，因而可提高锤击频率，打桩效率也高，正因为桩锤频率较高，对于较密实的土层，如砂土或粘性土也能较容易地穿过，所以打桩宜采用“重锤低击”。（四）打桩质量控制1、桩端位于一般土层时（摩擦桩），以控制桩端设计标高为主，贯入度作参考。2、桩端达到坚硬、硬塑的粘性土、碎石土、中密以上的粉土和砂土或风化岩等土层时，应以贯入度控制为主，桩端进入持力层深度或桩尖标高作参考。3、若贯入度已达到而桩端标高未达到时，应继续锤击3阵

20、，其每阵10击的平均贯入度不应大于规定的数值。（五）打桩控制贯入度的计算打预制钢筋混凝土桩的设计质量控制，通常是以贯入度和设计标高两个指标来检验，打桩贯入度的检验，一般是以桩最后10击的平均贯入度应该小于或等于通过荷载试验（或设计规定）确定的控制数值，当无试验资料或设计规定时，控制贯入度可以按以下动力公式计算：S桩的控制贯入度（mm）；Q锤重力（N）；H锤击高度（mm）；q桩及桩帽重力（N）；A桩的横截面（mm2）；P桩的安全（或设计）承载力（N）；m安全系数；对永久工程，m=2；对临时工程。m=1.5；n与桩材料及桩垫有关的系数；钢筋混凝土桩用麻袋时，n=1；钢筋混凝土桩用橡木垫时，n=1.

21、5；如果已作静荷载试验，应以桩的极限荷载PK（KN）代替公式中的mP值计算。（六）打桩验收要求1、桩打入后，桩位的允许偏差应符合建筑地基基础工程施工质量验收规范GB502022002的规定（2002年5月1日执行）见表23。桩顶标高的允许偏差为50mm，+100mm；斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15%（倾斜角系指桩的纵向中心线与铅垂线间夹角）。2、施工结束后应对承载力进行检查。桩的静荷载试验根数应不少于总根数的1%，且不少于3根；当总桩数少于50根时，应不少于2根；当施工区域地质条件单一，又有足够的实际经验时，可根据实际情况由设计人员酌情而定。3、桩身质量应进行检验，对多节打入桩不应

22、小于桩总数的15%，且每个柱子承台不得少于1根。4、由工厂生产的预制桩应逐根检查，工厂生产的钢筋笼应抽查总量的10%，但不少于5根。5、现场预制成品桩时，应对原材料，钢筋骨架、混凝土强度进行检查；采用工厂生产的成品桩时，进场后应作外观及尺寸检查，并应附相应的合格证、复验报告。6、施工中应对桩体垂直度、沉桩情况、桩顶完整状况、桩顶质量等进行检查，对电焊接桩、重要工程应作10%的焊缝探伤检查。7、对长桩或总锤击数超过500击的锤击桩，必须满足桩体强度及28d龄期的两项条件才能锤击。8、施工结束后，应对承载力及桩体质量做检验。施工手册49、打入桩桩基工程的验收通常应按两种情况进行：当桩顶设计标高与施

23、工场地标高相同时，应在打桩完毕后进行；当桩顶设计标高低于施工场地标高需送桩时，则在每一根桩的桩顶打至场地标高；应进行中间验收，待全部桩打完，并开挖到设计标高后，再作全面验收。桩基工程验收时应提交下列资料：工程地质勘察报告、桩基施工图、图纸会审纪要、设计变更单及材料代用通知单等；经审定的施工组织设计、施工方案及执行中的变更情况；桩位测量放线图，包括工程桩位线复核签证单；成桩质量检查报告；单桩承载力检测报告；基坑挖至设计标高的基桩竣工平面图及桩顶标高图。承台工程验收时应提交下列资料：承台钢筋、混凝土的施工与检查记录；桩头与承台的锚筋、边桩离承台边缘距离、承台钢筋保护层记录；承台厚度、长宽记录及外观

24、情况描述等。(六)接桩当桩的长度较大时，由于桩架高度以及制作运输等条件限制，往往需要分段制作和运输，沉桩时，分段之间就需要接头。一般混凝土预制桩接头不宜超过2个，预应力管桩接头不宜超过4个，应避免在桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中时接桩。桩的接头应有足够的强度，能传递轴向力、弯矩和剪力，接桩方法有：法兰连接、角钢连接及浆锚法。前二者适用于各类土层，后者适用于软土层。1、焊接法连接如图为焊接法接桩节点构造。当桩沉至操作平台时，在下节桩上端部焊接4个638长150mm的短角钢，这四个短角钢与桩的主筋焊在一起，然后把上节桩吊起，在其下端把四个638长150mm的短角钢焊在主筋上，最后把上下两桩对

25、准用4根角钢或扁钢焊接，使之成为一个整体图216。2、浆锚法接桩可以采用硫磺胶泥或环氧树脂作为胶结剂的接桩工艺，接桩速度快。如图217所示，在上节桩的下端伸出钢筋，长度为15倍的钢筋直径，下节桩的上端设预留锚筋孔，孔径为2.5d，孔深大于15d，一般取15d+30mm。接桩时，把上节桩伸出的4根锚筋，插入下节桩的预留孔中，孔内灌满硫蟥胶泥并热铺于桩的顶面，厚度约为12cm，胶泥灌注时间不得超过2分钟，然后将两节桩压紧，胶泥很快冷却硬化，只需停510分钟，就可继续锤击沉桩。浆锚法施工工艺：接桩时，首先把上节桩对准下节桩，使四根锚筋插入锚筋孔，下落上节桩身，使其结合紧密，然后将桩上提约20mm，（

26、以四根锚筋不脱离锚筋孔为度），此时安好施工夹箍（由四块板内侧用人造革包裹40mm厚的树脂海绵块而成），将熔化的硫蟥胶泥注满锚筋孔和接头平面上（厚12cm），然后下落上节桩，当硫蟥胶泥冷却并拆除夹箍后，方可继续沉桩。硫蟥胶泥是一种热塑冷硬性材料，具有良好而稳定的物理力学性能，结构简单，高强快硬且耐冲击（可承受5000次以上），它由胶结材料（硫蟥），填充剂（低标号水泥、石墨粉、粗砂）和增韧剂（聚硫780胶或聚硫甲胶）按一定重量比加热熔融而成。硫蟥胶泥有两种配合比：硫蟥：水泥：粉砂：聚硫780胶=44：11：44：1硫蟥：石英砂：石墨粉：聚硫甲胶=60：34.3：5：0.7硫蟥胶泥的熬制：硫蟥胶泥具

27、有在一定温度下，多次重复搅拌熔融而强度不变的特性，因此硫蟥胶泥可固定生产，施工时使用预制硫蟥胶泥成品重复熔融即可。熬制方法如下：按重量配合比，称取各项材料；将硫蟥块放入热锅中，不停的搅拌，小火加温熔化至1300C；将水泥和干燥的粉砂（或石墨粉和石英砂）均匀地加入熔化的硫蟥内，不停搅拌，并升温至1501550C；将聚硫780胶（使用聚硫甲胶时需切成长1520mm，宽45mm，厚12mm的片状）缓慢而均匀地加入硫蟥砂浆中，加强搅拌，严格控制温度，保持在1700C之内（温度不可超过1700C，否则会使硫升华和聚硫甲胶分解而严重影响硫蟥胶泥质量）；待完全脱水后（以液面上无气泡为准），降温至140145

28、0C浇注入模，制成硫蟥胶泥预制块；熬制注意事项：硫蟥的熔点为960C，且遇明火易燃，所以备料、储藏、熬制过程中应避免与明火接触，并严格控制在1700C以内防止引起燃烧。熬制过程中有刺鼻气体放出，操作应近通风处并应使用劳保用品。3、法兰连接在预制桩时，在桩的端部设置法兰，需接桩时用螺拴把它们连在一起，这种方法，施工简便，速度快。主要用于混凝土管桩。但法兰盘制作工艺复杂，用钢量大。作业.2-15、2-16、2-17、2-18、2-19（七）打桩施工时对临近建筑物的影响及预防措施打桩对周围环境的影响，除震动、噪音外，还有土体的变形、位移和形成超静孔隙水压力，它使土体原来所处的平衡状态破坏，对周围原有

29、的建筑物和地下设施带来不良影响。轻则使建筑物的粉刷脱落，墙体和地坪开裂；重则使圈梁和过梁变形，门窗启闭困难，它还会使临近的地下管线破损和断裂，甚至中断使用；还能使临近的路基变形，影响交通安全等；如附近有生产车间和大型设备基础，它亦可能使车间跨度发生变化、基础被推移，因而影响正常的生产。采用钻孔打桩工艺预钻孔打桩亦称“钻打法”，它是先在地面桩位处钻孔，然后在孔中插入预制桩，用打桩机将桩打到设计标高。钻孔深度与桩长、土质、临近建筑物距离等因素有关，为了兼顾单桩的承载力，不致使承载力受到明显影响，钻孔深度一般不宜超过桩长的一半。上海港务局客运总站大楼，（见图图213）地上17层，用桩基加箱基，桩长3

30、8.6m，桩断面450450mm，共174根。施工时先用长螺旋钻钻孔深10m，然后放入钢筋混凝土预制桩用锤击至设计标高。地表变形数据：东侧地表隆起10cm，水平位移810cm，西侧建筑物附近，只隆起2cm左右，水平位移34cm，北侧道路隆起1011cm，南侧建筑物附近隆起与水平位移均为4.5cm。上述地表变形值与另一打入法沉桩的筒仓粮库工程相比，地面隆起减少80%。临近建筑物变形：通过实侧得知，桩区西侧的建筑物向北位移2cm，向西位移4cm，桩区南侧的建筑物，向西位移1.5cm，向南位移3.8cm。这些建筑物均距桩区较近，原有裂缝未明显开展。此外，临近的地下管线和交通干道等设施均未受损。合理安

31、排沉桩顺序沉桩顺序不同，挤土情况亦不同。由于先打入桩周围的土固结后，土与桩之间产生一定的摩阻力，可阻止土隆起，所以土隆起多发生在打桩推进的前方。因此为了保护附近的建筑物，群桩宜采取由近而远的打桩顺序。先打离建筑物较近的桩，后打离建筑物较远的桩。在较硬土地区打桩，为避免桩难以打入，宜采取先中间后四周的打桩顺序。控制沉桩速率沉桩时由于挤压产生超静孔隙水压力，它有一个消散过程。为避免在较短时间内连续打入大量桩，对超静孔隙水压力的增加有所控制，减少挤土效应，宜控制沉桩速率。这样做虽然会延长施工工期，有时还是需要的挖防震沟沿沉桩区四周挖防震沟，沟深1.52m，两边放坡，可隔断近提表处的土体位移，不致影响

32、到沟槽以外的区域。同时还可阻断打桩产生的地震波，由于地震波主要沿地表层传播，深层的地震波易被吸收，且深处无地下管线和基础等，不会产生有害影响。事实证明，这种沟槽对防震和防止土体位移都有良好的作用。（八）打桩中常见问题的分析和处理桩顶、桩身被打坏这个现象一般是桩顶四周和四角打坏，或者顶面被打碎。有时甚至将桩头钢筋网部分的混凝土全部打碎，几层钢筋网都露在外面，有的是桩身混凝土崩裂脱落，甚至桩身断折。发生这些问题的原因及处理方法如下：a、打桩时，桩的顶部由于直接受到冲击而产生很高的局部应力。因此，桩顶的配筋应作特别处理。其合理构造见挂页图。这样纵向钢筋对桩的顶部既起到箍筋作用，同时又不会直接接受冲击

33、而颤动，因而可避免引起混凝土的剥落。b、桩身混凝土保护层太厚，直接受冲击的是素混凝土，因此容易剥落。主筋放的不正，是引起保护层过厚的原因，必须注意避免。c、桩的顶面与桩的轴线不垂直，则桩处于偏心受冲击状态，局部应力增大，极易损坏。有时由于桩帽比桩大，套上的桩帽偏向桩的一边，或者桩帽本身不平，也会使桩受着偏心冲击。有的桩在施打时发生倾斜，锤击数下就可以看到一边的混凝土被打碎而脱落，这都是由于偏心冲击，局部应力过大的缘故。因此，预制桩时，必须使桩的顶面与桩的轴线严格保持垂直。施打时，桩帽要安垫平整，打桩过程中要避免打歪后仍旧继续施打，一经发现歪斜，就应及时纠正。d、桩处于下沉速度慢而施打时间长、锤

34、击次数多或冲击能量过大称为过打。过打发生在以下几种情况：一是桩尖通过硬土层时，二是最后贯入度定的过小，三是锤的落距过大。由于混凝土的抗冲击强度只有其抗压强度的50%，若桩身混凝土反复受到过度的冲击，就容易破坏。遇到过打，应分析地质资料，判断土层情况，改善操作方法，采取有效措施解决。e、桩身混凝土强度不高，有的是由于砂、石含泥量较大，影响了强度，有的则是由于养护龄期不够，未到标号要求就进行施打，致使桩顶、桩身打坏。如桩身打坏，可加钢夹箍用螺栓拉紧焊牢补强。打歪桩顶不平，桩身混凝土凸肚，桩尖偏心、接桩不正或土中有障碍物，都容易使桩打歪；另一方面，桩被打歪往往与操作有直接关系，例如桩初入土时，桩身就

35、有歪斜，但未纠正即予施打，就很容易把桩打歪。防止把桩打歪，可采取以下措施：a、打桩机的导架，必须仔细检查其两个方向的垂直度，以确保垂直，否则，打入的桩会偏离桩位。b、竖立起来的桩，其桩尖必须对准桩位，同时，桩顶要正确地套入桩锤下的桩帽 内，勿偏在一边，使桩能够承受轴心锤击而沉入土中。c、打桩开始时，桩锤用小落距将桩徐徐击人土中，并随时检查桩的垂直度，待柱入土一段长度并稳住后，再适当增大落距将桩连续击人土中。d、柱顶不平，桩尖偏心投易使校打歪，因此必须注意桩的制作质量和桩的验收捡查工作。e、如系由于地下障碍物使桩打歪，应设法排除，或经研究移位后再打。打不下 在市区打桩，如初入土12米就打不下去，

36、贯人度突然变小，桩锤严重回弹，则可能遇上旧的灰土或混凝上基础等障碍物，必要时应彻底清除或钻透后再打，或者将桩拔出，适当移位后再打。如桩已打入土中很深，突然打不下去，这可能有以下几种情况：a、桩顶或桩身已打坏，锤的冲击能不能有效地传给桩，使之继续沉入土中。b、土层中央有较厚的砂层或其他硬土层，或者遇上钢碴、孤石等障碍物，在这种 情况下，如盲目施打，会造成桩顶破碎、桩身断折，所以，应会同设计勘探部门共同研究解决。有时，由于桩被打歪，也会发生类似现象。c、打桩过程中，因特殊原因，不得已而中断，桩停歇一段时间以后，再予施打，往往下能顺利地将桩打人士中其原因主要是由于土的固结作用，使得桩身周围的土与桩牢

37、固结合，钢筋混凝土桩变成了直径较大的土桩而承受荷裁，因而难以继续将桩打入土中。所以在打桩施工中，必须在各方面做好准 备，保证施打的连续进行。一桩打下，邻桩上升 这种现象多在软土中发生，即桩贯入土中 时，由于桩身周围的土体受到急剧的挤压和扰 动，被挤压和扰动的土，靠近地面 的部分，将在地表面隆起和水平移动若布桩 较密，打桩顺序又欠合理时，一桩打下，将形响到邻桩上升，或将邻桩拉断，或引起周围土坡开裂、建筑物裂缝。因此，当桩的中距5d时，应当采取分段施打，以免土体朝着同一方向运动，造成过大的水平移动和隆起。三、静力压桩静力压桩是在软弱土层中，利用静压力(压桩机自重及配重)将预制桩逐节压入土中的一种

38、沉桩法。静力压桩在一般情况下是分段预制，为段压入、逐段接长。每节桩长度取决于桩架高度，通常6m左右压桩桩长可达30m以上，桩断面为400mm400mm。接桩方法可采用焊接法、硫磺胶泥锚接法等。第二节 混凝土灌注桩施工混凝土灌注桩是直接在施工现场桩位上成孔，然后放人钢筋笼再浇筑混凝土而成桩。灌注桩成孔的控制深度应符合下列要求：(1)摩擦型桩。摩擦桩以设计桩长控制成孔深度；端承摩擦桩必须保证设计桩长及桩端进入持力层深度；当采用锤击沉管法成孔时，桩管人土深度控制以标高为主，以贯人度为辅。(2)端承型桩。当采用钻(冲)、挖掘成孔时，必须保证桩孔进入设计持力层深度；当采用锤 击沉管法成孔时，沉管深度控制

39、以贯人度为主，设计持力层标高为辅。一、钻孔灌注桩施工 (一)钻孔机械设备1全叶螺旋钻孔机用于地下水位以上的粘土、粉土、中密以上的砂土或人工填土土层的成孔，成孔孔径为300mm800mm，钻孔深度812m。配有多种钻头，以适应不同的土层.(动画)2回转钻孔机最大钻孔直径可达25 m，钻进深度可达50100 m，适用于碎石类土、砂土、粘性土、粉土、强风化岩、软质与硬质岩层等多种地质条件。3潜水钻机 潜水钻机(图217、218)适用于粘性土、粘土、淤泥、淤泥质土、砂土、强风化岩、软质岩层，不宜用于碎石土层中。4钻扩机5全套管钻机 该机由法国贝诺特公司首先开发和研制而成，故又称为“贝诺特钻机”，它在成

40、孔和混凝土浇筑过程中完全依靠套管护壁。钻孔直径最大可达25m，钻孔深度可达40m，拔管能力最大达到5 000 kN。全套管钻机按结构形式可分为两大类：整机式和附着式，全套管钻孔机施工具有以下优点：(1)除了岩层以外，任何土层均适用；(2)挖掘时可确切地分清持力层土质，因此可随时确定混凝土桩的深度；(3)在软土中，由于有套管护壁，不会引起塌方；(4)可钻斜孔，用于斜桩。不足之处是：机身庞大沉重，套管上拔时所需反力大，由于套管的摆动使周围地基扰动而松散。(二）钻孔灌注桩施工工艺1干作业成孔灌注桩施工主要适用于北方地区和地下水位低的土层；(1)施工工艺流程：场地清理测量放线定桩位桩机就位钻孔取土成孔

41、清除孔底沉渣成孔质量检查验收吊放钢筋笼浇筑孔内混凝土。(2)施工注意事项。开始钻孔时，应保持钻杆垂直、位置正确，防止因钻杆晃动引起孔径扩大及增多孔底虚 土。发现钻杆摇晃、移动、偏斜或难以钻进时，应提钻检查，排除地下障碍物，避免桩孔偏斜和钻具损坏。钻进过程中，应随时清理孔口粘土，遇到地下水、塌孔、缩孔等异常情况，应停止钻孔，同有关单位研究处理。钻头进入硬土层时，易造成钻孔偏斜，可提起钻头上下反复扫钻几次，以便削去硬土。若纠正无效，可在孔中局部回填粘土至偏孔处05 m以上，再重新钻进。成孔达到设计深度后，应保护好孔口，按规定验收，并做好施工记录。孔底虚土尽可能清除干净，可采用夯锤夯击孔底虚土或进行

42、压力注水泥浆处理，然后快吊放钢筋笼，并浇筑混凝土。混凝土应分层浇筑，每层高度不大于15m。2泥浆护壁成孔灌注桩施工 泥浆护壁成孔灌注桩是利用泥浆护壁，钻孔时通过循环泥浆将钻头切削下的土渣排出孔外而成孔，而后吊放钢筋笼，水下灌注混凝土而成桩。成孔方式有正(反)循环回转钻成孔、正(反）循环潜水钻成孔、冲击钻成孔、冲抓锥成孔、钻斗钻成孔等。泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺流程如下：(1)测定桩位。平整清理好施工场地后，设置桩基轴线定位点和水准点，根据桩位平面布置施工图，定出每根桩的位置，并做好标志。施工前，桩位要检查复核，以防被外界因素影响而造成偏移。(2)埋设护筒。护筒的作用是：护筒的作用是固定桩 孔位

43、置，防止地面水流入，保护孔口，增高桩孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头方向。护筒用48mm厚钢板制成，内径比钻头直径大100200 mm，顶面高出地面040.6 m，上部开1一2个溢浆孔。埋设护筒时，先挖去桩孔处表土，将将护筒埋 入土中，其埋设深度，在粘土中不宜小于1 m，在砂土中不宜小于15 m。其高度要满足孔内泥浆液面高度的要求，孔内泥浆面应保持高出地下水位1 m以上。采用挖坑埋设时，坑的直径应比护筒外径大0810m。护筒中心与桩位中心线偏差不应大于50 mm，对位后应在护筒外侧填人粘土并分层夯实。(3)泥浆制备。泥浆的作用是护壁、携砂排土、切土润滑、冷却钻头等，其中以护壁为主。浆制备方

44、法应根据土质条件确定：在粘土和粉质粘土中成孔时，可注入清水，以原土造浆，排渣泥浆的密度应控制在1113gcm3；在其他土层中成孔，泥浆可选用高塑性(Ip17)的粘土或膨润土制备；在砂土和较厚夹砂层中成孔时，泥浆密度应控制在1113 gcm3；在穿过砂夹卵石层或容易塌孔的土层中成孔时，泥浆密度应控制在1315 gcm3。施工中应经常测定泥浆密度，并定期测定粘度、含砂率和胶体率。泥浆的控制指标为粘度1822s、含砂率不大于8、胶 体率不小于90，为了提高泥浆质量可加入外掺料，如增重剂、增粘剂、分散剂等。施工中废弃的泥浆、泥渣应按环保的有关规定处理。(4)成孔方法 回转钻成孔。按排渣方式不同分为正循

45、环回转钻成孔适用于填土、淤泥、粘土、粉土、砂土等地层，对于卵砾石含量不大于15、粒径小于10 mm的部分砂卵砾石层和软质基岩及较硬基岩也可使用桩孔直径不宜大于1 000 mm，钻孔深度不宜超过40 m。(动画动画)反循环回转钻成孔由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，利用泵吸、气举、喷射等措施抽吸循环护壁泥浆，挟带钻渣从钻杆内腔抽吸出孔外的成孔方法。(动画)泵吸反循环是直接利用砂石泵的抽吸作用使钻杆的水流上升而形成反循环；喷射反循环是利用射流泵设出的高速水流产生负压使钻杆内的水流上升而行程反循环；气举反循环是利用送人压缩空气使水循环，钻杆内水流上升速度与钻杆内外液柱重度差有关，随孔深增

46、大效率增加。当孔深小于50m时，宜选用泵吸或射流反循环；当孔深大于50m时，宜采用气举反循环。潜水钻成孔冲击钻成孔。抓孔（5)清孔。当钻孔达到设计要求深度并经检查合格后，应立即进行清孔目的是清除孔底沉渣以减少桩基的沉降量，提高承载能力，确保桩基质量。清孔方法有真空吸泥渣法、射水抽渣法、换浆法和掏渣法。清孔应达到如下标准才算合格：一是对孔内排出或抽出的泥浆，用手摸捻应无粗粒感觉，孔底500mm以内的泥浆密度小于125gcm3(原土造浆的孔则应小于11gcm3)；二是在浇筑混凝土前，孔底沉渣允许厚度符合标准规定，即端承桩50mm，摩擦端承桩、端承摩擦桩100mm，摩擦桩300mm。(6)吊放钢筋笼

47、。钢筋笼主筋净距必须大于3倍的骨料粒径，加劲箍宜设在主筋外侧，钢筋保护层厚度不应小于35mm(水下混凝土不得小于50 mm)。可在主筋外侧安设钢筋定位器，以确保保护层厚度。为了防止钢筋笼变形，可 在钢筋笼上每隔2m设置一道加强箍，并在钢筋笼内每隔3 4m装一个可拆卸的十字形临时加劲架，(7)水下浇筑混凝土。泥浆护壁成孔灌注桩的水下混凝土浇筑常用导管法，混凝土强度等级不低于C20，坍落度为1822cm。其浇筑方法如图220所示（教材P76），所用设备有金 属导管、承料漏斗和提升机具等。导管一般用无缝钢管制作，直径为200300 mm，每节长度为23m，最下一节为脚管，长度不小于4m，各节管用法兰

48、盘和螺栓连接。承料漏斗利用法兰盘安装在导管顶端，其容积应大于保证管内混凝土所必须保持的高度和开始浇筑时导管埋置深度所要求的混凝土的体积。隔水栓(球塞)用来隔开混凝土与泥浆(或水)，可用木球或混凝土圆柱塞等，其直径宜比导管内径小2025mm。用35 mm厚的橡胶圈密封，其直径宜比导管内径大56mm。浇筑时，用提升机具将承料漏斗和导管悬吊起来后，沉至孔底，往导管中放隔水栓，隔水栓用绳子或铁丝吊挂，然后向导管内灌一定数量的混凝土，并使其下口距地基面约300 mm，立即迅速剪断吊绳(水深在10m以内可用此法)、或让球塞下滑至管的中部或接近底部再剪断吊绳，使混凝土靠自重推动球塞下落，冲向基底，并向四周扩

49、散，球塞被推出管后，混凝土则在导管下部包围住导管，形成混凝土堆，这时可把导管再下降至基底100200mm处，使导管下部能有更多的部分埋入首批浇筑的混凝土中。然后不断地将混凝土通过承料漏斗浇入导管内，管外混凝土面不断被挤压上升。随着管外混凝土面的上升，相应地逐渐提升导管。导管应缓缓提升，每次200mm左右，严防提升过度，务必保证导管下端埋人混凝土中的深度不少于规定的最小埋置深度；一般情况下，在泥浆中浇混凝土时，导管最小埋置深度不能小于1m，适宜的埋置深度为24m，但也不宜过深，以免混凝土的流动阻力太大，易造成堵管。混凝土浇筑过程应连续进行，不得中断。混凝土浇筑的最终标高应比设计标高高出05 m。

50、（8）常见工程质量事故及处理方法 泥浆护壁成孔灌注桩施工时常易发生孔壁坍塌，斜孔、孔底隔层、夹泥、流砂等孔壁坍塌 指成孔过程中孔壁土层不同程度坍落。主要原因是提升下落冲击锤、掏渣筒或钢筋骨架 时碰撞护筒及孔壁；护筒周围未用粘土紧密填实，孔内泥浆液面下降，孔内水压降低等造成塌孔，塌孔处理方法：一是在孔壁坍塌段用石子粘土投入，重新开钻，并调整泥浆容重和液 面高度；二是使用冲孔机时，填入混合料后低锤密击，使孔壁坚固后，再正常冲击。偏孔 指成孔过程中出现孔位偏移或孔身倾斜。偏孔的主要原固是桩架不稳固，导杆不垂直或土层软硬不均。对于冲孔成孔，则可能是由于导向不严格或遇到探头石及基岩倾斜所引起的。处理方法