[工学]桩基础打印.ppt

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1、工学桩基础打印 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 特点：特点：特点：特点：施工一般采用敞开挖基坑修筑基础的方施工一般采用敞开挖基坑修筑基础的方施工一般采用敞开挖基坑修筑基础的方施工一般采用敞开挖基坑修筑基础的方 法，故亦称为明挖基础。设计计算时可以法，故亦称为明挖基础。设计计算时可以法，故亦称为明挖基础。设计计算时可以法，故亦称为明挖基础。设计计算时可以忽略基础忽略基础忽略基础忽略基础侧面土体对基础的影响侧面土体对基础的影响侧面土体对基础的影响侧面土

2、体对基础的影响，基础结构形式和施工方法，基础结构形式和施工方法，基础结构形式和施工方法，基础结构形式和施工方法也较简单。也较简单。也较简单。也较简单。天然地基浅基础由于天然地基浅基础由于天然地基浅基础由于天然地基浅基础由于埋深浅，结构形式简单，埋深浅，结构形式简单，埋深浅，结构形式简单，埋深浅，结构形式简单，施工方法简便，造价也较低施工方法简便，造价也较低施工方法简便，造价也较低施工方法简便，造价也较低，因此是建筑物，因此是建筑物，因此是建筑物，因此是建筑物(最最最最)常常常常用的基础类型。用的基础类型。用的基础类型。用的基础类型。天然地基：没有经过人为加固处理的地基天然地基：没有经过人为加固

3、处理的地基 人工地基：需人工加固的软弱地基人工地基：需人工加固的软弱地基 浅基础：浅基础：5m5m，用一般方法、工艺施工，用一般方法、工艺施工 深基础：深基础：(桩基、沉井桩基、沉井)，特殊工艺施工，特殊工艺施工方方案案组组合合天然地基天然地基人工地基人工地基浅基础浅基础深基础深基础方方案案选选择择造价低造价低造价低造价低 易施工易施工易施工易施工 安全合理安全合理安全合理安全合理 技术先进技术先进技术先进技术先进地基基础设计的基本原则地基基础设计的基本原则1.1.防止地基土发生剪切破坏和丧失稳定性，防止地基土发生剪切破坏和丧失稳定性，应具有足够的安全度；应具有足够的安全度；2.2.控制地基的

4、变形量，使之不超过建筑物控制地基的变形量，使之不超过建筑物的地基特征变形允许值；的地基特征变形允许值；3.3.基础本身应具有足够的强度、刚度和耐基础本身应具有足够的强度、刚度和耐久性。久性。天然地基上浅基础的类型、构造和适用条件天然地基上浅基础的类型、构造和适用条件浅浅基基础础分分类类按材料分类按材料分类按构造分类按构造分类按受力性能分类按受力性能分类按受力性能按受力性能 分类分类u刚性基础刚性基础u柔性基础柔性基础刚性基础和柔性基础的概念刚性基础和柔性基础的概念刚性基础刚性基础柔性基础柔性基础刚性基础：由刚性材料制作的基础称为刚性基础。刚性基刚性基础：由刚性材料制作的基础称为刚性基础。刚性基

5、础所用的材料如砖、石、混凝土等，它们的抗压强度较高，础所用的材料如砖、石、混凝土等，它们的抗压强度较高，但抗拉及抗剪强度偏低。但抗拉及抗剪强度偏低。我们引入刚性角的概念：基础悬出部分的宽度和基础的高我们引入刚性角的概念：基础悬出部分的宽度和基础的高度的比值限制在一定范围之内，这个限制界限用角度表示度的比值限制在一定范围之内，这个限制界限用角度表示称之为刚性角。在设计中，应尽力使基础大放脚与基础材称之为刚性角。在设计中，应尽力使基础大放脚与基础材料的刚性角相一致，料的刚性角相一致，目的：确保基础底面不产生拉应力，最大限度地节约基础目的：确保基础底面不产生拉应力，最大限度地节约基础材料。受刚性角限

6、制的基础称为刚性基础。构造上通过限材料。受刚性角限制的基础称为刚性基础。构造上通过限制刚性基础宽高比来满足刚性角的要求。制刚性基础宽高比来满足刚性角的要求。刚性基础的概念刚性基础的概念 形式：形式：刚性扩大基础，单独柱下刚性基础、刚性扩大基础，单独柱下刚性基础、条形基础等条形基础等 。优点：优点：稳定性好、稳定性好、施工简便施工简便、能承受较大、能承受较大的荷载，所以只要地基强度能满足要求，它是桥的荷载，所以只要地基强度能满足要求，它是桥梁和涵洞等结构物首先考虑的基础形式。梁和涵洞等结构物首先考虑的基础形式。缺点：缺点：自重大，并且当持力层为软弱土时，自重大，并且当持力层为软弱土时，由于扩大基

7、础面积有一定限制，需要对地基进行由于扩大基础面积有一定限制，需要对地基进行处理或加固后才能采用，否则会因所受的荷载压处理或加固后才能采用，否则会因所受的荷载压力超过地基强度而影响建筑物的正常使用。力超过地基强度而影响建筑物的正常使用。刚性基础的特点刚性基础的特点柔性基础：当建筑物的荷载较大而地基承载能力较小时，柔性基础：当建筑物的荷载较大而地基承载能力较小时，基础底面基础底面B B必须加宽，如果仍采用混凝土材料做基础，势必必须加宽，如果仍采用混凝土材料做基础，势必加大基础的深度，这样很不经济。如果在混凝土基础的底部加大基础的深度，这样很不经济。如果在混凝土基础的底部配以钢筋，利用钢筋来承受拉应

8、力，使基础底部能够承受较配以钢筋，利用钢筋来承受拉应力，使基础底部能够承受较大的弯矩，这时，基础宽度不受刚性角的限制，故称钢筋混大的弯矩，这时，基础宽度不受刚性角的限制，故称钢筋混凝土基础为柔性基础。凝土基础为柔性基础。在同样条件下，采用钢筋混凝土基础比混凝土基础可节省在同样条件下，采用钢筋混凝土基础比混凝土基础可节省大量的混凝土材料和挖土工程量。大量的混凝土材料和挖土工程量。柔性基础的概念柔性基础的概念l 形式：形式：柱下扩展基础、条形和十字形基础筏柱下扩展基础、条形和十字形基础筏板及箱形基础。板及箱形基础。l 优点：优点：其整体性能较好，抗弯刚度较大。如其整体性能较好，抗弯刚度较大。如筏板

9、和箱形基础，在外力作用下只产生均匀沉降或筏板和箱形基础，在外力作用下只产生均匀沉降或整体倾斜，基本上消除了由于地基沉降不均匀引起整体倾斜，基本上消除了由于地基沉降不均匀引起的建筑物损坏。所以在土质较差的地基上修建高层的建筑物损坏。所以在土质较差的地基上修建高层建筑物时，采用这种基础形式是适宜的。建筑物时，采用这种基础形式是适宜的。l 缺点：缺点：柔性基础，特别是箱形基础，钢筋和柔性基础，特别是箱形基础，钢筋和水泥的用量较大，施工技术的要求也较高，所以采水泥的用量较大，施工技术的要求也较高，所以采用这种基础形式应与其它基础方案（如采用桩基础用这种基础形式应与其它基础方案（如采用桩基础等）比较后再

10、确定。等）比较后再确定。柔性基础的特点柔性基础的特点砖基础：砖基础：低层建筑墙下基础。砌筑方便，强度低、抗冻性差。低层建筑墙下基础。砌筑方便，强度低、抗冻性差。砌法：二一间隔收（砌法：二一间隔收（1/41/4砖）。砖）。大放脚大放脚二皮砖二皮砖一皮砖一皮砖二皮砖二皮砖片石基础：片石基础：砌筑较方便，抗冻性好。砌法：错缝搭接砌筑较方便，抗冻性好。砌法：错缝搭接。MU20毛石毛石 M5砂浆砂浆 M5砂浆砂浆砼与片石砼基础：砼与片石砼基础：强度、耐久性和抗冻性均较好，适于荷载大及地下强度、耐久性和抗冻性均较好，适于荷载大及地下水位以下结构。掺入片石要求：占体积水位以下结构。掺入片石要求：占体积203

11、0%2030%，尺寸，尺寸300mm 300mm。掺入毛石入毛石 节约水泥水泥柱下柱下砼基基础墙下下砼基基础u单独基础单独基础u联合基础联合基础u条形基础条形基础按构造按构造 分类分类l十字交叉十字交叉l阀板阀板l箱形箱形扩展基础扩展基础无筋扩展基础（刚性基础）无筋扩展基础（刚性基础）1 1、材料：砖、毛石、灰土或三合土。、材料：砖、毛石、灰土或三合土。2 2、构造要求、构造要求:保证抗拉强度、抗剪强度保证抗拉强度、抗剪强度钢筋混凝土扩展基础钢筋混凝土扩展基础1 1、特点：抗弯、剪性能好。、特点：抗弯、剪性能好。2 2、形式：墙下和柱下钢筋混凝土扩展基础。、形式：墙下和柱下钢筋混凝土扩展基础。

12、条形基础分为墙下和柱下条形基础，条形基础分为墙下和柱下条形基础，墙下条形基础是挡土墙下或涵洞下常用的墙下条形基础是挡土墙下或涵洞下常用的基础形式。其横剖面可以是矩形或将一侧基础形式。其横剖面可以是矩形或将一侧筑成台阶形。筑成台阶形。有时为了增强桥柱下基础的承载能有时为了增强桥柱下基础的承载能力，将同一排若干个柱子的基础联合起来，力，将同一排若干个柱子的基础联合起来，也就成为柱下条形基础。其构造与倒置的也就成为柱下条形基础。其构造与倒置的T T形截面梁相类似。形截面梁相类似。条形基础条形基础条形基础挡土墙下条形基础挡土墙下条形基础 柱下条形基础柱下条形基础柱下十字交叉基础柱下十字交叉基础柱柱基础

13、底板基础底板梁梁筏形基础筏形基础梁梁柱柱底板底板箱形基础柱柱顶板板底版底版梁梁隔板隔板壳体基础壳体基础浅基础设计内容及步骤浅基础设计内容及步骤1.1.了解拟建场地工程地质条件的基础上，合理选了解拟建场地工程地质条件的基础上，合理选择基础类型、平面布置及埋深；择基础类型、平面布置及埋深；2.2.按地基承载力确定基础底面尺寸；按地基承载力确定基础底面尺寸；3.3.进行必要的地基稳定性和变形验算；进行必要的地基稳定性和变形验算；4.4.基础结构的内力分析和截面设计，并绘制施工基础结构的内力分析和截面设计，并绘制施工图。图。l基础埋置深度的确定基础埋置深度的确定l基础底面尺寸的拟定基础底面尺寸的拟定l

14、地基承载力验算地基承载力验算l基础稳定性和地基稳定性验算基础稳定性和地基稳定性验算l基础沉降验算基础沉降验算基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择一、工程水文地质条件：一、工程水文地质条件：基础底面应尽量埋于地下水位以上，以避免基础底面应尽量埋于地下水位以上，以避免地下水对基坑施工的影响，如必须埋在地下水位以地下水对基坑施工的影响，如必须埋在地下水位以下时，则应采取措施（如基坑排水、坑壁围护等），下时，则应采取措施（如基坑排水、坑壁围护等），以保证地基土施工时不受扰动。地下水对基础材料以保证地基土施工时不受扰动。地下水对基础材料的侵蚀作用及防护措施也应充分考虑。的侵蚀作用及防护措施也应充分考虑。

15、二、建筑物的用途及基础类型二、建筑物的用途及基础类型 建筑物的用途影响基础埋深的选择。如有地建筑物的用途影响基础埋深的选择。如有地下室的建筑，埋深由地下室标高决定；工业建筑中的下室的建筑，埋深由地下室标高决定；工业建筑中的地下设施和设备基础，不能离建筑物基础太近。地下设施和设备基础，不能离建筑物基础太近。基础类型是影响埋深的另一个主要因素。对于由基础类型是影响埋深的另一个主要因素。对于由砖石材料砌筑的刚性基础，因其高度相对较大，若埋砖石材料砌筑的刚性基础，因其高度相对较大，若埋深较小则有露的可能。因此，基础的埋深由基础的构深较小则有露的可能。因此，基础的埋深由基础的构造高度决定。造高度决定。三

16、、作用在基础上的荷载大小和性质三、作用在基础上的荷载大小和性质 对于只受垂直荷载作用的基础，可根据对于只受垂直荷载作用的基础，可根据荷载的大小经过地基承载力的计算，选择持力层，荷载的大小经过地基承载力的计算，选择持力层，确定埋深；如果基础同时还承受水平荷载作用（如确定埋深；如果基础同时还承受水平荷载作用（如挡土墙、厂房柱基、烟囱、水塔等构筑物的基础），挡土墙、厂房柱基、烟囱、水塔等构筑物的基础），则应加大埋深，以增强土层对基础的嵌固作用，保则应加大埋深，以增强土层对基础的嵌固作用，保证构筑物的稳定性证构筑物的稳定性四、相邻建筑物基础埋深四、相邻建筑物基础埋深 为保证相邻原有建筑物在施工期间的安

17、全为保证相邻原有建筑物在施工期间的安全和正常使用，基础埋深不宜深于相邻原有建筑物的和正常使用，基础埋深不宜深于相邻原有建筑物的基础。基础。五、地基土的冻胀和融陷五、地基土的冻胀和融陷 在有冻胀性土的地区建设时，除基础埋深必须在有冻胀性土的地区建设时，除基础埋深必须符合上述规定外，还应根据土的冻胀性和冻深的大符合上述规定外，还应根据土的冻胀性和冻深的大小，采取一些相应的防冻害措施。小，采取一些相应的防冻害措施。桩基础桩基础1 1 桩基的作用桩基的作用桩基桩基-桩是深入桩是深入土层的柱型构件，柱与土层的柱型构件，柱与连接桩顶的承台组成深连接桩顶的承台组成深基础。基础。其作用其作用-将上部结将上部结

18、构的荷载，通过较弱地构的荷载，通过较弱地层或水传递到深部较坚层或水传递到深部较坚硬的、压缩性小的土层硬的、压缩性小的土层或岩层。或岩层。2 2、特点：特点：（1 1）承载力高；承载力高；（2 2）稳定性好；稳定性好；（3 3）沉降小；沉降小；（4 4）便于机械化施工。便于机械化施工。桩基础已成为建筑、交通、水利、港口等工程中桩基础已成为建筑、交通、水利、港口等工程中广为采用的基础形式。广为采用的基础形式。3 3、应用、应用 桩桩基基础础主主要要通通过过作作用用于于桩桩尖尖土土层层的的阻阻力力和和桩桩周周土土的的摩摩阻阻力力来来支支承承轴轴向向荷荷载载，也也可可利利用用桩桩侧侧土土的的侧侧向阻力

19、抵抗水平荷载。向阻力抵抗水平荷载。通常遇以下情况时可选用桩基础：通常遇以下情况时可选用桩基础：(1)(1)对对地地基基沉沉降降要要求求严严格格，不不允允许许有有不不均均匀匀或或过过大大沉降的建筑物；沉降的建筑物；(2)(2)采采用用地地基基加加固固措措施施不不合合适适的的软软弱弱地地基基或或特特殊殊土土地基；地基；(3)(3)当当施施工工水水位位或或地地下下水水位位很很高高或或基基础础位位于于水水中中的的建筑物；建筑物；(4)(4)高耸建筑物等；高耸建筑物等；(5)(5)建建筑筑物物受受到到大大面面积积地地面面超超载载的的影影响响，或或软软土土上上活荷载比较大的筒仓、油库等；活荷载比较大的筒仓

20、、油库等；(6)(6)承受大荷载、动荷载、大偏心荷载的建筑物；承受大荷载、动荷载、大偏心荷载的建筑物；(7)(7)精精密密或或大大型型设设备备的的基基础础，对对基基础础振振动动有有较较高高要要求的建筑；求的建筑；(8)(8)意义重大或需长期保存的建筑物。意义重大或需长期保存的建筑物。a a）桩筏基础；）桩筏基础；b)b)单桩单柱基础；单桩单柱基础；c)c)厂房与设备桩基厂房与设备桩基建筑物桩基建筑物桩基桥梁桩基桥梁桩基港湾和海洋构筑物桩基港湾和海洋构筑物桩基影响桩基承载力的因素甚多，主要有以下几方面：影响桩基承载力的因素甚多，主要有以下几方面：(1)(1)桩侧土的性质与土层分布桩侧土的性质与土

21、层分布;(2).(2).桩端土层的性质桩端土层的性质;(3).(3).桩身与桩底的几何特征桩身与桩底的几何特征;(4).(4).成桩效应成桩效应5 5 桩基设计内容桩基设计内容桩基设计的基本内容包括桩基设计的基本内容包括:(1)(1)选择桩的类型和几何尺寸选择桩的类型和几何尺寸;(2)(2)确定单桩竖向确定单桩竖向(和水平向和水平向)承载力设计值承载力设计值;(3)(3)确定桩的数量、间距和布置方式；确定桩的数量、间距和布置方式；(4(4）验算桩基的承载力和沉降；）验算桩基的承载力和沉降；(5(5）桩身结构设计；）桩身结构设计；(6(6）承台设计；）承台设计；(7(7）绘制桩基施工图）绘制桩基

22、施工图桩的分类桩的分类 1 1、端承型桩端承型桩（1 1）端承桩）端承桩 在极限承载力状态，桩顶荷载由桩端承在极限承载力状态，桩顶荷载由桩端承受，桩侧阻力可忽略不计。受，桩侧阻力可忽略不计。（2 2）摩擦端承桩摩擦端承桩 在极限承载力状态，桩顶荷载主要由桩在极限承载力状态，桩顶荷载主要由桩端阻力承受，桩侧阻力属次要地位。端阻力承受，桩侧阻力属次要地位。2 2、摩擦型桩摩擦型桩 （1 1）摩擦桩）摩擦桩 竖向极限荷载作用下，桩顶荷载绝大部分由桩侧阻竖向极限荷载作用下，桩顶荷载绝大部分由桩侧阻力承担，桩端阻力可忽略不计。力承担，桩端阻力可忽略不计。（2 2）端承摩擦桩）端承摩擦桩 桩顶极限荷载由桩

23、侧阻力和桩端阻力共同承担，大桩顶极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，大部分由桩侧阻力承担。部分由桩侧阻力承担。(1)(1)竖向抗压桩，以承受竖向荷载为主的桩；竖向抗压桩，以承受竖向荷载为主的桩；(2)(2)竖向抗拔桩，以承受竖向上拔荷载为主的桩；竖向抗拔桩，以承受竖向上拔荷载为主的桩；(3)(3)水平受荷桩，以承受水平荷载为主的桩；水平受荷桩，以承受水平荷载为主的桩；(4)(4)复合受荷桩，所受的竖向、水平荷载均较大的桩。复合受荷桩，所受的竖向、水平荷载均较大的桩。(a (a）受压桩）受压桩 (b (b）抗拔桩）抗拔桩 (c (c）复合受荷桩）复合受荷桩 (d (d水平受荷桩水平受荷桩 不同

24、功能的桩不同功能的桩1 1、混凝土桩混凝土桩（1 1）预制桩预制桩 在工厂或工地预先将桩身制作在工厂或工地预先将桩身制作好，待就位后用打入或射水法将桩送入土中好，待就位后用打入或射水法将桩送入土中（2 2）灌注桩灌注桩 用机械或人工在现场开孔，就地用机械或人工在现场开孔，就地浇筑混凝土而形成的桩浇筑混凝土而形成的桩2 2、钢桩钢桩 钢桩主要有钢管桩、钢桩主要有钢管桩、H H型钢桩和钢板桩型钢桩和钢板桩3 3、木桩木桩 按照成桩的方法和工艺，桩基础可分为：按照成桩的方法和工艺，桩基础可分为：(1)(1)打入桩打入桩 将预制好的桩体用击打或振动的方将预制好的桩体用击打或振动的方法打入地下成桩；法打

25、入地下成桩；（2 2）灌注桩灌注桩 先成孔后浇筑混凝土；先成孔后浇筑混凝土；（3 3）静压桩静压桩 利用机械以强力将预制桩压入到设利用机械以强力将预制桩压入到设计位置。计位置。按成桩方法划分的桩按成桩方法划分的桩 预制桩预制桩 粘性土粘性土1 1、挤土桩、挤土桩 沉管灌注桩沉管灌注桩 无粘性土无粘性土2 2、部分挤土桩（小量挤土桩）部分挤土桩（小量挤土桩）开口钢管桩开口钢管桩 H H型钢桩型钢桩 开口的预应力钢筋混凝土桩开口的预应力钢筋混凝土桩3 3、非挤土桩非挤土桩 预钻孔的钢筋混凝土桩预钻孔的钢筋混凝土桩 钻（挖、冲孔）灌注桩钻（挖、冲孔）灌注桩 按照按照桩径桩径大小，桩基础可分为：大小，

26、桩基础可分为：（1 1）小桩）小桩 (d250mm)(d250mm)；（2 2）中等直径桩）中等直径桩 （250mm250mmd d800mm800mm）；）；（3 3）大直径桩）大直径桩 （d800mmd800mm）工程中选用何种桩型，受地质条件、场地条件、工程中选用何种桩型，受地质条件、场地条件、承载力要求、施工设备、地下水位和经济条件等方承载力要求、施工设备、地下水位和经济条件等方面的限制。面的限制。预制桩施工预制桩施工 预制桩包括钢筋混凝土方桩、管桩、钢管预制桩包括钢筋混凝土方桩、管桩、钢管桩和锥形桩，其中以钢筋混凝土方桩和钢管桩应桩和锥形桩，其中以钢筋混凝土方桩和钢管桩应用较多。用较

27、多。其沉桩方法有锤击沉桩、振动沉桩和静力沉其沉桩方法有锤击沉桩、振动沉桩和静力沉桩等，其中又以锤击沉桩应用较为普遍。桩等，其中又以锤击沉桩应用较为普遍。本节以钢筋混凝土方桩为例介绍沉桩的施工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。工艺，其它桩形施工方法类似，不再重复。一、钢筋混凝土预制桩的制作、运输和堆放一、钢筋混凝土预制桩的制作、运输和堆放 （一）桩的制作（一）桩的制作 钢筋混凝土预制桩一般在预制厂制作，较长的钢筋混凝土预制桩一般在预制厂制作，较长的桩在施工现场附近露天预制。桩的长度主要取决桩在施工现场附近露天预制。桩的长度主要取决于运输条件及桩架高度，一

28、般不超过于运输条件及桩架高度，一般不超过25m25m。如桩长。如桩长超过超过25m25m，可将桩分成几段预制，在打桩过程中接，可将桩分成几段预制，在打桩过程中接桩。桩。混凝土浇筑应由桩顶向桩尖连续进行，严禁混凝土浇筑应由桩顶向桩尖连续进行，严禁中断。桩顶和桩尖处不得有蜂窝、麻面、裂缝和中断。桩顶和桩尖处不得有蜂窝、麻面、裂缝和掉角。桩的制作偏差应符合规范的规定。掉角。桩的制作偏差应符合规范的规定。（二）桩的起吊、运输和堆放（二）桩的起吊、运输和堆放 起吊：吊点位置的选择随桩长而异。（起吊：吊点位置的选择随桩长而异。（图示图示）运输：当运距不大时，可采用滚筒、卷扬机等拖动桩身运运输：当运距不大时

29、，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。运输过程中支点输；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。应与吊点位置一致。堆放：桩在施工现场的堆放场地应平整、坚实，并不得产堆放：桩在施工现场的堆放场地应平整、坚实，并不得产生不均匀沉陷。堆放时应设垫木，垫木的位置与吊点位置生不均匀沉陷。堆放时应设垫木，垫木的位置与吊点位置相同，各层垫木应上、下对齐，堆放层数不宜超过相同，各层垫木应上、下对齐，堆放层数不宜超过4 4层。层。桩的吊点位置桩的吊点位置（a a）1 1个吊点（个吊点（b b）2 2个吊点（个吊点（c c）3 3个吊点（个吊点（d d）4 4

30、个吊点个吊点二二.锤击沉桩的施工方法锤击沉桩的施工方法 打桩机具主要包括桩锤、桩架和动力装置三个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，将桩打入土中的部分。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，保证桩锤能沿要求的方桩过程中引导桩的方向，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向冲击；动力装置包括驱动桩锤及卷扬机用的动力设备。力设备。在选择打桩机具时，应根据地基土的性质、在选择打桩机具时，应根据地基土的性质、工程的大小、桩的种类、施工期限、动力

31、供应条工程的大小、桩的种类、施工期限、动力供应条件和现场情况确定。件和现场情况确定。1.1.桩架：主要由底盘、桩架：主要由底盘、导向杆、斜撑、导向杆、斜撑、滑轮滑轮组等组成。桩架应能组等组成。桩架应能前后左右灵活移前后左右灵活移 动，动，以便于对准桩位。以便于对准桩位。2.2.桩锤：施工中常用桩锤：施工中常用的桩锤有落锤、的桩锤有落锤、单动单动汽锤、双动汽锤、汽锤、双动汽锤、柴柴油桩锤油桩锤和振动和振动 桩锤。桩锤。压桩施工，一般情况压桩施工，一般情况下都采用分段压入、逐节接下都采用分段压入、逐节接长的方法，其程序如左图。长的方法，其程序如左图。施工时，先将第一节桩压入施工时，先将第一节桩压入

32、土中，当其上端与压桩机操土中，当其上端与压桩机操作平台齐平时，进行接桩。作平台齐平时，进行接桩。a a）准备压第一段）准备压第一段 b b）接第二段桩）接第二段桩 c c）接第三段桩）接第三段桩 d d）整根桩压平至地）整根桩压平至地面面 e e）采用送桩压桩完）采用送桩压桩完毕毕 1 1第一段桩第一段桩 2 2第第二段桩二段桩 3 3第三段桩第三段桩 4 4送桩送桩 5 5接桩处接桩处 接桩后，将第接桩后，将第二节桩继续压入土中。二节桩继续压入土中。每节桩的长度根据压桩每节桩的长度根据压桩架的高度而定架的高度而定,一般高为一般高为16m16m20 m20 m。a a）焊接结合）焊接结合b b

33、）管）管式结合式结合c c）硫磺砂浆钢筋）硫磺砂浆钢筋结合结合d d）管桩螺栓结合）管桩螺栓结合 115010010 115010010 22予埋钢管予埋钢管 3 3予留孔予留孔洞洞 4 4予埋钢筋予埋钢筋55法法兰螺栓连接兰螺栓连接 静力压桩是在均匀软弱土中利用压桩架（型钢制作）静力压桩是在均匀软弱土中利用压桩架（型钢制作）的自重和配重，将桩逐节压入土中的一种沉桩方法。这种的自重和配重，将桩逐节压入土中的一种沉桩方法。这种沉桩方法无振动、无噪音、对周围环境影响小，适合在城沉桩方法无振动、无噪音、对周围环境影响小，适合在城市中施工。市中施工。压桩施工时应随时注意使桩保持轴心受压，接桩时压桩施工

34、时应随时注意使桩保持轴心受压，接桩时也应保证上下接桩的轴线一致，并使接桩时间尽可能的缩也应保证上下接桩的轴线一致，并使接桩时间尽可能的缩短，否则，间歇时间过长会由于压桩阻力过大导致发生压短，否则，间歇时间过长会由于压桩阻力过大导致发生压不下去的事故。当桩接近设计标高时，不可过早停压，否不下去的事故。当桩接近设计标高时，不可过早停压，否则，在补压时也会发生压不下去或压入过少的现象。则，在补压时也会发生压不下去或压入过少的现象。预制桩的其他施工方法预制桩的其他施工方法 1 1、振动沉桩、振动沉桩 振动沉桩是利用固定在桩顶部的振动器所振动沉桩是利用固定在桩顶部的振动器所产生的激振力，通过桩身使土颗粒

35、受迫振动，使产生的激振力，通过桩身使土颗粒受迫振动，使其改变排列组织，产生收缩和位移，这样桩表面其改变排列组织，产生收缩和位移，这样桩表面与土层间的摩擦力就减少，桩在自重和振动力共与土层间的摩擦力就减少，桩在自重和振动力共同作用下沉入土中。适用于在粘土、松散砂土及同作用下沉入土中。适用于在粘土、松散砂土及黄土和软土中沉桩，更适合于打钢板桩，同时借黄土和软土中沉桩，更适合于打钢板桩，同时借助起重设备可以拔桩。助起重设备可以拔桩。2 2、射水法沉桩、射水法沉桩 射水法沉桩又称水冲法沉桩，是将射水管附在桩身上，射水法沉桩又称水冲法沉桩，是将射水管附在桩身上，用高压水流束将桩尖附近的土体冲松液化，以减

36、少土对桩端用高压水流束将桩尖附近的土体冲松液化，以减少土对桩端的正面阻力，同时水流及土的颗粒沿桩身表面涌出地面，减的正面阻力，同时水流及土的颗粒沿桩身表面涌出地面，减少了土与桩身的摩擦力，使桩借自重少了土与桩身的摩擦力，使桩借自重(或稍加外力或稍加外力)沉入土中。沉入土中。本法最适用于坚实砂土或砂砾石土层上的支承桩，在特性土本法最适用于坚实砂土或砂砾石土层上的支承桩，在特性土中亦可使用。中亦可使用。射水法沉桩的特点是：当在坚实的砂土中沉桩，桩难射水法沉桩的特点是：当在坚实的砂土中沉桩，桩难以打下或久打不下时，使用射水法可防止将桩打断或桩头打以打下或久打不下时，使用射水法可防止将桩打断或桩头打坏

37、。坏。水冲法沉桩大多与锤击或振动相辅使用，视土质情况水冲法沉桩大多与锤击或振动相辅使用，视土质情况可采取先用射水管冲桩孔，然后将桩身随之插入；或一面射可采取先用射水管冲桩孔，然后将桩身随之插入；或一面射水，水，面锤击面锤击(或振动或振动)；或射水锤击交替进行或以锤击或振；或射水锤击交替进行或以锤击或振动为主，射水为辅等方式动为主，射水为辅等方式 3 3、植桩法沉桩、植桩法沉桩 植桩法沉桩又称钻孔植桩法，它是为防止在软土地植桩法沉桩又称钻孔植桩法，它是为防止在软土地区打长桩对邻近建筑物和地下管线造成隆起和位移等危害区打长桩对邻近建筑物和地下管线造成隆起和位移等危害的一种有效方法。的一种有效方法。

38、植桩法沉桩是在沉桩部位按设计要求的孔径和孔深植桩法沉桩是在沉桩部位按设计要求的孔径和孔深先用钻机钻孔，在孔内再插入预制钢筋混凝土桩，然后采先用钻机钻孔，在孔内再插入预制钢筋混凝土桩，然后采用锤击或振动锤打入法，将桩打入设计持力层标高。用锤击或振动锤打入法，将桩打入设计持力层标高。植打桩顺序为：先打长桩，后打短桩；先打外围植打桩顺序为：先打长桩，后打短桩；先打外围桩，后打中间桩，以防止土体位移对四周建筑物及各种设桩，后打中间桩，以防止土体位移对四周建筑物及各种设施造成的影响。对超软土宜间隔钻孔施打。施造成的影响。对超软土宜间隔钻孔施打。灌注桩施工灌注桩施工 灌注桩是直接在桩位上就地成孔，然后在孔

39、内灌灌注桩是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内灌注混凝土或钢筋混凝土的一种成桩方法。与预制桩注混凝土或钢筋混凝土的一种成桩方法。与预制桩相比由于避免了锤击应力，桩的混凝土强度及配筋相比由于避免了锤击应力，桩的混凝土强度及配筋只要满足使用要求就可以，因而具有节约材料、成只要满足使用要求就可以，因而具有节约材料、成本低廉、施工不受地层变化的限制、无需接桩及截本低廉、施工不受地层变化的限制、无需接桩及截桩等优点。但也存在着技术间隔时间长，不能立即桩等优点。但也存在着技术间隔时间长，不能立即承受荷载，操作要求严，在软土地基中易缩颈、断承受荷载，操作要求严，在软土地基中易缩颈、断裂，在冬季施工较困难等缺点

40、。裂，在冬季施工较困难等缺点。灌注桩的施工方法，常用的有钻孔灌注桩、挖灌注桩的施工方法，常用的有钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、套管成孔灌注桩和爆扩成孔灌注桩等多孔灌注桩、套管成孔灌注桩和爆扩成孔灌注桩等多种。种。一、钻孔灌注桩一、钻孔灌注桩 钻孔灌注桩是利用钻孔机在桩位成孔，然后在钻孔灌注桩是利用钻孔机在桩位成孔，然后在桩孔内放入钢筋骨架再灌混凝土而成的就地灌注桩孔内放入钢筋骨架再灌混凝土而成的就地灌注桩。它能在各种土质条件下施工，具有无振动、桩。它能在各种土质条件下施工，具有无振动、对土体无挤压等优点。常用的施工方法根据地质对土体无挤压等优点。常用的施工方法根据地质条件的不同可分为干作业成孔灌注桩

41、和湿作业成条件的不同可分为干作业成孔灌注桩和湿作业成孔灌注桩。孔灌注桩。（一）干作业成孔灌注桩（一）干作业成孔灌注桩 干作业成孔灌注桩适用于成孔深度内没有干作业成孔灌注桩适用于成孔深度内没有地下水的情况，成孔时不必采取护壁措施而直接地下水的情况，成孔时不必采取护壁措施而直接取土成孔。取土成孔。干式成孔一般采用螺旋钻机，它由主机、干式成孔一般采用螺旋钻机，它由主机、滑轮组、螺旋钻杆、钻头、滑动支架、出土装置滑轮组、螺旋钻杆、钻头、滑动支架、出土装置等组成。由螺旋钻头切削土体，切下的土随钻头等组成。由螺旋钻头切削土体，切下的土随钻头旋转并沿螺旋叶片上升而排出孔外。旋转并沿螺旋叶片上升而排出孔外。（

42、二）湿作业成孔灌注桩（二）湿作业成孔灌注桩 软土地基的深层钻进，会遇到地下水问题。采用泥浆软土地基的深层钻进，会遇到地下水问题。采用泥浆护壁湿作业成孔能够解决施工中地下水带来的孔壁塌落，护壁湿作业成孔能够解决施工中地下水带来的孔壁塌落，钻具磨损发热及沉渣问题。钻具磨损发热及沉渣问题。常用的湿作业成孔机械有冲抓锥成孔机、斗式钻常用的湿作业成孔机械有冲抓锥成孔机、斗式钻头成孔机、冲击式钻孔机、潜水电钻、大直径旋入全套管头成孔机、冲击式钻孔机、潜水电钻、大直径旋入全套管护壁成孔钻机和工程水文地质回转钻机等，其中回转钻机护壁成孔钻机和工程水文地质回转钻机等，其中回转钻机是目前灌注桩施工用得最多的施工机

43、械。是目前灌注桩施工用得最多的施工机械。回转钻机配有移动装置，设备性能可靠，噪音和振动回转钻机配有移动装置，设备性能可靠，噪音和振动小，效率高，质量好。适用于松散土层、粘土层、砂砾层、小，效率高，质量好。适用于松散土层、粘土层、砂砾层、软岩层等地质条件。软岩层等地质条件。回转钻机钻孔前，应先在孔口处埋设护筒，护筒的作回转钻机钻孔前，应先在孔口处埋设护筒，护筒的作用是固定桩孔位置、保护孔口、防止塌孔、增加桩孔内水用是固定桩孔位置、保护孔口、防止塌孔、增加桩孔内水压。护筒由压。护筒由3mm3mm5mm5mm钢板制成，其内径比钻头直径大钢板制成，其内径比钻头直径大100mm100mm，埋在桩位处，其

44、顶面应高出地面或水面，埋在桩位处，其顶面应高出地面或水面400mm400mm600mm600mm，周围用粘土填实。，周围用粘土填实。二挖孔灌注桩二挖孔灌注桩 在土木工程中，有些高层建筑、大型桥梁、重要的在土木工程中，有些高层建筑、大型桥梁、重要的水利工程由于自重大，底面积小，对地基的单位压力很高，水利工程由于自重大，底面积小，对地基的单位压力很高，需要大直径的桩来承受，但却往往受到钻孔设备的限制而需要大直径的桩来承受，但却往往受到钻孔设备的限制而难以完成。在这种情况下，人们较多地采用了挖孔灌注桩。难以完成。在这种情况下，人们较多地采用了挖孔灌注桩。挖孔灌注桩的施工，是测量定位后开挖工人下到桩挖

45、孔灌注桩的施工，是测量定位后开挖工人下到桩孔中去，在井壁护圈的保护下，直接进行开挖，待挖到设孔中去，在井壁护圈的保护下，直接进行开挖，待挖到设计标高，桩底扩孔后，对基底进行验收，验收合格后下放计标高，桩底扩孔后，对基底进行验收，验收合格后下放钢筋笼，浇筑混凝土成桩。挖孔时如遇地下水，可使用潜钢筋笼，浇筑混凝土成桩。挖孔时如遇地下水，可使用潜水泵随时将水排除。水泵随时将水排除。三套管成孔灌注桩三套管成孔灌注桩 套管成孔灌注桩又称为打拔管灌注桩。套管成孔灌注桩又称为打拔管灌注桩。(图示图示)是利用一根与桩的设计尺寸相适应的钢管，其下端是利用一根与桩的设计尺寸相适应的钢管，其下端带有桩尖。采用锤击或

46、振动的方法将其沉入土中，带有桩尖。采用锤击或振动的方法将其沉入土中，然后将钢筋笼放入钢管内，再灌注混凝土，并随灌然后将钢筋笼放入钢管内，再灌注混凝土，并随灌随将钢管拔出，利用拔管时的振动将混凝土捣实。随将钢管拔出，利用拔管时的振动将混凝土捣实。四、爆扩成孔灌注桩四、爆扩成孔灌注桩(动画动画)爆扩成孔灌注桩是用钻孔爆扩成孔，孔底放入炸爆扩成孔灌注桩是用钻孔爆扩成孔，孔底放入炸药，再灌入适量的混凝土，然后引爆，使孔底形成扩大头，药，再灌入适量的混凝土，然后引爆，使孔底形成扩大头，再放入钢筋茏，浇筑桩身混凝土。再放入钢筋茏，浇筑桩身混凝土。爆扩桩在粘性土层中使用效果较好，但在软土及砂爆扩桩在粘性土层

47、中使用效果较好，但在软土及砂土中不易成型，桩长（土中不易成型，桩长（H H）一般为）一般为3 36m6m，最大不超过，最大不超过10m10m。扩大头直径扩大头直径D D为为2.52.53.5d3.5d。这种桩具有成孔简单，节省劳。这种桩具有成孔简单，节省劳力和成本低等优点。但检查质量不便，施工质量要求严格。力和成本低等优点。但检查质量不便，施工质量要求严格。爆扩大头的施工要点如下：爆扩大头的施工要点如下：单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定 单桩承载力：单桩承载力：是指单桩在荷载作用下，是指单桩在荷载作用下，地基土和桩本身的强度和稳定性均能得到保证，地基土和桩本身的强度和稳定性均能得到保证

48、，变形也在容许范围内，以保证结构物的正常使用变形也在容许范围内，以保证结构物的正常使用所能承受的最大荷载。一般情况下，桩受到轴向所能承受的最大荷载。一般情况下，桩受到轴向力、横轴向力及弯矩作用，因此须分别研究和确力、横轴向力及弯矩作用，因此须分别研究和确定单桩的轴向承载力和横轴向承载力。定单桩的轴向承载力和横轴向承载力。桩侧阻力与桩端阻力的发挥过程就是桩、土体系荷载的传桩侧阻力与桩端阻力的发挥过程就是桩、土体系荷载的传递过程。递过程。桩士体系荷载传递分析桩士体系荷载传递分析 基本概念：基本概念：当竖向荷载逐步施加于单桩桩顶，桩当竖向荷载逐步施加于单桩桩顶，桩身上部受到压缩而产生相对于土的向下位

49、移，与此同时桩侧身上部受到压缩而产生相对于土的向下位移，与此同时桩侧表面就会受到土的向上摩阻力。桩顶荷载通过所发挥出来的表面就会受到土的向上摩阻力。桩顶荷载通过所发挥出来的桩侧摩阻力传递到桩周土层中去，致使桩身轴力和桩身压缩桩侧摩阻力传递到桩周土层中去，致使桩身轴力和桩身压缩变形随深度递减。在桩土相对位移等于零处，其摩阻力尚未变形随深度递减。在桩土相对位移等于零处，其摩阻力尚未开始发挥作用而等于零。随着荷载增加，桩身压缩量和位移开始发挥作用而等于零。随着荷载增加，桩身压缩量和位移量增大，桩身下部的摩阻力随之逐步调动起来，桩底土层也量增大，桩身下部的摩阻力随之逐步调动起来，桩底土层也因受到压缩而

50、产生桩端阻力。桩端土层的压缩加大了桩土相因受到压缩而产生桩端阻力。桩端土层的压缩加大了桩土相对位移，从而使桩身摩阻力进一步发挥到极限值，对位移，从而使桩身摩阻力进一步发挥到极限值，桩侧摩阻力和桩底阻力的发挥程度：桩侧摩阻力和桩底阻力的发挥程度：桩端极限阻力桩端极限阻力的发挥需要比发生桩侧极限摩阻力大得多的位移值，这时的发挥需要比发生桩侧极限摩阻力大得多的位移值，这时总是桩侧摩阻力先充分发挥出来。当桩身摩阻力全部发挥总是桩侧摩阻力先充分发挥出来。当桩身摩阻力全部发挥出来达到极限后，若继续增加荷载，其荷载增量将全部由出来达到极限后，若继续增加荷载，其荷载增量将全部由桩端阻力承担。由于桩端持力层的大