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1、1,在土木工程建设中，近年来各种大型建筑物，构筑物日益增多，规模愈来愈大，对基础工程的要求越来越高。为了有效地把结构的上部荷载传递到周围土层的土壤深处承载能力较大的土层上，桩基础被广泛应用到土木工程中。,第二章 桩基础工程,一、荷载传递的方式不同分类： 端承桩：穿过软弱土层，而达到坚硬土层的桩。以桩尖阻力承担全部荷载，控制以贯入度为主。 摩擦桩：悬浮于软弱土层的桩。以桩身于土层的摩阻力承担全部荷载。桩尖进行持力层深度或桩尖标高为参考。 二、按照施工方法的不同，桩可分为预制桩和灌注桩。,2,桩基静压设备,3,图21 桩基,4,1混凝土预制桩 （1）静压钢筋混凝土预制桩：用静力压桩机将预制钢筋混凝
2、土桩分节压入地基土层中成桩的方法。 （2）静压钢筋混凝土预制管桩：用静压桩机将预制管桩压入土层的方法。 （3）锚杆静压混凝土预制方桩：锚杆静压法沉桩，系利用建（构）筑物的自重作为压载，先在基础上开凿出压桩孔和锚杆孔，然后埋设锚杆，或新建（构）筑物基础上预留压桩孔、预埋钢锚杆，借锚杆反力，通过反力架，用液压千斤顶将钢筋混凝土预制短桩逐段压入基础中开凿或预留的桩孔内，当压桩力和桩长满足设计要求时，再将桩与基础连接在一起，承受上部荷载。,5,2混凝土灌注桩 （1）人工挖孔灌注桩：人工挖孔灌注桩是指在桩位采用人工挖掘方法成孔，然后安装钢筋笼，灌注混凝土而成的桩。 （2）泥浆护壁钻孔灌注桩：泥浆护壁钻孔
3、灌注桩是通过桩机在泥浆护壁条件下慢速钻进，并利用泥浆循环的方式对孔底排渣，成孔后利用水下浇注法灌注混凝土而成的桩。 （3）振动沉管灌注桩：振动沉管灌注桩是用振动桩机，将带活瓣桩尖或钢筋混凝土预制桩靴的钢管利用振动锤产生的垂直定向振动和锤、桩管自重及卷扬机通过钢丝绳施加的压力，使桩管沉入土中，然后向桩管内浇注混凝土，边振边拔出桩管，使混凝土留在土中而成桩。,6,（6）挤扩多支盘混凝土灌注桩：挤扩多支盘桩全称为“液压挤扩多支盘混凝土灌注桩”，是在常规钻孔灌注桩的基础上，采用专用液压设备对桩长范围内的土层进行多截面扩孔，形成多处锥状或三角形扩径空腔，空腔内灌注混凝土后形成多支点的多截面扩孔混凝土桩。
4、,（5）夯扩灌注桩：夯压成型灌注桩又称夯扩桩，是在普通锤击沉管桩的基础上加以改进发展起来的一种新型桩，由于其扩底作用，增大了桩端支承面积，能够充分发挥桩端持力层的承载力，具有较好的技术经济指标，十几年来已在国内许多地区得到广泛地应用和发展。,（4）泥浆护壁冲孔灌注桩：冲击成孔灌注桩系用冲击式钻机或卷扬机悬吊冲击钻头（又称冲锤）上下往复冲击，将硬质土或岩层破碎成孔，部分碎渣和泥浆挤入孔壁中，大部分成为泥渣，用掏渣筒掏出成孔，然后再灌注混凝土成桩。,7,第一节预制桩施工 一、预制桩的制作、起吊、运输和堆放 （一）钢筋砼实心方桩 1.概念 静压混凝土预制方桩是用液压静力压桩机将预制混凝土方桩分节压入
5、地基土层中成桩。 方桩常用截面尺寸为30cm30cm、35cm35cm、40cm40cm、45cm45cm、50cm50cm、55cm55cm，常用节长为7m、8m、9m、10m、11m、12m、13m、14m、15m等等。 2.特点 本法为液压操作、自动化程度高； 行走方便，运转灵活，桩位定点精确，可提高桩基施工质量；,8,3.适用范围 本法适用于软土、填土及一般粘性土层中应用，特别适合于居民稠密及危房附近环境保护要求严格的地区沉桩，但不宜用于地下有较多孤石、障碍物或有4m以上硬隔离层的情况。,施工速度快，压桩速度每分钟可达2m，比锤击法可缩短工期1/3。,施工无噪声、无振动、无污染，沉桩采
6、用全液压夹持桩身向下施加压力，可避免打碎桩头，混凝土强度等级可降低12级，配筋比锤击法可省钢筋40%左右；,9,4. 制作程序 现场制作场地整平、压实场地地坪作三七灰土或浇筑混凝土弹线、支模、涂刷隔离剂绑扎钢筋骨架、安设吊环（或预埋吊装孔）浇筑混凝土养护至30%强度拆模支间隔端头模板、刷隔离剂、绑钢筋浇筑间隔桩混凝土同法间隔重叠制作第二层桩（重叠层数一般不宜超过四层）。 5. 施工要点 （1） 混凝土预制桩可在工厂或施工现场预制。现场预制多采用工具式木模板或钢模板，支在坚实平整的地坪上，模板应平整牢靠，尺寸准确。用间隔重叠法生产，桩头部分使用钢模堵头板，并与两侧模板相互垂直，桩与桩间刷废机油或
7、皂脚水并用塑料薄膜隔开，邻桩与上层桩的混凝土须待邻桩或下层桩的混凝土达到设计强度的以后进行，重叠层数一般不宜超过四层。,10,(2).长桩可分节制作，单节长度应满足桩架的有效高度、制作场地条件、运输与装卸能力等方面的要求，并应避免在桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中接桩。 (3).钢筋骨架主筋连接宜采用对焊或电弧焊，主筋接头配置在同一截面内的数量不得超过50%；相邻两根主筋接头截面的距离应不大于35d（d为主筋直径），且不少于500mm。桩顶1m范围内不应有接头。桩顶钢板预埋件位置要准确，同时桩顶面和接头端面应平整，桩顶平面与桩纵轴线倾斜不应大于3mm。 (4).混凝土强度等级应不低于C30
8、，粗骨料用540mm碎石或卵石，用机械拌制混凝土，坍落度不大于6cm，接桩的接头处要平整，使上下桩能互相贴合对准。浇筑完毕应覆盖洒水养护不小于7d，并应自然养护30d方可使用。,11,6.起吊 当桩的混凝土达到设计强度标准值的70%后方可起吊，吊点应设于设计规定之处，如设计无规定，可按下图所示位置设置吊点起吊。,图22 桩的吊点位置,12,图22 桩的吊点位置,13,图22 桩的吊点位置,14,7.运输 桩运输时的强度应达到设计强度标准值的100%。长桩运输可采用平板拖车、平台挂车或汽车后挂小炮车运输；短桩运输亦可采用载重汽车，现场运距较近，亦可采用轻轨平板车运输。严禁在现场以直接拖拉桩体方式
9、代替装车运输。 8.堆放 桩应按规格、桩号分层叠置，支承点应设在吊点或近旁处保持在同一垂直线上，各层垫木应上下对齐，并支承平稳，堆放层数不宜超过4层。,（二）砼管桩,混凝土管桩是一种空心圆形细长构件，主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成，如图所示。,15,图23预应力管桩示意图,16,其制作工艺流程品质控制如下图,图24 管桩制作工艺流程,17,图25 管桩吊点位置,18,（三）钢管桩的制作、运输和堆放,二、锤击沉桩（打入法）施工 特点 （一）打桩设备及选择： 桩锤：根据现场情况、机具设备条件及工作效率确定。 桩架：考虑桩锤类型、桩长和施工条件等 动力装置：由桩锤性质决定。 （二）打桩前的准
10、备工作：清障、排水；材料机具准备、打桩试验、确定打桩顺序、设置水准点及定桩位。 （三）打桩工艺：定锤吊桩、打桩、接桩及截桩头、打桩测量和记录。 （四）质量控制：满足贯入度或标高要求 （五）打桩质量通病及其防治,19,确定打桩的顺序 1.当基坑不大时，打桩应逐排打设或从两边开始向中间进行。如图a、b,图25 打桩顺序,20,2. 对于密集群桩，自中间向两个方向或向四周对称施打如图c、f；当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施打。如e图。,图26 打桩顺序,21,3. 当基坑较大时，应将基坑分为数段，而后在各段范围内分别进行，如图d、g图,图27 打桩顺序,22,4.对基础标高不一的桩，宜
11、先深后浅，对不同规格的桩，宜先大后小，先长后短，可使土层挤密均匀，以防止位移或偏斜.。,23,三、静力压桩,表1 静力压桩机的选用,（一）压桩设备,24,静力压桩机,25,静力压桩机,26,（二）施工工艺 1、施工工艺流程 测量定位桩机就位钎探开桩、吊桩静压沉桩接桩再静压沉桩、送桩终止压桩 2、施工工艺过程 (1)测量定位 施工前应根据施工图放出轴线，定出每一个桩位，在桩位中心打一根短钢筋，涂上红漆，并在旁边撒上白灰，使标志明显。 （2）桩机就位 现场所用的静力压桩机就位系用于行走装置来完成，它是由横向行走（短船行走）、纵向行走（长船行走）和回转机构组成。 把船体当作铺设的轨道，通过横向和纵向
12、油缸的伸程和回程使桩机实现步履式的横向和纵向行走；当横向两油缸一只伸程，另一只回转可使桩机实现小角度回转。桩机就位时应对准桩位，按额定的总重量配置压重，调整机架垂直度，并使桩机夹持钳口中心与地面上的桩位中心基本对准，调平压桩机，再次校核无误，将长步履（长船）落地受力。,27,(3)钎探 在建筑物旧址及杂填土区施工时，应先将送桩钢管桩压入一定深度进行钎探，并将在桩位置探明的旧基础、石块、废铁等障碍物清除或采取其它措施处理。,(4)开桩、吊桩 当桩是在现场预制时，应尽量采用即压即取的做法，尽可能减少二次搬运和堆放。吊桩前先开桩，使桩身与桩堆剥离，以避免吊桩时拉裂桩身。用吊车将所要吊的桩翻离桩堆，然
13、后用钢丝绳绑住桩上部约1/3桩长处起吊预制桩，并将桩尖缓慢地垂直对准桩位中心。当桩入土50cm时，开动油缸抱紧桩身。 当桩在工厂预制时，应在静压沉桩前做好桩的起吊、运输和堆放准备工作。,28,(5)静压沉桩 桩就位后，校正桩的垂直度和桩机的水平度，保证桩的纵横双向垂直偏差不得超过0.5%。然后启动压桩油缸，把桩徐徐压下，并应控制施压速度，一般不宜超过2m/min。在压桩过程中，应认真记录好压桩时间，已入土的桩长和压力表读数，以便判断桩的质量和承载力，当压力表读数突然上升或下降时，应停机对照地质资料进行分析，判断是否遇到障碍物或产生断桩。,29,(6)接桩 当桩长比较长的情况下，必须将长桩分节制
14、作，逐节沉入，在桩节之间进行接桩；当下节桩沉到桩顶离地面0.8m1.0m处将上节桩吊起，对准下节桩放下，调整上节桩，稍稍提起上节桩，清理干净桩头预埋铁件表面的水泥砂浆和杂物，即可进行接桩。 接桩可采用浆锚法和焊接法。当采用电焊接桩时，先点焊固定角钢，再开始焊接，先焊接下节桩，待上节桩压紧、对中调直后，再焊接上节桩。上下节桩节间的缝隙应用铁件垫密焊牢，焊接时应对角施焊，以减小焊缝变形引起节点弯曲，焊缝必须连续、饱满。,30,(7)再静压沉桩、送桩 焊接结束后，清除焊渣，自然冷却510分钟，再继续静压沉桩、送桩，压桩应压到满足终止条件要求为止，以确保桩基的施工质量。 送桩时送桩器的中心线应与桩身吻
15、合一致方可送桩；对端承桩，送桩送到压力值达到设计要求为止，持荷5分钟；对摩擦桩，送桩送到桩长达到设计要求为止，持荷5分钟。 (8)终止压桩 当压桩压到满足终止条件要求时，即可终止压桩。,31,四、预制桩施工对周围环境的影响及预防措施 （一）噪音影响及防护 1、音源控制防护 2、遮挡防护 3、控制打桩时间 （二）振动影响及防护 （三）土体挤压影响及防护 1、预钻孔沉桩法 2、合理安排打桩顺序和工艺 3、合理排水措施降低超孔隙水压力 4、设防挤防震沟 5、设置防挤防渗墙,32,第二节 砼灌注桩施工,一、钻孔灌注桩施工 （一）概念特点适用范围 1.概念 泥浆护壁钻孔灌注桩是通过桩机在泥浆护壁条件下慢
16、速钻进，并利用泥浆泵使泥浆进行正循环或反循环的方式对孔底排渣，成孔后利用水下法灌注混凝土而成的桩。 2.特点 护壁效果好，成孔质量高，施工无噪声、无振动、无挤压；机具设备简单，操作简单，费用较低。可生成不同大小孔径和深度的桩。但成孔速度慢、效率低，用水量大，泥浆排放量大，污染环境，扩孔率较难控制。 3适用范围 适用于地下水位较高的软、硬土层，如淤泥、粘性土、砂土、砂砾、软质岩层等等。,33,回转钻孔机,34,（二）钻孔机械设备 常用设备主要包括：正循环或反循环钻机、泵组、液压系统及空压机等。,35,（三）施工工艺流程 放样定位埋设护筒钻机就位，对中孔位钻孔钢筋笼制作及吊装下导管清孔灌注砼、拔出导管。,36,37,38,39,40,41,二、振动沉管灌注桩施工 （一）概念特点适用范围 1.概念 振动沉管灌注桩系用振动桩机将带有活瓣
