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1、桩基础新型施工工艺及未来展望摘要：随着我国科学、社会和经济的高速发展，高层建筑、超高层建筑和大型水力设施和大中型桥梁不断出现，桩基础 的应用越来越普遍。近年来出现了许多新型桩基础施工工艺，如载体桩、泥浆护壁钻孔灌注桩、冲抓成孔灌注桩、人工 成孔灌注桩、螺旋钻成孔灌注桩等新型施工工艺。在未来的发展中会弥补它们的缺点加强它们的优点，在此基础上还会 研究桩基础新施工工艺可能发展的方向等。关键词：桩基础 灌注桩 新技术 混凝土The pile foundation construction technology and future ProspectAbstract：Along with our co
2、untrys science, the rapid development of society and economy, Facilities of high-rise buildings, high-rise buildings and large capacity and large and medium-sized bridge buildings continue to emerge, More and more widespread application of pile foundation.In recent years there have been many new pil
3、e foundation construction technology, For example, the carrier pile, bored pile, impact bored pile, artificial bored pile. In the future development will make up for their shortcomings to strengthen their advantages, based on the study of new construction technology also possible development directi
4、on.Key Words: Pile foundation Bored pile New technology Concrete1 引言桩基是一种古老的基础型式。桩工技术经历了几千年的发展过程。无论是桩基材料和桩类型，或者是桩工机械和施 工方法都有了巨大的发展，已经形成了现代化基础工程体系。在某些情况下，采用桩基可以大量减少施工现场工作量和 材料的消耗。70 年代，中国曾发生了几次大地震。以其中的唐山大地震为例，凡采用桩基的建筑物一般受害轻微。这说 明桩基在地震力作用下的变形小，稳定性好，是解决地震区软弱地基和地震液化地基抗震问题的一种有效措施。如今桩 基础施工工艺种类繁多，各类新型施工工艺层
5、出不绝，本文主要介绍桩基础新型施工工艺并浅谈桩基础的未来发展方向。 2 桩基础施工新技术2.1 静力压桩2.1.1静力压桩的含义和适用范围用静力压桩机或锚杆将预制钢筋混凝土桩分节压入地基土中的一种沉桩施工工艺。静力压桩包括锚杆静压桩及其他 各种非冲击力沉桩。适用范围静力压桩适用于软土、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 要求严格的地区沉桩，但不宜用于地下有较多孤石、障碍物或有厚度大于 2m 的中密以上砂夹层的情况，以及单桩承载 力超过1600kN的情况。2.1.3 主要机具（1）全液压静力压桩机。（2）其他机具：吊车、经纬仪、水准仪、钢卷尺、电焊机。2.1.4 工艺流程
6、测量放线静力压桩工艺流程见下图。预制桩检验桩机就位2.1.5 质量控制点(1) 混凝土预制桩的混凝土强度达到强度设计值的 70%方可起吊，达到强度设计值的100%才能运输和压桩施工。(2) 桩机就位时，应对准桩位，将静压桩机调至水平、稳定，确保在施工中不发生倾斜和移动。(3) 施工中应密切关注压桩的压力变化，压桩时压力不得超过桩身强度。(4) 桩顶标高允许偏差为+50mm。(5) 对于引孔沉桩，引孔孔径约比桩径小50100mm，且应随钻随压桩。2.2泥浆护壁钻孔灌注桩2.2.1 泥浆护壁钻孔灌注桩的含义(1) 灌注桩：先用机械或人工成孔，然后再下钢筋笼、灌注混凝土的基桩。(2) 泥浆护壁：用机
7、械进行灌注桩成孔时，为防止塌孔，在孔内用相对密度大于 1 的泥浆进行护壁的一种成孔施工工 艺。2.2.2 适用范围泥浆护壁钻孔灌注桩按成孔工艺和成孔机械的不同，可分为如下几种，其适用范围如下：(1) 冲击成孔灌注桩：适用于黄土、粘性土或粉质粘土和人工杂填土层中应用，特别适合于有孤石的砂砾石层、漂石 层、坚硬土层、岩层中使用，对流砂层亦可克服，但对淤泥及淤泥质土，则应慎重使用。(2) 冲抓成孔灌注桩：适用于一般较松软粘土、粉质粘土、砂土、砂砾层以及软质岩层应用，孔深在20m内。( 3)回转钻成孔灌注桩：适用于地下水位较高的软、硬土层，如淤泥、粘性土、砂土、软质岩层。(4) 旋挖钻成孔灌注桩：适用
8、于一般粘性土、砂土、砂砾层以及中等密实度的卵石地层应用，孔深在80m内。(5) 潜水钻成孔灌注桩：适用于地下水位较高的软、硬土层，如淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、砂土、砂夹卵石 及风化页岩层中使用，不得用于漂石。2.2.3 主要机具成孔机械根据土质情况进行选用，常用的成孔钻机有冲击钻机、冲抓钻机、回转钻机、旋挖钻机、潜水钻机等。2.2.4 工艺流程泥浆护壁钻孔灌注桩工艺流程见下图。2.2.5 质量控制点（1）控制桩位偏差和垂直度。（2）杜绝采取加深钻孔深度的方法代替清孔。(3) 钢筋笼要对中。(4) 首浇砼量的问题。首浇砼埋管深度不得小于1.01.2m。(5) 埋管深度不管灌注如何顺利，最好
9、不超过6m,最多放宽至8m。( 6)砼灌注标高控制到设计标高 0.5m 以上。2.3 人工成孔灌注桩2.3.1 人工成孔灌注桩的含义人工成孔灌注桩，又称人工挖孔灌注桩，即是采用人工挖土成孔、灌注混凝土成桩的一种基桩。2.3.2 适用范围人工成孔灌注桩适用于桩直径800mm以上，无地下水或地下水较少的粘土、粉质粘土，含少量的砂、砂卵石、姜结 石的粘土层采用，特别适于黄土地层中使用，深度一般20m左右。可用于高层建筑、公用建筑、水工结构(如泵站、桥 墩作支承、抗滑、挡土、锚拉桩之用。)对有流砂、地下水位较高、涌水量大的冲积地层及近代沉积的含水量高的淤泥、 淤泥质土层不宜使用。2.3.3 主要机具一
10、般需备有三木搭、卷扬机组或电动葫芦、手推车或翻斗车、镐、锹、手铲、钢钎、线坠、定滑轮组、导向滑轮组、混凝土搅拌机、吊桶、溜槽、导管、振捣棒、插钎、粗麻绳、钢丝绳、安全活动盖板、防水照明灯(低压6V、100W)、 电焊机、通风及供氧设备、扬程水泵、木辘轳、活动爬梯、安全帽、安全带等。2.3.4 工艺流程人工成孔灌注桩一般按以下工艺流程进行。放线定桩位及高程f开挖第一节桩孔土方f支护壁模板放附加钢筋f浇筑第一节护壁混凝土f检查桩位(中心)轴 线一加设垂直运输架一安装电动葫芦(卷扬机或木辘轳)f安装吊桶、照明、活动盖板、水泵、通风机等f开挖吊运第 二节桩孔土方(修边)f先拆第一节、支第二节护壁模板(
11、放附加钢筋)f浇筑第二节护壁混凝土f检查桩(中心)轴 线f逐层往下循环作业f开挖扩底部分f检查验收f吊放钢筋笼f放混凝土串筒(导管)f浇筑桩身混凝土(随浇随振) f插桩顶钢筋。2.3.5 质量控制点( 1 )控制桩位偏差和桩径。(2) 检查是否合理设置护壁及其配筋情况。护壁混凝土应根据气候条件，浇灌完毕须经过 24h 后方可拆模。(3) 确认桩端持力层。(4) 采用合理的混凝土浇筑方式。一般用溜槽向桩孔内浇筑混凝土。当高度超过3m时应用串筒，串筒末端离孔底高度 不宜大于2m。桩孔深度超过12m，宜采用导管浇筑。浇筑混凝土应连续进行，分层振捣密实。(5) 混凝土浇筑到桩顶时，应适当超过桩顶设计标
12、高。2.4 螺旋钻成孔灌注桩 2.4.1螺旋钻成孔灌注桩的含义(1) 干作业成孔灌注桩：是指不用泥浆或套管护壁的情况下用人工或钻机成孔，下钢筋笼、浇灌混凝土的基桩。(2) 螺旋钻成孔灌注桩：是干作业成孔灌注桩的一种，是利用电动机带动带有螺旋叶片的钻杆转动，使钻头螺旋叶片 旋转削土，土块随螺旋叶片上升排出孔口，至设计深度后，进行孔底清理，然后下钢筋笼、浇灌混凝土成桩。2.4.2 适用范围螺旋钻成孔灌注桩适用于地下水位以上的一般粘性土、粉土、黄土，以及密实的粘性土、砂土层中使用。2.4.3 主要机具( 1)螺旋钻孔机。(2) 装卸、运土或运送混凝土的机动小翻斗车或手推车。(3) 长、短棒式振捣器。
13、部分加长软轴、混凝土搅拌机、平尖头铁锹、胶皮管等。串筒(或导管)、盖板、测绳、手把灯、低压变压器及线坠等。2.4.3 工艺流程螺旋钻成孔灌注桩工艺流程如下。钻孔机就位f钻孔f检查质量f孔底清理f孔口盖板f移钻孔机f移盖板、测孔深和垂直度f放钢筋笼f放混凝土串筒一浇筑混凝土（随浇随振）一插桩顶钢筋。2.4.4 质量控制点（ 1）钻孔完毕应及时盖好孔口，防止落入杂物，以避免人为增加孔底虚渣土。（ 2 ）防止塌孔、缩孔。（ 3）严格按操作工艺边浇筑混凝土边振捣的规定执行。（ 4）防止钢筋笼变形。（ 5 ）砼灌注标高控制到设计标高 0.5m 以上。2.5 预应力管桩2.5.1 预应力管桩的含义预应力混
14、凝土管桩是采用离心脱水密实成型工艺原理，先张法施加预应力，达到规定的强度后放张预应力筋，再进行压蒸养护（或浸水养护）成型的一种预制混凝土桩。2.5.2 适用范围预应力管桩适用于一般粘性土及填土、淤泥和淤泥质土、粉土、非自重湿陷性黄土等土层中使用。2.5.3 主要机具（ 1）打桩机a. 一般为三点支撑式履带打桩机或步履式打桩机。b. 打桩机的桩架必须具有足够的承载力、刚度和稳定性。（ 2）桩锤。a. 桩锤分为落锤、气动锤、柴油锤、液压锤等类型。b. 目前我国各地施打预应力管桩以筒式柴油锤为主。（ 3）桩帽a. 桩帽宜做成圆筒型，套桩头用的筒体深度宜为3540cm。b. 内径应比管桩外径大23cm
15、,并设有导向脚与桩架导轨相连，保证与柴油锤的中心线重合。c. 桩帽应设有桩垫层和锤垫层两部分，桩帽应有足够的强度、刚度和耐打性。（ 4）送桩器a. 送桩器宜做成圆筒形，并有足够的强度、刚则度和耐打性。b. 送桩器长度宜做成送桩深度的 1.5 倍。c. 送桩器应与管桩匹配，一般采用套筒式送桩器，内径应比管桩外径大2030mm。（ 5）履带式或轮胎式起重机，起重吨位为 15t。（ 6）电焊机，管桩切割器、经纬仪、水准仪等施工机具和仪器。2.5.4 工艺流程预应力管桩施工工艺流程见下图。2.5.5 质量控制点（1）根据实际工程的需要选择管桩类型，保证预应力管桩强度达到设计强度的 100%后才开始打桩。 （2）对照地质资料及按设计、规范要求合理选用施工机具，采用“重锤低击”的原则选用桩锤并控制打桩总锤击数， 避免桩身混凝土产生疲劳破坏，桩身断裂。（3）根据施工的管桩尺寸按要求制作桩帽及送桩器。（4）管桩在运输、吊桩及堆放过程中应正确叠放，轻起轻吊，避免使用前桩身就已经断裂，桩顶破碎。（5）施
