第二章 桩基础工程第二章 桩基础工程

•深基础的类型•桩基础（深基础中应用最多）•墩基础•地下连续墙•沉井基础•沉箱基础

一、桩的作用1 、作为基础使用

2 、起护壁作用

第一节 概述第一节 概述

（ a ）端承桩；（ b ）摩擦桩；1 －桩； 2 －承台； 3 －上部结

构 图 2 － 1 桩基础

组成若干根桩

承台（承台梁）

二、桩的分类

1 、按材料分：钢、混凝土、钢筋混凝土、钢管混凝土等

2 、按横向截面分： 方、圆、多边、三角、十字

3 、按竖向荷载方向分：抗压（较多）、抗拔

4 、按受力性质分： 摩擦桩、 端承桩、 抗拔（浮）桩

5 、按制作（施工）方法分： 预制桩、灌注桩

第二节 第二节 混凝土预制桩施工预制桩施工

预制预制钢筋混凝土桩类型类型

实心桩：一般为方形断面，截面尺寸 200mm × 200mm ～ 500mm × 500mm 。

空心桩：一般为预应力管桩，离心成型，直径 400 ～ 500 ，壁厚 80 ～ 100 。

图 2-2 预应力管桩 图 2-3 实心方桩

一、运输与堆放

1 、桩的预制 管桩及长度在 10m 以内的方桩在预制厂制作，较长的方桩在打桩现场制作。 桩的长度主要取决于运输条件及桩架高度，一般不超过 30m 。如桩长超过 30m ，可将桩分成几段预制，在打桩过程中接桩。

制作要点：

• 叠制≯ 4 层，上下隔离，下层强度达 30 ％再制上层 • 钢筋接长用对焊，接头错开，桩尖用钢制。 • 混凝土由顶至尖连续浇筑，注意养护与保护，养护时

间不少于 7d ，所用混凝土强度等级不宜低于 C30 。 • 预应力管桩离心成型，节长 8 ～ 10m ，所用混凝土

强度等级不宜低于 C60 。

2 、桩的接头形式 角钢帮焊接头、钢板对焊接头、钢法兰盘焊接头、硫磺胶泥浆锚接头。3 、起吊、运输－－防止损坏(1) 混凝土强度： 起吊移位――≮ 70 ％设计强度 运输、起吊就位――≮ 100 ％设计强度(2) 合理吊点：正负弯矩值相等则均小，见图 2 － 4 。(3) 吊、运平稳，避免损坏： 运输过程中支点应与吊点位置一致，且随打随运，避免二次搬运。

4 、堆放（见图 2 － 4 ）

高度不超过四层。 地面坚实、平整，垫长枕木。 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，最下层垫木应适当加宽。堆放层数不宜超过 4 层。

不同规格的桩应分开堆放。

(e)4 个吊点、 (f) 预制桩堆放 (a) 、 (b) 1 个吊点 (c)2 个吊点、 (d)3 个吊点

图 2-4 预制桩吊点位置及堆放

二、锤击法沉桩的机械设备

锤击法沉桩也称打入法，是利用桩锤落到桩顶上的冲击力来克服土对桩的阻力，使桩沉到预定的深度或达到持力层的一种打桩施工方法。

桩锤——对桩施加动力

桩架 ——支持桩身和桩锤，打桩过程中引导桩的导向

动力装置 ――施加动力的装置，包括起动桩锤用的 动力设施，如卷扬机、锅炉、空气压 缩机

（一）、桩锤

⑴ 落锤：利用卷扬机提升，以脱钩装置或松开卷扬机刹车使其坠落到桩头上，逐渐将桩打入土中。落锤重量为 1~5KN ，适用于普通粘性土和含砾石较多的土层中打桩。

⑵ 单动汽锤：动力源为蒸汽或压缩空气。上升耗能、自重下降，重 2.5 ～ 13.5t ，锤击次数 60 ～ 80 次 /分；适用于各种桩。

1 、桩锤种类

⑶ 双动汽锤：双向耗能，效率高， 0.7 ～ 1.13t ； 锤击次数 100 ～ 120 次 / 分；可打可拔；但移动 困难；适用于各种桩。

⑷ 柴油桩锤：桩锤实际是一台单缸二冲程柴油发动 机，不需另带动力设备，但污染大，噪音大；除 过硬，过软地基外可打各种桩；根据冲击部分的 不同分为导杆式、筒式两类。

⑸ 液压锤：是由液压推动密闭在锤壳体内的芯锤活塞

柱，令其往返实现夯击作用，将桩沉入土中；低噪 声、无污染、频率高，贯入度大。

⑴ 类型选择：根据现场情况、机具设备条件及工作效率确定。

⑵ 锤重选择：应根据地质条件、工程结构、桩的类型、密集程度及施工条件等选用。

用锤击沉桩时，为防止桩受冲击应力过大而损坏，力求采用 “ 重锤轻击 ” 。如采用轻锤重击，锤击功能很大一部分被桩身吸收，桩不易打入，且桩头容易打碎。

2 、桩锤选择的原则

（二）、桩架（二）、桩架 支撑锤桩

吊桩就位 打桩导向

作用

具备三种功能悬挂打桩锤、起吊预制桩给打桩锤导向能行走、转向

类型 (常用 )

滚管式桩架轨道式桩架步履式桩架履带式桩架

图 2-5 步履式桩架 图 2-6 轨道式桩架 图 2-7 履带式桩架

（三）振动沉桩机 其主要装置为振动器，利用振动器所产生的激振力，使桩身产生高频振动而沉入地层。作业时，桩与周围土壤产生振动， 使桩面的摩擦阻力减小，桩杆由于自重克服桩面及桩尖的阻力而穿破地层下沉，还可以利用共振原理，加强沉桩效果。

图 2-9 振动锤

图 2-8 振动沉桩机

优点： 噪音小，不产生废气，沉桩速度快，施工简便，操作安全，结构简单、铺助设备少、重量轻、 体积小、对桩头的作用力均匀而使桩头不易损坏等特点，还可以用来拔桩。

缺点： 适于砂质粘土、砂土、软土地区施工，不宜用于砾石和密实的粘土层。如用于砂砾石和粘土层中，需配以水冲法辅助施工。

（四）静力压桩机

静力压桩是在均匀软弱土中利用压桩架的自重和配重，通过卷扬机的牵引传到桩顶，将桩逐节压入土中的一种沉桩方法。特点： 噪声低、振动小、无污染，适合在城市中施工。与冲击式施工方式比较，桩身不受冲击应力，损坏可能性小，施工质量好，效率高。不用试桩可以得出单桩承载力。 适用于软弱土地基和压垂直桩，压斜桩困难。

图 2-10 静力压桩机

动画演示

活动压梁

油压表

桩帽

上段桩

上段桩锚筋下段桩

加压重物底盘

轨道

导笼口

操作平台

卷扬机

加压钢丝绳滑轮组

桩架导向笼

图 2-11 静力压桩机构造原理图

图 2-12 全液压式静力压桩机压桩示意图

1 － 1

三、打桩施工工艺

（一）、打桩前的准备工作（ 1 ）清除障碍物 打桩前，认真处理高空、地上和地下障碍物，对现

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，预以加固；

（ 2 ）平整场地 平整、压实场地，设置排水沟；（ 3 ）定位放线 放轴线、定桩位、设置水准点（≮ 2

个）；（ 4 ）料具进场；（ 5）进行打桩试验 ≮ 2根，检验工艺、设备是否符合要求。

（二）、确定打桩顺序

图 2-13 打桩顺序

（ a ）逐段打设；（ b ）自中部向四周打设；（ c）分段打设（可同时施工）

打桩时应避免：桩入土深度不一，导致不均匀沉降； 桩难打易碎；邻桩移位倾斜。

根据地形、土质、桩布置的密度决定，若桩的中心范围小于四倍的桩径或边长，应选择合理的打桩顺序。

1 、 当桩中心距 <4倍桩径时， 可：①自中部向四周环绕或放射打；（图（ b ）） ②分段对称打；（图（ c ））2 、 当桩中心距 4倍桩径时，可按施工方便顺序打；3 、 当桩的规格不同时，先大后小，先长后短；4 、 当桩尖设计标高不同时，先深后浅。

（三）、打桩方法工艺顺序： 设置标尺→桩架就位→吊桩→扣桩帽、落锤、脱吊

钩→低锤轻打→正式打（重锤低击） →接桩（长桩时需要）→送桩→（拔桩→截桩）

1 、定锤吊桩 桩锤就位，桩锤、桩帽和桩身应在同一直线上，尽量避免偏心。桩插入土中应校正其垂直度。桩在桩重和锤重作用下沉入土中一定深度而达到稳定后，应再校正一次垂直度。

2 、打桩 打桩时应“重锤低击”、“低提重打”，开始打要用小落距（ 0.5 ～ 0.8m左右），入土一定深度（约 1-2m ）后再全落距击打。打桩过程中，如突然出现桩锤回弹，贯入度突增，锤击时桩弯曲、倾斜、颠动、桩顶破坏加剧等，则表明桩身可能已破坏。 贯入度一般指最后贯入度，在正常条件下进行（桩顶没有破坏、锤击没有偏心、锤落距符合规定、桩帽与弹性桩垫正常），最后 10 击内桩的平均入土深度。

3 、接桩及截桩头 分节制作的长桩，分节打入，在现场接桩。一般砼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。

接头的连接方法有三种：焊接法（见图 a ）法兰接桩法（见图 b ）浆锚法（硫磺胶泥，见图 c ）

适用于各类土层

适用于软弱土层。

a ）焊接； b ）法兰接； c ）硫磺胶泥锚接 图 2-14 桩接头的连接方法

1 —下节桩； 2 —上节桩； 3 —桩帽； 4 —连接角钢；5 —连接法兰； 6 —预留锚筋孔； 7 —预埋锚接钢筋

截桩： 当桩顶露出地面影响后续桩施工时，应立即截桩头；而桩顶在地面以下或不影响后续桩施工时，可结合凿桩头进行。预制混凝土桩可用人工或风动工具来截除；混凝土管桩宜人工截除。

4 、送桩

桩顶设计标高低于地表时，要将桩顶打入（或压入）至设计标高，这称为送桩。送桩一般采用工具式送桩器进行。 设计要求送桩时，则送桩的中心线应与桩身吻合一致，才能进行送桩。若桩顶不平，可用麻袋或厚纸垫平。送桩留下的桩孔应立即回填密实。

5、测量和记录 打桩工程是隐蔽工程，施工中应做好每根桩的观测和记录，这是工程验收时检验质量的依据。

图 2-15 混凝土预制桩施工记录

桩停止锤击（俗称：“停锤”或“收锤”）控制原则：

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，其每阵 10 击的平均贯入度不应大于规定的数 值。

序号 项 目 允许偏差（ mm）

1盖有基础梁的

桩

垂直于基础梁中心线 100+0.01H

沿基础梁中心线 150+0.01H2 桩数为 1~3根桩基中的桩 1003 桩数为 4~16根桩基中的桩 1/3桩径或边长

4桩数大于 16根桩基中的桩

最外边的桩 1/3桩径或边长中间桩 1/2桩径或边长

注： H为施工现场地面标高与设计桩顶标高的距离。

打入桩的桩位偏差

（四）桩及桩头处理 在打完各种预制桩开挖基坑时，按设计要求的桩

顶标高将桩头多余的部分截去。截桩头时不能破坏桩身，要保证桩身的主筋伸入承台，长度应符合设计要求。

当桩顶标高在设计标高以下时，在桩位上挖成喇叭口，凿掉桩头混凝土，剥出主筋并焊接接长至设计要求长度，与承台钢筋绑扎在一起，用桩身同强度等级的混凝土与承台一起浇筑接长桩身。

四、预制桩施工注意事项

（ 1 ）在打桩过程中应经常检查打桩架的垂直度，如偏差超过 1%，则需及时纠正，以免打斜。

(2) 打桩入土的速度应均匀，锤击间歇的时间不要过长，土的固结作用而使桩难以下沉。

（ 3 ）打桩时应观察桩锤回弹情况，如经常回弹较大，则说明锤太轻，不能使桩下沉，应及时更换。

（ 4 ）随时注意贯入度变化情况，当贯入度骤减，桩锤有较大回弹时，表示桩尖遇到障碍，此时应减小桩锤落距，加快锤击。

如上述情况仍存在，则应停止锤击，查明原因进行处理。在打桩过程中，如突然出现桩锤回弹、贯入度突增、锤击时桩弯曲、倾斜、颤动、桩顶破坏加剧等情况，则表明桩身可能已经破坏。（ 5 ）送桩打桩时，桩与送桩的纵轴线应在同一直线上。（ 6 ）对于打斜的桩，应将桩拔出，查明原因，排除障碍，用砂石填孔后重打。拔出有困难可在原位附近补打一根。

(7) 打桩时振动大，对土体有挤压作用，可能影响周围建筑物、道路及地下管线的安全和正常使用，施工过程中要有专人巡视检查，及时发现和处理有关问题。 (8)严禁非施工人员进入打桩现场；对桩机的正常运行、桩架的稳定经常进行检查，严格按操作规程进行施工，确保安全。

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