第二章 桩基础工程

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ（4）进行打桩试验：≦2根，检验工艺、
设备是否符合要求。
打桩顺序：
避免 入土深度不一，导致不均匀沉降；
难打易碎； 邻桩移位倾斜。
1) 当桩中心距<4倍桩径时， 可：①自中间向四周环绕或放射打； ②由中心向两侧对称打； ③分段对称打； 2) 当桩中心距4倍桩径时，可按施工方便顺序
步履式桩架：移动方便，稳定性好,适应性强。
履带式桩架
多功能桩架
3、动力装置
打桩机械的动力装置是根据所选桩锤
而定的。当采用空气锤时，应配备空 气压缩机；当选用 蒸汽锤时，则要 配备蒸汽锅炉和绞盘。
三、打桩施工
1、准备工作
（ 1 ）场地准备： 清除地上、地下障碍物， 平整、压实场地，设置排水沟； （ 2 ） 放 轴 线 、 定 桩 位 、 设 置 水 准 点 （≦2个）； （3）确定打桩顺序：
冲击力(kN) 常用冲程(m)
7.2 9.6 15.0 2500~4 4000~50 5000~7 000 00 000 1.8~2.3 40~45 45~50 φ60 2.5~3.5 >5 1.5~2.5 40~45 3~5 50~55 φ90 3~4 >5 2~3 45~50 4~8
预制方桩、预应力管 桩 的 边长 桩的边长或直径(cm) 或直径 钢管桩直径(cm) 粘性 土 持 力 粉土 层 砂土 一般进入深度(m) 静力触探比贯入阻力Ps 平均值(MPa) 一般进入深度(m) 标准贯入击数N(未修 正)
预制桩沉桩方法：
锤击法：以桩锤的冲击力将桩打入软土。
振动法：以振动桩机带桩振动，减少土与桩 间摩阻，沉拔快，适砂土。 水冲法：高压射水（桩侧或桩内）冲孔下沉， 留1～2m打入或振入。适坚硬土、砂石层。
钻孔锤击法：钻孔（留 1～2m）、注浆护壁、 提钻、插桩、锤击。用于坚硬土层。 静力压桩法：80～120t压桩机，适软弱土层。
3．堆放
高度不超过四层；
地面坚实、平整，垫长枕木； 支承点在吊点位置，垫木上下对齐。
二、打桩设备：
打桩设备包括桩锤、桩架和动力装置。
1、桩锤——
落锤：构简、使便、锤高可调；效率低，桩损大。锤重




0.5～1.5t，动力卷扬机、人。 柴油锤：(导杆式、筒式)利用燃油爆炸来推动活塞往返运动。 构简、使便、自供能源、适于中型桩；锤重0.12～6.0t；不 适过软过硬土、噪音大、污染，40～80次/分。 蒸汽锤：单动－升耗能、自重降，力大慢1.5～15t，25～30 次/分； – 双动式－双向耗能，效率高，0.6～6t；100～200次/分； 可打可拔。 液压锤：无噪、无污、频率高，复杂、价高。油气二压施力 长，贯入度大。
沉桩时，宜采用“重锤低击”。
打桩注意事项
(1) 注意桩锤回弹情况
如发现经常回弹较大，桩下沉量小，说明桩锤太轻， 应更换桩锤，否则，不但沉桩效率低，且易将桩顶打坏。
(2) 注意桩的贯入度有否变化
若骤减，桩锤回弹增大，应减小落距锤击。若还有这 种现象，说明桩下有障碍物，应研究处理。如突然增大， 则可能桩尖或桩身遭到破坏，或遇软土层、洞穴等，应暂 停锤击，查明原因后再打。 (3)打桩应连续施打 (4)打桩应防止偏心锤击，以免打坏桩头或使桩身断裂。 (5)注意打桩机工作情况和稳定性，做好打桩记录。
25~35
锤的常用控制贯入度(cm/10击)
设计单桩极限承载力(kN)
2500~4 3000~ 5000~7 000 5000 000
7000~ 10000
2、桩架
作用： 支撑锤桩 • 吊桩就位 • 打桩导向
类型 （常用）：

多功能桩架：机动适应性好；大而装拆运麻烦。 履带式桩架：移动方便，适用范围广。
因而回弹也大，锤击能量很大部分消耗在桩锤回弹上，故
桩不易打入土中，且桩头容易打碎。相反，“重锤低击” 所得的动量大，而桩锤对桩头冲击小，因而回弹也小，大 部分能量都可以用来克服桩身与土的摩擦力和桩尖的阻力， 因此，桩能较快地打入土中，且桩头不易损坏。再加上由
于落距小，锤击频率可提高，打桩效率也高，所以，锤击
硬的障碍物时，桩身则严重回弹。
桩头的处理
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
制作时，桩身有较大的弯曲凸肚，局部混凝土强度不
足，在沉桩时桩尖遇到硬土层或孤石等障碍物，增大落距 ，反复过度冲击等都可能引起桩身断裂。
(3) 桩身位移、扭转或倾斜 桩尖四棱锥制作偏差大，桩尖与桩中心线不重合的制 作原因，桩架倾斜，桩身与桩帽、桩锤不在同一垂线上的 施工操作原因以及桩尖遇孤石等都会引起桩身位移、扭转 或倾斜。 (4) 桩锤回跃，桩身回弹严重 选择桩锤较轻，能引起较大的桩锤回跃；桩尖遇到坚
1 ）护筒直径比钻头大 100 ，开设 1 ～ 2 个溢浆 口，埋入土中≦1m； 2）泥浆比重1.1左右（粘土时可自造），随钻 随灌，保持高于水位面；
3）水下灌注要求：
①混凝土≦ C20，坍落度 16 ～ 22cm，骨料粒径
≧30mm；
②导管最大外径比钢筋笼内径小100以上； ③钢筋的混凝土保护层厚度≦50mm（混凝土垫
块）；
④能埋管500～600mm后剪断导柱塞铅丝；
⑤提管时保证混凝土埋入≦1m。
2.1 钢筋混凝土预制桩的施工
一、预制桩的制作、运输和堆放
1．制作――应由工厂加工，保证质量
要点：
叠制≧4层，上下隔离，下层30％再上层； 钢筋接长用对焊，接头错开； 混凝土由顶至尖连续浇筑，注意养护与保护； 预应力管桩离心成型，直径 400 ～ 500 ，壁厚
80～100，节长8～10m，C60。
2.2 混凝土灌注桩施工
一、钻孔灌注桩：
施工无振动无噪音，但比同径预制桩承载低、沉降大。
（一）干作业法（用于无地下水或已降水）
1、成孔机械：

螺旋钻－长：钻杆长10m以上,φ 400～600


短：钻杆长3～5m，φ 300～400
钻扩机：钻孔径800～1200，扩孔径可达3.5m
（3）质量要求
① 偏差要求：位置偏差≧70～150mm； 垂直度偏差≧1％ ② 孔底虚土厚度： 端承桩≧50mm； 摩擦桩≧150mm。 ③ 避免出现缩径和断桩
（二）泥浆护壁成孔（用于有地下水）
1、成孔机械
冲抓钻 用于碎石土、砂土、粘性 冲击钻 土、风化岩 潜水电钻 用于粘性土、淤泥、砂土 回转钻
3、质量要求：
1）满足承载力要求： 端承桩－控制最后贯入度为主(参考标高)
摩擦桩－控制沉桩标高为主(参考最后贯入度)
2）偏差:
桩位偏差：排桩―偏轴≧100，顺轴≧150mm；

群桩－ ≧ 1/3桩径或边长；
垂直偏差 ≧ 1 % ; 3）桩不受损：桩顶、桩身不打坏，桩顶下1/3桩长
2、打桩工艺：
数、桩顶标高、最后贯入度…）； 回弹；桩身严重裂缝或桩顶破碎），暂停施打，与 有关单位研究处理。
如遇异常情况（贯入度剧变；桩身突然倾斜、位移、
关于“轻锤高击”和“重锤低击”
打桩有两种方式：一是“轻锤高击”，一是“重锤低击”。 这两种方式，如所做的功相同，而所得到的效果则不同。 “轻锤高击”所得的动量小，而桩锤对桩头的冲击力大，
内无水平裂缝。
打桩施工常见问题的分析
在打桩施工过程中会遇见各种各样的问题，例如桩顶破
碎，桩身断裂，桩身位移、扭转、倾斜，桩锤跳跃，桩 身严重回弹等。
发生这些问题的原因有钢筋混凝土预制桩制作质量、沉
桩操作工艺和复杂土层等三个方面的原因。
工程及施工验收规范规定，打桩过程中如遇到上述问题，
都应立即暂停打桩，施工单位应与勘察、设计单位共同
桩架导向笼
活动压梁 油压表
静力压桩机 构造原理图
加压钢丝 绳滑轮组
桩帽
上段桩 卷扬机
加压重物 底盘 轨道
操作平台
导笼口
上段桩锚筋 下段桩
1－1
全液压式静力压桩机压桩示意图
灌注桩按成孔方法：
钻孔法——一般土层
沉管法——土质差、水位高 爆扩法——土质好（粘性）、无地下水
人工挖孔法——桩径大、土较好
2、运输 (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 －M (2)合理吊点：
（正负弯矩值相等则均小） －－防止损坏
一点吊――距顶0.31L (L=5~10m)， 距顶0.29L（L＝11～16m）； 两点吊――距顶、距尖0.207L；
+M
(3)吊、运平稳，避免损坏。
4)验算合宜系数 ：M / C＝1～2
锤重选择表
锤 型 冲击部分重(t) 锤的 动力 性能 总 重(t) 柴 20 2.0 4.5 2000 25 2.5 6.5 2000~ 2500 35~40 φ40 1~2 3 0.5~1 15~25 1.5~2.5 4 0.5~1.5 20~30 2~3 400~ 120 800~ 1600 2~3 5 1~2 30~40 油 35 3.5 锤 (t) 45 4.5 60 6.0 72 7.2 18.0 7000~ 10000 55~60 Φ90~100 3~5 >5 2.5~3.5 50
单动汽锤工作原理图
双动汽锤工作原理图
导杆式柴油锤工作原理图
桩锤选择：（宜重锤低击） 类型选择：
型号选择： 1）依单桩设计荷载计算冲击能E；
E≥0.025P