同济大学土木工程施工PPT第02章 桩基工程

由于水泥土搅拌桩搭接而形成水泥土墙，它既有挡土作用又有隔
水作用。它适用于4~6m深的基坑。当基坑深度超过6m后，桩基 宽度较大，经济性不佳，应采用桩锚体系挡土结构。
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第二章 桩基础工程
水泥土墙（如下图）通常布置成格栅式，格栅置换率（加固土的面积： 水泥土墙的总面积）为0.6~0.8。墙体的宽度B和插入深度hd，是根据基 坑开挖深度h估算的，一般B=（0.6~0.8）h， hd=（0.8~1.2）h。


单节桩长度：（根据桩架高度、制作场地、运输和装卸能力而定） 工厂制作，长度不宜超过 12m， 现场预制，长度不宜超过 30m；
混凝土强度等级：不宜低于C30（静压法沉桩时不宜低于C20）。

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第二章 桩基础工程
方桩的叠浇法制作要求：为节省场地，现场预制方桩多用叠浇法制作，
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第二章 桩基础工程
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第二章 桩基础工程
3. 桩架
（1）多能桩架，如图
多能桩架的机动性和适应性很大， 水平方向可作360°回转，立柱可前后倾斜， 可在轨道上行走。但其机构较庞大，工作 效率较低。
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桩帽、桩锤在同一铅垂线上，确保桩能垂直下沉。在桩锤和桩帽之间应加弹
性衬垫，桩帽和桩顶周围四周应有5~10mm的间隙，以防损伤桩顶。

打桩开始时，锤的落距应较小，待桩入土至一定深度且稳定后，再按要求的
落距锤击用落锤或单动汽锤打桩时，最大落距不宜大于1m，用柴油锤时，应
使锤跳动正常。

如桩顶标高低于自然土面，则需用送桩管将桩送入土中时，桩与送桩管的纵 轴线应在同一直线上，拔出送桩管后，桩孔应及时回填或加盖。
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第二章 桩基础工程
二、深基坑围护结构中的桩
基坑围护，是指在软弱土质、高地下水位的地区，为保证地下结构
施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固
与保护措施。

基坑围护结构的主要作用是支撑土壁，此外部分围护结构还兼起隔 水帷幕的作用。

基坑围护结构根据其受力状态可分为重力式围护结构和非重力式围 护结构。
平整施工场地;定位放线；
设置供电、供水系统；
安装打桩机等。

定位： 桩基轴线的定位点及水准点，应设置在不受打桩影响的地点，水
准点设置不少于2个。在施工过程中可据此检查桩位的偏差以及桩的入土深
度。
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（2）打桩顺序
影响打桩速度、打桩质量，及周围环境。 当桩的中心距小于4倍桩径时，打桩顺序尤为重要。
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第二章 桩基础工程
（4）打桩的质量控制

打桩的质量检查内容：桩的偏位、垂直度偏差，
最后贯入度与沉桩标高， 桩顶、桩身的完好性， 施工对周围环境的危害性。


质量验收依据：《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202-2002
桩位放样：允许偏差：单桩：10mm；群桩：20mm。 打（压）入桩的桩位偏差（预制混凝土方桩、管桩，钢桩），必须 符合桩位的允许偏差的规定。 桩的垂直偏差应控制在1%之内。
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第二章 桩基础工程
一、建筑物（构筑物）的基础
天然地基——上部荷载不大、土层较好时，浅基础
复合地基——浅土层较弱或有软弱下卧层，也可采用搅拌、旋喷、 压密注浆等方法进行浅层地基处理
桩基础——上部荷载较大，且有沉降要求时

桩，按照施工方法不同，分为：
预制桩 混凝土桩：混凝土方桩 、 预应力混凝土管桩 ，
式两种。钢板桩之间由于锁口或钳口的连接，使桩连接牢固，形成整体，
同时也具有良好的隔水效果。钢板桩截面面积小，易于打入，施工快速， 波浪形截面抗弯能力强，且钢板桩可以在施工完毕后拔出重复使用，但
是缺点在于一次性投入较大。常见钢板桩形式如下图。
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第二章 桩基础工程
（3）SMW工法，是一种劲性复合围护结构，通过专门的多轴搅拌机就 地钻进切削土体，同时在钻头端部将水泥浆液注入土体，经充分搅拌混 合后，将H型钢或其他型材（此劲性材料可在施工完毕后拔出重复使用）
用沉桩设备讲桩打入、压入、冲入或者振入土中。 预制桩的施工工艺成熟、质量稳定、造价适中，广泛被使用在建筑 工程中。
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2. 灌注桩
灌注桩是在施工现场通过钻孔、冲孔、
挖孔、沉管等方法在桩位上成孔，然后在
孔内灌注混凝土而形成桩。 灌注桩的承载力较大，尤其钻孔灌注 桩的施Hale Waihona Puke Baidu对周边环境影响较小，是在城市 建设中被选的主要桩基础形式。
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第二章 桩基础工程
二、 锤击法施工 1. 设备 ： 包括桩锤、桩架和动力装置。 2. 桩锤及选择 重锤轻击：用锤击沉桩时，力求采用此方法。（如采用轻锤重击，锤
击功能很大一部分被桩身吸收，桩受冲击应力过大而损坏、而桩却不 易打入。）

锤重选择：应根据土质、桩的规格等进行选择。

斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15%（倾斜角系桩的纵 向中心线与铅垂线间夹角）。
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第二章 桩基础工程
•
预制桩（钢桩）桩位的允许偏差（mm）
项 目 允许偏差
项
盖有基础梁的桩： ⑴垂直基础梁的中心线 1 ⑵沿基础梁的中心线
100＋0.01H
150＋0.01H 2 桩数为1～3根桩基中的桩 100
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第二章 桩基础工程
第二节
混凝土预制桩
一、 混凝土预制桩的制作、起吊、运输和堆放
1. 制作

生产方式：混凝土预制方桩多数是在打桩现场或附近就地预制， 较短的桩亦可在预制厂生产，预应力管桩则均在工厂生产；

截面：方桩的截面边长多为250~550mm， 预应力管桩直径一般为400~600mm； 形式：单根桩、或多节桩；
过机械钻孔在地基土中形成桩孔，并在
其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的 桩。 围护结构中灌注桩常用直径为 600~1200，做成排桩挡墙。该挡墙刚度 大，抗弯强度高，变形小，适应性好， 不需很大工作场地，振动小，噪音低。
钻孔灌注桩排桩形式，见右图。
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第二章 桩基础工程
（2）钢板桩围护，是指在基坑边坡中直接打入钢板桩形成连续钢板桩墙， 既起到挡土作用又起到止水帷幕的作用。 钢板桩由带锁口或钳口的热轧型钢制成，通常形式有平板式和波浪
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第二章 桩基础工程
1. 重力式围护结构的桩
重力式围护结构通常以挡墙的自重和刚度保护基坑侧壁，既挡土又挡水，
常见形式有水泥土搅拌桩和土钉墙等预制桩的施工工艺成熟、质量稳定、
造价适中，广泛被使用在建筑工程中。 水泥土搅拌桩（或称深层搅拌桩） 是通过搅拌桩基将水泥与土进行搅拌，形成柱状的水泥加固土 （搅拌桩）。用于围护结构的水泥土其水泥掺量通常为12%~15% （单位土体的水泥掺量与土的重力密度之比），水泥土的强度可达 0.8~1.2MPa,其渗透系数很小，一般不大于10-6cm/s。

重叠层数：取决于地面允许荷载和施工条件，一般不宜超过4层； 场地要求：场地应平整、坚实，不得产生不均匀沉降； 隔离剂：桩与邻桩、底模（底部的桩）间的接触面不得发生粘结； 浇筑时间：上层桩或邻桩的浇筑，须在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强 度的30%后方可进行。
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水进入基坑。搅拌桩连续施工工序见下图。
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（2）高压旋喷桩，是以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合， 形成连续搭接的水泥加固体，从而起到截水作用。其优点是施工占地少、 振动小、噪音较低，但容易污染环境，成本较高，对于不能使喷出浆液 凝固的土质不宜采用。 （3）压密注浆，是利用较高的压力灌入浓度较大的水泥浆或化学浆液， 使得土体内形成新的网装骨架结构，将土体挤密，从而改善了土体防渗 性能。
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2. 起吊与运输的要求：
混凝土强度要求 当桩的混凝土强度达到设计强度的70%方可起吊； 达到100%方可运输和打桩。 起吊吊点，应符合设计要求， 一般吊点的设置图所示。
3. 堆放
堆放桩的地面必须平整、 坚实，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，堆
放层数不宜超过4层。不同规格的 桩，应分别堆放。
插入搅拌桩体内，形成地下连续墙体，利用该墙体直接作为挡土和止水
结构。其优点是构造简单，止水性能好，工期短，造价低，环境污染小。
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第二章 桩基础工程
（4）地下连续墙，是利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地 下挖出窄而深的沟槽，并在其内放置钢筋笼，浇注混凝土而形成一道具 有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体。其优点是刚度大，
既挡土又挡水，施工无振动，噪音低，可用于各种土质，缺点是造价高，
施工工艺复杂，施工中的泥浆对环境有污染。
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第二章 桩基础工程
3. 止水帷幕
止水帷幕是指在基坑围护中设置于挡土墙外侧用于阻截或减少基坑
侧壁及基坑底地下水流入基坑而采用的连续止水体。其常见的桩基形式
有（三轴、或二轴）搅拌桩、高压旋喷桩和压密注浆等。 （1）水泥土搅拌桩，三轴或二轴搅拌桩施工是利用水泥作为加固剂，使 用搅拌机械，在地基深部将软土、水和水泥进行强制搅拌，当混合体硬 结后形成桩体。施工时相邻的桩体相互搭接，使得桩与桩之间连成整体， 从而起到提高地基的承载能力形成止水帷幕。该帷幕阻挡了基坑周边的
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2—8
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第二章 桩基础工程
2. 排桩与板墙式围护结构中的桩
排桩与板墙式围护结构是指由排桩（有时加隔水帷幕）或地下连续
墙等作为基坑围护挡墙，有时另设内支撑或加外拉的土层锚杆。其常见
的桩基形式有（钻孔）灌注桩、（钢）板桩、SMW工法、地下连续墙等。 （1）钻孔灌注桩，是指在工程现场通
第二章 桩基础工程
（2）履带式桩架，如图

履带式桩架以履带式起重机为底盘， 增加立柱和斜撑用以打桩。 性能灵活，移动方便，可适应各种 预制桩施工，目前应用最多。

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第二章 桩基础工程
4. 打桩施工 （1）打桩前的准备工作

准备工作：清除妨碍施工的地上和地下的障碍物；
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第二章 桩基础工程
第二章
第一节
桩基础工程
桩的作用和形式
桩因其承载力高，变形小，稳定性好等诸多特点，在当今的工
程设计中有着广泛应用。桩种类繁多，可根据传力性质、制作方法、
成桩工艺、断面形式、制作材料等，桩有着不同的分类。

根据桩的作用，在工程界通常将桩分为：

建筑物（构筑物）的基础 深基坑的围护结构
3
桩数为4～16根桩基中的桩
1/2桩径或边长
桩数大于16根桩基中的桩： ⑴最外边的桩 4 ⑵中间桩 1/3桩径或边长
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《建筑施工技术 》
第二章 桩基础工程
3. 复合地基
复合地基，是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或
被置换，或在天然地基中设置加筋材料。加固区是由基体（天然地基土
体或被改良的天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。 复合地基可有效提高基础承载力，降低造价，而且工期短、工艺简 单，沉降小。地基承载力具有可补性，上部结构的设计、施工条件可得 到大大改善，所以适用于多种土层。
钢桩：钢管桩 、H型钢桩 ；
干成孔桩：人工挖孔桩、螺旋钻机成孔桩、爆破成孔桩， 灌注桩 泥浆护壁钻孔桩：回旋钻机成孔 、潜水钻机成孔 ，树根桩， 钢套管成孔桩：沉管灌注桩 。 课程内容
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第二章 桩基础工程
1. 预制桩
预制桩是在工厂或施工现场制成的各种材料、各种形式的桩（如木
桩、混凝土方桩、预应力混凝土管桩或空心方桩、钢管桩、H型钢桩等），

打桩的挤土影响：后期打入的桩在挤土影响下，会造成先期打入桩的偏移。

根据桩群的密集程度，可选用下述打桩顺序：
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第二章 桩基础工程
（3）打桩方法要点

打桩机就位后，将桩锤和桩帽吊起，然后吊桩并送至导杆内，垂直对准桩位 缓缓送下插入土中，垂直度偏差不得超过0.5%，然后固定桩帽和桩锤，使桩、