2+地基加固与桩基础工程

２．3桩基施工
预制桩叠浇预制时，桩与桩之间要做隔离层（可涂皂脚、 废机油或粘土石灰膏），以保证起吊时不互相粘结。叠浇 层数，应由地面允许荷载和施工要求而定，一般不超过四 层，上层桩必须在下层桩的混凝土达到设计强度等级的30% 以后，方可进行浇筑。为了加快施工进度可采用间隔法施 工图2—3。
２．3桩基施工
２．3桩基施工
（1）按承台位 臵的高低分： ①高承台桩基础 （如图２.８） ②低承台桩基础 （如图２.８）
高承台桩基础
低承台桩基础
图２.８ 桩基
２．3 桩基施工
（2）按承载性质不同 ①端承桩——是指穿过软弱 土层并将建筑物的荷载通过 桩传递到桩端坚硬土层或岩 层上。桩侧较软弱土对桩身 的摩擦作用很小，其摩擦力 可忽略不计。 ②摩擦桩——是指沉入软弱 土层一定深度通过桩侧土的 摩擦作用，将上部荷载传递 扩散于桩周围土中，桩端土 也起一定的支承作用，桩尖 支承的土不甚密实，桩相对 于土有一定的相对位移时， 即具有摩擦桩的作用。
钢筋混凝土实心桩桩身长度：限于桩架高度，现场 预制桩的长度一般在25－30m以内。限于运输条件， 工厂预制桩，桩长一般不超过12m，否则应分节预制， 然后在打桩过程中予以接长。接头不宜超过2个。
２．3桩基施工
２.3.1.1 桩的预制、起吊、运输和堆放 （１）桩的预制 钢筋混凝土实心桩由桩尖、 桩身和桩头组成（如图２.２）。 材料要求：钢筋混凝土实心桩所用混凝土 的强度等级不宜低于C30（30N/mm2)。预应力混 凝土桩的混凝土的强度等级不宜低于C40，主筋 根据桩断面大小及吊装验算确定，一般为4－8 根，直径12－25mm；不宜小于Φ14，箍筋直径 为6－8mm，间距不大于200mm，打入桩桩顶2－ 3d长度范围内箍筋应加密，并设臵钢筋网片。 桩尖处可将主筋合拢焊在桩尖辅助钢筋上，在 密实砂和碎石类土中，可在桩尖处包以钢板桩 靴，加强桩尖。 较短的桩一般在预制厂制作，较长的桩一 般在施工现场附近露天预制。 预制场地的地面要平整、夯实，并防止浸 水沉陷。对于两个吊点以上的桩，现场预制时， 要根据打桩顺序来确定桩尖的朝向，因为桩吊 升就位时，桩架上的滑轮组有左右之分，若桩
2 地基处理与桩基础工程
主讲人：刘建兵
2 地基处理与桩基础工程
本章内容提要：
地基加固原理与方法，钢筋混凝土预制桩沉击法施工工艺与质量要求，灌注桩 的来自百度文库工工艺、产生的质量问题及预防措施。
学习要求：
1、掌握地基加固原理和拟定方案的原则，了解基坑验槽和地基加固方法。 2、掌握钢筋混凝土预制桩的捶击法工艺，了解钢筋混凝土预制桩的构造； 3、了解各类灌注桩的工艺原理和施工要点，产生质量事故的原因及预防处理 措施。
２.3桩基施工
③桩架类型。
常用的桩架形式有以下三种：
A 滚筒式桩架：(如图2-10)。 B 多功能桩架： (如图2-11)。 C 履带式桩架： (如图2-12)。
２.3 桩基施工
２.3 桩基施工
（3）动力装置 动力设备包括驱动桩锤用的动力 设施，如卷扬机、锅炉、空气压 缩机和管道、绳索和滑轮等。
２.3 桩基施工
(3) 桩的运输。在运距不大时，可用起重机或在桩下垫 以滚筒，用卷扬机拖拉；当运距较大时，可用轻便轨 道小平台车运输。 （４）桩的堆放。不同规格的桩分别堆放；垫木间距应 与吊点位臵相同，各层垫木应位于同一垂直线上，堆 放层数不宜超过４层。
２. 3桩基施工
2.3.1.2 打桩设备
打桩设备包括桩锤、桩架和动力设备。 （1）桩锤 ①作用：对桩施加冲击力，将桩打入土中。 ②类型：落锤 、单动汽锤、双动汽锤、柴油锤、液压锤。 A落锤：落锤重量为5- 20KN， 用于普通粘性土和含砾石较 多的土层中打桩。(如图2-5)
2.2 地基加固处理
2.2.1 地基加固的原理 （1）地基加固原理：“将土质由松变实”，“将土的含水量 由高变低” （2）拟定加固方案的原则：充分考虑地基与上部结构共同工 作的原则，从地基处理、建筑结构设计和施工方面均采取相 应的措施进行综合治理 。 （3） 具体措施： ①改变建筑形体，简化建筑平面； ②调整荷载差异； ③合理设臵沉降缝； ④采用轻型结构、柔性结构； ⑤加强房屋的整体刚度； ⑥对基础进行移轴处理，当偏心荷载较大时，可使基础轴线 偏离柱的轴线； ⑦施工中正确安排施工顺序。
图2-5 桩锤
２.3 桩基施工
B单动汽锤：单动汽锤的 锤重30-150KN，适用于 打各种桩。(如图2.6) C双动汽锤：双动汽锤的 锤重6-6t(6-160KN)，适 用于打各种桩，并可以 用于拔桩和水下打桩 （如图2.7）。 国外常用的有英国BSP国 际基础有限公司，美国 的雷蒙德、瓦尔 、 科林-MKT，德国的门克 等制造商制作的各种型 号的单动汽锤。
桩的主筋上端以伸至最上一层钢筋网之下为宜，并应 连成“ ┏─┓ ”形，这样能更好地接受和传递桩锤的冲 击力。主筋必须位臵正确，桩身混凝土保护层要均匀，不 可过厚，否则打桩时容易剥落，桩身保护层厚不宜小于 30mm。
钢筋混凝土预制桩的钢筋骨架的主筋连接宜采用对焊。 主筋接头配臵在同一截内的数量，当采用闪光对焊和电弧 焊时，不得超过50%；同一根钢筋两个接头的距离应大于 35d,且不小于500 mm ，桩顶1m范围内不应有接头。预制桩 的混凝土浇筑工作应由桩顶向桩尖连续浇筑，严禁中断， 制作完成后，应洒水养护不少于7天。
2.2 地基加固处理
2.2.2 地基加固方法 2.2.2.1 “挖” 2.2.2.2 “填” 2.2.2.3 “换” . “换”就使挖填结合，即换土垫层法。 2.2.2.4 “夯” 夯实利用打夯机夯击土壤，排出土中水分，加速土壤固结，提 高密实度和承载力。 2.2.2.5 “压” （１）砂井堆载预压法（如图２.２）； （２）袋装砂井堆载预压法； （３）塑料排水带堆载预压法； （４）真空预压法 2.2.2.6 “挤”
2.1
2.1.2
基坑验槽
钎探验槽 钎探是将钢钎打入坑（槽）底以下土层内，根据捶击次 数和入土难易程度判断土的软硬情况及有无土洞、堀井、墓穴 和软弱下卧土层。 钎探步骤如下： （1）根据坑（槽）平面图进行钎探布点并编号，绘制钎探点 平面图； （2）准备锤和钢钎，统一工程应钎径一致，锤重一致； （3）按钎探序号进行钎探施工； （4）打钎时，要求用力一致，锤的落距一致。同时作钎探记 录，每贯入30mm（成为一步），记录一次锤击数，填入钎探记 录表。 （5）钎探结束后，要从上往下逐“步”分析钎探记录情况， 在横 向分析钎孔相互之间的锤击数，便可判断土层的构造和土质的 软硬，将锤击次数过多和过少的钎孔予以标注，以备到现场重 点检查和处理。
2.1
基坑验槽
若地基为必须加固处理的天然地基，当基坑（槽）挖至基 底设计标高后，施工单位会同勘察单位、设计单位、监理单位 和业主共同验槽，合格后方可进行基础工程施工。 2.1.1 观察验槽 1、观察验槽包括：检查基坑（槽）的位臵、断面尺寸、标高和 边坡等是否符合设计要求； 2、土质观察： （1）土质和颜色是否一样； （2）土的坚硬程度是否均匀一致，有无局部过硬或过软； （3）土的含水量是否异常； （4）在坑（槽）底行走或夯拍时有无振颤或空穴声音等现象。 3、验槽的重点：应在以柱基、墙角、承重墙下或其他受力较大 的部位为主。如有异常应会同设计部门处理。
２．3桩基施工
（6）按成孔方法分 ①非挤土桩： 泥浆护壁灌筑桩、人工挖孔灌筑桩，应用较广。 ②部分挤土桩： 先钻孔后打入。 ③挤土桩： 打入桩。 （7）按制作工艺分 ①预制桩 ②灌筑桩 （8）按截面形式分 ①方形截面桩 ②圆形空心桩
２．3桩基施工
2.3.1 钢筋混凝土预制桩捶击法施工
1、钢筋混凝土实心桩 钢筋混凝土实心桩，断面一般呈方形。桩身截面一 般沿桩长不变。实心方桩截面尺寸一般为 200×200mm－600×600mm 。截面边长不宜小于 200mm。预应力混凝土预制桩的截面边长不宜小于 300mm。
制作完成的预制桩应在每根桩土标明编号及斜作日期， 如设计不埋设吊环，则应标明绑扎点位臵。 预制桩钢筋骨架质量检验标准见表2—1。
２．3桩基施工
表2—1 预制桩钢筋骨架质量检验标（mm）
２．3桩基施工
表2—2 钢筋混凝土预制桩的质量检验标准
２．3桩基施工
（２）桩的起吊。钢筋混凝土预制桩应在混凝土达到设计强度等 级的70%方可起吊，达到设计强度等级的100%才能运输和打桩。如 提前吊运，必须采取措施并经过验算合格后才能进行。 起吊时，必须合理选择吊点，防止在起吊过程中过弯而损坏。 图2-4为预制桩吊点合理位臵图。当吊点少于或等于3个时，其位 臵按正负弯矩相等的原则计算确定。当吊点多于3个时，其位臵按 反力相等的原则计算确定。长20－30m的桩，一般采用3个吊点 （如图２.４）。
２.3桩基施工
2.3.1.3 打桩施工 1、打桩前的准备工作 （1）处理障碍物 打桩前，应认真处理高空、地上和地下障碍物，如地下管线、 旧有基础、树木杂草等。此外打桩前应对现场周围（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，必须预以加 固，不然由于打桩振动，可造成倒塌。 （2）平整场地 （3）材料、机具的准备，接通水电源 （4）进行打桩试验，又叫沉桩试验。
２．3桩基施工
１、桩基础的工作特点
桩基础的作用是将上部结构较大 的荷载通过桩穿过软弱土层传递到较深 的坚硬土层上，以解决浅基础承载力不 足和变形较大的地基问题。 ２、桩基础的分类 工程中的桩基础，往往由数根桩 组成，桩顶设臵承台，把各桩连成整体， 并将上部结构的荷载均匀传递给桩。 （如图２.７）
图２.７ 桩基
２.3 桩基施工
2、确定打桩顺序
打桩时，由于桩对土体的挤密作用，先打入的桩被后打入的 桩水平挤推而造成偏移和变位或被垂直挤拔造成浮桩；而后打入 的桩难以达到设计标高或入土深度，造成土体隆起和挤压，截桩 过大。所以，群桩施工时，为了保证质量和进度，防止周围建筑 物破坏，打桩前根据桩的密集程度、桩的规格、长短以及桩架移 动是否方便等因素来选择正确的打桩顺序。 常用的打桩顺序一般有下面几种： 自两侧向中间打，图2-13（a）；
图2.6 单动汽锤 1—进气孔； 2—活塞； 3—汽缸； 4—桩； 5—出汽孔；
图2.7 双动汽锤 1—进气孔； 2—活塞； 3—汽缸； 4—桩； 5—出汽孔； 6—锤砧； 7—壳体。
２.3桩基施工
D柴油锤： 柴油锤可分为导杆式、 活塞式和管式三大类。 (如图2.9 ) 国外常用的柴油锤多 为英国BSP国际基础有 限公司、日本石川岛 播磨和三菱、法国的 德尔马、美国的林可 贝尔提、荷兰的赫提 等制造商制造的柴油 锤。 E 液压锤
沉桩前应作数量不少于2根桩的打桩工艺试验，用以了解桩的贯入度（什么 叫贯入度）、持力层强度、桩的承载力，以及施工过程中遇到的各种问题和反常 情况等。没有打过桩的地方先打试桩是必要的，通过实践来校核拟定设计方案， 确定打桩方案，保证质量措施和打桩技术要求。因此试桩必须细致地进行，根据 地质勘探钻孔资料，选择桩位以能代表工程所处的地质条件，打试桩时，要做好 详细的施工记录，画出各土层深度、打入各土层的锤击次数，最后精确的测量贯 入度。
图2.9柴油锤类型示意图 （a)导杆式柴油锤 (b)活塞式柴油锤 1—活塞；2—汽缸。
２.3 桩基施工
（2）桩架 ①、作用。 是支持桩身和桩锤，将桩吊到打桩位臵，并在打入过程中 引导桩的方向，保证桩锤沿着所要求的方向冲击。 ②、桩架的选择 选择桩架时，应考虑桩锤的类型、桩的长度和施工条件等因 素。桩架的高度由桩的长度、桩锤高度、桩帽厚度及所用滑轮组 的高度来确定。此外，还应留1-3m的高度做为桩锤的伸缩余地。 桩架高度=桩长+桩锤高度+桩帽高度+滑轮组高度+ （1-2m）的起 锤工作余地
２．3 桩基施工
（3）按桩身的材料不同
①钢筋混凝土桩 ②钢桩 直径250－1200mm的钢管桩和宽翼工字形钢桩。上海宝山钢铁总厂工程中， 直径914.4mm和600mm，长60mm左右的钢管桩。 ③木桩 ④砂石桩 ⑤灰土桩
（4）按桩的使用功能分 ①竖向抗压桩 ②竖向抗拔桩 ③水平荷载桩 ④复合受力桩 （5）按桩直径大小分 ①小直径桩 ：d ≤250mm ②中等直径桩 ：250mm< d < 800mm ③大直径桩： d ≥ 800mm