杨宗耀)第5讲砼预制桩施工

注意：
① 桩基轴线的定位点应设置 在不受打桩影响处；
② 每个桩位打一个小木桩； ③ 打桩地区附近设置不少于2 个水准点，供施工过程中检查桩位 的偏差和桩的入土深度。
打桩前对桩管进行检查
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土木工程施工
2.1 锤击法
2.1.4 打桩顺序
直接影响打桩速度和打桩质量，应综合桩距大小、桩机性能、 工程特点和工期要求综合考虑。
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土木工程施工
柱锤的选择
2.1 锤击法
锤击法沉桩施工，桩锤选择是关键。首先应根据施工 条件选择桩锤的类型，然后决定锤重，一般锤重大于桩重 的1.5～2倍时效果较为理想（桩重大于2t 时可采用比桩轻 的锤，但不宜小于桩重的75%）。
施工中应“重锤轻击”(锤的重量大而
落距小)，这样桩极易打入土中，不会打 坏桩头，也不会产生桩身回跃(回弹)；
⑴ 由一侧向单一方向打(逐排打)：桩的就位和起吊方便，
打桩效率高，但土壤向一个方向挤压，桩距≥4倍桩径时，土壤的挤 压影响可忽略不予考虑，小于4倍桩径时可产生桩身倾斜或浮桩， 应考虑跳打或变换打桩顺序；
⑵ 自中间向两个方 向打：适宜大面积的桩群；
⑶ 自中间向四周打：
适宜大面积的桩群。
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预制桩的沉桩施工方法有锤击法、静力压桩法、振动法和水冲法。
振动法 静力压桩法
锤击法
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土木工程施工
2 预制桩的沉桩施工
2.1 锤击法
打桩设备包括桩锤、桩架和动力设备。
2.1.1 桩锤
⑴ 落锤 ——构造简单、施工方便，锤重一般0.5～1.5t，用
卷扬机拉升施打，可随意调整落锤高度。速度慢、效率低、对桩身 损伤大。
下沉空心桩，一般用单管桩内射水，当下沉较深或土层较密 实，可用锤击或振动配合射水；下沉实心桩，将射水管对称装在 桩身两侧，并可沿桩身上下自由移动，以便在任何高度上射水冲 土。
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土木工程施工
射水沉桩施工要点
2.4 射水沉桩
吊插桩时要注意及时引送射水胶管，防止拉断或脱落；桩插 正立稳后，压上桩帽桩锤，开始桩主要靠自重下沉，用较小水压 控制桩身缓慢下沉，并注意控制和校正桩身垂直度。下沉渐趋缓 慢时，可开锤轻击。沉至一定深度（8～10m）已能保持桩身垂直 度后，可逐步加大水压和锤的冲击动能。
注意：
不论采取何种射水施工方法，在沉至距设计标高11.5m时，应停止射水，拔出射水管，用锤击或振动沉桩 至设计深度，以保证桩的承载力。
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土木工程施工
2 预制桩的沉桩施工
2.5 水中沉桩
桥梁施工常需进行水下沉桩。当河流水浅时，可搭设施工便桥或 脚手架安置桩架进行水中沉桩施工。当河流较宽较深时，可采用：
；缺点：机构
庞大，组装拆 迁较麻烦。
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⑵ 履带式桩架
以履带式起重机为底盘，加装立 柱及传动机构用以打桩。性能灵活， 移动方便，适应各类预制桩或灌注桩 的施工。
2.1 锤击法
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2.1.3 打桩前的施工准备工作
2.1 锤击法
清除地上或地下障碍物 → 平整场地 → 定位放 线→通电、通水 →安设打桩机。
2.5 水中沉桩
⑷ 用吊箱围堰施工水中桩基
在深水中修筑高桩承台，可采用吊箱围堰法拼装水上工作平台 ,进行沉桩施工和承台砼浇筑。其施工程序是：
近岸边水上拼装
吊箱围堰→吊箱围堰 水上浮运→下沉→插 打外围堰定位桩→固 定吊箱围堰→插打桩 基→灌注水下封底砼 →抽水并拆除送桩→ 灌注承台砼→灌注墩 身砼
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注意：
2.1 锤击法
对标高不一的桩应遵循“先深后浅”的原则 ；对不同规格 的桩，应遵循“先大后小、先长后短”的原则。
点击动画
锤击法沉桩
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土木工程施工
2.1 锤击法
2.1.5 打桩方法
⑴ 桩插入土中时的垂直度偏差不超过0.5%，固定桩锤和桩帽, 使桩、桩帽、桩锤在同一铅垂线上，确保桩能垂直下沉。
桩锤过轻时，则会出现“轻锤高击”，
极易损坏桩头，桩也难以打入土中。
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2.1 锤击法
2.1.2 桩架
桩架是支持桩身和桩锤、在打桩过程中引导桩的方向的设备。 常用的桩架有多功能桩架和履带式桩架。
⑴ 多功能桩架：由立柱、斜撑、回转工作台、底盘及传动
机构组成。
优点：机动性
和适应性较大 ，水平方向可 作3600回转， 立柱可倾斜， 可适应各种预 制桩和灌注桩
焊接接桩
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2 预制桩的沉桩施工
2.2 静力压桩
静力压桩是利用静压力将桩压入土中，施工中无振动、无噪 音，但存在挤土效应。适用于软弱土层和邻近有怕振动的建（构） 筑物的情况。当存在厚度大于2m的中密砂夹层时，不宜采用静力 压桩。
静力压桩机有 机械式和液压式之 分，目前使用的多 为液压式静力压桩 机，压力可达 7000kN。
⑸ 预制桩的砼强度等级不低于C30，预应力砼桩的砼强度等级
不低于C40，纵向钢筋的保护层厚度不宜小于30mm；锤击预制桩
的粗骨料粒径宜为5～40mm。
料斗 布料入模
表面 拍实压光
砼振捣 密实
⑹ 砼应机拌机
捣、由桩顶向桩尖连
续浇筑捣实，严禁中
断，养护不少于7天。
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土木工程施工
1.2 预制桩的起吊
⑵ 打桩时桩宜随打随运，以避免二次搬运。
⑶ 桩的堆放场地须平整坚实，垫木间距应与吊点位置相同， 各层垫木应在同一垂直面上，层数不超过四层，不同规格的桩应 分别堆放。
⑷ 运桩和堆 放的桩尖方向应 符合吊升的要求, 以免临时再需将 桩调头。
预制桩的堆放
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土木工程施工
第5讲 砼预制桩施工
2 预制桩的沉桩施工
最大的APE600型振动锤偏心力矩为230kg.m， 激振力为4830KN。
APE600型振动锤4台联动在
美国奥克兰-旧金山大桥沉桩施工 APE600型振动锤
APE600锤构造
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土木工程施工
2 预制桩的沉桩施工
2.4 射水沉桩
射水沉桩法往往与锤击（或振动）法同时使用。在砂夹卵石 层或坚硬土层中，一般以射水为主，锤击或振动为辅；在粉质粘 土或粘土中，一般以锤击或振动为主，射水为辅，并控制射水时 间和水量。水压与流量根据地质条件、沉桩机具、沉桩深度和射 水管直径、数目等因素确定，通常在沉桩施工前经过试桩选定。
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土木工程施工
GZY700D全液压 高效静力压桩机
吊起管桩
2.2 静力压桩
点击动画
静力压桩
静力压桩
桩机就位
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土木工程施工
2 预制桩的沉桩施工
2.3 振动沉桩
振动法是将振动锤吊至预制桩顶上，将桩头套入与振动箱连接 的桩帽或液压夹桩器内夹紧，振动锤产生的激振力通过桩身带动土 体振动，使土颗粒间的摩擦力大大减小，桩在自重和机械力作用下 沉入土中。振动法沉桩设备构造简单、使用方便、效率较高。
桩的砼达到设计强度的30%以后方可进行；重叠层数不超过四层、 层与层间之间涂刷隔离剂。
预制方桩的间隔生产
第一层预制方桩制作完毕
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土木工程施工
⑵ 桩中钢筋应位置准确，主筋连 接宜采用对焊，主筋接头位置应相互错 开，相邻两根主筋接头截面的距离应大 于35d，并不小于500mm；桩顶、桩尖 一定范围内不留接头。
第5讲 砼预制桩施工
钢筋砼预制桩有实心桩(RC桩)和预应力管桩(PC管桩)两种：
● 实心桩常为边长250～550mm的方形断面，一般在施工现场 预制，单根桩的最大长度，取决于打桩架的高度，长度不宜超过
30m。打30m以上的桩需考虑接桩，即整体分段预制、打桩过 程中逐段接长；
● 管桩一般为外径400～ 500mm的空心园柱形截面，壁厚
适用于沉钢板 桩、钢管桩及长 度在15m内的细长 钢筋砼预制桩， 在砂土中效率最 高，粘土中略差。
DZM100液压振动锤
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二台桩锤联动打钢管桩 白马河特大桥振动沉桩
土木工程施工
DZJ135 振动桩锤
2.3 振动沉桩
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土木工程施工
2.3 振动沉桩
世界最大的液压振动锤
1.1 钢筋砼方桩的预制
桩尖钢筋构造
桩身钢筋绑扎
桩端钢筋构造
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土木工程施工
1.1 钢筋砼方桩的预制
⑶ 桩尖对准纵轴线、桩顶平面和接桩端面应平整。
⑷ 现场分段预制桩时，应整体支模、纵向主筋先通长铺设，再 在分段处切断；分段长度应考虑桩架有效高度、场地条件、装卸和 运输能力，并避免桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中接桩。
2.1 锤击法
安装送桩杆
送桩施打
桩已打入地面以下
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土木工程施工
2.1 锤击法
2.1.6 多节桩的接桩
常用接桩方法有焊接、法兰连接或硫磺胶泥锚接。前二种方法 适用于各类土层，后一种适用于软土层。焊接接桩：钢板宜用低碳 钢，焊条宜用E43，先四角点焊固定，再对称焊接；法兰接桩：钢 板和螺栓亦宜用低碳钢并紧固牢靠；硫磺胶泥锚接桩的硫磺胶泥配 合比应通过试验确定。
⑵ 汽锤 ——利用蒸汽或压缩空气为动力进行锤击。有单动
和双动之分，单动式汽锤锤重3～15t，锤击频率40～60次/min，落 距短、速度快、效率高、适宜打各类桩；双动式汽锤锤重0.6～3.5t， 锤击频率100～135次/min，可打斜桩、水下打桩和拔桩。目前已较 少使用。
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土木工程施工
桩的砼强度达到设计强度等级 的70%方可起吊，如需提前起吊， 应进行强度和抗裂度验算。
吊点应设在设计规定之处，设计 无规定时，应按吊桩弯距最小的原则 确定吊点位置。见右图：
1 砼预制桩的制作
预制桩的 装车运输
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土木工程施工
1 砼预制桩的制作
1.3 预制桩的运输、堆放
⑴ 桩运输时的砼强度应达到设计强度的100%。
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土木工程施工
静力压桩多采用分段预制、 分节压入、逐段接长。当下节桩 压入土中后上端距地面0.8～1m 时接长上节桩，继续压入。每根 桩的压入、接长应连续。
2.2 静力压桩
静力压桩的分节压入、接长
静力压桩施工现场
初压时如桩身发生较大移 位、倾斜，压入过程中桩身突 然下沉或倾斜，桩顶砼破坏或 压桩阻力剧变时，应暂停压桩， 及时研究处理。
80～100mm,在工厂采用“离心法”
制成，分节长度8～10m，法兰连 接。源自文库
管桩多采用先张法预应力工艺。
预应力钢筋砼管桩
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土木工程施工
第5讲 砼预制桩施工
1 砼预制桩的制作
1.1 钢筋砼方桩的预制
⑴ 现场制作砼预制桩一般采用“间隔重叠法”生产，桩与桩
间用塑料薄膜或隔离剂隔开，邻桩与上层桩的砼须待邻桩与下层
土木工程施工
第2章 地基处理与桩基工程
第5讲 砼预制桩施工
1 砼预制桩的制作 2 预制桩的沉桩施工 3 预制桩的沉桩质量控制 4 预制桩头的截桩
端承桩
土木工程施工
桩的分类
桩基础由桩和承台组成：
端承桩
磨擦端承桩
第5讲 砼预制桩施工
按承载性状分
磨擦桩
端承磨擦桩 磨擦桩
桩基础构造示意图
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土木工程施工
⑵ 开始沉桩应起锤轻压并轻 击数锤，观察桩身、桩架、桩锤 等垂直一致，始可转入正常施打。
桩身定位
⑶ 打桩过程中，如遇桩身倾 斜、桩位位移、贯入度剧变、桩 顶或桩身严重裂缝或破碎等异常 情况， 应暂停打桩，处置后再行 施工。
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土木工程施工
⑷ 采用送桩法将桩顶标高低于地面的桩送入土中 时，桩与送桩杆应在同一轴线上，拔出送桩杆后，桩 孔应及时回填。
⑶ 柴油锤——构造简单、施工方便，有
导杆式和筒式两种，锤重2～7.2t，由于噪音、 振动和空气污染等公害，在城市施工日益受 到限制，不适用硬土和软土中打桩；
点击动画
柴油锤
国内最大的 D180筒式柴油锤
2.1 锤击法
HHP系列液压打桩锤
⑷ 液压打桩锤 —
—无噪音、冲击频率高， 并适合水下打桩，是理想 的冲击式打桩设备，但构 造复杂、造价较高。
⑴ 先筑围堰后沉桩法：临近河岸、水不深的桩可采用。
⑵ 先沉桩后筑围堰法：适用较深水中沉桩。
先沉桩后吊放钢吊箱围堰
先沉桩后筑钢板桩围堰
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土木工程施工
⑶ 沉桩船沉桩
在较深较宽的江 面上使用专用沉桩船 进行水中沉桩。
金塘大桥 钢管桩沉桩施工
多功能打桩船
2.5 水中沉桩
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土木工程施工
土木工程施工
第5讲 砼预制桩施工
3 预制桩的沉桩质量控制
⑴ 桩的垂直偏差应控制在1%以内，平面位置的偏差，单排 桩不大于100mm，多排桩为1/2～1个桩的直径或边长。
⑵ 承受轴向荷载的磨擦桩的入土深度控制，以标高为主，贯 入度为参考；按标高控制的桩，桩顶标高的允许误差为±50mm。