各种桩基施工工艺

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○、桩基础的作用、组成、分类
• 桩基础是深基础应用最多的一种基础形式，它由 若干个沉入土中的桩和连接桩顶的承台或盖梁组 成。
• 桩的作用是将上部建筑物的荷载传递到深处承载 力较强的土（岩）层上，或将软弱土层挤密实以 提高地基土的承载能力和密实度。
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▪ 桩按受力情况分为端承桩和摩擦桩两种(图2.1)
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——对于桩端为硬土层者，又有摩擦端承桩，端承摩擦桩。 ——桥梁工程中的摩擦桩，通常不计挤密作用。
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▪ 桩按施工方法分为预制桩和灌注桩 ❖ 预制桩根据沉入土中的方法，可分打入桩、水冲 沉桩、振动沉桩和静力压桩等； ❖ 灌注桩是在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架，再 浇筑混凝土而成的桩。灌注桩按成孔方法不同， 有钻（冲）孔灌注桩、挖孔灌注桩、套管成孔灌 注桩及爆扩成孔灌注桩等。
粘性土 一般进入深度(m)
持 力
粉土
静力触探比贯入阻力Ps平 均值(MPa)
层 砂土
一般进入深度(m)
标准贯入击数N(未修正)
25~35
1~2 3
0.5~1 15~25
锤的常用控制贯入度(cm/10击)
设计单桩极限承载力(kN)
400~ 120
25 2.5 6.5 2000~ 2500
柴 油 锤 (t)
▪ 钢筋混凝土预制桩的质量检验标准应符合表2的规定。
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表.2 钢筋混凝土预制桩的质量检验标准
项序
主1 控2 项 目3
检查项目
桩体质量检验 桩位Βιβλιοθήκη Baidu差 承载力
允许偏差或允许值(mm)
单位
数值
按基桩检测技术规范
见本表
按基桩检测技术规范
检查方法
按基桩检测技术规范 用钢尺量
按基桩检测技术规范
▪ 桩帽、垫衬和送桩设备机具准备
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1.2 桩的制作、运输、堆放
• 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 。
• 模板可以保证桩的几何尺寸准确，使 桩面平整挺直；桩顶面模板应与桩的 轴线垂直；桩尖四棱锥面呈正四棱锥 体，且桩尖位于桩的轴线上；底模板 、侧模板及重叠法生产时，桩面间均 应涂刷好隔离层，不得粘结。
mm 设计要求
±50
水准仪 现场实测或查沉桩记录
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▪ 钢筋混凝土预制桩应达到设计强度的70%才可起吊；
达到100%设计强度才能运输和打桩。若提前吊运， 必须采取措施并经过验算合格方可进行。
▪ 桩在起吊搬运时，必须做到平稳，避免冲击和振动，
吊点应同时受力，且吊点位置应符合设计规定。如 无吊环，设计又未作规定时，绑扎点的数量及位置 按桩长而定，应符合起吊弯矩最小的原则，可按图 2.3所示的位置捆绑。
桩下沉。
▪ 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参考表.3选用。
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表3 锤重选择表
锤的 动力 性能
锤型
冲击部分重(t) 总 重(t) 冲击力(kN)
20 2.0 4.5
2000
常用冲程(m)
预制方桩、预应力管桩的
桩 的 边长 或直径
边长或直径(cm) 钢管桩直径(cm)
35
45
60
3.5
4.5
6.0
7.2
9.6 15.0
2500~4 4000~50 5000~7
000
00
000
1.8~2.3
72 7.2 18.0 7000~ 10000
35~40 40~45 45~50 50~55 55~60
φ40
φ60 φ90 Φ90~100
1.5~2.5 2~3 2.5~3.5 3~4 3~5
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一、 钢筋混疑土预制桩施工
▪ 钢筋混凝土预制桩：在预制构件厂或施工现场预
制，用沉桩设备在设计位置上将其沉入土中，其 特点：坚固耐久，不受地下水或潮湿环境影响， 能承受较大荷载，施工机械化程度高，进度快， 能适应不同土层施工。
▪ 钢筋混凝土预制桩是我国目前广泛采用的一种桩
型——多用于房建工程，桥梁工程少用。
▪ 汽锤是以高压蒸汽或压缩空气为动力的打桩机械，有
单动汽锤和双动汽锤两种(如图2.5) 。
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▪ 柴油打桩锤利用燃油爆炸来推动活塞往返运动进行
锤击打桩，柴油桩锤与桩架、动力设备配套组成柴 油打桩机。
▪ 振动锤是利用机械强迫振动，通过桩帽传到桩上使
持桩的稳定，并保证桩锤沿着所要求方向冲击的设备。
▪ 桩架一般由底盘、导向杆、起吊设备、撑杆等组成。 ▪ 根据桩的长度、桩锤的高度及施工条件等选择桩架和确定
桩架高度。桩架高度=桩长+桩锤高度+滑轮组高
▪ 桩架用钢材制作，按移动方式有轮胎式、履带式、轨道式
等。
▪ 履带式桩架(图2.6)以履带式起重机为主机，配备桩架工
电焊结束后停歇时间 min mm
节点弯曲矢高
±5 <10 <10 <L/1000 <2
>1.0 <10 <L/1000
用钢尺量 用钢尺量 用钢尺量, L为桩长 用钢尺量 用钢尺量
秒表测定 用钢尺量 用钢尺量
7
硫磺胶泥接桩：胶泥浇筑时间 min 浇筑后停歇时间 min
<2 >7
秒表测定 秒表测定
8 桩顶标高 9 停锤标准
测和记录，这是工程验收时检验质量的依据。各项观 测数据应记入混凝土预制桩施工记录，见表2.5所示。
±5 10 ±20 ±10 ±10
用钢尺量 用钢尺量 用钢尺量 用钢尺量 用钢尺量
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▪ 混凝土制作宜用机械搅拌、机械振捣；浇筑混凝土过程
中应严格保证钢筋位置正确，桩尖应对准纵轴线，纵向 钢筋顶部保护层不宜过厚，钢筋网片的距离应正确，以 防锤击时桩顶破坏及桩身混凝土剥落破坏。采用叠层法 生产时，上层桩和邻桩浇筑，必须在下层和邻桩的混凝 土强度达到设计强度的30%以后才能进行。浇筑完毕后， 立即加强养护，防止由于混凝土收缩产生裂缝，养护时 间不少于7d。
的密集程度(桩距大小)、桩的规格、长短、桩的设计标高、 工作面布置、工期要求等综合考虑，合理确定打桩顺序。
▪ 根据桩的密集程度，打桩顺序一般分为逐段打设、自中部
向四周打设和由中间向两侧打设三种，如图2.7所示。 ❖ 当桩的中心距不大于4倍桩的直径或边长时，应由中间
向两侧对称施打(图2.7(c))，或由中间向四周施打(图 2.7(b))。 ❖ 当桩的中心距大于4倍桩的边长或直径时，可采用上述 两种打法，或逐排单向打设(图2.7(a)) 。
桩基工程施工
▪ 学习要求：
○熟悉桩基础组成及分类； ◎了解预制桩施工顺序确定、注意事项、质量事故产生
的原因和预防措施； ○了解静力压桩特点和施工方法； ○熟悉泥浆护壁成孔、人工挖空施工过程及工艺原理； ◎掌握水下砼灌注的施工方法与要点。 ◎熟悉常见质量事故的预防和处理，安全施工措施； ○了解预制桩、灌注桩质量检验标准。
▪ 桩的施打原则是重锤低击，这样桩锤对桩头的冲击小，
回弹也小，桩头不易损坏，大部分能量都用于克服桩身 与土的摩阻力和桩尖阻力上，桩能较快地沉入土中。
▪ 桩入土深度是否已达到设计位置，是否停止锤击，其判
断方法和控制原则与桩的类型有关。
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1.3.4 打桩质量要求和测量记录
(1) 打桩质量要求
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▪ 钢筋骨架的主筋连接宜采用对焊；主筋接头配置在同
一截面内数量不超过50%；同一根钢筋两个接头的距离 应大于30d0并不小于500mm。桩顶和桩尖直接受到冲击 力易产生很高的局部应力，桩顶和桩尖钢筋配置(如图 2.2所示)应作特殊处理。钢筋骨架制作允许偏差应符 合表.1的规定。
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❖ 端承桩是穿过软弱土层而达到坚硬土层或岩层上的 桩，结构荷载主要由岩层阻力承受；施工时以控制 嵌岩深度为主，对沉渣厚度的要求严格。
——桥梁工程中的端承桩多数要求嵌岩。 ❖ 摩擦桩完全设置在软弱土层中，依靠桩端阻力和桩
身侧面与地基土之间的摩擦阻力共同承受荷载，施 工时以控制桩端设计标高（长度）为主。
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▪ 根据基础的设计标高和桩的规格，宜按先深后浅、先大
后小、先长后短的顺序进行打桩。
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1.3.3 打桩 ▪ 打桩机就位时，桩架应垂直平稳，导杆中心线与打桩方
向一致。
▪ 桩开始打入时，应控制锤的落距，采用短距轻击；待桩
入土一定深度(1～2m)稳定以后，再以规定落距施打。
作装置而组成。操作灵活，移动方便，适用于各种预制桩 和灌注桩的施工。
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(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。
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1.3.2 打桩顺序的确定 ▪ 打桩顺序直接影响到桩基础的质量和施工速度，应根据桩
2.1.3.1 打桩设备及选择
打桩设备包括桩锤、桩架和动力装置。
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(1)
▪ 桩锤可选用落锤、汽锤、柴油打桩锤和振动锤。 ▪ 落锤一般由铸铁制成。有穿心锤和龙门锤两种，重
0.2～2t。它利用绳索或钢丝绳通过吊钩由卷扬机沿 桩架导杆提升到一定高度，然后自由落下击打桩顶 (如图2.4) 。
2
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3
项目
盖有基础梁的桩： (1) 垂直基础梁的中 心线 (2) 沿基础梁的中心 线
允许偏差 (mm)
100+0.01H 150+0.01H
桩数为1～3根桩基中的
桩
100
桩数为4～16根桩基中 1/2桩径或边长
(2) 混凝土预制桩施工记录 打桩工程是隐蔽工程，施工中应做好每根桩的观
4
5
>5
>5
>5
0.5~1.5 1~2 1.5~2.5 2~3 2.5~3.5
20~30 30~40 40~45 45~50 50
2~3
3~5 4~8
800~ 2500~4 3000~ 5000~7 7000~ 1600 000 5000 000 10000
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(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及维
1
砂、石、水泥、钢材等原材料 (现场预制时)
符合设计要求
查出厂质保文件或抽 样送检
一 般
2
混凝土配合比及强度(现场预 制时)
项
符合设计要求
检查称量及查试块 记录
目
表面平整、颜色均匀、掉
3
成品桩外形
角 深 度 ＜ 1 0 mm， 蜂 窝 面 积
直观
小于总面积0.5%
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项序
检查项目
允许偏差或允许值(mm)
▪ 端承桩最后贯入度不大于设计规定贯入度数值时，
桩端设计标高可作参考；摩擦桩端标高达到设计规 定的标高范围时，贯入度可作参考。
▪ 打(压)入桩(预制混凝土方桩、先张法预应力管桩、
钢桩)的桩位偏差，必须符合表2.4的规定。
▪ 桩的承载力检验
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表.4 预制桩(钢桩)桩位的允许偏差
项 1
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表.1 预制桩钢筋骨架质量检验标准
项序
检查项目
允许偏差 或允许值(mm)
检查方法
主
1
主筋距桩顶距离
控
2 多节桩锚固钢筋位置
±5
用钢尺量
±5
用钢尺量
项
3
目
4
多节桩预埋铁件 主筋保护层厚度
±3
用钢尺量
±5
用钢尺量
1
主筋间距
一
2
般
项
3
桩尖中心线 箍筋间距
目
4
桩顶钢筋网片
5 多节桩锚固钢筋长度
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1.3 打入法施工
▪ 打入法也称锤击法，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。
▪ 锤击沉桩是混凝土预制桩常用的沉桩方法，它施工速度
快，机械化程度高，适用范围广，但施工时有冲撞噪声 和对地表层有振动，在城区和夜间施工有所限制。
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▪ 钢筋混凝土预制桩有方形实心断面桩和圆柱体空
心断面桩。
▪ 钢筋混凝土预制桩施工前，应根据施工图设计要
求、桩的类型、成孔过程对土的挤压情况、地质 探测和试桩等资料，制定施工方案。其主要内容 包括：确定施工方法，选择打桩机械，确定打桩 顺序，桩的预制、运输，以及沉桩过程中的技术 和安全措施。
单位
数值
检查方法
4
成品桩裂缝(收缩裂缝或起吊、 装、堆放引起的裂缝)
深 度 ＜ 2 0 mm， 宽 度 ＜ 裂缝测定仪，该基在地下
0.25mm，横向裂缝不超过 水有侵蚀地区及锤击数超
边长的一半
过500击的长桩不适用
成品桩尺寸：横截面边长
mm
5
一 般
mm
桩尖中心线
mm
桩身弯曲矢高
桩顶平整度
mm
项 目6
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1.1 施工准备
▪ 场地平整及周边障碍物处理 ▪ 定桩位及埋设水准点
依据施工图设计要求，把桩基定位轴线桩的位置 在施工现场准确地测定出来，并作出明显的标志。在打 桩现场附近设置2～4个水准点，用以抄平场地和作为检 查桩入土深度的依据。桩基轴线的定位点及水准点，应 设置在不受打桩影响的地方。