桩基础类型介绍和施工工艺

4.2 桩基础类型及构造
成孔灌注桩工程泥浆护壁工艺
2 作业条件： 2.1 地上、地下障碍物都处理完毕，达到“三通一平”。施工用的 临时设施准备就绪。 2.2 场地标高一般应为承台梁的上皮标高，并经过夯实或碾压。 2.3 制作好钢筋笼。 2.4 根据图纸放出轴线及桩位点，按上水平标高木橛，并经过预检 签字。 2.5 要选择和确定钻孔机的进出路线和钻孔顺序，制定施工方案， 做好技术交底。 2.6 正式施工前应做成孔试验，数量不少于两根。
4.2 桩基础类型及构造
④ 适用条件 不需要考虑噪音污染、震动环境的影响（新
开发区、郊外等场地）
持力层上覆盖为松软土层，无坚硬夹层 持力层顶面起伏变化不大，桩长易于控制 水下桩基工程 大面积打桩工程，工效高
4.2 桩基础类型及构造
钢筋混凝土桩 空心 普通钢筋 混凝土桩 桩 长 工厂预制—— ≤12m 接桩方法 钢板角钢焊接 法兰盘螺栓和硫磺胶泥锚固等 断面尺寸 200mm×200mm~600mm×600mm
4.2 桩基础类型及构造
③ 缺点 单价较灌注桩高，配筋按起吊、打入应力设 计，用钢量大，较长则接头用钢量增大 一般锤击、震动法下沉，施工噪音大，污染 环境，若采用静压受设备等限制 挤土桩 受起吊设备限制，单桩长不超过10m，接头 处为薄弱环节 不易穿透较厚坚硬土层 桩超长时，截桩困难
4.2 桩基础类型及构造
2 灌注桩类型、特点及适用条件 ① 优点 可适用于各种地层 桩长可随持力层顶面起伏而改变，不需截 桩，无接头 仅受轴压时，不用配钢筋，需配钢筋笼时， 按工作荷载要求布置 采用大直径钻孔或挖孔灌注桩时，单桩承载 力高 一般说来，比预制桩经济
4.2 桩基础类型及构造
基础工程
第四章
桩基础
主 要 内 容
4.1 概述 4.2 桩基础的类型及构造 4.3 桩基础的施工 4.4 轴向荷载下的单桩 4.5 横向荷载下的单桩 4.6 群桩基础内力及位移分析 4.7 单桩承载力的确定 4.8 群桩作用和桩基的竖向承载力 4.9 桩基沉降计算 4.10 建筑桩基承台计算 4.11 桩基础设计

将荷载传递到下部好土层,承载力高 沉降量小
抗震性能好
承受抗拔及横向力
与其他深基础比较,施工造价低
4.1 概述
4.1.3 发展历史

7000-8000年前湖上居民,浙江河姆渡
十九世纪以前，木桩
西安灞桥,北京御河桥,隋唐建塔

十九世纪开始，材料和动力进步
铸铁管桩，1824年波特兰水泥注册专利，蒸 汽动力
4.2 桩基础类型及构造
4.2.1 桩基础的分类标 准
按桩身材料分 按承台位置高低分 按功能分 按桩轴方向分 按成桩方法分 按成桩方法对土层影响分
4.2 桩基础类型及构造
1 按桩身材料分
钢筋混凝土桩 混凝土桩
预应力钢筋混凝土桩
钢 桩 木 桩
4.2 桩基础类型及构造
2 按承台位置高低分 类型 高承台 桩基础 特点 用途
优点 ● 强度高，抗疲劳冲击性能好 ● 贯入性能好，沉桩速度快，挤土影响小 ● 单桩承载力高 ● 便于割接，质量可靠，运输方便 ● 抗弯刚度大
4.2 桩基础类型及构造
缺点 ● 抗腐蚀性能差，必须做表面防腐处理（2mm) ● 价格昂贵 适用情况 ● 必须穿越砂层 ● 其他桩型无法施工或质量难以保证 ● 必须控制挤土影响 ● 工期紧迫 ● 重要工程
4.1 概述
4.1.1 定义
桩基础：通过承台把若干根桩 承台
的顶部联结成整体，共同承受
动静荷载的深基础。 基桩：设置于土中的竖直或倾 斜的基础构件，其作用在于穿 越软弱的高压缩性土层或水， 将桩所承受的荷载传递到更硬、 更密或压缩性更小的地基持力 层上。
软 弱 土Βιβλιοθήκη Baidu
层
基桩
4.1 概述
4.1.2 特点
非挤土桩
预钻孔的钢筋混凝土桩
钻（挖、冲）孔灌注桩
4.2 桩基础类型及构造
挤土效应
在饱和软土中进行密集桩群施工将导致 • 土中超孔隙水压的剧增（可达上覆土压力的 1.4倍，甚至更高） • 地表隆起 • 浅层土体水平位移（影响范围1倍桩长以上） • 深层土体位移 • 先打设的桩被抬起、挤偏、甚至弯曲、断裂 原有建筑物下沉、局部抬起 临近地面开裂、地下管线位移、破坏
4.2 桩基础类型及构造
预应力钢筋混凝土桩 预先将钢筋混凝土桩的部分或全部主筋作为 预应力张拉，对桩身混凝土施加预压应力，以提 高桩的抗冲击能力和抗弯能力。 强度重量比高 含钢率低 耐冲击、耐久性和抗腐蚀性能高 穿透能力强 制作工艺较复杂（缺点）
4.2 桩基础类型及构造
适用情况 超长桩 （L＞50m ) 需要穿越夹砂层 （高层建筑的理想桩型） 制作方法 普通立模浇制——预应力空心方桩 常见规格：500mm×500mm,600mm×600mm 离心法制作——圆环形(方形)的高强预应力管桩(PHC桩） 常见规格：外径Φ500mm、550mm、800mm、1000mm 壁厚90~130mm,桩段长4~15m,C60~C80
4.2 桩基础类型及构造
成孔灌注桩工程泥浆护壁工艺
3.1 工艺流程： 钻孔机就位 → 钻孔 → 注泥浆 → 下套管 → 继续钻孔 → 排渣 → 清孔 → 吊放钢筋笼 → 射水清底 → 插入混凝土导管 → 浇筑混凝土 → 拔出导管 → 插桩顶钢筋 3.2 钻孔机就位：钻孔机就位时，必须保持平稳，不发生倾斜、位移，为准 确控制钻孔深度，应在机架上或机管上作出控制的标尺，以便在施工中进行 观测、记录。 3.3 钻孔及注泥浆：调直机架挺杆，对好桩位（用对位圈），开动机器钻进， 出土，达到一定深度（视土质和地下水情况）停钻，孔内注入事先调制好的 泥浆，然后继续进钻。 3.4 厂套管（护筒）：钻孔深度到5m左右时，提钻下套管。 3.4.1 套管内径应大于钻头100mm。 3.4.2 套管位置应埋设正确和稳定，套管与孔壁之间应用粘土填实，套管中 心与桩孔中心线偏差不大于50mm。 3.4.3 套管埋设深度：在粘性土中不宜小于lm
井 格 形 板 形
箱
形
沉 井 形
4.2 桩基础类型及构造
4.1.5 桩基础设计内容和步骤
收集资料 选桩型、确定桩的基本尺寸 确定单桩承载力 确定群桩承载力 相关检算 绘制施工图纸
4.1 概述
4.1.6 特殊用途桩
抗滑桩 树根桩 靠船桩
主 要 内 容
4.1 概述 4.2 桩基础的类型及构造 4.3 桩基础的施工 4.4 轴向荷载下的单桩 4.5 横向荷载下的单桩 4.6 群桩基础内力及位移分析 4.7 单桩承载力的确定 4.8 群桩作用和桩基的竖向承载力 4.9 桩基沉降计算 4.10 建筑桩基承台计算 4.11 桩基础设计
材料及主要机具： 1.1 水泥：宜采用325号～425号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水 泥。 1.2 砂：中砂或粗砂，含泥量不大于5%。 1.3 石子：粒径为0.5～3.2cm的卵石或碎石，含泥量不大于2%。 1.4 水：应用自来水或不含有害物质的洁净水。 1.5 粘土：可就地选择塑性指数IP≥17的粘土。 1.6 外加早强剂应通过试验确定。 1.7 钢筋：钢筋的级别、直径必须符合设计要求，有出厂证明书及 复试报告。 1.8 主要机具有：回旋钻孔机、翻斗车或手推车、混凝土导管、套 管、水泵、水箱、泥浆池、混凝土搅拌机、平尖头铁锹、胶皮管 等。
护壁形式 ● 木板钢环梁 ● 套筒式金属壳 ● 红砖 ● 混凝土
4.2 桩基础类型及构造
3 钢桩类型、特点及适用条件 ① 基本类型 钢 管 桩 H 型 钢 桩 钢 轨 桩
螺旋钢桩
4.2 桩基础类型及构造
钢 管 桩 常见规格 ● 桩径：406mm，609mm，914mm，1200mm ● 壁厚：按使用阶段应力设计，一般10mm
② 缺点 桩身质量不易控制和保证 缩 颈 断 桩 夹 泥 沉 渣
桩身直径变化较大，孔底沉积物不易清除干净 单桩承载力变化较大
大直径灌注桩做单桩承载力费用过高
一般情况下，不宜用于水下桩基
4.2 桩基础类型及构造
沉管灌注桩 带桩靴沉管灌注桩 端部封闭，封底材料留于土中，不经济 无桩靴沉管灌注桩 端部封闭以硬性混凝土 厚1m，到底后上提20cm，将砼夯入土中
4.2 桩基础类型及构造
H 型 钢 桩 一次轧制成型，与钢管桩相比
优点
● ● ●
挤土效应更小 穿透性能更强 割焊与沉桩更快捷 侧向刚度较弱，打桩时桩身易于向刚度较弱 的方向倾斜，甚至产生施工弯曲
缺点
●
4.2 桩基础类型及构造
4.2.3 承台类型与构造
独 立 形 条 承 台 类 型 形
环
形
4.2 桩基础类型及构造
4.2.2 桩型及其特点
1 预制桩类型、特点及适用条件 ① 分类;木、钢筋砼、预应力钢筋砼 、钢桩 ② 优点 桩单位面积承载力较高，预制桩属挤土桩， 打入土层使松软土挤密，提高承载力 桩身质量易于保证和控制 易于在水上施工 桩身砼密度大，抗腐蚀性能强 施工效率高
抗 拔 桩
4.2 桩基础类型及构造
4 按桩轴方向分
竖 直 桩 水平外力或弯矩不大，桩 不长或桩身直径较大时 水平外力较大且方向不 变时，可采用单向斜桩 水平外力较大且作用在两 个方向时，采用多向斜桩 注意：先采用竖直桩，检算通不过时 再改用倾斜桩
倾 斜 桩
4.2 桩基础类型及构造
5 按成桩的方法分
薄壳沉管灌注桩
内存芯棒，打入后，抽出芯棒，直径不能过大
4.2 桩基础类型及构造
钻孔灌注桩 螺旋钻孔灌注桩
● 不用护壁 ● 适用无地下水地层 ●
桩长受到限制
● 不能穿越卵石、砾层
泥浆护壁钻孔灌注桩
防止孔壁坍塌，并借泥浆循环将孔内碎渣带出
4.2 桩基础类型及构造
成孔灌注桩工程泥浆护壁工艺
实心
现场制作——25~30m
4.2 桩基础类型及构造
钢筋混凝土桩
焊接法 硫磺胶泥锚接
4.2 桩基础类型及构造
钢筋混凝土管桩 普通钢筋混凝土管桩 钢筋混凝 土管桩 预应力钢筋混凝土管桩 离心旋转法制造 特大直径 钢筋管桩 普通钢筋混凝土管桩 入土 深度 ≤25m
＞25m
预应力钢筋混凝土管桩
能承受较大的震动力，抗裂性能好 应用：武汉长江大桥首先采用
4.2 桩基础类型及构造
常用桩径
● ● ●
桥梁：0.8m、1.0m、1.25m、1.5m
建筑：0.6m、0.8m
大直径桩; 2.0m以上 特点 ● 单桩承载力和横向刚度较预制桩大大提高 ● 施工过程无挤土、无振动、无噪音 主筋：宜采用光钢筋，尽量不用束筋， 宜 分段配筋
4.2 桩基础类型及构造

十九世纪末，现场钻孔桩
4.1 概述
干栏式建筑
4.1 概述
排 桩 带撑木桩
4.1 概述
4.1 概述
新 加 坡 发 展 银 行
4.1 概述
4.1.4 适用范围
软弱地基或特殊土地基 高重建筑物，满足承载力 承受水平和抗拔力建筑 抗震地基 对沉降非常敏感的建筑 水上基础
4.1 概述
承台底面位于 桥梁、码头、 地面或局部冲 海洋工程 刷线以上 房建工程
承台底面位于 低承台 地面或局部冲 桩基础 刷线以下
4.2 桩基础类型及构造
低承台桩基
4.2 桩基础类型及构造
高承台桩基
4.2 桩基础类型及构造
3 按功能分
摩擦桩 抗轴向压力的桩 端承桩 端承摩擦桩 抗侧向压力的桩 港口、码头工程中的 板桩，基坑支护桩 抵抗作用于桩上的拉 拨荷载
锤 预 制 桩 震 螺 灌 注 桩 人力挖掘 动 旋 震 入 桩 螺 旋 桩 钻 孔 桩 机械成孔 冲 孔 桩 挖 孔 桩 击 打 入 桩
静
压
压 入 桩
4.2 桩基础类型及构造
6 按成桩方法对土层影响分
预制桩 挤 土 桩 粘性土
沉管灌注桩
开口钢管桩
无粘性土
部分挤土桩
H型钢桩 开口预应力钢筋混凝土桩
人工挖孔灌注桩 特点 ● 直径或边长≥0.8m ● 造价低廉 ● 无水施工，质量容易保证 ● 直接鉴别、检查土质情况，弥补和纠正勘 察工作的不足 ● 直接测定、控制桩身与桩底的直径和形 状，克服了隐蔽性 ● 桩深有限，且需做好安全工作
4.2 桩基础类型及构造
结构形式 ● 嵌岩端承桩或摩擦端承桩 ● 直身桩或扩底桩 ● 实心桩或空心桩