第2章桩基础工程

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1、本章内容简介：本章内容简介： 钢筋混凝土预制桩的制作、起吊、运输和堆放 打桩机具及其选择，打桩施工 预制桩施工对周围环境的影响及预防措施 灌注桩及水下混凝土的施工。本章教学目标： 了解桩基础组成及分类； 熟悉钢筋混凝土预制桩的制作、起吊、运输堆放， 掌握沉桩方法、能确定打桩顺序和进行质量控制。 熟悉钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、冲孔灌注桩的工艺流程 掌握桩基施工中常见问题和处理方法。2.1 钢筋混凝土预制桩施工钢筋混凝土预制桩施工 本本 章章 内内 容容2.2 灌注桩施工灌注桩施工 n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承台梁组成。 n桩的作用是将上部建

2、筑物的荷载传递到深处承载力较强的土层上，或将软弱土层挤密实以提高地基土的承载能力和密实度。 端承桩是穿过软弱土层而达到坚硬土层或岩层上的桩，上部结构荷载主要由岩层阻力承受；施工时以控制贯入度为主，桩尖进入持力层深度或桩尖标高可作参考。摩擦桩完全设置在软弱土层中，将软弱土层挤密实，以提高土的密实度和承载能力，上部结构的荷载由桩尖阻力和桩身侧面与地基土之间的摩擦阻力共同承受，施工时以控制桩尖设计标高为主，贯入度可作参考。 桩按受力情况分为端承桩和摩擦桩两种,如图2.1所示。 桩按施工方法分为预制桩和灌注桩v预制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；v灌注桩灌注桩是

3、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，有钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、冲孔灌注桩、套管成孔灌注桩及爆扩成孔灌注桩等。 钢筋混凝土预制桩钢筋混凝土预制桩：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。知识窗钢筋混凝土预制桩钢筋混凝土预制桩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

4、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。知识窗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24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。 桩帽、垫衬和送桩设备机具准备 知识窗n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。 n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

5、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。 2.1.1 2.1.1 桩的制作、起吊、运输和堆放桩的制作、起吊、运输和堆放 1）桩的制作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应作特殊处理。钢筋骨架制作允许偏差应符合表2.1的规定。 项目类别允许偏差钢筋混凝土预制桩1横截面边长5mm2桩顶对角线之差10mm3保护层厚度5mm4桩身弯曲矢高不大于1桩长，且不大于20mm5桩尖中心线10mm6桩顶平面对桩中心线的

6、倾斜3mm7锚筋预留孔深0+20mm8浆锚预留孔位置5mm9浆锚预留孔径5mm10锚筋孔的垂直度1%钢筋混凝土管桩1直径5mm2管壁厚度 5mm3抽芯圆孔平面位置对桩中心线5mm4桩尖中心线10mm5下节或上节桩的法兰对中心线的倾斜2mm6中节桩两个法兰对桩中心线倾斜之和3mm 表2.1 制作钢筋混凝土预制桩的允许偏差桩的制作质量应符合下列要求：桩的表面应平整、密实，否则容易将桩打偏或打坏，掉角的深度不应超过10mm，且局部蜂窝和掉角的缺损总面积不得超过该桩总表面积的0.5%，并不得过分集中。 由于混凝土收缩产生的裂缝深度不得大于20mm，宽度不得大于0.25mm，横向裂缝长度不得超过边长的一

7、半（管桩或多角形桩不得超过直径或对角线的1/2）。 桩顶和桩尖处不得有蜂窝、麻面、裂缝和掉角。桩的制作允许偏差见表2.1。 2) 桩的起吊 钢筋混凝土预制桩应在混凝土强度达到设计强度等级的70时方可起吊，达到100%时才能运输和打桩。起吊时，吊点位置必须严格按设计位置绑扎。无吊环时，绑扎点的数量和位置视桩长而定，当吊点或绑扎点不大于3个时，其位置按正负弯矩相等原则计算确定；当吊点或绑扎点大于3个时，应按正负弯矩相等且吊点反力相等的原则确定吊点位置。 几种不同吊点位置如图2.2所示。3)桩的运输 桩的运输应根据打桩进度和打桩顺序确定，宜采用随打随运方法，这样可以减少二次搬运工作。 运桩之前，应检

8、查桩的混凝土质量、尺寸、桩靴的牢固性以及打桩中使用的标志是否齐全等。 当桩的运输距离较短时，可在桩的下面垫滚筒，用卷扬机拖动桩身前进；当运距较远时，可采用轻便轨道小平台车运输；对于工厂生产的短桩，可采用汽车运输。 桩在堆放运输中，垫木位置应与吊点位置相同，保持在同一平面上，并上下对齐。最下层垫木应适当加宽。4)桩的堆放 桩的堆放应遵守下列规定： 堆放场地应平整坚实，垫木之间距离应根据吊点确定，并应在同一竖直线上。 堆放管桩应在垫木上加三角木防止管桩滚动，最下层的垫木应加强。 堆放层数一般不宜超过4层，不同规格的桩应分别堆放。2.1.2 2.1.2 锤击沉桩锤击沉桩( (打入桩打入桩) )施工施

9、工 打入法打入法也称锤击法，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。 1) 1) 打桩机具及选择打桩机具及选择 打桩设备包括桩锤桩锤、桩架桩架和动力装置动力装置。 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0.22t。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。汽锤是以高压蒸汽或压缩空气为动力的打桩机械，有单

10、动汽锤和双动汽锤两种，如图如图2.32.3、图图2.42.4所示 。 柴油锤：一般分为导杆式和筒式两种，如图2.5所示。(1) (1) 桩锤桩锤 桩架的作用为吊桩就位，悬吊桩锤，打桩时引导桩身方向。桩架要求稳定性好，锤击准确，可调整垂直度；机动性、灵活性好，工作效率高。桩架高度应为：桩长+桩帽高度+桩锤高度+滑轮组高度+起锤工作伸缩的余位调节度（12m）。若桩架高度不满足，则桩可考虑分节制作，现场接桩，若采用落锤还应考虑落距高度。 常用桩架：一种是沿轨道或滚杠行走移动的多能桩架，另一种为装在履带式底盘上可自由行走的履带式桩架。如图2.6、图2.7所示。(2) (2) 桩桩架架(3)(3)动力设

11、备动力设备打桩机械的动力装置及辅助设备主要根据选定的桩锤种类而定。落锤以电源为动力，再配置电动卷扬机、变压器、电缆等；蒸汽锤以高压饱和蒸汽为驱动力，配置蒸汽锅炉、蒸汽绞盘等；气锤以压缩空气为动力源，需配置空气压缩机、内燃机等；采用柴油锤，以柴油为能源，桩锤本身有燃烧室，不需要外部动力设备。 2)2)打桩前的准备工作打桩前的准备工作 清除妨碍打桩施工的空间及地下障碍物，平整场地机具就位及接通水源、电源打桩试验确定打桩顺序，如图2.8所示。抄平放线，定桩位，设标尺 图2.8 打桩顺序(a)由中间向两侧对称施打； (b)由中间向四周施打 ；（c）由一侧单方向施打3 3） 打桩施工打桩施工（1）定锤吊