第二章 桩基工程0524090709449_第二章桩基工程

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第二章 桩基工程 §2-1 浅基础工程施工

一、垫层施工

作用：使地基与基础有较好的接触面，将基础承受上部结构荷 载比较均匀地传给地基。

（一）灰土垫层：适用于地下水位较低，基槽常处于干燥状态的地基。灰土的体积配比是3：7或2：8，常用3：7，故称“三七灰土”

（二）砂/砂石垫层：级配良好，先深后浅，搭接合理。适用于处理透水性强的软弱粘性土地基,不宜用于加固湿陷性黄土以及不透水粘土地基。

（三）碎砖三合土垫层：分层夯实。

石灰、粗砂和碎砖按1：2：4的比例拌合而成。

二、浅基础施工

浅基础是指基础埋深小于5m的基础工程。按受力状态分：刚性基础，柔性基础

（一）刚性基础（受b/h或刚性角的限制）

一般用混凝土、毛石混凝土、毛石、砖、碎砖三合土、灰土等建成，一般用于五层及以下的房屋建筑。

1.毛石基础：工艺（定位、放线、立皮数杆、砌筑）质量要求：

（1）砌体砂浆应饱满，组砌方法应正确，不得有通缝。（2）砂浆强度药符合要求

（3）砌体的允许偏差在规定范围内。

2.砖基础：工艺（定位、放线、立皮数杆、盘角挂线、砌筑）； 是由垫层、基础砌体的宽大部分合基础墙三部分组成。质量要求：

（1）砂浆饱满，水平灰缝饱满度不得低于80％（2）组砌可靠，组砌方法应正确，不得有通缝（3）预埋正确。

（4）砖基础的允许偏差在规定范围内。

3.混凝土与毛石混凝土基础：适用于层数较高房屋，特别是地下水位较高的情况。

（二）钢筋砼基础 适用：上部结构荷 载大，地基较软弱，需要较大底面尺寸的情况。1.钢筋砼条形基础：

用于混合房屋的承重墙下，由素砼垫层、砼底板、大放脚组成。2.杯形基础：

用于装配式钢筋砼柱基础。3.筏形基础：

由底板、梁等组成，整体刚度大，能有效调整柱子的沉降。砼浇筑方向应平等于次梁长度方向，平板式应平行于基础长边方向，必须留施工缝时应留垂直缝于次梁中部的1/3跨度范围内。

4.箱形基础：由钢筋砼底板、顶板、侧墙及一定数量的纵横墙构成的封闭箱体。施工时应做好基坑开挖、支护、排水、浇筑（止水带、后浇带留设，大体积砼施工，基坑回填）等工作。

§2-2桩基础工程概述

一、荷载传递的方式不同分类：

1、端承桩：穿过软弱土层，而达到坚硬土层的桩。以桩尖阻力承担全部荷载，控制以贯入度为主。

2、摩擦桩：悬浮于软弱土层的桩。以桩身于土层的摩阻力承担全部荷载。桩尖进行持力层深度或桩尖标高为参考。

二、按照施工方法的不同：

1、预制桩：在工厂或施工现场制作的桩

2、灌注桩：钻孔、挖孔、沉管和爆扩桩

§2-3 钢筋砼预制桩

一、桩的制作、起吊、运输和堆放

制作：桩长主要取决于运输条件及桩架高度，砼强度等 级不宜低于30MPa。浇筑应由桩顶向桩尖连续进行，严禁中断。制作偏差应符合规范的规定。

起吊：砼达设计强度的70%方可起吊，达100%时方可 运输。吊点位置随桩长而异。运输：运输过程中支点应与吊点位置一致。且随打随 运。避免二次搬运。堆放：堆放场地应平整坚实。垫木间距由吊点确定，且上下对齐，堆放层数不宜超过4层

二、锤击沉桩（打入法）

（一）打桩设备及选择：打桩机具主要包括桩锤、桩架和动力装置三个部分。桩锤是对桩施加冲击力，将桩打入土中的机具；桩架的作用是将桩吊到打桩位置，并在打桩过程中引导桩的方向，保证桩锤能沿要求的方向冲击；动力装置包括驱动桩锤及卷扬机用的动力设备。

1、桩锤的选择：选择桩锤应根据地质条件、桩的类型、桩身结构强度、桩的长度、桩群密集程度以及施工条件因素来确定，其中尤以地质条件影响最大。土的密实程度不同所需桩锤的冲击能量可能相差很大。实践证明:当桩锤重大于桩重的1.5倍~2倍时,能取得较好的效果。

2、桩架的选择：考虑桩锤类型、桩长和施工条件等

3、动力装置的选择：由桩锤性质决定

（二）施工前的准备工作：（1）清障、排水（2）定位放线（3）确定打桩顺序（4）设置水准点（5）试桩

（三）施工工艺：

1、打入桩的施工程序：

桩机就位、吊桩、打桩、送桩、接桩、拔桩、截桩等。

（四）质量控制：满足贯入度或标高要求。

打桩的质量检查包括桩的偏差、最后贯入度和沉桩标高，桩顶、桩身是否打坏以及对周围环境是否造成严重危害。

§2-4 钢筋砼灌注桩

一、基本概念

1、定义：灌注桩是在施工现场的桩位上先就地成孔，然后在孔内灌注砼，或者加入钢筋后再灌注混凝土而形成。

2、分类：根据成孔方法的不同可分为钻、挖、冲孔灌注桩，套管灌注桩和爆扩桩等。

3、特点：与预制桩相比由于避免了锤击应力，桩的混凝土强度及配筋只要满足使用要求就可以，因而具有节约材料、成本低廉、施工不受地层变化的限制、无需接桩及截桩等优点。但也存在着技术间隔时间长，不能立即承受荷载，操作要求严，在软土地基中易缩颈、断裂，在冬季施工较困难等缺点。桩基础的使用可以在施工中省去大量土方支撑和排水降水设施，施工方便，且一般均能获得良好的技术经济效果。

二、干作业成孔灌注桩

干作业成孔灌注桩适用于成孔深度内没有地下水的情况，成孔时不必采取护壁措施而直接取土成孔。

干式成孔一般采用螺旋钻机，它由主机、滑轮组、螺旋钻杆、钻头、滑动支架、出土装置等组成。由螺旋钻头切削土体，切下的土随钻头旋转并沿螺旋叶片上升而排出孔外。

当螺旋钻机钻至设计标高时，在原位空转清土，停钻后提出钻杆弃土，钻出的土应及时清除，不可堆在孔口。钢筋骨架绑好后，一次整体吊入孔内。如过长亦可分段吊，两段焊接后再徐徐沉放孔内。钢筋笼吊放完毕，应及时灌注混凝土。灌注时应分层捣实。

螺旋钻机成孔效率高、无振动、无噪音，宜用于匀质粘土层，亦能穿透砂层，成孔直径一般为300～600mm，成孔深度在12m以内。目前，螺旋钻孔灌注桩在国内外发展很快，除上述施工方法以外，还有若干种新的施工工艺，与之相应的成孔桩径和桩深也都有提高。

三、泥浆护壁成孔灌注桩

（一）埋设护筒：

1、作用：起定位、保护孔口增加孔内水压、防塌孔作用；

2、埋设：埋设时应位置正确、牢固密实。埋设深度一般不宜小于1.0－1.5m，护筒顶面高于地面0.4－0.6m，筒那泥浆面高于地下水位1m以上防塌孔。

（二）制备泥浆：

1、作用：起稳固土壁、防止塌孔；携砂、排土；提高钻速作用。

2、制备：由土质确定制备。

（三）成孔：

1、成孔的方法：潜水钻机、回旋钻机、冲击钻、冲抓锥成孔。

2、成孔过程中的排渣方法：（1）抽渣筒排渣

（2）泥浆循环排渣：可分为正循环排渣和反循环排渣。

（四）清孔：

当钻孔达到设计要求深度并经检查合格后，应立即进行清孔，目的是清除孔底沉渣以减少桩基的沉降量，提高承载能力，确保桩基质量。清孔可采用泥浆循环法或抽渣筒排渣法，也可用空气吸泥机清孔。

三、套管成孔灌注桩

套管成孔灌注桩又称为打拔管灌注桩。是利用一根与桩的设计尺寸相适应的钢管，其下端带有桩尖。采用锤击或振动的方法将其沉入土中，然后将钢筋笼放入钢管内，再灌注混凝土，并随灌随将钢管拔出，利用拔管时的振动将混凝土捣实。

（一）桩靴与桩管

桩靴可分为钢筋混凝土预制桩和活瓣式，作用是阻止地下水及泥沙进入桩筒

（二）桩筒

一般采用无缝钢管，直径270－600mm，要求有足够强度和刚度。

（三）成孔

常用的成孔机械有振动沉管机和锤击沉桩机。

（四）混凝土浇筑与拔管

拔管的方法，根据承载力的要求不同，可分别采用单打法，复打法和翻插法 1.单打法，即一次拔管法。拔管时每提升0.5M～1.0m，振动5S～10S后，再拔管0.5m～1.0m，如此反复进行，直到全部拔出为止。

2.复打法，在同一桩孔内进行两次单打，或根据要求进行局部复打。

3.反插法，将钢管每提升0.5m，再下沉0.3m，（或提升1m，下沉0.5m）,如此反复进行，直至拔离地面。此种方法，在淤泥层中可消除缩颈现象，但在坚硬土层中易损坏桩尖，不宜采用。

四、爆破成孔灌注桩

1、爆扩成孔灌注桩是用钻孔爆扩成孔，孔底放入炸药，再灌入适量的混凝土，然后引爆，使孔底形成扩大头，再放入钢筋茏，浇筑桩身混凝土。

2、爆扩桩在粘性土层中使用效果较好，但在软土及砂土中不易成型，桩长（H）一般为3～6m，最大不超过10m。扩大头直径D为2.5～3.5d。这种桩具有成孔简单，节省劳力和成本低等优点。但检查质量不便，施工质量要求严格。

五、人工挖孔灌注桩

测量定位后开挖工人下到桩孔中去，在井壁护圈的保护下，直接进行开挖，待挖到设计标高，桩底扩孔后，对基底进行验收，验收合格后下放钢筋笼，浇筑混凝土成桩。

1、优点：设备简单，施工现场干净，振动小，对施工现场周围建筑物影响小，施工速度快，可按要求同时开挖桩孔的数量，可直接观测到土层的地质变化情况，桩底沉渣清除干净，施工质量可靠。

2、施工机具：电动葫芦和提土桶，潜水泵，鼓风机，镐等挖土工具

3、施工工艺：（1）测定桩位、放线。

（2）开挖土方。采用分段开挖，每段高度取决于土壁的直立能力，一般为0．5～1．0 m，开挖直径为设计桩径加上两倍护壁厚度。挖土顺序是自上而下、先中间、后孔边。

（3）支撑护壁模板。模板高度取决于开挖土方每段的高度，一般为1 m，由4—8块活动模板组合而成。护壁厚度不宜小于100mm，一般取D/10 + 5cm(D为桩径)，且第一段井圈的护壁厚度应比以下各段增加100～150 mm，上下节护壁可用长为1 m左右Φ6一Φ8的钢筋进行拉结。

（4）在模板顶放置操作平台。平台可用角钢和钢板制成半圆形，两个合起来即为一个整圆，用来临时放置混凝土和浇筑混凝土用。

（5）浇筑护壁混凝土。护壁混凝土的强度等级不得低于桩身混凝土强度等级，应注意浇捣密 实。根据土层渗水情况，可考虑使用速凝剂。不得在桩孔水淹没模板的情况下浇护壁混凝土。每节护壁均应在当日连续施工完毕。上下节护壁搭接长度不小于50mm。

（6）拆除模板继续下一段的施工。一般在浇筑混凝土24 h之后便可拆模。若发现护壁有蜂窝、孔洞、漏水现象时，应及时补强、堵塞，防止孔外水通过护壁流人桩孔内。当护壁符合质量要求后，便可开挖下一段的土方，再支模浇筑护壁混凝土，如此循环，直至挖到设计要求的深度并按 设计进行扩底。

（7）安放钢筋笼、浇筑混凝土。孔底有积水时应先排除积水再浇混凝土，当混凝土浇至钢筋 的底面设计标高时再安放钢筋笼，继续浇筑桩身混凝土。

4、挖孔桩施工中注意的几个问题：

（1）桩孔中心线平面位置偏差不宜超过50mm，桩的垂直度偏差不得超过0.5%，桩径不得小于桩设计直径。

（2）注意防止土壁坍落及流砂事故。（3）注意清孔及防止积水（4）必须制定好安全措施

六、灌注桩施工质量要求 桩基验收资料：

(1)工程地质勘察报告、桩基施工图、图纸会审纪要、设计变更单及材料代用通知单等。(2)经审定的施工组织设计、施工方案及执行中的变更情况。(3)桩位测量放线图，包括工程桩位线复核签证单。

(4)桩孔、钢筋、混凝土工程施工隐蔽记录及各分项工程质量检查验收单及施工记录。(5)成桩质量检查报告。(6)单桩承载力检测报告。

(7)基坑挖至设计标高的桩位竣工平面图及桩顶标高图。

七、桩基础工程安全技术

(1)桩基础工程施工区域，应实行封闭式管理，进入现场的各类施工人员，必须接受安全教育，严格按操作规程施工，服从指挥，坚守岗位，集中精力操作。

(2)按不同类型桩的施工特点，针对不安全因素，制定可靠的安全措施，严格实施。(3)对施工危险区域和机具(冲击、锤击桩机，人工挖掘成孔的周围，桩架下)，要加强巡视检查，对于有险情或异常情况时，应立即停止施工并及时报告，待有关人员查明原因，排除险情或加固处理后，方能继续施工。

(4)打桩过程中可能引起停机面土体挤压隆起或沉陷，打桩机械及桩架应随时调整，保持稳定，防止意外事故发生。

(5)加强机械设备的维护管理，机电设备应有防漏电装置。