第二章—桩基施工—预制桩

1、桩基施工1、 将建筑物上部荷载直接传到深层的持力层； 2 、使软土挤密减少建筑物的沉降； 3 、减少土的开挖量，土壁支撑和 排水设施等。软土层 建筑物桩基础持力层桩的作用PP NNPPff好土软土软土桩的分类1、 根据 受力的不同1）端承桩： 力主要由桩端承受2）摩擦桩： 力由桩与其周围土的 摩擦力来承受。2、 按制作方式：1）预制桩2）灌注桩3、 按桩的材料：1）木桩； 2）钢桩；3）砼桩； 4）钢筋砼桩；5）砂桩； 6）灰土桩 等（三）桩的选型（三）桩的选型桩型与工艺选择应根据建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层土类、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供

2、应条件等情况，选择经济合理、安全适用的桩型和成桩工艺。选择时，可参见下表。预制桩施工工程地质勘察工程地质勘察是桩基础设计与施工的重要依据，内容应包括下列几方面： (1)勘探点的平面布置图；(2)工程地质柱状图和剖面图；(3)土的物理力学指标和建议的单桩承载力； (4)静力触探或标准贯入试验； (5)地下水情况。 地质分层简单，层面高差不大的地区：一般规定布置勘探孔。工程地质复杂地区：每个基础点位均要有详细地质资料，以便查明地质情况，分清土层、层厚、层面起伏，避免桩基过长或者不足（质量、经济）工程地质柱状图分析一定范围内土层分布与起伏和相应土工指标。代表范围有多大存在争议地剖图根据两孔的土层分布

3、，人为直线连接（忽略起伏），当实际土层分布起伏过大时，加密钻孔。原位测试取样的土工参数有时不能很好地反映原状土样的各项实际指标p 土样是分层取样，非连续取样，出现漏失土层p取土样过程中受扰动p土样保存不妥或者时间过长而失水将有触探头的触探杆压入试验土层，通过量测系统测土的贯入阻力，可确定土的某些基本物理力学特性，如土的变形模量、土的容许承载力等。用63.5kg的锤,自1900px（76cm）的高度自由落下,将长度51厘米、外径5.1厘米、内径3.49厘米的对标准贯入器击入土中750px（30cm）所需的锤击数,称为标准贯入击数N。钢筋混凝土预制桩制作的施工组织设计宜包括下述内容：(1)工程概况

4、、地点，制桩数量、规格及混凝土强度等级，绘制标有施工现场及附近道路、建筑物、水源、电源等的总平面图；(2)施工现场对道路、水、电通和场地平的具体要求和实施办法；(3)制桩场地平整加固及浇筑制桩地坪混凝土的措施；(4)制桩现场平面布置图。制桩场地位置及尺寸；钢筋骨架制作场地及尺寸；模板制作及堆放场地；混凝土搅拌系统位置及尺寸；制桩作业流水；水平运输工具及路线；现场道路与排水设施；(5)制桩模板结构图，包括脱模剂、隔离剂的涂刷要求；(6)桩身钢筋骨架的配料大样及绑扎成型要求；(7)混凝土配合比、坍落度及浇筑、捣实、养护要求；(8)材料、设备及劳动力计划； (9)生产进度计划及保证质量与安全的技术措

5、施。 现场制作砼预制桩一般采用现场制作砼预制桩一般采用“间隔重叠法间隔重叠法”生产，桩生产，桩与桩间用塑料薄膜或隔离剂与桩间用塑料薄膜或隔离剂隔开隔开，邻桩与上层桩的砼须待邻，邻桩与上层桩的砼须待邻桩与下层桩的砼达到设计强度的桩与下层桩的砼达到设计强度的30%以后方可进行；重叠层以后方可进行；重叠层数不超过数不超过四层四层、层与层间之间、层与层间之间涂刷隔离剂涂刷隔离剂。第一层第一层预制方桩制作完毕预制方桩制作完毕预制方桩的间隔生产预制方桩的间隔生产 桩中钢筋应位置准确，主筋桩中钢筋应位置准确，主筋连接宜采用连接宜采用对焊对焊，主筋接头位置应，主筋接头位置应相互错开相互错开，桩架进场前，需进行

6、场，桩架进场前，需进行场地平整，保证桩架作业时正直，同地平整，保证桩架作业时正直，同时考虑施工场地的地基承载力是否时考虑施工场地的地基承载力是否满足桩基作业时的要求。满足桩基作业时的要求。桩身钢筋绑扎桩身钢筋绑扎桩尖钢筋构造桩尖钢筋构造若地基承载力不足，若地基承载力不足，则须在表层铺碎石，则须在表层铺碎石，并整平，以提高承并整平，以提高承载力，严防桩基产载力，严防桩基产生不均匀沉降，有生不均匀沉降，有时还需做排水设施时还需做排水设施现场分段预制桩时，应现场分段预制桩时，应整体支模整体支模、纵向主筋、纵向主筋先通长铺设先通长铺设，再在，再在分段处切断分段处切断；分段长度应考虑桩架有效高度、场地条

7、件、装；分段长度应考虑桩架有效高度、场地条件、装卸和运输能力，并卸和运输能力，并避免桩尖接近硬持力层避免桩尖接近硬持力层或或桩尖处于硬持力桩尖处于硬持力层中接桩层中接桩。预制桩的砼强度等级预制桩的砼强度等级不低于不低于C30，预应力砼桩的砼强度等级，预应力砼桩的砼强度等级不不低于低于C40，纵向钢筋的保护层厚度不宜小于，纵向钢筋的保护层厚度不宜小于30mm；锤击预制；锤击预制桩的粗骨料粒径宜为桩的粗骨料粒径宜为540mm。砼应机拌机捣、由砼应机拌机捣、由桩顶向桩尖连续浇桩顶向桩尖连续浇筑捣实，严禁中断，筑捣实，严禁中断，养护不少于养护不少于7天。天。料斗料斗布料入布料入模模砼振砼振捣捣密实密实

8、表面表面拍实压拍实压光光 桩的砼强度达到设计强度等桩的砼强度达到设计强度等级的级的100%方可起吊和搬运，如方可起吊和搬运，如需提前起吊，应进行强度和抗裂需提前起吊，应进行强度和抗裂度验算。度验算。预制桩的起吊 吊点应设在设计规定之处，设吊点应设在设计规定之处，设计无规定时，应按计无规定时，应按吊桩弯距最小吊桩弯距最小的原则确定吊点位置。见右图：的原则确定吊点位置。见右图： 地面坚实、平整，垫长枕木；地面坚实、平整，垫长枕木； 支承点在吊点位置，垫木上下对齐。支承点在吊点位置，垫木上下对齐。 高度不超过四层；高度不超过四层；预制桩的沉桩施工方法有预制桩的沉桩施工方法有锤击法锤击法、静力压桩法静

9、力压桩法、振动法振动法和和水冲法水冲法。锤击法锤击法静力压桩法静力压桩法振动法振动法桩的打设1.打桩机械打桩的机械设备包括桩架、桩锤及动力装置。(1)桩架 桩架的作用是固定桩的位置，在打入过程中引导桩的方向，承载桩锤并保证桩锤沿着所要求的方向冲击桩。常用的桩架有多功能桩架和履带式桩架。 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；缺点：机构庞大，组装拆 迁较麻烦。 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。多功能桩机多功能

10、桩机履带式桩机履带式桩机桩锤桩锤 落锤 构造简单、施工方便，锤重一般0.51.5t，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。 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315t，锤击频率4060次/min，落距短、速度快、效率高、适宜打各类桩；双动式汽锤锤重0.63.5t，锤击频率100135次/min，可打斜桩、水下打桩和拔桩。目前已较少使用。 柴油锤构造简单、施工方便，有导杆式和筒式两种，锤重27.2t，冲击部分是上下运动的气缸或者活塞，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；国内最大的国内最

11、大的D180筒式柴油锤筒式柴油锤柴油锤柴油锤自由落锤自由落锤 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，它是由液压设备推动密闭在锤壳体内的芯锤活塞柱，另其往返实现夯击作用，将桩沉入土中。但构造复杂、造价较高。HHP系列液压打桩锤系列液压打桩锤液压锤液压锤 锤击法沉桩施工，锤击法沉桩施工，桩锤选择是关键桩锤选择是关键。首先应根据。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大于桩重的1.52倍时效果较为理想（桩重大于倍时效果较为理想（桩重大于2t 时可采用比桩轻的锤，但不宜小于桩重的时可采用比桩轻的

12、锤，但不宜小于桩重的75%）。另）。另外，在城市中心施工还需考虑打桩引起的噪声。外，在城市中心施工还需考虑打桩引起的噪声。 施工中应施工中应“重锤轻击重锤轻击”( (锤的重量锤的重量大而落距小大而落距小) )，这样桩极易打入土中，这样桩极易打入土中，不会打坏桩头，也不会产生桩身回跃不会打坏桩头，也不会产生桩身回跃( (回弹回弹) )；桩锤过轻时，则会出现；桩锤过轻时，则会出现“轻轻锤高击锤高击”， 极易损坏桩头，桩也难极易损坏桩头，桩也难以打入土中。以打入土中。 清除地上或地下障碍物清除地上或地下障碍物 平整场地平整场地 定定位放线位放线通电、通水通电、通水 安设打桩机安设打桩机。 平整场地，

13、清除旧基础和平整场地，清除旧基础和树根拆迁埋于地下的管线，树根拆迁埋于地下的管线，处理架空的高压线路，进行地处理架空的高压线路，进行地质情况和设计意图交底等。质情况和设计意图交底等。 打桩前应在打桩地区附近打桩前应在打桩地区附近设置水准点，以便进行水准测设置水准点，以便进行水准测量，控制桩顶的水平标高。还量，控制桩顶的水平标高。还应准备好垫木、桩帽和送桩设应准备好垫木、桩帽和送桩设备，以备打桩使用。备，以备打桩使用。 注意：注意：打桩前对桩管进行检查打桩前对桩管进行检查打桩前还应确定桩位和确定打桩顺序。确定桩位即将桩轴打桩前还应确定桩位和确定打桩顺序。确定桩位即将桩轴线和每个桩的准确位置根据设

14、计图纸测设到地面上。桩轴线和每个桩的准确位置根据设计图纸测设到地面上。桩轴线的位置偏差不得超过线的位置偏差不得超过20mm20mm，确定桩位可用，确定桩位可用。 打桩顺序直接影响打桩速度和打桩质量，应综合桩距大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。小、桩机性能、工程特点和工期要求综合考虑。 由一侧向单一方向打由一侧向单一方向打( (逐排打逐排打) )：桩的就位和起吊桩的就位和起吊方便，打桩效率高，但土壤向一个方向挤压，桩距方便，打桩效率高，但土壤向一个方向挤压，桩距4倍桩径时，倍桩径时，土壤的挤压影响可忽略不予考虑，小于土壤的挤压影响可忽略不

15、予考虑，小于4倍桩径时可产生桩身倾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；斜或浮桩，应考虑跳打或变换打桩顺序； 自中间向两个方自中间向两个方向打：向打：适宜大面积的桩群；适宜大面积的桩群； 自中间向四周打：自中间向四周打：适宜大面积的桩群。适宜大面积的桩群。 在打桩过程中，尤其在桩距较小的情况下，地表土和深层土都会因打桩挤土而产生移位，正确确定打桩顺序可以减少土移位。 ，如果逐排打设，则土体向一个方向挤压，使地基土挤压的程度不均，这样就可能使桩的打入深度逐渐减少，也会使建筑物产生不均匀下沉。 对大的桩群一般分区用多台桩机同时打设，在确定打桩顾耳可还需考虑周围的情况，以防带来不利

16、影响，尤其是附近存在深基坑工程施工和浇筑混凝土结构时，都要防止由于打桩振动和挤土带来的有害影响，这种事故已时有发生。 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。1)吊桩。打桩机就位后，先将桩锤吊起固定在桩架上，以便进行吊桩。桩的垂直偏差不得超过。桩就位后，在在锤重压力下，桩会沉入土中一定深度，待下沉停止，再进行检查，务必使桩锤、桩帽和桩身的中心线在同一轴线上，使桩锤底面、桩帽上、下面和桩顶都保持水平。检查合格后，即可开始打桩。打桩方法 3 3） 打桩过程中，如遇打桩过程中，如遇桩身倾斜、桩位位移、贯入度剧变、桩身倾斜、桩位位移、贯入度剧变、桩

17、顶或桩身严重裂缝或破碎桩顶或桩身严重裂缝或破碎等异常情况，等异常情况， 应应暂停打桩暂停打桩，处处置后再行施工置后再行施工。桩身定位桩身定位 4 4）送桩时，）送桩时，桩与送桩设备的纵桩与送桩设备的纵轴线应在同一直线上。轴线应在同一直线上。在送桩在送桩深度较大时，这点尤为重要。深度较大时，这点尤为重要。如桩已打斜，应将桩拔出，探如桩已打斜，应将桩拔出，探明原因，排除障碍，用砂石填明原因，排除障碍，用砂石填孔后重新插入施打。孔后重新插入施打。 5 5）采用采用送桩法送桩法将桩顶标高低于地面的桩送入土将桩顶标高低于地面的桩送入土中时，桩与送桩杆应在中时，桩与送桩杆应在同一轴线上同一轴线上，拔出送桩

18、杆，拔出送桩杆后，后，桩孔应及时回填桩孔应及时回填。安装送桩杆安装送桩杆 送桩施打送桩施打 桩已打入地面桩已打入地面以下以下 6）至于停打标准，规范规定摩擦桩以标高为主，以贯入度作为参考；端承桩以贯入度为主，以标高作为参考。但亦有摩擦桩桩尖进入硬土持力层的情况，此时如一定要求按标高控制，会出现桩打不到设计标高的情况。为此，最好按桩尖所处的土层条件来确定是用标高进行控制，还是以贯入度来进行控制，与设计单位协商确定。多节桩的接桩 常用接桩方法有常用接桩方法有焊接、法兰连接焊接、法兰连接或或硫磺胶泥锚接硫磺胶泥锚接。前二种。前二种方法适用于各类土层，后一种适用于软土层。方法适用于各类土层，后一种适用

19、于软土层。焊接接桩：焊接接桩：钢钢板宜用低碳钢，焊条宜用板宜用低碳钢，焊条宜用E43，先四角点焊固定，再对称焊接，先四角点焊固定，再对称焊接；法兰接桩：法兰接桩：钢板和螺栓亦宜用低碳钢并紧固牢靠；钢板和螺栓亦宜用低碳钢并紧固牢靠；硫磺胶硫磺胶泥锚接桩泥锚接桩的硫磺胶泥配合比应通过试验确定。的硫磺胶泥配合比应通过试验确定。焊接接桩焊接接桩打入桩施工对邻近建筑物等的影响及预防措施 打入桩施工对邻近建筑物等的影响使土体原来所处的平衡状态破坏，对周围原有的建筑物和地下设施带来不利影响。轻则使建筑物的粉刷脱落，墙体和地坪开裂；重则使圈梁和过梁变形，门窗启闭困难，它还会使邻近的地下管线破损或断裂，甚至中断

20、使用；还能使邻近的路基变形，影响交通安全等。 超净孔隙水压力土体本应发生应变，但由于一时排水受阻，土中产生孔隙水压力，使作用于土骨架上的有效应力发生变化，从而限制其变形。超静孔隙水压力往往伴随着渗流和固结。表现在土体方面则有： (1)地面垂直隆起，土体产生水平位移(包括表层土的水平位移和深层土的水平位移)。 这是由于锤击沉桩时进行得很猛烈。地表受到大大超过其极限强度的冲击，很快形成挤出破坏，使桩周围的地面隆起并产生水平位移。 (2)土孔隙中静水压力升高，形成超静孔隙水压力。沉桩时，深层土受到上层土覆盖压力的约束大，土不能向上挤出，猛烈沉桩时土体受到压缩和挤实，同时土中孔隙水压力升高。升高压力的孔隙水沿着桩身向上渗流，经上层已破坏了的土体中的裂隙而逸出。孔隙水压力的消散，受土渗透性的影响，在软土地区其完全消散往往需数月。 打入桩施工对邻近建筑物等的影响预防措施(1)采用预钻孔打桩工艺 亦称“钻打法”，它是先在地面桩位处钻孔，然后在孔中插入预制桩，用打桩机将桩打到设计标高。(2)合理安排沉桩顺序 沉桩顺序不同，挤土情况亦不同。由于先打入桩周围的土固结后，土与桩之间产生一定的摩阻力，可阻止土隆起，所以土隆起多发生在打桩推进的前方。因此为了保护附近的建筑物等，群桩宜采取由近而远的打入顺序。在较硬土地区打桩，为避免桩难以打入，宜采取先中间后四周的打桩顺序。 (3)控制沉桩速