建筑工程质量第二章第三节桩基工程

1、0第二章第二章 地基与基础工程质量检验地基与基础工程质量检验1第三节第三节 桩基工程桩基工程2学习重点：学习重点：1、钢筋混凝土预制桩和混凝土灌注桩施工及质量检验标准；2、泥浆护壁成孔灌注桩施工过程及方法。学习要求：学习要求：1、了解桩基础组成及分类；2、掌握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；3、了解静力压桩特点和施工方法；4、了解泥浆护壁成孔施工过程及工艺原理；5、掌握灌注桩施工方法，常见质量事故的预防和处理，安全施工措施；6、掌握预制桩、灌注桩质量检验标准。 3组成：组成：基基桩桩和连接于桩顶的和连接于桩顶的承台承台。 作用：作用：将上部结构荷载通过将上部结构荷载

2、通过承台承台传传 递给基桩，再由基桩传递到递给基桩，再由基桩传递到地基土地基土体（持力层）体（持力层） 。 特点：特点：历史悠久、承载力高、稳定历史悠久、承载力高、稳定 性好、沉降量小而均匀、便于机械性好、沉降量小而均匀、便于机械化施工、适应性强。化施工、适应性强。低承台桩基示意图低承台桩基示意图44 单桩基础单桩基础群桩基础群桩基础承台承台基桩基桩上部结构荷载上部结构荷载5桩基础应用广，桩基础应用广，同基坑支护、地基处理同基坑支护、地基处理并为土木工程三大热点并为土木工程三大热点。上海龙华塔，上海龙华塔，7 7层，层，40.4m, 40.4m, 相当于相当于1313层层楼高楼高, , 初建于

3、三国东吴时代初建于三国东吴时代 (AD220-(AD220-280), 280), 重建于宋代重建于宋代AD977AD977年年, , 用用木桩木桩, , 桩周用灰土防腐，是桩周用灰土防腐，是软基上建高层的范软基上建高层的范例例。6上海河南路桥上海河南路桥木桩木桩基础（基础（18751875年）年）7现场灌注护坡桩（现场灌注护坡桩（视频视频）8桩基础的优点桩基础的优点1、将荷载传递到下部 好土层,承载力高2、沉降量小3、抗震性能好，可穿过液化层4、承受水平力(如风载荷)5、与其他深基础比较,施工造价低桩基础的缺点桩基础的缺点1、比浅基础造价高2、施工环境影响大 91 1、水上建筑物、水上建筑物

4、2 2、深持力层、深持力层3 3、高地下水位、高地下水位4 4、抗震地基、抗震地基5 5、对沉降非常敏感的建筑，如精密仪器、对沉降非常敏感的建筑，如精密仪器101 1、桩按、桩按受力情况受力情况分为端承桩和摩擦桩两种分为端承桩和摩擦桩两种( (图图) )端承桩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。 111

5、22 2、桩按、桩按施工方法施工方法分为预制桩和灌注桩分为预制桩和灌注桩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。灌注桩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。 133 3、按、按材料材料分：分： 木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢管（型钢）桩、复合桩钢筋混木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢管（型钢）桩、复合桩钢筋混凝土桩、普通混凝土桩、预应力混凝土（离心预制）桩、高强混凝凝土桩、普通混凝土桩、预应力混凝土（离心预制）桩、高强混凝土桩土桩14钢筋混凝

6、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。151 1、场地平整及周边障碍物处理、场地平整及周边障碍物处理 2 2、定桩位及埋设水准点、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。 3 3、钢筋混凝土预制桩施工

7、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，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。以及沉桩过程中的技术和安全措施。16管桩及长度在管桩及长度在1010m m以内的方桩在预制厂制作，较长的方桩在打桩以内的方桩在预制厂制作，较长的方桩在打桩现场制作。现场制作。 模板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

8、桩的轴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。得粘结。 钢筋钢筋骨架骨架的主筋连接宜采用对焊；主筋接头配置在同一截面内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数量不超过50%50%；同一根钢筋两个接头的距离应大于；同一根钢筋两个接头的距离应大于3030d d并不小于并不小于500500mmmm。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配置( (

9、如如图所图所示示) )应作特殊处理。钢筋骨架制作允许偏差应符合应作特殊处理。钢筋骨架制作允许偏差应符合表表的规定的规定。 17项项序序检查项目检查项目允许偏差或允许值允许偏差或允许值(mm) (mm) 检查方法检查方法 主主控控项项目目1 1主筋距桩顶距离主筋距桩顶距离 5 5用钢尺量用钢尺量2 2多节桩锚固钢筋位置多节桩锚固钢筋位置 5 5用钢尺量用钢尺量3 3多节桩预埋铁件多节桩预埋铁件 3 3用钢尺量用钢尺量4 4主筋保护层厚度主筋保护层厚度 5 5用钢尺量用钢尺量一一般般项项目目1 1主筋间距主筋间距 5 5用钢尺量用钢尺量2 2桩尖中心线桩尖中心线 1010用钢尺量用钢尺量3 3箍筋

10、间距箍筋间距 2020用钢尺量用钢尺量4 4桩顶钢筋网片桩顶钢筋网片 1010用钢尺量用钢尺量5 5多节桩锚固钢筋长度多节桩锚固钢筋长度 1010用钢尺量用钢尺量18根据打桩方法不同，钢筋混凝土预制桩基础分为：根据打桩方法不同，钢筋混凝土预制桩基础分为：一、锤击沉桩一、锤击沉桩二、静力压桩二、静力压桩19锤击沉桩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。 201、打桩顺序、打桩顺序打桩顺序直接影响

11、到桩基础的质量和施工速度，应根据桩的密集程度(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或由中间向四周施打。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。根据基础的设计标高和桩的规格，宜按根据基础的设计标高和桩的规格，宜按先深后浅、先大后小、先长后短先深后浅、先大后小、先长后短的顺序进行打桩。的顺序进行打桩。21222、 打桩打桩打桩机就位时，桩架应垂直平稳，导

12、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(12m)稳定以后，再以规定落距施打。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。 23(1) (1) 打桩质量要求打桩质量要求端承桩端承桩最后贯入度不大于设计规定最后贯入度不大于设计规定贯入度贯入度数值时，桩端设计标数值时，桩端设计标高可作参考；高可作参考；摩擦桩摩擦桩端标高达到设计规定的端标高达到设计规定的标高标高范围时，贯入范

13、围时，贯入度可作参考。度可作参考。 打打( (压压) )入桩入桩( (预制混凝土方桩、先张法预应力管桩、钢桩预制混凝土方桩、先张法预应力管桩、钢桩) )的桩的桩位偏差，必须符合位偏差，必须符合下下表表的规定。的规定。桩的承载力检验桩的承载力检验 24预制桩预制桩( (钢桩钢桩) )桩位的允许偏差桩位的允许偏差 项项项项 目目允允 许许 偏偏 差差 ( (mm) mm) 1 1 盖有基础梁的桩：盖有基础梁的桩：(1) (1) 垂直基础梁的中心线垂直基础梁的中心线(2) (2) 沿基础梁的中心线沿基础梁的中心线 100+0.01100+0.01H H 150+0.01150+0.01H H 2 2

14、桩数为桩数为1 13 3根桩基中的桩根桩基中的桩 1001003 3桩数为桩数为4 41616根桩基中的桩根桩基中的桩 1/21/2桩径或边长桩径或边长 4 4桩数大于桩数大于1616根桩基中的桩：根桩基中的桩： (1)(1)最外边的桩最外边的桩(2) (2) 中间桩中间桩1/31/3桩径或边长桩径或边长 1/21/2桩径或边长桩径或边长25(2) (2) 混凝土预制桩施工记录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测和记录，这打桩工程是隐蔽工程，施工中应做好每根桩的观测和记录，这是工程验收时检验质量的依据。检查的重点：是工程验收时检验质量的依据。检查的重点：桩体垂直度

15、、沉桩桩体垂直度、沉桩情况、桩顶完整状况、接桩质量情况、桩顶完整状况、接桩质量等。等。26在打桩施工过程中会遇见各种各样的问题，例如桩顶破碎，桩身断桩顶破碎，桩身断裂，桩身位移、扭转、倾斜，桩锤跳跃，桩身严重回弹裂，桩身位移、扭转、倾斜，桩锤跳跃，桩身严重回弹等。发生这些问题的原因有钢筋混凝土预制桩制作质量、沉桩操作工艺和复杂土层等三个方面的原因。工程及施工验收规范规定，打桩过程中如遇到上述问题，都应立即暂停打桩，施工单位应与勘察、设计单位共同研究，查明原因，提出明确的处理意见，采取相应的技术措施后，方可继续施工。 27(1) (1) 桩顶破碎桩顶破碎 打桩时，桩顶直接受到桩锤的冲击而产生很高

16、的局部应力，如果桩顶钢筋网片配置不当、混凝土保护层过厚、桩顶平面与桩的中心轴线不垂直及桩顶不平整等制作质量问题都会引起桩顶破碎。在沉桩工艺方面，若桩垫材料选择不当、厚度不足，桩锤施打偏心或施打落距过大等也会引起桩顶破碎。(2) (2) 桩身被打断桩身被打断 制作时，桩身有较大的弯曲凸肚，局部混凝土强度不足，在沉桩时桩尖遇到硬土层或孤石等障碍物，增大落距，反复过度冲击等都可能引起桩身断裂。28(3) (3) 桩身位移、扭转或倾斜桩身位移、扭转或倾斜 桩尖四棱锥制作偏差大，桩尖与桩中心线不重合的制作原因，桩架倾斜，桩身与桩帽、桩锤不在同一垂线上的施工操作原因以及桩尖遇孤石等都会引起桩身位移、扭转或

17、倾斜。(4) (4) 桩锤回跃，桩身回弹严重桩锤回跃，桩身回弹严重 选择桩锤较轻，能引起较大的桩锤回跃；桩尖遇到坚硬的障碍物时，桩身则严重回弹。29打桩过程中的注意事项打桩过程中的注意事项1、桩机就位后，桩架应垂直平稳，桩帽与桩顶应锁紧牢靠桩架应垂直平稳，桩帽与桩顶应锁紧牢靠，连接成整体。2、打桩时，应密切观察桩身下沉贯入度贯入度的变化情况。3、在正常情况下，沉桩应连续施工，打入土的速度应均匀速度应均匀，应避免因间歇时间过长，土的固结作用而使桩难以下沉。 4、打桩时振动大，对土体有挤压作用，可能影响周围建筑物、道路及地下管线的安全和正常使用，施工过程中要有专人巡视检查专人巡视检查，及时发现和处

18、理有关问题。 5、严禁非施工人员进入打桩现场；对桩机的正常运行、桩架的稳定经常进行检查，严格按操作规程进行施工，确保安全。30 静力压桩是静力压桩是利用压桩架的自重和配重，通过卷扬机牵引，由钢丝利用压桩架的自重和配重，通过卷扬机牵引，由钢丝绳、滑轮和压梁，将整个桩机的重力绳、滑轮和压梁，将整个桩机的重力(800(80015001500kN)kN)反压在桩顶上，反压在桩顶上，以克服桩身下沉时与土的摩擦力，迫使预制桩下沉。以克服桩身下沉时与土的摩擦力，迫使预制桩下沉。（图）图）静力压桩施工一般采取静力压桩施工一般采取分节压入、逐段接长分节压入、逐段接长的施工方法。的施工方法。这种方法节约钢筋和混凝

19、土，降低工程造价，采用的混凝土强度这种方法节约钢筋和混凝土，降低工程造价，采用的混凝土强度等级可降低等级可降低12级，配筋比锤击法可节省钢筋级，配筋比锤击法可节省钢筋40%左右，而且施工左右，而且施工时时无噪音、无振动，无污染无噪音、无振动，无污染，对周围环境的干扰小，对周围环境的干扰小，适用于软土适用于软土地区、城市中心或建筑物密集处地区、城市中心或建筑物密集处的桩基础工程，以及精密工厂的的桩基础工程，以及精密工厂的扩建工程。扩建工程。31将桩起吊，对准桩位，将桩顶置于梁下，然后开动卷扬机牵引钢丝绳，逐渐将钢丝绳收紧，使活动压梁向下，将整个桩机的自重和配重荷载通过压梁压在桩顶。32是一种直接

20、在桩位上就地成孔，然后在孔内浇筑混凝土或安防钢筋笼再浇混凝土而成的桩。与预制桩相比，灌注桩具有不受地层变化限制，不需要接桩和截桩，节约钢材、振动小、噪声小等特点。 灌注桩按成孔方法分为泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩、沉管灌注桩沉管灌注桩、干作业钻孔灌注桩干作业钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩人工挖孔灌注桩等。 33干作业钻孔灌注桩施工过程如图所示。 干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔。螺旋钻头外径分别为400mm、500mm、600mm，钻孔深度相应为12m、10m、8m。适用于成孔深度内没有地下水的一般粘土层、砂土及人工填土地基，不适于有地下水的土层和淤泥质土。3435泥浆护壁成孔是利用泥浆保护

21、稳定孔壁的机械钻孔方法利用泥浆保护稳定孔壁的机械钻孔方法。它通过循环泥浆将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外，适用于有地下水和无地下水的土层。成孔机械有冲击钻成孔、回转钻成孔、潜水电钻成孔、钻孔压浆等。除钻孔压浆灌注桩外，其他三种均为泥浆护壁钻孔灌注桩。泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺流程：测定桩位、埋设护筒、桩机就位、制备泥浆、机械(潜水钻机、冲击钻机等)成孔、泥浆循环出渣、清孔、安放钢筋骨架、浇筑水下混凝土。视频1（动画）视频2（冲击钻）36沉管灌注桩是利用锤击打桩设备或振动沉桩设备利用锤击打桩设备或振动沉桩设备，将带有钢筋混凝土的桩尖(或钢板靴)或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中钢管沉入土中(钢管直

22、径应与桩的设计尺寸一致)，造成桩孔，然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土放入钢筋骨架并浇筑混凝土，随之拔出套拔出套管管，利用拔管时的振动将混凝土捣实，便形成所需要的灌注桩。利用锤击沉桩设备沉管、拔管成桩，称为锤击沉管灌注桩；利用振动器振动沉管、拔管成桩，称为振动沉管灌注桩。 371、粗骨料、粗骨料2、细骨料、细骨料3、水泥、水泥4、钢筋、钢筋5、拌合用水、拌合用水6、混凝土配合比、混凝土配合比38灌注桩施工质量检查包括灌注桩施工质量检查包括成孔及清孔、钢筋骨架制作及安放、混凝土搅成孔及清孔、钢筋骨架制作及安放、混凝土搅拌及灌注拌及灌注等三个施工过程的质量检查。等三个施工过程的质量检查。39(1)(1)

23、桩的桩位偏差必须符合桩的桩位偏差必须符合表表2-132-13的规定，桩顶标高至少要比设计标高高出的规定，桩顶标高至少要比设计标高高出0.50.5m m。 (2) (2) 灌注桩成孔深度的控制要求灌注桩成孔深度的控制要求锤击套管成孔，桩尖位于坚硬、硬塑粘性土、碎石土、中密以上的砂土锤击套管成孔，桩尖位于坚硬、硬塑粘性土、碎石土、中密以上的砂土、风化岩土层时，应达到设计规定的贯入度；桩尖位于其他软土层时，、风化岩土层时，应达到设计规定的贯入度；桩尖位于其他软土层时，桩尖应达到设计规定的标高。泥浆护壁成孔、干作业成孔，应达到设计桩尖应达到设计规定的标高。泥浆护壁成孔、干作业成孔，应达到设计规定的深度。规定的深度。灌注桩的沉渣厚度灌注桩的沉渣厚度：当以摩擦力为主时，不得大于当以摩擦力为主时，不得大于150150mmmm；当以端承力当以端承力为主时不得大于为主时不得大于5050mmmm。 40灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差 序序号号成成 孔孔 方方 法法 桩径允桩径允许偏差许偏差( (mm) mm) 垂直度垂直度允许偏允许偏差差(%) (%) 桩位允许偏差桩位允许偏差( (mm) mm) 1 13 3根、单排桩基根、单排桩基垂直中心线方向和垂直中心线方向和群桩基础的边桩群桩基础的边桩 条形桩基沿中心线方条形桩基沿中心线方向和群桩基础的中