地基与基础工程(桩基础)2

1、第二章第二章 桩基础工程桩基础工程概述一、桩基础的工作特点桩基础的作用是将上部结构较大的荷载通过桩穿过软弱土层传递到较深的坚硬土层上，以解决浅基础承载力不足和变形较大的地基问题。二、桩基础的分类工程中的桩基础，往往由数根桩组成，桩顶设置承台，把各桩连成整体，并将上部结构的荷载均匀传递给桩。1、按承台位置的高低分高承台桩基础低承台桩基础高承台桩基础低承台桩基础2、按承载性质不同端承桩是指穿过软弱土层并将建筑物的荷载通过桩传递到桩端坚硬土层或岩层上。桩侧较软弱土对桩身的摩擦作用很小，其摩擦力可忽略不计。摩擦桩是指沉入软弱土层一定深度通过桩侧土的摩擦作用，将上部荷载传递扩散于桩周围土中，桩端土也起一

2、定的支承作用，桩尖支承的土不甚密实，桩相对于土有一定的相对位移时，即具有摩擦桩的作用。3、按桩身的材料不同钢筋混凝土桩钢桩直径2501200mm的钢管桩和宽翼工字形钢桩。上海宝山钢铁总厂工程中，直径914.4mm和600mm，长60mm左右的钢管桩。木桩砂石桩灰土桩4、按桩的使用功能分竖向抗压桩竖向抗拔桩水平荷载桩复合受力桩5、按桩直径大小分小直径桩 d 250mm中等直径桩 250mm d 800mm大直径桩 d 800mm6、按成孔方法分非挤土桩 泥浆护壁灌筑桩、人工挖孔灌筑桩，应用较广。部分挤土桩 先钻孔后打入。挤土桩 打入桩。7、按制作工艺分预制桩灌筑桩(动画) 三、钢筋混凝土预制桩钢

3、筋混凝土方桩 1主筋；2钢箍；3钢筋网桩身混凝土强度不应小于C30，桩混凝土应用搅拌机拌制、机械振捣，由桩顶向桩尖连续浇筑，一次完成。养护时间不得少于7d。预制桩达到设计强度等级的70后方可起吊，达到设计强度的100后才可以运输和沉桩。 （2）桩架。 桩架的主要作用是在沉桩过程中保持桩的正确位置和在打桩过程中引导锤、桩的方向并保证桩锤按所要求的方向冲击桩体。常用的桩架有滚筒式桩架、多功能桩架、履带式桩架，见图。（二）打桩前的准备工作1、处理障碍物打桩前，应认真处理高空、地上和地下障碍物，如地下管线、旧有基础、树木杂草等。此外打桩前应对现场周围（一般10米以内）的建筑物作全面检查，如有危房或危险

4、构筑物，必须预以加固，不然由于打桩振动，可造成倒塌。2、平整场地3、材料、机具的准备，接通水电源4、进行打桩试验又叫沉桩试验。沉桩前应作数量不少于2根桩的打桩工艺试验，用以了解桩的贯入度、持力层强度、桩的承载力，以及施工过程中遇到的各种问题和反常情况等。没有打过桩的地方先打试桩是必要的，通过实践来校核拟定设计方案，确定打桩方案，保证质量措施和打桩技术要求。因此试桩必须细致地进行，根据地质勘探钻孔资料，选择桩位以能代表工程所处的地质条件，打试桩时，要做好详细的施工记录，画出各土层深度、打入各土层的锤击次数，最后精确的测量贯入度。5、确定打桩顺序打桩时，由于桩对土体的挤密作用，先打入的桩被后打入的

5、桩水平挤推而造成偏移和变位或被垂直挤拔造成浮桩；而后打入的桩难以达到设计标高或入土深度，造成土体隆起和挤压，截桩过大。所以，群桩施工时，为了保证质量和进度，防止周围建筑物破坏，打桩前根据桩的密集程度、桩的规格、长短以及桩架移动是否方便等因素来选择正确的打桩顺序。常用的打桩顺序一般有下面几种：自两侧向中间打 图2-13（a）逐排打设 图2-13（b）自中间向四周打 图2-13（c）自中间向两侧打 图2-13（d）采用逐排打设，则土体向一个方向挤压，使地基土挤压的程度不均匀。这样可能使桩打入深度逐渐减少，会引起建筑物产生不均匀沉降。自两侧向中间打，则中间部分的土层挤压密实，使桩不易打入，并且打中间

6、各桩时，已打的外侧各桩可能受挤压而升起。根据施工经验，打桩的顺序，以自中部向四周打，自中间向两侧打为最好。但桩距大于或等于四倍桩直径时，则打桩顺序关系不大，可采用由一侧向单一方向施打的方式（逐排打设）。这样，桩架单方向移动，打桩效率高。为减少挤土影响，确定打桩顺序的原则应如下：a、从中间向四周打设，由中及外；b、从靠近现有建筑物最近的桩位开始打设，由近及远；c、先打设入土深度深的桩，由深及浅；d、先打设断面大的桩，由大及小。e、先打设长度大的桩，由长及短。顺序确定后，还需考虑桩架是往后“退打桩”还是向前“顶打桩”。当打桩地面标高接近桩顶设计标高时，打桩后实际上每根桩还会高出地面。这是由于桩尖持

7、力层的标高不可能完全一致。而预制桩又不能设计成各不相同的长度，因此桩顶高出地面是不可避免的。在此情况下，桩架只能采取往后退行打桩的方法。由于往后退行，桩不能事先将桩布置在地面，只能随打桩随运桩。如打桩后桩顶的实际标高在地面以下时，桩架则可以采取往前顶打的方法。此时只要场地允许，所有的桩都可以事先布置好，避免桩的场内二次搬运。（七）打桩施工时对临近建筑物的影响及预防措施打桩对周围环境的影响，除震动、噪音外，还有土体的变形、位移和形成超静孔隙水压力，它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良影响。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，

8、它还会使临近的地下管线破损和断裂，甚至中断使用；还能使临近的路基变形，影响交通安全等；如附近有生产车间和大型设备基础，它亦可能使车间跨度发生变化、基础被推移，因而影响正常的生产。预防措施：(1) “重锤低打”能有效降低锤击应力。(2) 桩头衬垫效应对锤击应力也有直接影响。 (3) 选择合理的打桩施工顺序，能减小桩的侧向位移，对周围建筑物不会有大的影响。 (4) 防震沟的设置有效地降低了对临近建筑物的影响。（八）打桩中常见问题的分析和处理桩顶、桩身被打坏这个现象一般是桩顶四周和四角打坏，或者顶面被打碎。有时甚至将桩头钢筋网部分的混凝土全部打碎，几层钢筋网都露在外面，有的是桩身混凝土崩裂脱落，甚至

9、桩身断折。发生这些问题的原因及处理方法如下：a、打桩时，桩的顶部由于直接受到冲击而产生很高的局部应力。因此，桩顶的配筋应作特别处理。这样纵向钢筋对桩的顶部既起到箍筋作用，同时又不会直接接受冲击而颤动，因而可避免引起混凝土的剥落。b、桩身混凝土保护层太厚，直接受冲击的是素混凝土，因此容易剥落。主筋放的不正，是引起保护层过厚的原因，必须注意避免。c、桩的顶面与桩的轴线不垂直，则桩处于偏心受冲击状态，局部应力增大，极易损坏。有时由于桩帽比桩大，套上的桩帽偏向桩的一边，或者桩帽本身不平，也会使桩受着偏心冲击。有的桩在施打时发生倾斜，锤击数下就可以看到一边的混凝土被打碎而脱落，这都是由于偏心冲击，局部应

10、力过大的缘故。因此，预制桩时，必须使桩的顶面与桩的轴线严格保持垂直。施打时，桩帽要安垫平整，打桩过程中要避免打歪后仍旧继续施打，一经发现歪斜，就应及时纠正。d、桩处于下沉速度慢而施打时间长、锤击次数多或冲击能量过大称为过打。过打发生在以下几种情况：一是桩尖通过硬土层时，二是最后贯入度定的过小，三是锤的落距过大。由于混凝土的抗冲击强度只有其抗压强度的50%，若桩身混凝土反复受到过度的冲击，就容易破坏。遇到过打，应分析地质资料，判断土层情况，改善操作方法，采取有效措施解决。e、桩身混凝土强度不高，有的是由于砂、石含泥量较大，影响了强度，有的则是由于养护龄期不够，未到标号要求就进行施打，致使桩顶、桩

11、身打坏。如桩身打坏，可加钢夹箍用螺栓拉紧焊牢补强。 打歪桩顶不平，桩身混凝土凸肚，桩尖偏心、接桩不正或土中有障碍物，都容易使桩打歪；另一方面，桩被打歪往往与操作有直接关系，例如桩初入土时，桩身就有歪斜，但未纠正即予施打，就很容易把桩打歪。防止把桩打歪，可采取以下措施：a、打桩机的导架，必须仔细检查其两个方向的垂直度，以确保垂直，否则，打入的桩会偏离桩位。 b、竖立起来的桩，其桩尖必须对准桩位，同时，桩顶要正确地套入桩锤下的桩帽 内，勿偏在一边，使桩能够承受轴心锤击而沉入土中。 c、打桩开始时，桩锤用小落距将桩徐徐击入土中，并随时检查桩的垂直度，待柱入土一段长度并稳住后，再适当增大落距将桩连续击

12、人土中。d、柱顶不平，桩尖偏心投易使校打歪，因此必须注意桩的制作质量和桩的验收捡查工作。e、如系由于地下障碍物使桩打歪，应设法排除，或经研究移位后再打。 打不下 在市区打桩，如初入土12米就打不下去，贯人度突然变小，桩锤严重回弹，则可能遇上旧的灰土或混凝上基础等障碍物，必要时应彻底清除或钻透后再打，或者将桩拔出，适当移位后再打。如桩已打入土中很深，突然打不下去，这可能有以下几种情况： a、桩顶或桩身已打坏，锤的冲击能不能有效地传给桩，使之继续沉入土中。b、土层中央有较厚的砂层或其他硬土层，或者遇上钢碴、孤石等障碍物，在这种 情况下，如盲目施打，会造成桩顶破碎、桩身断折，所以，应会同设计勘探部门

13、共同研究解决。有时，由于桩被打歪，也会发生类似现象。c、打桩过程中，因特殊原因，不得已而中断，桩停歇一段时间以后，再予施打，往往下能顺利地将桩打人土中其原因主要是由于土的固结作用，使得桩身周围的土与桩牢固结合，钢筋混凝土桩变成了直径较大的土桩而承受荷裁，因而难以继续将桩打入土中。所以在打桩施工中，必须在各方面做好准备，保证施打的连续进行。 一桩打下，邻桩上升 这种现象多在软土中发生，即桩贯入土中时，由于桩身周围的土体受到急剧的挤压和扰 动，被挤压和扰动的土，靠近地面 的部分，将在地表面隆起和水平移动若布桩 较密，打桩顺序又欠合理时，一桩打下，将影响到邻桩上升，或将邻桩拉断，或引起周围土坡开裂、

14、建筑物裂缝。因此，当桩的中距5d时，应当采取分段施打，以免土体朝着同一方向运动，造成过大的水平移动和隆起。 (三)沉管桩施工中常见问题的分析与处理1断桩 断桩的裂缝为水平或略带倾斜，一般都贯通整个截面，常常出现于地面以下13 m软硬土层交接处。 断桩原因主要有：桩距过小，邻桩施打时土的挤压产生的水平推力和隆起上拔力的影响；软硬土层传递水平力不同，对桩产生剪应力；桩身混凝土终凝不久；强度弱，承受不了外力的影响。 避免断桩的措施如下：(1)布桩应坚持少桩疏排的原则，桩与桩之间中心距不宜小于35倍桩径； (2)桩身混凝土强度较低时，尽量避免振动和外力的干扰，因此要合理确定打桩顺序和桩架行走路线； (

15、3)采用跳打法或控制时间法以减少对邻桩的影响。控制时间法指在邻桩混凝土初凝以前，必须把影响范围内的桩施工完毕。 断桩的检查与处理：在浅层(23m)发生断桩，可用重锤敲击桩头侧面，同时用脚踏在桩头上，如桩已断，会感到浮振；深处断桩目前常用动测或开挖的办法检查。断桩一经发现，应将断桩段拔出，将孔清理后，略增大面积或加上铁箍连接，再重新浇混凝土补做桩身。 2缩颈桩 缩颈桩又称瓶颈桩，是指部分桩径缩小、桩截面积不符合设计要求。 缩颈桩产生的原因是：拔管过快，管内混凝土存量过少，混凝土本身和易性差，出管扩散困难造成缩颈；在含水量大的粘性土中沉管时，土体受到强烈扰动和挤压，产生很高的孔隙水压力，拔管后，这

16、种水压力便作用到新浇筑的混凝土桩上，使桩身发生不同程度的缩颈现象。防治措施：在容易产生缩颈的土层中施工时，要严格控制拔管速度，采用“慢拔密击”；混凝土坍落度要符合要求且管内混凝土必须略高于地面，以保持足够的压力，使混凝土出管扩散正常。施工时可设专人随时测定混凝土的下落情况，遇有缩颈现象，可采取复打处理。动画 3桩尖进水、进泥砂 桩尖进水、进泥砂常见于地下水位高、含水量大的淤泥和粉砂土层，是由于桩管与桩尖接合处的垫层不紧密或桩尖被打破所致。处理办法：可将桩管拔出，修复改正桩靴缝隙或将桩管与预制桩尖接合处用草绳、麻袋垫紧后，用砂回填桩孔后重打；如果只受地下水的影响，则当桩管沉至接近地下水位时，用水泥砂浆灌人管内约05m作封底，并再灌1m