铁路桥梁桩和桩基础的构造与施工

1、铁路桥梁桩和桩基础的构造与施工考试大纲要求一、学习要求本章介绍铁路桥梁桩基础的分类及桩基础的施工方法。其学习要求为：了解：承台的构造；预制桩的主要类型；水中修筑桩基的过程。理解：桩按施工方法的分类；预制桩的施工技术；钻（挖）孔桩的施工技术。深刻理解：桩按支承力特点的分类。 考试大纲要求二、考核知识点1桩的分类摩擦桩；柱桩；中间型桩；预制桩；钻（挖）孔桩。2桩的施工方法预制桩的施工技术；钻（挖）孔桩的施工技术。考试大纲要求三、考核目标1桩的分类识记：摩擦桩；柱桩；中间型桩；预制桩；钻（挖）孔桩。领会：摩擦桩、柱桩、中间型桩支撑力的特点。2桩的施工方法领会：预制桩的施工技术；钻（挖）孔桩的施工技术

2、；预制桩和钻（挖）孔桩的特点。第一节 桩和桩基的作用和使用条件河姆渡遗址桩基第一节 桩和桩基的作用和使用条件河姆渡遗址桩基第一节 桩和桩基的作用和使用条件河姆渡遗址桩基第一节 桩和桩基的作用和使用条件桩基：由设置在土中或部分设置于土面以下的桩和承接上部结构的承台组成的一种基础形式。第一节 桩和桩基的作用和使用条件桩基：由设置在土中或部分设置于土面以下的桩和承接上部结构的承台组成的一种基础形式。第一节 桩和桩基的作用和使用条件桩基的优缺点优点可节省材料和开挖量；可免去深基坑防水、防漏和坑壁支撑等；缺点施工机具相对复杂。图片第二节 桩和桩基的类型桩基（1）按桩材料分木桩钢筋混凝土桩预应力钢筋混凝土

3、桩钢桩（2）按支撑特点摩擦桩端承桩(柱桩或嵌岩桩)（3）按成桩方式预制桩就地灌注桩沉管灌注桩钻孔桩挖孔桩（4）按桩轴方向竖直桩斜桩（5）按承台底板底面位置低承台桩基高承台桩基复合桩基或疏桩基础木桩基钢筋混凝土桩基预应力钢筋混凝土桩基钢桩端承桩和摩擦桩端承桩摩擦桩预制桩预制方桩（预制钢筋砼桩）预制管桩（预应力钢筋砼桩）沉管灌注桩钻孔桩挖孔桩就地灌注桩竖直桩和斜桩钢桩第三节 承台的类型、构造和桩的布置承台类型（1）独立承台适用于：柱下（2）条形承台适用于：墙下（3）井格承台适用于：墙下（4）板式承台适用于：桥墩下(厚板式独立)二、承台的平面尺寸和桩的布置（1）承台平面尺寸及桩布置方式的确定原则尽量

4、缩小承台平面尺寸，节约材料、降低造价；桩顶荷载和桩顶沉降尽可能均匀平面上桩群重心最好与承台底面以上荷载合力作用点重合或接近；（2）桩间距过小受力后桩与桩之间相互影响严重，不利于发挥单桩承载力；施工困难；过大承台面积将过大；不经济；二、承台的平面尺寸和桩的布置桩间距构造要求预制桩打入桩，桩尖中心间距3d；震动沉桩（砂类土），4d；就地灌注桩钻(挖)孔摩擦桩2.5d (成孔直径)；钻(挖)孔柱桩2d (成孔直径)；沉管灌注桩，3d；二、承台的平面尺寸和桩的布置最外排桩外缘至承台座板外缘净距s桩径d1m，s0.5d且0.5m；桩径d1m，s0.3d且0.5m；二、承台的平面尺寸和桩的布置桩布置方式行

5、列式梅花式三、承台（板式）的构造承台与桩的连接形式桩顶伸入式主筋伸入式木桩预应力砼桩钢筋砼桩钻(挖)桩钢筋砼桩三、承台（板式）的构造板式承台构造要求板厚桥梁承台1.5m；建筑承台0.3m；砼 C15C25钢筋承台底布置一层钢筋网；桩顶钢筋不得截断；桩顶伸入式桩顶按需设置钢筋网（边长2.5d，网孔10*10或15*15cm）；三、承台（板式）的构造桩顶伸入承台长度（L）桩顶伸入式钢筋砼桩预应力砼桩桩径d0.6m，L2d；0.6d1.2m，L1.2m；d1.2m，Ld；木桩L0.5m且2d；主筋伸入式桩顶砼0.1L0.15m钢筋伸入长度光圆钢筋45d；螺纹钢筋35d；箍筋直径8mm，间距15020

6、0mm；无论是光圆筋还是螺纹筋末端均需做弯钩。四、沉井式承台沉井预制（留桩孔）下沉就位（洪水前）打桩固定钻孔灌注桩施工以此为平台承台施工四、沉井式承台优点：节省护筒；减小施工难度；降低底板面标高，有利于桩基受力；适用于：工期紧的深水河道施工。第四节 预制桩的构造和施工分节预制桩工厂预制工地预制：质量可靠（施工环境好、批量生产、成本低）第四节 预制桩的构造和施工分节原则尽量减少分节数量考虑生产条件考虑运输条件考虑施工条件（机械、设计等）第四节 预制桩的构造和施工接头类型焊接栓接一、预制桩的构造预制桩分类特大直径钢筋砼管桩钢桩木桩钢筋砼管桩普通钢筋砼方桩钢筋砼桩普通钢筋砼管桩预应力钢筋砼管桩构造（

7、一）、钢筋砼桩普通砼桩预应力砼桩长度16-30m（40-50m）；桩尖：钢桩靴、砼桩靴；接头：螺栓连接、焊接；3号或5号钢（d=1222mm，n8根）净保护层20mm螺旋筋直径610mm，间距50-200mm主筋点击播放：预应力管桩生产2、特大直径钢筋混凝土管柱钢筋砼管柱：适用于深度不大于25m，下沉 震动力不大的条件；预应力砼管柱：适用于下沉深度大于25m；3、普通钢筋混凝土方桩（二）、钢桩二、预制桩施工施工方法锤击沉桩震动沉桩射水沉桩压入法（静力压桩）（一）、沉桩设备1、打桩锤坠锤 单/双动气锤（一）、沉桩设备1、打桩锤 震动锤 柴油锤（一）、沉桩设备2、打桩架 非自行式（一）、沉桩设备2

8、、打桩架轮胎式导轨式履带式（一）、沉桩设备3、桩帽（一）、沉桩设备4、送桩（一）、沉桩设备4、送桩（一）、沉桩设备5、射水设备（二）、主要施工工序基沉桩方法1、施工工序桩位放样沉桩设备安装就位沉桩承台施工桩位放样一 桩位放样二施工方法锤击(射水)沉桩震动(射水)沉桩压入法（静力压桩）（二）、主要施工工序基沉桩方法2、沉桩方法射水沉桩（三）、沉桩工艺要点1、合理确定沉桩顺序 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。 由一侧向单一方向打(逐排打)：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4倍桩径时，土壤的挤压影响可忽略不予考虑，小于4倍桩

9、径时可产生桩身倾斜或浮桩，应考虑跳打或变换打桩顺序； 自中间向两个方向打：适宜大面积的桩群； 自中间向四周打：适宜大面积的桩群。注意： 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。2、合理布置吊点原则：正负弯矩相等3、沉桩注意事项开始阶段控制桩位和方向：桩锤、桩帽和桩轴线一致。（1）、锤击沉桩3、沉桩注意事项重锤低击（重锤轻击：选重锤，控制落距）（1）、锤击沉桩3、沉桩注意事项接桩宜在桩顶露出地面1m时进行。（1）、锤击沉桩特殊情况处理（2）、震动沉桩（3）、射水沉桩（4）、静力压桩第五节 钻（挖）孔桩构造与施工优缺点优点缺点对地基层适应性强承

10、载力大造价低（相对）噪音低（相对）工期较长现场电力要求高（有些机型）现场文明施工难度大成桩质量差异大一、钻（挖）孔桩的构造一、钻（挖）孔桩的构造二、钻孔桩施工（一）主要工序和钻孔方法主要工序 场地准备桩位放样埋设护筒钻孔清孔下钢筋笼（二次清孔）灌注水下混凝土承台施工（1）埋设钢护筒 在杂填土或松软土层中钻孔时，应在桩位处埋设钢护筒，以起定位、保护孔口、维持水头等作用。其内径应比钻头大100mm，埋入土中不少于1m。（2） 泥浆注入 粘土中可采用清水钻进、自造泥浆护壁；砂土中钻进则应注入制备泥浆，注入泥浆密度控制在1.1左右，排出泥浆密度宜为1.21.4。钻进过程中，应保持护筒内泥浆水位高于地下

11、水位。点击播放插打钢护筒 （3） 第一次清孔：钻孔达到设计标高后应进行清孔。以原土造浆的钻孔可用“射水法”，即钻杆只转不进（空转），待泥浆密度降至1.1左右；注入制备泥浆的钻孔则应采用“换浆法”清孔，至换出的泥浆密度小于1.15时方为合格。 （5） 第二次清孔：在钢筋笼和导管安放后、水下砼浇灌前进行，在导管顶部安放泵及皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置换沉渣。第二次清孔标准是：孔深达到设计要求，沉渣厚度在100mm以内。（4）吊放钢筋笼及导管（6) 水下浇灌砼1 安放导管 2 导管就位 3 料斗贮料 4 连续浇注 5 提升导管泥浆护壁成孔的缺点：施工现场环境污染严重点击播放砼灌注

12、视频二、钻孔桩施工（一）主要工序和钻孔方法钻孔方法冲击式钻孔冲抓式钻孔旋转式钻孔半自动冲击钻机自动冲击钻机冲抓钻机正循环钻机反循环钻机旋挖钻机手拉锤冲击钻成孔作业点击动画手拉锤冲击钻成孔自动冲击钻成孔 冲击钻主要用于在岩土层中成孔，成孔时将冲锥式钻头提升一定高度后以自由下落的冲击力来破碎岩层，然后用掏渣筒来掏取孔内的渣浆。冲击钻成孔作业冲击锥 掏碴筒点击动画冲击钻成孔冲抓钻机点击播放：冲抓钻机施工正循环回转钻机成孔时泥浆由钻杆内部注入,从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上经孔口带出并流入沉淀池，沉淀后的泥浆流入泥浆池再注入钻杆，由此进行循环。步履式正反循环点击动画正循环成孔反循环回转钻机成

13、孔时泥浆由钻杆与孔壁间的间隙流入钻孔，由砂石泵在钻杆内形成真空，使钻下的土渣由钻杆内腔吸出至地面而流向沉淀池，沉淀后再流入泥浆池。反循环工艺的泥浆上流的速度较高，排放土渣的能力强。GW-40型全液压钻机GW-35B型钻机FGZ反循环回转钻机点击动画反循环成孔旋挖钻机成孔 主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用，最大成孔直径可达1.54m，最大成孔深度为6090m， 旋挖钻钻成孔作业点击播放旋挖钻成孔（二）、钻孔桩施工要点（二）、钻孔桩施工要点（二）、钻孔桩施工要点（二）、钻孔桩施工要点4、排渣排渣方式捞渣筒（冲击成孔）循环排渣（旋转成

14、孔、冲击成孔）抓斗排渣（冲抓成孔）捞渣筒1 泥浆的作用 泥浆具有保护孔壁、防止塌孔、排出土渣及冷却与润滑钻头的作用。钻进中，护壁泥浆与钻孔的土屑混合，边钻边排出携带土屑的泥浆；当钻孔达到规定深度后，运用泥浆循环进行孔底清渣。三、对泥浆性能的要求及有关指标 2泥浆的组成 是由高塑性粘土或膨润土和水拌合的混合物，也可掺入加重剂、分散剂、增粘剂及堵漏剂等掺合剂。泥浆一般在现场制备，有些粘性土在钻进过程中可形成适合护壁的浆液，则可利用其作为护壁泥浆，即“自造泥浆”。泥浆池共41页 第10页3泥浆性能要求序号指标名称指标要求1比重一般地层：1.11.3松散易塌地层（及冲击钻）：1.41.6反循环：1.1

15、2粘度一般地层：1622s松散易塌地层：19283含砂率新制泥浆：4%循环泥浆：8%4胶体率新制泥浆：95%5PH值6.53泥浆性能要求泥浆比重计泥浆比重计测定砂率仪 泥浆砂率测定粘度计 泥浆粘度测定3泥浆性能要求胶体率仪 PH试纸5 人工挖孔灌注桩 人工挖孔灌注桩单桩承载力大、受力性能好、质量可靠、沉降量小、无需大型机械设备，无振动无噪音、无环境污染。 人工挖孔灌注桩直径一般为0.8-3m，最大可达4m，深度一般在20m左右，国内最深的为72m。 人工挖孔桩护壁有砖护壁和砼护壁(直径1.2m以上桩)两种，施工方法是分段(每段0.8-1m左右)开挖,分段砌筑或浇筑砼拱圈护壁，直至设计标高。 为确保人工挖孔桩施工安全，要有预防孔壁坍塌和产生流砂、管涌的措施，深孔要有可靠的排水、通风和照明设施。 预防孔壁坍塌的措施：有采用现浇砼护圈、钢护圈和沉井三种。砼孔壁支护 砖砌孔壁支护钢筋笼吊装就位井下挖土 井下凿岩 井上吊土钢筋笼与声测管大直径群桩挖孔施工点击播放风镐破碎 值得指出的是：人工挖孔桩工艺有被滥用的趋势，桩越挖越深、直径越挖越大，安全措施不到位等。有些省市已开始限制人工挖孔桩的使用。 号称“世界上直径最大”的挖孔桩六、扩底桩及桩底压密灌浆桩机械扩底桩点击动画爆破扩底桩动画六、扩底桩及桩底压密灌浆桩第六节 水中修筑桩