桩基工程课件

建筑施工技术第一篇桩基工程1.1.桩基工程分类桩基按承载性质分为摩擦桩和端承桩摩擦桩：在极限承载状态下，桩顶荷载由桩侧阻力承受。端承桩：在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩端阻力承受。摩擦桩端承桩软土层软土层硬土层硬土层1.1.桩基工程分类按施工方法分混凝土预制桩和混凝土灌注桩混凝土预制桩——在工厂或施工现场制成各种材料和形式的桩，然后通过沉桩设备将桩打入或压入土中。混凝土灌注桩——在施工现场先成孔，在孔内灌注混凝土或加入钢筋后再灌注混凝土而形成的。混凝土灌注桩（1）人工挖孔灌注桩（2）泥浆护壁钻孔灌注桩（3）振动沉管灌注桩：（4）泥浆护壁冲孔灌注桩：（5）夯扩灌注桩：（6）挤扩多支盘混凝土灌注桩1.2.静压混凝土预制桩施工概念：静压混凝土预制方桩是用液压静力压桩机将预制混凝土方桩分节压入地基土层中成桩。特点：液压操作、自动化程度高；行走方便，运转灵活，桩位定点精确，可提高桩基施工质量；施工无噪声、无振动、无污染，采用全液压夹持桩身向下施加压力，可避免打碎桩头，混凝土强度等级可降低1~2级，节省钢筋；施工速度快。适用范围：适用于软土、填土及一般粘性土层中应用，但不宜用于地下有较多孤石、障碍物或硬隔离层的情况。制作场地整平、压实场地地坪作三七灰土或浇筑混凝土弹线、支模、涂刷隔离剂绑扎钢筋骨架、安设吊环浇筑混凝土养护至30%强度拆模支间隔端头模板刷隔离剂绑钢筋浇筑间隔桩混凝土同法间隔重叠制作第二层桩1.2.1预制桩制作程序1.2.2静压混凝土桩施工前的准备1.起吊

当桩的混凝土达到设计强度标准值的70%后方可起吊，吊点应设于设计规定之处，如设计无规定，可按下图所示位置设置吊点起吊。2.运输

桩运输时的强度应达到设计强度标准值的100%。长桩运输可采用平板拖车、平台挂车或汽车后挂小炮车运输；短桩运输亦可采用载重汽车，现场运距较近，亦可采用轻轨平板车运输。严禁在现场以直接拖拉桩体方式代替装车运输。3.堆放桩应按规格、桩号分层叠置，支承点应设在吊点或近旁处保持在同一垂直线上，各层垫木应上下对齐，并支承平稳，堆放层数不宜超过4层。2.对于密集群桩，自中间向两个方向或向四周对称施打；当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施打。建筑物自中间向两个方向施打由毗邻建筑物处向另一方向施打自中间向四周对称施打1.2.4静压预制桩施工工艺施工工艺流程测量定位桩机就位钎探开桩、吊桩静压沉桩接桩再静压沉桩、送桩终止压桩测量定位

施工前应根据施工图放出轴线，定出每一个桩位，打一根短钢筋，涂上红漆撒上白灰。

桩机就位

利用用于行走装置来完成，它是由横向行走（短船行走）、纵向行走（长船行走）和回转机构组成。桩机就位钎探将送桩钢管桩压入一定深度进行钎探，并将在桩位置探明的障碍物清除处理。开桩、吊桩用钢丝绳绑住桩上部约1/3桩长处起吊预制桩，并将桩尖缓慢地垂直对准桩位中心。当桩入土50cm时，开动油缸抱紧桩身。开桩、吊桩静压沉桩桩就位后，校正桩的垂直度和桩机的水平度，启动压桩油缸，把桩徐徐压下，控制施压速度，记录好压桩时间，入土的桩长和压力表读数，当压力表读数异常时，应停机分析。接桩当桩沉到桩顶离地面0.8～1.0m处将上节桩吊起，对准下节桩放下，调整上节桩，稍稍提起上节桩，将桩头清理干净，进行接桩。接桩可采用浆锚法和焊接法。压桩终止条件对端承桩，送桩送到压力值达到设计要求为止，持荷5分钟；对摩擦桩，送桩送到桩长达到设计要求为止，持荷5分钟。1.2.5锚杆静压混凝土预制方桩施工锚杆静压法沉桩，系利用建（构）筑物的自重作为压载，先在基础上开凿出压桩孔和锚杆孔，然后埋设锚杆或新建（构）筑物基础上预留压桩孔预埋钢锚杆，借锚杆反力，通过反力架，用液压压桩机将钢筋混凝土预制短桩逐段压入基础中开凿或预留的桩孔内，当压桩力达到设计承载力或设计桩长时，再将桩与基础连接在一起。适用于加固粘性土、淤泥质土、人工填土、黄土等地基，特别适用于已建沉裂的建（构）筑物的基础加固；建筑物加层；倾斜建（构）筑物的纠偏加固；老厂房技术改造柱基及设备基础的托换加固；新建工程先建房后压桩的逆作法施工以及要求无振动的精密仪器画间沉桩。锚杆静压方桩的

适用范围：锚杆静压方桩施工工艺流程清理基础顶面覆土凿压桩孔和锚杆孔埋设锚杆螺栓安装反力架吊桩段就位、进行压桩施工接桩压到设计深度和要求压桩力封桩、将桩与基础连接拆除压桩设备1.3.1人工挖孔灌注桩概念：人工挖孔灌注桩系用人工挖孔成孔，浇筑混凝土成桩，挖孔扩底灌注桩，系在挖孔灌注桩的基础上，扩大桩底尺寸而成。特点：单桩承载力高，传力明确，沉降量小，可一柱一桩，不需承台，不需凿桩头；可直接检查桩直径、垂直度和持力层情况，质量可靠；设备较简单，工艺操作简便，占场地小；对周围建筑物影响小；可多桩同时进行，施工速度快，造价低；但劳动强度大，单桩施工速度慢，安全性差。人工挖孔灌注桩适用范围：适用于桩直径800mm以上，无地下水或地下水较少的粘土、粉质粘土，含少量的砂、砂卵石、姜结石的粘土层采用，特别适用于黄土层使用，深度一般20m左右。对有流砂、地下水位较高、涌水量大的冲积地带及近代沉积的含水量高的淤泥、淤泥质土层，不宜采用。人工挖孔灌注桩构造要求挖孔桩直径（d）一般为800~2000mm，最大直径可达3500mm；桩埋置深度（桩长）一般在20m左右，当要求增大承载力、底部扩底时，扩底直径一般为1.3~3.0d，最大可达4.5d，扩底直径大小按(d1-d)h/2=1:4，h1>=(d1-d)/4进行控制。圆柱桩扩底桩支承桩大多采用构造配筋，配筋率以0.4%为宜，配筋长度一般为1/2桩长，且不小于10m；用于作抗滑、锚固、挡土桩的配筋，按全长或2/3桩长配置，由计算确定。箍筋采用螺旋箍筋或封闭箍筋，不小于ø8@200mm，在桩顶1.0m范围内间距加密一倍，以提高桩的抗剪强度。当钢筋笼长度超过4.0m时，为加强其刚度和整体性，可每隔2.0m设一道ø8～20mm焊接加强筋。钢筋笼长超过10m需分段拼接，拼接处应用焊接。桩混凝土强度等级不应低于C20。挖孔施工人工挖孔桩施工机具架设人工挖孔灌注桩施工工艺流程场地平整放线、定桩位挖第一节桩孔土方支模浇筑第一节混凝土护壁养护、拆除模板在护壁上二次投测标高及桩位轴线安装施工设施设施等第二节桩身挖土清理桩孔、校核桩孔垂直度和直径支第二节模板、浇混凝土护壁重复第二节挖土、支模、浇筑混凝土护壁工序，循环作业直到设计深度检查持力层后进行扩底清理虚土、排除积水、检查尺寸和持力层封底吊放钢筋笼就位浇筑桩身混凝土1.3.2泥浆护壁冲孔灌注桩施工概念

冲击成孔灌注桩系用冲击式钻机或卷扬机悬吊冲击钻头（又称冲锤）上下往复冲击，将硬质土或岩层破碎成孔，部分碎渣和泥浆挤入孔壁中，大部分成为泥渣，用掏渣筒掏出成孔，然后再灌注混凝土成桩。特点

设备构造简单，适用范围广，操作方便，所成孔壁较坚实、稳定、坍孔少，不受施工场地限制，无噪声和振动影响等，因此被广泛地采用。但存在掏泥渣较费工费时，不能连续作业，成孔速度较慢，泥渣污染环境，孔底泥渣难以掏尽，使桩承载力不够稳定等问题。

适用范围适用于黄土、粘性土或粉质粘土和人工杂填土层中应用，特别适用于有孤石的砂砾石层、漂石层、坚硬土层、岩层中使用，对流砂层亦可克服，但对淤泥及淤泥质土，则要十分慎重，对地下水大的土层，会使桩端承载力和摩阻力大幅度降低，故不宜采用。1.3.2泥浆护壁冲孔灌注桩施工适用范围适用于黄土、粘性土或粉质粘土和人工杂填土层中应用，特别适用于有孤石的砂砾石层、漂石层、坚硬土层、岩层中使用，对流砂层亦可克服，但对淤泥及淤泥质土，则要十分慎重，对地下水大的土层，会使桩端承载力和摩阻力大幅度降低，故不宜采用。泥浆护壁冲孔灌注桩常用设备主要设备为CZ-22、CZ-30型冲击钻孔机或简易的冲击钻机。它由简易钻架、冲锤、转向装置、护筒、掏渣筒以及3~5t，双筒卷扬机（带离合器）等组成，所用钻具按形状分，有十字钻头和三翼钻头两种，前者专用于砾石层和岩层；后者适用于土层。钻头和钻机用钢丝绳连接，钻头重1.0~1.6t，钻头直径60~150cm。转向装置是一个活动的吊环，它与主挖钢绳的吊环联结提升冲锤。掏渣筒用于掏取泥浆及孔底沉渣，一般用钢板制成.冲击钻孔机掏渣筒钢护筒导管钻头泥浆护壁冲孔灌注桩施工工艺程序场地平整桩位放线开挖浆池、浆沟护筒埋设钻机就位、孔位校正冲击造孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣清孔换浆终孔验收下钢筋笼和钢导管灌注水下混凝土成桩养护泥浆护壁冲孔灌注桩施工工艺过程放线定桩位

场地平整后，首先由测量人员根据控制点放出各桩位，并在桩位中心打一根短钢筋作标记，同时固定好。桩位放线结束后，会同有关人员对轴线、桩位进行复核。埋设护筒成孔时应在孔口设圆形钢护筒，它的作用是保护孔口、定位导向、维护孔内泥浆面、防止塌方。护筒内径应比钻头直径大200mm，深一般为1.2~1.5m，如上部松土较厚，宜穿过松土层，以保护孔口和防止塌孔。护筒四周应用粘土分层回填夯实。移机就位

移动桩机，使桩机到达桩位，十字形冲击钻头对准桩位后，先低锤密击，钻出一个土坑，放入护筒。制备泥浆冲孔

桩位复核无误后，即可开始冲孔。冲孔一般采用十字形冲击钻头，冲击钻头必须设置打捞环，在冲击钻头锥顶和提升钢丝绳之间，必须设自行转向装置，以保证钻头自动转向，防止形成梅花孔。开孔时应低锤密击。清孔在钻进4~5m深后，每钻进度0.5~1.0m应清孔一次，清孔采用抽渣筒排渣，并及时补给泥浆，并保持孔内头液面的稳定。按照冲孔、清孔这样顺序循环作业直到符合设计深度。当开始钻基岩时应低锤冲击或间断冲击，以免偏斜。下钢筋笼

钢筋笼应严格按设计及有关规定制作，同时应在钢筋笼顶部焊接二根钢筋以便固定用。当冲孔结束并取出钻头后，即可吊起钢筋笼，垂直缓慢地放入孔内，并且要固定在钻机上。清孔换浆当冲孔冲到设计深度后，要进行二次清孔，即用抽渣筒排渣。清孔结束后，后重新测孔深，检查孔底沉渣厚度是否符合《规范》要求，否则应继续清孔。摩擦桩沉渣厚度不得大于150mm，端承桩沉渣厚度不大于50mm。清孔结束后，应立即进行灌注水下砼的工作。浇注砼之前，应先下导管，每节导管之间要垫上橡胶片，并用螺栓拧紧密封，以防漏气，导致浇筑砼时堵管，并在导管顶部装上漏斗。下隔水塞。灌注混凝土

向漏斗内倒入砼，当漏斗内的砼量能保证一次灌入后，埋管达0.8~1.0m以上时，可剪断绑隔水塞的铁丝。连续浇筑砼，不可中断，（稍微提升导管，让砼落下去）在砼浇筑过程中，如果导管插不下去，即可拔管。在拔管过程中，应控制埋管深度，保证最小不小于2m，最多不超过6m。当砼浇筑到桩顶设计标高时，适当控制砼的浇筑量保证超灌600~900mm，以确保桩头质量。砼浇筑结束后，拔出全部导管和护筒。1.3.3振动沉管灌注桩的施工工艺施工工艺流程放样、定桩位埋设预制桩尖桩机就位沉管灌注砼吊放钢筋笼、继续浇筑砼拔管放样定桩位：

测量人员先确定好控制点，再根据控制点放出各桩位，并在桩位中心撒上白灰作标记。埋设预制桩尖

按桩位挖土坑，并埋设预制桩尖，在埋设过程应随时观测，防止填土时桩尖位置偏差，桩尖中心与桩位中心应重合，偏差不得大于50mm，桩尖埋设好后，应复核校正1.3.3振动沉管灌注桩的施工工艺桩机就位

桩机通过卷扬机及轨道使桩机就位，并认真调整水平度，然后将桩管对准桩位中心。放松卷扬机钢丝绳，利用桩机和桩管自重，把桩尖竖直压入土中。沉管

开动振动锤，同时放松滑轮，使桩管逐渐下沉，并开动加压卷扬机，通过加压钢丝绳对钢管加压。沉管过程中，应经常检查管内有无水或泥浆，如果发现水或泥浆较多，应拔出桩管，用砂回填桩孔后重新沉管，当桩管下沉到设计标高时，停止振动器振动。灌注混凝土灌注混凝土之前，经检查确认桩管内无吞桩尖或进泥、进水时，即可用吊斗将混凝土通过灌注漏斗灌放桩管内。吊放钢筋笼，继续浇筑砼当桩管内混凝土大约浇到钢筋笼底部时，应起吊钢筋笼，从桩管内插入，利用钢索将钢筋笼吊在桩管内预定的深度上，钢筋笼吊好后，继续浇注混凝土。拔管：

当砼灌满后，应先启动振动箱片刻，再开动振动器和卷扬机拔桩管，边振边拔，用锤子敲击桩管，根据声音判断砼已从桩管中流出以后，方可继续拔桩管。并应严格控制拔管速度不得大于0.5m/min，边振边拔。每提升0.5~1.0m，再把桩管下沉0.3~0.5m，在拔管过程中分段添加砼，使管内砼面始终不低于地表面，或高于地下水位1.0~1.5m以上，以防砼中断形成缩径。同时砼浇筑高度应超过桩顶设计标高0.5m，以确保适时修整桩顶，凿去浮浆后，应确保桩顶设计标高及混凝土质量。1.3.4夯扩桩1、概念、特点与适用范围1）概念

夯压成型灌注桩又称夯扩桩，是在普通锤击沉管桩的基础上加以改进发展起来的一种新型桩，由于其扩底作用，增大了桩端支承面积，能够充分发挥桩端持力层的承载力，具有较好的技术经济指标，十几年来已在国内许多地区得到广泛地应用和发展。

2）特点

在桩管内增加了一根与外桩管长度基本相同的内夯管，以代替钢筋混凝土预制桩靴，与外管同步打入设计深度，并作为传力杆将桩锤击力传至桩端夯扩成大头形，并且增大了地基的密实度，同时利用内管和桩锤的自重将外管内的现浇桩身混凝土压密成型，使水泥浆压入桩侧土体并挤密桩侧的土，使桩的承载力大幅度提高，同时设备简单，上马快、操作方便，可消除一般灌注桩易出现缩颈、裂缝、混凝土不密实、回淤等问题，保证工程质量；而且技术可靠，工艺合理，经济实用，单桩承载力可达1100kN，工程造价比一般混凝土灌注桩基降低30%~40%。

3）适用范围

适用于一般粘性土、淤泥、淤泥质土、黄土、硬粘性土；亦可用于有地下水的情况；可在20层以下的高层建筑基础中应用。

2、夯扩灌注桩常用施工机具设备沉管机械采用锤击式沉桩机或1.8t导杆式柴油打桩机、静力压桩机，并配有2台2t慢速卷扬机，用于拔管。桩管由外管（套管）和内管（夯管）组成。外管直径为325mm（或377mm）无缝钢管；内管直径为219mm，壁厚10mm，长比外管短100mm，内夯管底端可采用闭口平底或闭口锥底。

外管和内管

夯锤

3、施工工艺流程放线、定出桩位——机架就位——内外管同步夯入土中——提升内夯管、浇第一批砼——插入内夯管、提升外管——夯扩——提升内夯管、浇第二批砼——再插入内夯管，提升外管、直至拔出地面。4、施工工艺过程(1)安装机架：按基础平面图测放出各桩的中心位置，并用套板和撒石灰标出桩位；将内夯管、外管、夯锤、振动电机安装在机架上；(2)机架就位：移动机架，将夯管对准桩位，放下桩管，调直夯管；(3)将外桩管和内套管同步打入设计深度；(4)拔出内夯管并在外桩管内灌入第一批混凝土，高度为H，混凝土量一般为0.1~0.3m3；5)将内夯管放回外桩管中压在混凝土面上，并将外桩管拔起h高度（h＜H），一般为0.6~1.0m；

(6)用桩锤通过内夯管将外桩管中灌入的混凝土挤出外管；

(7)将内外管再同时打至设计要求的深度（h深度），迫使其内混凝土向下部和四周基土挤压，形成扩大的端部，完成一次夯扩。或根据设计要求，可重复以上施工程序进行二次夯扩；

(8)拔出内夯扩管在外管内灌第