建筑工程施工地基与基础工程介绍课件

第二章地基与基础工程

第一节地基处理

第二节浅基础施工

第三节桩基础施工

11/7/20221石家庄铁道学院建筑工程系第二章地基与基础工程

第一节地基处理

第第一节地基处理

在软弱地基上建造建筑物或构筑物时，一般都应对基础作用范围内的土采取一定的技术加固与处理措施，使之满足基础设计的要求。方法：换填法、预压法、强夯法、振冲法、土与灰土挤密桩法、砂桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、夯实水泥土桩法和托换法等。11/7/20222石家庄铁道学院建筑工程系第一节地基处理

在软弱地基上建造一、换填法换填法就是将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后分层换填强度较高的砂、砂石、粉煤灰及其他性能稳定和无侵蚀性的材料，并夯压或振实至设计要求的密实度。换填法常用于轻型建筑地坪、堆料场地和道路工程等地基处理。适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗塘、暗沟等的浅层处理。二、重锤夯实法重锤夯实法是用起重机械将夯锤提升到一定高度，然后自由落锤，不断重复夯击以加固地基。重锤夯实法一般适用于地下水位距地表0.8m以下稍湿的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土。11/7/20223石家庄铁道学院建筑工程系一、换填法11/2/20223石家庄铁道学院建筑工程系三、强夯法强夯法是将夯锤从高处自由落下，给地基以强大的冲击能量，在冲击波和压应力的作用下，迫使土体中孔隙压缩，排除孔隙中的气和水，使土粒重新排列，迅速固结，从而提高地基土的强度并降低其压缩性的地基加固方法。强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。11/7/20224石家庄铁道学院建筑工程系三、强夯法11/2/20224石家庄铁道学院建筑工程系四、振冲法

振冲法就是利用振冲器水冲成孔，填以砂石骨料，借振冲器的水平及垂直振动，振密填料，形成碎石桩体与原地基构成复合地基以提高地基承载力的方法。11/7/20225石家庄铁道学院建筑工程系四、振冲法11/2/20225石家庄铁道学院建筑工程系第二节浅基础施工依据埋置深度的不同，基础可分为浅基础及深基础两大类。一般来讲，基础埋深小于5米的为浅基础，大于或等于5米的为深基础。一、常见浅基础的类型按受力特点分为：刚性基础和柔性基础。按构造型式分为：单独基础、条形基础及联合基础。按使用的材料分为：灰土基础、三合土基础、砖基础、毛石基础、混凝土和毛石混凝土基础及钢筋混凝土基础。二、浅基础施工常见浅基础，如：灰土基础、三合土基础、砖基础、毛石基础、混凝土和毛石混凝土基础及钢筋混凝土基础的施工见P73-80。11/7/20226石家庄铁道学院建筑工程系第二节浅基础施工依据埋置深度的不同，基础可第三节桩基础施工

一般多层建筑物，当地基较好时多采用天然地基上的浅基础，它造价低、施工简便。如果天然浅土层较弱，可采用机械压实、强夯、堆载预压、深层搅拌、化学加固等方法进行人工加固，形成人工地基。如深部土层也软弱，或建（构）筑物的上部荷载较大，而且是对沉降有严格要求的高层建筑、地下建筑以及桥梁基础等，则需采用深基础。

桩基础是一种常用的深基础形式，它由桩和承台组成。

11/7/20227石家庄铁道学院建筑工程系第三节桩基础施工一般多层建筑物一、桩基础的分类按承载性状可分为：摩擦型桩和端承型桩，前者又分为摩擦桩、端承摩擦桩；后者又分为端承桩、摩擦端承桩。按成桩时挤土状况可分为：非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩。按桩身材料可分为:混凝土桩、钢桩、组合材料桩。按桩的施工方法可分为：预制桩和灌注桩两类。预制桩是在工厂或施工现场制成的各种材料和形式的桩（如木桩、混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢管或型钢的钢桩等），用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中，或有的用高压水冲沉入土中。灌注桩是在施工现场的桩位上用机械或人工成孔，然后在孔内灌注混凝土而成。根据成孔方法的不同分为钻孔、挖孔、冲孔灌注桩，沉管灌注桩和爆扩桩。11/7/20228石家庄铁道学院建筑工程系一、桩基础的分类按承载性状可分为：摩擦型桩和端承型桩，前者又桩基础的组成11/7/20229石家庄铁道学院建筑工程系桩基础的组成11/2/20229石家庄铁道学院建筑工程系二、预制桩施工（一）、钢筋混凝土桩的预制、起吊、运输和堆放（二）、打桩机械设备（三）、锤击沉桩施工（四）、振动沉桩法（五）、静力压桩法11/7/202210石家庄铁道学院建筑工程系二、预制桩施工（一）、钢筋混凝土桩的预制、起吊、11/2/2（一）、钢筋混凝土桩的预制、起吊、运输和堆放

1.制作――保证质量桩长<30m、高强度：>30MPa、钢筋对焊接长、桩尖和桩顶钢筋加密（图）要点：叠制≯4层，上下隔离，下层混凝土达30％设计强度后再浇上层；钢筋接长用对焊，接头错开；混凝土由顶至尖连续浇筑，注意养护与保护；预应力管桩离心成型，直径400～500，壁厚80～100，节长8～10m，C60。11/7/202211石家庄铁道学院建筑工程系（一）、钢筋混凝土桩的预制、起吊、运输和堆放

1.制作―2.起吊、运输－－防止损坏(1)混凝土强度：起吊移位――≮70％设计强度运输――≮100％设计强度(2)合理吊点：应符合设计要求，若无设计要求，则吊（支）点位置：要使起吊弯矩最小(图)(3)吊、运平稳，避免损坏。3.堆放

高度不超过四层；地面坚实、平整，垫长枕木；支承点在吊点位置，垫木上下对齐。+M－M11/7/202212石家庄铁道学院建筑工程系2.起吊、运输－－防止损坏(1)混凝土强度：+M－M11/2桩的吊点位置图(a)1个吊点；(b)2个吊点；(c)3个吊点；(d)4个吊点

11/7/202213石家庄铁道学院建筑工程系桩的吊点位置图11/2/202213石家庄铁道学院建筑工程系钢筋混凝土预制桩制作－钢筋、模板施工11/7/202214石家庄铁道学院建筑工程系钢筋混凝土预制桩制作－钢筋、模板施工11/2/202214石钢筋混凝土预制桩制作－混凝土浇筑11/7/202215石家庄铁道学院建筑工程系钢筋混凝土预制桩制作－混凝土浇筑11/2/202215石家庄（二）、打桩机械设备打桩设备包括桩锤、桩架和动力装置。

（1）桩锤桩锤是对桩施加冲击，将桩打入土中的主要机具。桩锤主要有落锤、蒸汽锤、柴油锤和振动锤等，应根据施工现场情况、机具设备条件及工作方式和工作效率等条件选择。目前应用最多的是柴油锤。用锤击沉桩时，为防止桩受冲击应力过大而损坏，力求采用“重锤轻击”。如采用轻锤重击，锤击功能很大一部分被桩身吸收，桩不易打入，且桩头容易打碎。锤重可根据土质、桩的规格等进行选择，如能进行锤击应力计算则更为科学。11/7/202216石家庄铁道学院建筑工程系（二）、打桩机械设备打桩设备包括桩锤、桩架和动力装置。1桩锤种类

适用范围

优缺点

附注

落

锤

1．可用于各种桩

2．除轻型落锤(0.5~0.75t)可用人力外，一般均用卷扬机施打

构造简单、使用方便、冲击力大，能随意调整落距，但锤打速度慢，效率较低。

落锤是指桩锤用人力或机械拉升，然后自由落下，利用自重夯击桩顶。单作用汽锤适用于打各类桩

构造简单、落距短，对设备和桩头不易损坏，打桩速度及冲击力较落锤大，效率较高。

利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举，然后由锤的自重向下冲击沉桩。

双作用汽锤

1．适宜于打各类桩，便于打斜桩

2．使用压缩空气时，可在水下打桩

3．可用于拔桩

冲击次数多、冲击力大、工作效率高，可不用桩架打桩，但需锅炉或空压机，设备笨重，移动较困难。

利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举及下冲，增加夯击能量。

柴油打桩锤

1．最适用于打木桩、钢板桩

2．不适用于在过硬或过软的土中打桩

附有桩架、动力等设备，机架轻、移动便利、打桩快、燃料消耗少，有重量轻和不需要外部能源等优点。

利用燃油爆炸，推动活塞，引起锤头跳动。

振动沉桩锤

1．适用于打钢板桩、钢管桩、钢筋混凝土桩和木桩

2．宜用于砂土、塑性粘土及松软砂粘土

3．在卵石夹砂及紧密粘土中效果较差

沉桩速度快，适应性大，施工操作简易安全，能打各种桩并帮助卷扬机拔桩。

利用偏心轮引起激振，通过刚性连接的桩帽传到桩上。

11/7/202217石家庄铁道学院建筑工程系桩锤种类适用范围优缺点附注落锤1．可用于各种桩导杆式柴油打桩锤的工作原理图1-汽缸；2-喷嘴筒式柴油锤工作原理图11/7/202218石家庄铁道学院建筑工程系导杆式柴油打桩锤的工作原理图筒式柴油锤工作原理图11/2/2（2）桩架

桩架是支持桩身和桩锤，在打桩过程中引导桩的方向，并保证桩捶能沿着所要求方向冲击的打桩设备。常用的通用桩架（能适应多种桩锤）有两种基本形式：一种是沿轨道行驶的多能桩架；另一种是装在履带底盘上的桩架。

①多能桩架：由立柱、斜撑、回转工作台、底盘、及传动机构组成。它的机动性和适应性很大，在水平方向可作360°回转，立柱可前后倾斜，底盘下装有铁轮，可在轨道上行走。这种桩架可适应各种预制桩，也可用于灌注桩施工。

缺点是机构较庞大，现场组装和拆迁比较麻烦。

②履带式桩架：以履带式起重机为底盘，增加立柱和斜撑用以打桩。性能较多能桩架灵活，移动方便，可适应各种预制桩施工，目前应用最多。

（3）动力装置

动力装置的配置取决于所选的桩锤。当选用蒸汽锤时，则需配备蒸汽锅炉和卷扬机。11/7/202219石家庄铁道学院建筑工程系（2）桩架

桩架是支持桩身和桩锤，在打桩过程中引导

多能桩架

履带式桩架1—桩锤；2—桩帽；3—桩；4—立柱；5—斜撑；6—车体11/7/202220石家庄铁道学院建筑工程系多能桩架履带式桩架11/2/202220石家庄铁道学院建打桩机外形图(a)

起重机式打桩机；(b)柴油打桩机1-立桩；2-桩；3-桩帽；4-桩锤；5-机体；6-支撑；7-斜撑；8-起重杆

11/7/202221石家庄铁道学院建筑工程系打桩机外形图11/2/202221石家庄铁道学院建筑工程系（三）、锤击沉桩施工（1）施工前的准备工作平整压实场地、清障、排水、定位放线、确定打桩顺序、设置水准点、试桩等，见P86①-⑥。11/7/202222石家庄铁道学院建筑工程系（三）、锤击沉桩施工（1）施工前的准备工作11/2/2022（2）打桩顺序

通常的顺序：逐排打、自中央向两边（或四周）、自两边向中央、分段打如何确定打桩顺序：当桩距>4倍桩径时打桩顺序对质量影响不大，只从提高效率出发确定打桩顺序，选择倒行和拐弯次数最少的顺序；当桩距<4倍桩径时打桩顺序会影响地下土层的挤压状态，因此打桩顺序不仅对施工效率有影响，而且对质量有影响，应根据工程的特点选择自中央向两边（或四周）或分段打。11/7/202223石家庄铁道学院建筑工程系（2）打桩顺序

通常的顺序：逐排打、自中央向两边（

当桩距<4倍桩径时,打桩顺序对地下土层挤压状态的影响(a)逐排打(b)自两边向中央(c)自中央向两边（或四周）(d)分段打根据基础的设计标高和桩的规格，宜按先深后浅、先大后小、先长后短的顺序进行打桩。打桩顺序和土壤挤密状况图11/7/202224石家庄铁道学院建筑工程系当桩距<4倍桩径时,打桩顺序对地下土层挤压状态的影响(a（3）打桩施工

工艺顺序：设置标尺→桩架就位→吊桩就位→扣桩帽、落锤、脱吊钩→低锤轻打→正式打（接桩，截桩，静、动载试验，承台施工）。要点：采用重锤低击，开始要轻打；注意贯入度变化，做好打桩记录（编号、每米锤击数、桩顶标高、最后贯入度…）；如遇异常情况（贯入度剧变；桩身突然倾斜、位移、回弹；桩身严重裂缝或桩顶破碎），暂停施打，与有关单位研究处理。接桩的方法：焊接法、法兰螺栓连接法、硫磺浆锚法。11/7/202225石家庄铁道学院建筑工程系（3）打桩施工

工艺顺序：设置标尺→桩架就位→吊桩就位→扣11/7/202226石家庄铁道学院建筑工程系11/2/202226石家庄铁道学院建筑工程系11/7/202227石家庄铁道学院建筑工程系11/2/202227石家庄铁道学院建筑工程系（4）打桩质量控制主要指标：平面位置及垂直度偏差、贯入度、沉桩标高。打桩（入土深度）控制：摩擦桩：以沉桩标高（桩端设计标高）为主、以贯入度为辅；端承桩：以贯入度为主、以沉桩标高（桩端设计标高）为辅。偏差:桩位偏差：排桩―垂直于纵轴≯100，平行于纵轴≯150mm；群桩－

≯1/3桩径或边长；垂直偏差：≯1%；桩无严重受损：桩顶、桩身不打坏，桩顶下1/3桩长内无水平裂缝。对周围环境无造成严重危害：桩区及附近地区未有过大的土体隆起和水平位移。11/7/202228石家庄铁道学院建筑工程系（4）打桩质量控制主要指标：平面位置及垂直度偏差、贯入度、沉打桩过程中常遇到的问题

桩顶、桩身被打坏：与桩头钢筋设置不合理、桩顶与桩轴线不垂直、混凝土强度不足、桩尖通过过硬土层、锤的落距过大、桩锤过轻等有关。

桩位偏斜：当桩顶不平、桩尖偏心、接桩不正、土中有障碍物时都容易发生桩位偏斜，因此施工时应严格检查桩的质量并按施工规范的要求采取适当措施，保证施工质量。

桩打不下：施工时，桩锤严重回弹，贯入度突然变小，则可能与土层中夹有较厚砂层或其他硬土层以及钢渣，孤石等障碍物有关。当桩顶或桩身已被打坏，锤的冲击能不能有效传给桩时，也会发生桩打不下的现象。有时因特殊原因，停歇一段时间后再打，则由于土的固结作用，桩也往往不能顺利地被打入土中。所以打桩施工中，必须在各方面作好准备，保证施打的连续进行。

一桩打下邻桩上升：桩贯入土中，使土体受到急剧挤压和扰动，其靠近地面的部分将在地表隆起和水平移动，当桩较密，打桩顺序又欠合理时，土体被压缩到极限，就会发生一桩打下，周围土体带动邻桩上升的现象。

11/7/202229石家庄铁道学院建筑工程系打桩过程中常遇到的问题桩顶、桩身被打坏：打入预制桩－第一节桩体11/7/202230石家庄铁道学院建筑工程系打入预制桩－第一节桩体11/2/202230石家庄铁道学院建打入预制桩－电焊接桩11/7/202231石家庄铁道学院建筑工程系打入预制桩－电焊接桩11/2/202231石家庄铁道学院建筑打入预制桩－末节桩体11/7/202232石家庄铁道学院建筑工程系打入预制桩－末节桩体11/2/202232石家庄铁道学院建筑（四）、静力压桩法静力压桩是利用静压力将桩压入土中，施工中虽然仍然存在挤土效应，但没有振动和噪音，适用于软弱土层和邻近有怕振动的建（构）筑物的情况。静力压桩机有机械式和液压式之分，目前使用的多为液压式静力压桩机，压力可达5000kN，如图示。11/7/202233石家庄铁道学院建筑工程系（四）、静力压桩法11/2/202233石家庄铁道学院建筑工图液压式静力压桩机

1—操纵室；2—电气控制台；3—液压系统；4—导向架；5—配重；6—夹持装置；7—吊桩把杆；8—支腿平台；9—横向行走与回转装置；10—纵向行走装置；11—桩11/7/202234石家庄铁道学院建筑工程系图液压式静力压桩机

1—操纵室；2—电气控制台；3—液压静力压桩机11/7/202235石家庄铁道学院建筑工程系静力压桩机11/2/202235石家庄铁道学院建筑工程系（五）、振动沉桩法

振动法是利用振动锤沉桩，将桩与振动锤连接在一起，振动锤产生的振动力通过桩身带动土体振动，使土体的内摩擦角减小、强度降低而将桩沉入土中。该方法在砂土中施工效率较高。11/7/202236石家庄铁道学院建筑工程系（五）、振动沉桩法11/2/202236石家庄铁道学院建筑工图

振动锤

1—振动器；2—弹簧；3—竖轴；4—横梁；

5—起重环；6—吸振

11/7/202237石家庄铁道学院建筑工程系图

振动锤

1—振动器；2—弹簧；3—竖轴；4—横梁；

5三、灌注桩施工（一）、钻孔灌注桩（二）、套管成孔灌注桩（三）、挖孔灌注桩11/7/202238石家庄铁道学院建筑工程系三、灌注桩施工（一）、钻孔灌注桩11/2/202238石家庄（一）、钻孔灌注桩施工

A、干作业成孔灌注桩B、湿作业成孔灌注桩各种成孔方法的适用范围见P92表2-4。11/7/202239石家庄铁道学院建筑工程系（一）、钻孔灌注桩施工A、干作业成孔灌注桩11/2/20A、干作业成孔灌注桩

1、成孔机械：手摇钻机、洛阳铲、螺旋钻机

螺旋钻机－长：钻杆长10m以上，φ400～600短：钻杆长3～5m，φ300～400类型:全叶螺旋钻机；步履式螺旋钻机特点：钻头切削；叶片排土；干作业应用条件：地下水以上的粘性土；Φ300~500mm；深度<8~12m

11/7/202240石家庄铁道学院建筑工程系A、干作业成孔灌注桩1、成孔机械：手摇钻机、洛阳铲、螺旋钻全叶螺旋钻机图1-导向滑轮；2-钢丝绳；3-龙门导架；4-动力箱；5-千斤顶支腿；6-螺旋钻杆11/7/202241石家庄铁道学院建筑工程系全叶螺旋钻机图11/2/202241石家庄铁道学院建筑工程系步履式螺旋钻机图1-上盘；2-下盘；3-回转滚轮；4-行走滚轮；5-钢丝滑轮；6-回转中心轴；7-行车油缸；8-中盘；9支撑轴

11/7/202242石家庄铁道学院建筑工程系步履式螺旋钻机图11/2/202242石家庄铁道学院建筑工程11/7/202243石家庄铁道学院建筑工程系11/2/202243石家庄铁道学院建筑工程系2、施工要点a.土质差、有振动、间距小时，间隔钻孔制作；b.软塑土层、含水量大－用疏纹叶片钻杆；可塑、硬塑粘土，含水量较小的砂土－用密纹叶片钻杆；c.及时灌注混凝土，防止孔壁坍塌；d.浇混凝土时放护筒，混凝土坍落度5～9cm，每层浇筑高度≯1.5m。

3、质量要求

①偏差要求：位置偏差≯70～150mm；垂直度偏差≯1％②孔底虚土厚度：端承桩≯50mm；摩擦桩≯150mm。③避免出现缩颈和断桩11/7/202244石家庄铁道学院建筑工程系2、施工要点a.土质差、有振动、间距小时，间隔钻孔制B、湿作业（泥浆护壁）成孔灌注桩

软土地基的深层钻进，会遇到地下水问题。采用泥浆护壁湿作业成孔能够解决施工中地下水带来的孔壁塌落，钻具磨损发热及沉渣问题。常用的湿作业成孔机械有冲抓锥成孔机、斗式钻头成孔机、冲击式钻孔机、潜水电钻、大直径旋入全套管护壁成孔钻机和工程水文地质回转钻机等，其中回转钻机是目前灌注桩施工用得最多的施工机械，该钻机配有移动装置，设备性能可靠，噪音和振动小，效率高，质量好。适用于松散土层、粘土层、砂砾层、软岩层等地质条件。回转钻机钻孔前，应先在孔口处埋设护筒，护筒的作用是固定桩孔位置、保护孔口、防止塌孔、增加桩孔内水压。护筒由3mm～5mm钢板制成，其内径比钻头直径大100mm，埋在桩位处，其顶面应高出地面或水面400mm～600mm，周围用粘土填实。11/7/202245石家庄铁道学院建筑工程系B、湿作业（泥浆护壁）成孔灌注桩软土地基的1、成孔机械

冲抓钻冲击钻潜水电钻回转钻用于碎石土、砂土、粘性土、风化岩用于粘性土、淤泥、砂土11/7/202246石家庄铁道学院建筑工程系1、成孔机械冲抓钻用于粘性土、淤泥、砂土111）回转钻机特点：钻头回转切削泥浆循环排土泥浆保护孔壁湿作业、地面泥泞应用条件：地下水位较高的硬粘土或软石Φ<1m,深度20~30m多用于高层建筑泥浆循环方式：正循环：适合小直径孔（Φ<0.8m)反循环：适合大直径孔（Φ>0.8m)泥浆的作用：排渣、护壁正循环的优缺点：优点：设备简单、操作方便、小孔径效率较高缺点：泥浆反流速度低、排渣能力弱反循环的优缺点：与正循环相反11/7/202247石家庄铁道学院建筑工程系1）回转钻机特点：泥浆的作用：排渣、护壁11/2/20224正循环工艺原理图1-钻头；2-泥浆循环方向；3-沉淀池；4-泥浆池；5-泥浆泵；6-水龙头；7-钻杆；8-回转装置

反循环工艺原理图1-钻头；2-新泥浆流向；3-沉淀池；4-沙石泵；5--水龙头；7钻杆；7-回转装置；8-混合液流向

11/7/202248石家庄铁道学院建筑工程系正循环工艺原理图反循环工艺原理图11/2/202248石家庄2）潜水钻机特点：机理与回转钻机相同，但动力、变速机构、钻头联在一起位于水下，故轻便泥浆正循环条件：深度可达50m、直径可达0.8m地下水位较高的一般粘性土、淤泥质土及砂土11/7/202249石家庄铁道学院建筑工程系2）潜水钻机特点：11/2/202249石家庄铁道学院建筑工潜水钻机图1-钻头；2-潜水钻机；3-电缆；4-护筒；5-水管；6-滚轮；7-钻杆；8-电缆盘；9、10-卷扬机；11-电压表；12-开关

11/7/202250石家庄铁道学院建筑工程系潜水钻机图11/2/202250石家庄铁道学院建筑工程系3）冲击钻机特点：冲锥式钻头下落冲击破碎岩土掏渣筒掏渣条件:岩石类土11/7/202251石家庄铁道学院建筑工程系3）冲击钻机特点：11/2/202251石家庄铁道学院建筑工冲击钻孔图1-副滑轮；2-主滑轮；3-主杆；4-前拉索；5-后拉索；6-斜撑；7-卷扬机；8-导向轮；9-垫木；10-钢管；11-供浆管；12-溢流口；13-泥浆流槽；14-护筒回填土；；15-钻头

图冲抓锥11/7/202252石家庄铁道学院建筑工程系冲击钻孔图图冲抓锥11/2/202252石家庄铁道学院建筑2.施工过程泥浆护壁成孔灌注桩施工程序图11/7/202253石家庄铁道学院建筑工程系2.施工过程泥浆护壁成孔灌注桩施工程序图11/2/202要点：

1）护筒直径比钻头大100，开设1～2个溢浆口，埋入土中≮1m；

2）泥浆比重1.1左右（粘土时可自造），随钻随灌，保持高于水位面；

水下灌注混凝土要求：导管法①混凝土≮C20，坍落度16～22cm，骨料粒径≯30mm；②导管最大外径比钢筋笼内径小100以上；③钢筋的混凝土保护层厚度≮50mm（混凝土垫块）；④能埋管500～600mm后剪断导柱塞铅丝；⑤提管时保证混凝土埋入≮1m。11/7/202254石家庄铁道学院建筑工程系要点：

1）护筒直径比钻头大100，开设1～2个溢浆

湿作业成孔灌注桩施工中容易发生的质量问题及处理方法：

a.塌孔在成孔过程中或成孔后，有时在排出的泥浆中不断出现气泡，有时护筒内的水位突然下降，这是塌孔的迹象。其形成原因主要是土质松散、泥浆护壁不好、护筒水位不高等所致。如发生塌孔，应探明塌孔位置，将砂和粘土（或砂砾和黄土）混合物回填到塌孔位置1m~2m，如塌孔严重，应全部回填，等回填物沉积密实再重新钻孔。b.缩孔是指孔径小于设计孔径的现象。是由于塑性土膨胀造成的，处理时可反复扫孔，以扩大孔径。

c.斜孔桩孔成孔后发现较大垂直偏差，是由于护筒倾斜和位移、钻杆不垂直、钻头导向部分太短、导向性差、土质软硬不一、或遇上孤石等原因造成。斜孔会影响桩基质量，并会造成施工上的困难。处理时可在偏斜处吊住钻头，上下反复扫孔，直至把孔位校直；或在偏斜处回填砂粘土，待沉积密实后再钻。

11/7/202255石家庄铁道学院建筑工程系湿作业成孔灌注桩施工中容易发生的质量问题及处理方法湿作业钻孔灌注桩-护筒埋设11/7/202256石家庄铁道学院建筑工程系湿作业钻孔灌注桩-护筒埋设11/2/202256石家庄铁道学湿作业钻孔灌注桩-钻进施工11/7/202257石家庄铁道学院建筑工程系湿作业钻孔灌注桩-钻进施工11/2/202257石家庄铁道学湿作业钻孔灌注桩-钢筋笼吊装11/7/202258石家庄铁道学院建筑工程系湿作业钻孔灌注桩-钢筋笼吊装11/2/202258石家庄铁道湿作业钻孔灌注桩-混凝土浇筑11/7/202259石家庄铁道学院建筑工程系湿作业钻孔灌注桩-混凝土浇筑11/2/202259石家庄铁道湿作业钻孔灌注桩-泥浆运输车辆11/7/202260石家庄铁道学院建筑工程系湿作业钻孔灌注桩-泥浆运输车辆11/2/202260石家庄铁（二）、挖孔灌注桩

在土木工程中，有些高层建筑、大型桥梁、重要的水利工程由于自重大，底面积小，对地基的单位压力很高，需要大直径的桩来承受，但却往往受到钻孔设备的限制而难以完成。在这种情况下，人们较多地采用了挖孔灌注桩。挖孔灌注桩的施工，是测量定位后开挖工人下到桩孔中去，在井壁护圈的保护下，直接进行开挖，待挖到设计标高，桩底扩孔后，对基底进行验收，验收合格后下放钢筋笼，浇筑混凝土成桩。挖孔时如遇地下水，可使用潜水泵随时将水排除。挖孔桩的桩径一般为1m~3m，桩深20m~40m，最深可达60m~80m。每根桩的承载力为10000kN~40000kN，甚至可高达60000kN~70000kN。

常用的井壁护圈有下列几种：a.混凝土护圈

b.沉井护圈c．钢套管护圈11/7/202261石家庄铁道学院建筑工程系（二）、挖孔灌注桩在土木工程中，有些高应用：大直径桩（1~5m)主要施工过程：挖孔（挖土、运土、扩底、清孔）辅助工程（支护、降水、通风）钢筋混凝土工程挖孔方法：机械挖土（×）：国外人工挖土（√）：国内支护方法：钢筋混凝土护圈：适用于无涌水或有涌水但可通过排降水方法排除工作面涌水的土层沉井护圈：适合强透水层钢套管护圈：适合强透水层11/7/202262石家庄铁道学院建筑工程系应用：大直径桩（1~5m)11/2/202262石家庄铁道学混凝土墩身施工图在护圈保护下开挖土方；支模板浇筑混凝土护圈；浇筑墩身混凝土

11/7/202263石家庄铁道学院建筑工程系混凝土墩身施工图11/2/202263石家庄铁道学院建筑工程（三）、套管成孔灌注桩施工

套管成孔灌注桩又称为打拔（沉）管灌注桩。是利用一根与桩的设计

尺寸相适应的钢管，其下端带有桩尖。采用锤击或振动的方法将其沉入土中，然后将钢筋笼放入钢管内，再灌注混凝土，并随灌随将钢管拔出，利用拔管时的振动将混凝土捣实。可分为锤击沉管灌注桩和振动沉管灌注桩。应用：可塑、软塑、流塑的粘性土，稍密及松散的砂土

施工过程：打入钢管、下钢筋笼、边浇混凝土边拔出钢管

主要施工设备：振动桩锤落锤或蒸汽锤桩靴：钢筋混凝土预制桩靴、钢活瓣桩靴主要工艺方式、作业参数、施工顺序：常见质量问题工艺方式作业参数施工顺序11/7/202264石家庄铁道学院建筑工程系（三）、套管成孔灌注桩施工

套管成孔灌注桩又称为打拔（沉施工过程

桩靴、钢管就位→沉管→检查管内有无砂、水→放入钢筋骨架→浇灌混凝土、提管。

要点：

防止钢管内进入泥浆、水；

灌满混凝土后再随拔管、随灌、并轻打或振动；

防止缩径、断桩及吊脚桩。

沉管灌注桩施工过程a）就位；b）沉套管；c）初灌混凝土；d）放置钢筋笼、灌注混凝土；e）拔管成桩1—钢管；2—桩靴；3—桩11/7/202265石家庄铁道学院建筑工程系施工过程

桩靴、钢管就位→沉管→检查管内有无砂、水→放入钢筋11/7/202266石家庄铁道学院建筑工程系11/2/202266石家庄铁道学院建筑工程系振动套管成孔灌注桩设备图1-导向滑轮；2-滑轮组；3-振动桩锤；4-混凝土漏斗；5-桩管；6-加压钢丝绳；7-桩架；8-混凝土吊斗；9-活瓣桩靴；10-卷扬机；11-行驶用钢管；12-枕木11/7/202267石家庄铁道学院建筑工程系振动套管成孔灌注桩设备图11/2/202267石家庄铁道学院锤击沉管灌注桩设备图1-桩锤；2-混凝土漏斗；3-桩管；4-桩架；5-混凝土吊斗；6-行驶用钢管；7-预制桩靴；8-卷扬机；9-枕木

11/7/202268石家庄铁道学院建筑工程系锤击沉管灌注桩设备图11/2/202268石家庄铁道学院建筑沉管灌注桩机械11/7/202269石家庄铁道学院建筑工程系沉管灌注桩机械11/2/202269石家庄铁道学院建筑工程系钢活瓣桩尖1—桩管；2—锁轴；3—活瓣预制钢筋混凝土桩尖11/7/202270石家庄铁道学院建筑工程系钢活瓣桩尖预制钢筋混凝土11/2/202270石家庄铁道学院沉管灌注桩钢筋混凝土预制桩靴11/7/202271石家庄铁道学院建筑工程系沉管灌注桩钢筋混凝土预制桩靴11/2/202271石家庄铁道振动沉管灌注桩的拔管方法单打法：即一次拔管法。拔管时每提升0.5m~1.0m,振动5~10s后，再拔管0.5~1.0m，如此反复进行，直到全部拔出为止。复打法：即在同一桩孔内进行两次单打，或根据要求进行局部复打。反插法：钢管每提升0.5m，再下沉0.3m(或提升1m,下沉0.5m)，如此反复进行，直到全部拔出为止。11/7/202272石家庄铁道学院建筑工程系振动沉管灌注桩的拔管方法单打法：即一次拔管法。拔管时每复打法示意图(a)全部复打；(b)、(c)局部复打1-单打桩；2-沉管；3-第二次浇筑混凝土；4-复打桩

11/7/202273石家庄铁道学院建筑工程系复打法示意图11/2/202273石家庄铁道学院建筑工程系主要作业参数拔管速度：约1m/min（与土质条件有关）一次拔管高度：0.5~1m左右振动时间：5~10s管内混凝土量：>2m(第一次尽量灌满）施工顺序：当桩距<3.5桩径时，为避免断桩可采用跳打法、或间隔时间打桩法。11/7/202274石家庄铁道学院建筑工程系主要作业参数拔管速度：约1m/min（与土质条件有关常见质量问题及原因：断桩：桩身混凝土强度不足，桩距过小，受临桩打管时挤压所致。缩颈：在饱和淤泥质土中拔管速度快或混凝土流动性差，或混凝土装入量少，使混凝土出管扩散性差，空隙水压大，挤向新浇混凝土，导致桩径截面缩小。吊脚桩：桩靴强度不够，打管时被打坏，水或泥沙进入套管；或活瓣未及时张开，导致桩底部隔空。有隔层：骨料粒径大或混凝土和易性差或拔管速度快，导致泥沙进入使桩身不连续。

为避免上述问题，除了从材料方面解决外，还必须从施工工艺上解决。11/7/202275石家庄铁道学院建筑工程系常见质量问题及原因：断桩：桩身混凝土强度不足，桩距四、爆扩桩

爆扩成孔灌注桩是用钻孔爆扩成孔，孔底放入炸药，再灌入适量的混凝土，然后引爆，使孔底形成扩大头，再放入钢筋茏，浇筑桩身混凝土。爆扩桩在粘性土层中使用效果较好，但在软土及砂土中不易成型，桩长（H）

一般为3～6m，最大不超过10m。扩大头直径D为2.5～3.5d。这种桩具有成孔简单，节省劳力和成本低等优点。但检查质量不便，施工质量要求严格。

施工过程：如图所示。应用条件:粘土主要施工参数：桩孔爆破时的装药量：根据桩身直径查表扩大头爆破时的装药量：根据扩大头直径查表扩大头爆破时混凝土的灌入量：2~3m高，或扩大头体积的50%引爆顺序：先浅后深11/7/202276石家庄铁道学院建筑工程系四、爆扩桩

爆扩成孔灌注桩是用钻孔爆扩成孔，孔底放入炸药，再爆扩桩施工工艺图(a)钻导管；(b)放入炸药管；(c)炸扩桩孔；(d)放入炸药包，并灌入扩大头体积50%的混凝土；(e)炸扩大头；(f)放入钢筋骨架并浇筑混凝土

11/7/202277石家庄铁道学院建筑工程系爆扩桩施工工艺图11/2/202277石家庄铁道学院建筑工程五、水域灌注桩施工筑岛/围堰：水浅、流速缓、河床不透水船水中支架11/7/202278石家庄铁道学院建筑工程系五、水域灌注桩施工筑岛/围堰：水浅、流速缓、河床不透水11/草麻袋围堰筑岛图1、桩孔；2、河岸；3、围堰；4、填芯沙土；5、常水位；6、河床；7、水流方向11/7/202279石家庄铁道学院建筑工程系草麻袋围堰筑岛图11/2/202279石家庄铁道学院建筑工程土围堰图11/7/202280石家庄铁道学院建筑工程系土围堰图11/2/202280石家庄铁道学院建筑工程系桩孔集中时船的拼装假设图1、浮船；2、桩孔；3、拼装梁11/7/202281石家庄铁道学院建筑工程系桩孔集中时船的拼装假设图11/2/202281石家庄铁道学院

双体船工作平台图

1、船体；2、基台木；3、横梁；4船舷木垫；5、塔架；6、钢丝绳；7、紧绳器；8、横撑木；9、桩孔11/7/202282石家庄铁道学院建筑工程系双体船工作平台图

1、船体；2、基台木；3、横梁；4船舷支架式活动工作平台图1－支架；2－固定工作平台；3－活动平台轨道；4－平台滚轮；5－钻机移动方向；6－钻机轨道；7－活动工作平台；8－钻机；9－钻机滚轮；10－活动工作平台移动方向；11－护筒；12－桩孔11/7/202283石家庄铁道学院建筑工程系支架式活动工作平台图11/2/202283石家庄铁道学院建筑第一节预制桩施工第二节灌注桩施工11/7/202284石家庄铁道学院建筑工程系第一节预制桩施工11/2/202284石家庄铁道学院建二、预制桩的施工方法1、打桩机械2、施工过程

3、其他沉桩方法11/7/202285石家庄铁道学院建筑工程系二、预制桩的施工方法1、打桩机械11/2/202285石家庄（1）锤击方式轻锤高击（×）重锤低击（√）原因：L≈3Q/q而L越小，桩身越容易出现拉应力。重锤低击能使L增大，从而减少拉应力的产生。锤头落距高，桩顶应力大，易打坏桩头。11/7/202286石家庄铁道学院建筑工程系（1）锤击方式轻锤高击（×）11水冲法沉桩（射水沉桩）

射水沉桩方法往往与锤击（或振动）法同时使用，具体选择应视土质情况：在砂夹卵石层或坚硬土层中，一般以射水为主，以锤击或振动为辅；在粉质粘土或粘土中，为避免降低承载力，一般以锤击或振动为主，以射水为辅，并应适当控制射水时间和水量。

下沉空心桩，一般用单管内射水。当下沉较深或土层较密实，可用锤击或振动，配合射水；

下沉实心桩，将射水管对称地装在桩的两侧，并能沿着桩身上下自由移动，以便在任何高度上射水冲土。

必须注意，不论采取任何射水施工方法，在沉入最后阶段1~1.5m至设计标高时，应停止射水，用锤击或振动沉入至设计深度，以保证桩的承载力。射水沉桩的设备包括：水泵、水源、输水管路和射水管。射水管内射水的长度（L）应为桩长（L1）、射水嘴伸出桩尖外的长度（L2）和射水管高出桩顶以上高度（L3）之和，即L=L1+L2+L3。射水管的布置见图。水压与流量根据地质条件、桩锤或振动机具、沉桩深度和射水管直径、数目等因素确定，通常在沉桩施工前经过试桩选定。11/7/202287石家庄铁道学院建筑工程系水冲法沉桩（射水沉桩）11/2/202287石家庄铁道学院建图

射水沉桩的射水管

1—送桩管；2—加强的圆钢；3—弯管；4—胶管；5—桩管；

6—射水管；7—保险钢丝绳；8—导向环；9—挡砂板11/7/202288石家庄铁道学院建筑工程系图

射水沉桩的射水管

1—送桩管；2—加强的圆钢；3—弯管第二章地基与基础工程

第一节地基处理

第二节浅基础施工

第三节桩基础施工

11/7/202289石家庄铁道学院建筑工程系第二章地基与基础工程

第一节地基处理

第第一节地基处理

在软弱地基上建造建筑物或构筑物时，一般都应对基础作用范围内的土采取一定的技术加固与处理措施，使之满足基础设计的要求。方法：换填法、预压法、强夯法、振冲法、土与灰土挤密桩法、砂桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、夯实水泥土桩法和托换法等。11/7/202290石家庄铁道学院建筑工程系第一节地基处理

在软弱地基上建造一、换填法换填法就是将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后分层换填强度较高的砂、砂石、粉煤灰及其他性能稳定和无侵蚀性的材料，并夯压或振实至设计要求的密实度。换填法常用于轻型建筑地坪、堆料场地和道路工程等地基处理。适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗塘、暗沟等的浅层处理。二、重锤夯实法重锤夯实法是用起重机械将夯锤提升到一定高度，然后自由落锤，不断重复夯击以加固地基。重锤夯实法一般适用于地下水位距地表0.8m以下稍湿的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土。11/7/202291石家庄铁道学院建筑工程系一、换填法11/2/20223石家庄铁道学院建筑工程系三、强夯法强夯法是将夯锤从高处自由落下，给地基以强大的冲击能量，在冲击波和压应力的作用下，迫使土体中孔隙压缩，排除孔隙中的气和水，使土粒重新排列，迅速固结，从而提高地基土的强度并降低其压缩性的地基加固方法。强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。11/7/202292石家庄铁道学院建筑工程系三、强夯法11/2/20224石家庄铁道学院建筑工程系四、振冲法

振冲法就是利用振冲器水冲成孔，填以砂石骨料，借振冲器的水平及垂直振动，振密填料，形成碎石桩体与原地基构成复合地基以提高地基承载力的方法。11/7/202293石家庄铁道学院建筑工程系四、振冲法11/2/20225石家庄铁道学院建筑工程系第二节浅基础施工依据埋置深度的不同，基础可分为浅基础及深基础两大类。一般来讲，基础埋深小于5米的为浅基础，大于或等于5米的为深基础。一、常见浅基础的类型按受力特点分为：刚性基础和柔性基础。按构造型式分为：单独基础、条形基础及联合基础。按使用的材料分为：灰土基础、三合土基础、砖基础、毛石基础、混凝土和毛石混凝土基础及钢筋混凝土基础。二、浅基础施工常见浅基础，如：灰土基础、三合土基础、砖基础、毛石基础、混凝土和毛石混凝土基础及钢筋混凝土基础的施工见P73-80。11/7/202294石家庄铁道学院建筑工程系第二节浅基础施工依据埋置深度的不同，基础可第三节桩基础施工

一般多层建筑物，当地基较好时多采用天然地基上的浅基础，它造价低、施工简便。如果天然浅土层较弱，可采用机械压实、强夯、堆载预压、深层搅拌、化学加固等方法进行人工加固，形成人工地基。如深部土层也软弱，或建（构）筑物的上部荷载较大，而且是对沉降有严格要求的高层建筑、地下建筑以及桥梁基础等，则需采用深基础。

桩基础是一种常用的深基础形式，它由桩和承台组成。

11/7/202295石家庄铁道学院建筑工程系第三节桩基础施工一般多层建筑物一、桩基础的分类按承载性状可分为：摩擦型桩和端承型桩，前者又分为摩擦桩、端承摩擦桩；后者又分为端承桩、摩擦端承桩。按成桩时挤土状况可分为：非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩。按桩身材料可分为:混凝土桩、钢桩、组合材料桩。按桩的施工方法可分为：预制桩和灌注桩两类。预制桩是在工厂或施工现场制成的各种材料和形式的桩（如木桩、混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢管或型钢的钢桩等），用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中，或有的用高压水冲沉入土中。灌注桩是在施工现场的桩位上用机械或人工成孔，然后在孔内灌注混凝土而成。根据成孔方法的不同分为钻孔、挖孔、冲孔灌注桩，沉管灌注桩和爆扩桩。11/7/202296石家庄铁道学院建筑工程系一、桩基础的分类按承载性状可分为：摩擦型桩和端承型桩，前者又桩基础的组成11/7/202297石家庄铁道学院建筑工程系桩基础的组成11/2/20229石家庄铁道学院建筑工程系二、预制桩施工（一）、钢筋混凝土桩的预制、起吊、运输和堆放（二）、打桩机械设备（三）、锤击沉桩施工（四）、振动沉桩法（五）、静力压桩法11/7/202298石家庄铁道学院建筑工程系二、预制桩施工（一）、钢筋混凝土桩的预制、起吊、11/2/2（一）、钢筋混凝土桩的预制、起吊、运输和堆放

1.制作――保证质量桩长<30m、高强度：>30MPa、钢筋对焊接长、桩尖和桩顶钢筋加密（图）要点：叠制≯4层，上下隔离，下层混凝土达30％设计强度后再浇上层；钢筋接长用对焊，接头错开；混凝土由顶至尖连续浇筑，注意养护与保护；预应力管桩离心成型，直径400～500，壁厚80～100，节长8～10m，C60。11/7/202299石家庄铁道学院建筑工程系（一）、钢筋混凝土桩的预制、起吊、运输和堆放

1.制作―2.起吊、运输－－防止损坏(1)混凝土强度：起吊移位――≮70％设计强度运输――≮100％设计强度(2)合理吊点：应符合设计要求，若无设计要求，则吊（支）点位置：要使起吊弯矩最小(图)(3)吊、运平稳，避免损坏。3.堆放

高度不超过四层；地面坚实、平整，垫长枕木；支承点在吊点位置，垫木上下对齐。+M－M11/7/2022100石家庄铁道学院建筑工程系2.起吊、运输－－防止损坏(1)混凝土强度：+M－M11/2桩的吊点位置图(a)1个吊点；(b)2个吊点；(c)3个吊点；(d)4个吊点

11/7/2022101石家庄铁道学院建筑工程系桩的吊点位置图11/2/202213石家庄铁道学院建筑工程系钢筋混凝土预制桩制作－钢筋、模板施工11/7/2022102石家庄铁道学院建筑工程系钢筋混凝土预制桩制作－钢筋、模板施工11/2/202214石钢筋混凝土预制桩制作－混凝土浇筑11/7/2022103石家庄铁道学院建筑工程系钢筋混凝土预制桩制作－混凝土浇筑11/2/202215石家庄（二）、打桩机械设备打桩设备包括桩锤、桩架和动力装置。

（1）桩锤桩锤是对桩施加冲击，将桩打入土中的主要机具。桩锤主要有落锤、蒸汽锤、柴油锤和振动锤等，应根据施工现场情况、机具设备条件及工作方式和工作效率等条件选择。目前应用最多的是柴油锤。用锤击沉桩时，为防止桩受冲击应力过大而损坏，力求采用“重锤轻击”。如采用轻锤重击，锤击功能很大一部分被桩身吸收，桩不易打入，且桩头容易打碎。锤重可根据土质、桩的规格等进行选择，如能进行锤击应力计算则更为科学。11/7/2022104石家庄铁道学院建筑工程系（二）、打桩机械设备打桩设备包括桩锤、桩架和动力装置。1桩锤种类

适用范围

优缺点

附注

落

锤

1．可用于各种桩

2．除轻型落锤(0.5~0.75t)可用人力外，一般均用卷扬机施打

构造简单、使用方便、冲击力大，能随意调整落距，但锤打速度慢，效率较低。

落锤是指桩锤用人力或机械拉升，然后自由落下，利用自重夯击桩顶。单作用汽锤适用于打各类桩

构造简单、落距短，对设备和桩头不易损坏，打桩速度及冲击力较落锤大，效率较高。

利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举，然后由锤的自重向下冲击沉桩。

双作用汽锤

1．适宜于打各类桩，便于打斜桩

2．使用压缩空气时，可在水下打桩

3．可用于拔桩

冲击次数多、冲击力大、工作效率高，可不用桩架打桩，但需锅炉或空压机，设备笨重，移动较困难。

利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举及下冲，增加夯击能量。

柴油打桩锤

1．最适用于打木桩、钢板桩

2．不适用于在过硬或过软的土中打桩

附有桩架、动力等设备，机架轻、移动便利、打桩快、燃料消耗少，有重量轻和不需要外部能源等优点。

利用燃油爆炸，推动活塞，引起锤头跳动。

振动沉桩锤

1．适用于打钢板桩、钢管桩、钢筋混凝土桩和木桩

2．宜用于砂土、塑性粘土及松软砂粘土

3．在卵石夹砂及紧密粘土中效果较差

沉桩速度快，适应性大，施工操作简易安全，能打各种桩并帮助卷扬机拔桩。

利用偏心轮引起激振，通过刚性连接的桩帽传到桩上。

11/7/2022105石家庄铁道学院建筑工程系桩锤种类适用范围优缺点附注落锤1．可用于各种桩导杆式柴油打桩锤的工作原理图1-汽缸；2-喷嘴筒式柴油锤工作原理图11/7/2022106石家庄铁道学院建筑工程系导杆式柴油打桩锤的工作原理图筒式柴油锤工作原理图11/2/2（2）桩架

桩架是支持桩身和桩锤，在打桩过程中引导桩的方向，并保证桩捶能沿着所要求方向冲击的打桩设备。常用的通用桩架（能适应多种桩锤）有两种基本形式：一种是沿轨道行驶的多能桩架；另一种是装在履带底盘上的桩架。

①多能桩架：由立柱、斜撑、回转工作台、底盘、及传动机构组成。它的机动性和适应性很大，在水平方向可作360°回转，立柱可前后倾斜，底盘下装有铁轮，可在轨道上行走。这种桩架可适应各种预制桩，也可用于灌注桩施工。

缺点是机构较庞大，现场组装和拆迁比较麻烦。

②履带式桩架：以履带式起重机为底盘，增加立柱和斜撑用以打桩。性能较多能桩架灵活，移动方便，可适应各种预制桩施工，目前应用最多。

（3）动力装置

动力装置的配置取决于所选的桩锤。当选用蒸汽锤时，则需配备蒸汽锅炉和卷扬机。11/7/2022107石家庄铁道学院建筑工程系（2）桩架

桩架是支持桩身和桩锤，在打桩过程中引导

多能桩架

履带式桩架1—桩锤；2—桩帽；3—桩；4—立柱；5—斜撑；6—车体11/7/2022108石家庄铁道学院建筑工程系多能桩架履带式桩架11/2/202220石家庄铁道学院建打桩机外形图(a)

起重机式打桩机；(b)柴油打桩机1-立桩；2-桩；3-桩帽；4-桩锤；5-机体；6-支撑；7-斜撑；8-起重杆

11/7/2022109石家庄铁道学院建筑工程系打桩机外形图11/2/202221石家庄铁道学院建筑工程系（三）、锤击沉桩施工（1）施工前的准备工作平整压实场地、清障、排水、定位放线、确定打桩顺序、设置水准点、试桩等，见P86①-⑥。11/7/2022110石家庄铁道学院建筑工程系（三）、锤击沉桩施工（1）施工前的准备工作11/2/2022（2）打桩顺序

通常的顺序：逐排打、自中央向两边（或四周）、自两边向中央、分段打如何确定打桩顺序：当桩距>4倍桩径时打桩顺序对质量影响不大，只从提高效率出发确定打桩顺序，选择倒行和拐弯次数最少的顺序；当桩距<4倍桩径时打桩顺序会影响地下土层的挤压状态，因此打桩顺序不仅对施工效率有影响，而且对质量有影响，应根据工程的特点选择自中央向两边（或四周）或分段打。11/7/2022111石家庄铁道学院建筑工程系（2）打桩顺序

通常的顺序：逐排打、自中央向两边（

当桩距<4倍桩径时,打桩顺序对地下土层挤压状态的影响(a)逐排打(b)自两边向中央(c)自中央向两边（或四周）(d)分段打根据基础的设计标高和桩的规格，宜按先深后浅、先大后小、先长后短的顺序进行打桩。打桩顺序和土壤挤密状况图11/7/2022112石家庄铁道学院建筑工程系当桩距<4倍桩径时,打桩顺序对地下土层挤压状态的影响(a（3）打桩施工

工艺顺序：设置标尺→桩架就位→吊桩就位→扣桩帽、落锤、脱吊钩→低锤轻打→正式打（接桩，截桩，静、动载试验，承台施工）。要点：采用重锤低击，开始要轻打；注意贯入度变化，做好打桩记录（编号、每米锤击数、桩顶标高、最后贯入度…）；如遇异常情况（贯入度剧变；桩身突然倾斜、位移、回弹；桩身严重裂缝或桩顶破碎），暂停施打，与有关单位研究处理。接桩的方法：焊接法、法兰螺栓连接法、硫磺浆锚法。11/7/2022113石家庄铁道学院建筑工程系（3）打桩施工

工艺顺序：设置标尺→桩架就位→吊桩就位→扣11/7/2022114石家庄铁道学院建筑工程系11/2/202226石家庄铁道学院建筑工程系11/7/2022115石家庄铁道学院建筑工程系11/2/202227石家庄铁道学院建筑工程系（4）打桩质量控制主要指标：平面位置及垂直度偏差、贯入度、沉桩标高。打桩（入土深度）控制：摩擦桩：以沉桩标高（桩端设计标高）为主、以贯入度为辅；端承桩：以贯入度为主、以沉桩标高（桩端设计标高）为辅。偏差:桩位偏差：排桩―垂直于纵轴≯100，平行于纵轴≯150mm；群桩－

≯1/3桩径或边长；垂直偏差：≯1%；桩无严重受损：桩顶、桩身不打坏，桩顶下1/3桩长内无水平裂缝。对周围环境无造成严重危害：桩区及附近地区未有过大的土体隆起和水平位移。11/7/2022116石家庄铁道学院建筑工程系（4）打桩质量控制主要指标：平面位置及垂直度偏差、贯入度、沉打桩过程中常遇到的问题

桩顶、桩身被打坏：与桩头钢筋设置不合理、桩顶与桩轴线不垂直、混凝土强度不足、桩尖通过过硬土层、锤的落距过大、桩锤过轻等有关。

桩位偏斜：当桩顶不平、桩尖偏心、接桩不正、土中有障碍物时都容易发生桩位偏斜，因此施工时应严格检查桩的质量并按施工规范的要求采取适当措施，保证施工质量。

桩打不下：施工时，桩锤严重回弹，贯入度突然变小，则可能与土层中夹有较厚砂层或其他硬土层以及钢渣，孤石等障碍物有关。当桩顶或桩身已被打坏，锤的冲击能不能有效传给桩时，也会发生桩打不下的现象。有时因特殊原因，停歇一段时间后再打，则由于土的固结作用，桩也往往不能顺利地被打入土中。所以打桩施工中，必须在各方面作好准备，保证施打的连续进行。

一桩打下邻桩上升：桩贯入土中，使土体受到急剧挤压和扰动，其靠近地面的部分将在地表隆起和水平移动，当桩较密，打桩顺序又欠合理时，土体被压缩到极限，就会发生一桩打下，周围土体带动邻桩上升的现象。

11/7/2022117石家庄铁道学院建筑工程系打桩过程中常遇到的问题桩顶、桩身被打坏：打入预制桩－第一节桩体11/7/2022118石家庄铁道学院建筑工程系打入预制桩－第一节桩体11/2/202230石家庄铁道学院建打入预制桩－电焊接桩11/7/2022119石家庄铁道学院建筑工程系打入预制桩－电焊接桩11/2/202231石家庄铁道学院建筑打入预制桩－末节桩体11/7/2022120石家庄铁道学院建筑工程系打入预制桩－末节桩体11/2/202232石家庄铁道学院建筑（四）、静力压桩法静力压桩是利用静压力将桩压入土中，施工中虽然仍然存在挤土效应，但没有振动和噪音，适用于软弱土层和邻近有怕振动的建（构）筑物的情况。静力压桩机有机械式和液压式之分，目前使用的多为液压式静力压桩机，压力可达5000kN，如图示。11/7/2022121石家庄铁道学院建筑工程系（四）、静力压桩法11/2/202233石家庄铁道学院建筑工图液压式静力压桩机

1—操纵室；2—电气控制台；3—液压系统；4—导向架；5—配重；6—夹持装置；7—吊桩把杆；8—支腿平台；9—横向行走与回转装置；10—纵向行走装置；11—桩11/7/2022122石家庄铁道学院建筑工程系图液压式静力压桩机

1—操纵室；2—电气控制台；3—液压静力压桩机11/7/2022123石家庄铁道学院建筑工程系静力压桩机11/2/202235石家庄铁道学院建筑工程系（五）、振动沉桩法

振动法是利用振动锤沉桩，将桩与振动锤连接在一起，振动锤产生的振动力通过桩身带动土体振动，使土体的内摩擦角减小、强度降低而将桩沉入土中。该方法在砂土中施工效率较高。11/7/2022124石家庄铁道学院建筑工程系（五）、振动沉桩法11/2/202236石家庄铁道学院建筑工图

振动锤

1—振动器；2—弹簧；3—竖轴；4—横梁；

5—起重环；6—吸振

11/7/2022125石家庄铁道学院建筑工程系图

振动锤

1—振动器；2—弹簧；3—竖轴；4—横梁；

5三、灌注桩施工（一）、钻孔灌注桩（二）、套管成孔灌注桩（三）、挖孔灌注桩11/7/2022126石家庄铁道学院建筑工程系三、灌注桩施工（一）、钻孔灌注桩11/2/202238石家庄（一）、钻孔灌注桩施工

A、干作业成孔灌注桩B、湿作业成孔灌注桩各种成孔方法的适用范围见P92表2-4。11/7/2022127石家庄铁道学院建筑工程系（一）、钻孔灌注桩施工A、干作业成孔灌注桩11/2/20A、干作业成孔灌注桩

1、成孔机械：手摇钻机、洛阳铲、螺旋钻机

螺旋钻机－长：钻杆长10m以上，φ400～600短：钻杆长3～5m，φ300～400类型:全叶螺旋钻机；步履式螺旋钻机特点：钻头切削；叶片排土；干作业应用条件：地下水以上的粘性土；Φ300~500mm；深度<8~12m

11/7/2022128石家庄铁道学院建筑工程系A、干作业成孔灌注桩1、成孔机械：手摇钻机、洛阳铲、螺旋钻全叶螺旋钻机图1-导向滑轮；2-钢丝绳；3-龙门导架；4-动力箱；5-千斤顶支腿；6-螺旋钻杆11/7/2022129石家庄铁道学院建筑工程系全叶螺旋钻机图11/2/202241石家庄铁道学院建筑工程系步履式螺旋钻机图1-上盘；2-下盘；3-回转滚轮；4-行走滚轮；5-钢丝滑轮；6-回转中心轴；7-行车油缸；8-中盘；9支撑轴

11/7/2022130石家庄铁道学院建筑工程系步履式螺旋钻机图11/2/202242石家庄铁道学院建筑工程11/7/2022131石家庄铁道学院建筑工程系11/2/202243石家庄铁道学院建筑工程系2、施工要点a.土质差、有振动、间距小时，间隔钻孔制作；b.软塑土层、含水量大－用疏纹叶片钻杆；可塑、硬塑粘土，含水量较小的砂土－用密纹叶片钻杆；c.及时灌注混凝土，防止孔壁坍塌；d.浇混凝土时放护筒，混凝土坍落度5～9cm，每层浇筑高度≯1.5m。

3、质量要求

①偏差要求：位置偏差≯70～150mm；垂直度偏差≯1％②孔底虚土厚度：端承桩≯50mm；摩擦桩≯150mm。③避免出现缩颈和断桩11/7/2022132石家庄铁道学院建筑工程系2、施工要点a.土质差、有振动、间距小时，间隔钻孔制B、湿作业（泥浆护壁）成孔灌注桩

软土地基的深层钻进，会遇到地下水问题。采用泥浆护壁湿作业成孔能够解决施工中地下水带来的孔壁塌落，钻具磨损发热及沉渣问题。常用的湿作业成孔机械有冲抓锥成孔机、斗式钻头成孔机、冲击式钻孔机、潜水电钻、大直径旋入全套管护壁成孔钻机和工程水文地质回转钻机等，其中回转钻机是目前灌注桩施工用得最多的施工机械，该钻机配有移动装置，设备性能可靠，噪音和振动小，效率高，质量好。适用于松散土层、粘土层、砂砾层、软岩层等地质条件。回转钻机钻孔前，应先在孔口处埋设护筒，护筒的作用是固定桩孔位置、保护孔口、防止塌孔、增加桩孔内水压。护筒由3mm～5mm钢板制成，其内径比钻头直径大100mm，埋在桩位处，其顶面应高出地面或水面400mm～600mm，周围用粘土填实。11/7/2022133石家庄铁道学院建筑工程系B、湿作业（泥浆护壁）成孔灌注桩软土地基的1、成孔机械

冲抓钻冲击钻潜水电钻回转钻用于碎石土、砂土、粘性土、风化岩用于粘性土、淤泥、砂土11/7/2022134石家庄铁道学院建筑工程系1、成孔机械冲抓钻用于粘性土、淤泥、砂土111）回转钻机特点：钻头回转切削泥浆循环排土泥浆保护孔壁湿作业、地面泥泞应用条件：地下水位较高的硬粘土或软石Φ<1m,深度20~30m多用于高层建筑泥浆循环方式：正循环：适合小直径孔（Φ<0.8m)反循环：适合大直径孔（Φ>0.8m)泥浆的作用：排渣、护壁正循环的优缺点：优点：设备简单、操作方便、小孔径效率较高缺点：泥浆反流速度低、排渣能力弱反循环的优缺点：与正循环相反11/7/2022135石家庄铁道学院建筑工程系1）回转钻机特点：泥浆的作用：排渣、护壁11/2/20224正循环工艺原理图1-钻头；2-泥浆循环方向；3-沉淀池；4-泥浆池；5-泥浆泵；6-水龙头；7-钻杆；8-回转装置

反循环工艺原理图1-钻头；2-新泥浆流向；3-沉淀池；4-沙石泵；5--水龙头；7钻杆；7-回转装置；8-混合液流向

11/7/2022136石家庄铁道学院建筑工程系正循环工艺原理图反循环工艺原理图11/2/202248石家庄2）潜水钻机特点：机理与回转钻机相同，但动力、变速机构、钻头联在一起位于水下，故轻便泥浆正循环条件：深度可达50m、直径可达0.8m地下水位较高的一般粘性土、淤泥质土及砂土11/7/2022137石家庄铁道学院建筑工程系2）潜水钻机特点：11/2/202249石家庄铁道学院建筑工潜水钻机图1-钻头；2-潜水钻机；3-电缆；4-护筒；5-水管；6-滚轮；7-钻杆；8-电缆盘；9、10-卷扬机；11-电压表；12-开关

11/7/2022138石家庄铁道学院建筑工程系潜水钻机图11/2/202250石家庄铁道学院建筑工程系3）冲击钻机特点：冲锥式钻头下落冲击破碎岩土掏渣筒掏渣条件:岩石类土11/7/2022139石家庄铁道学院建筑工程系3）冲击钻机特点：11/2/202251石家庄铁道学院建筑工冲击钻孔图1-副滑轮；2-主滑轮；3-主杆；4-前拉索；5-后拉索；6-斜撑；7-卷扬机；8-导向轮；9-垫木；10-钢管；11-供浆管；12-溢流口；13