第2章地基及基础工程

第2章地基处理与基础工程主要内容2.1地基处理一2.2桩基础施工二2.1地基处理地基是指基础下面支承建筑物全部重量的地层。地基处理方法很多，按其处理原理和效果可分为换填法、强夯法、排水固结法、真空预压法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法等，各种方法都有其适用范围和局限性，选用何种方法，应当进行技术经济综合分析。2.1.1换填法施工换填法是将基础下一定范围内的土层挖去，然后换填密度大、强度高的砂、碎石、灰土、素土，以及粉煤灰、矿渣等性能稳定、无侵蚀性的材料，并分层夯（振、压）实至设计要求的密实度。换填法的处理深度通常控制在3m以内时较为经济合理。换填法适用于处理淤泥、淤泥质土、湿陷性土、膨胀土、冻胀土、素填土、杂填土以及暗沟、暗塘、古井、古墓或拆除旧基础后的坑穴等浅层地基处理。对于承受振动荷载的地基，不应选择换填垫层法进行处理。

表2-1

换土的适用范围换土种类适用范围砂石（砂砾、碎卵石）垫层适用于一般饱和、非饱和的软弱土和水下黄土地基处理；不宜用于湿陷性黄土地基，也不适宜用于大面积堆载、密集基础和动力基础的软土地基处理；可有条件地用于膨胀土地基；砂垫层不宜用于有地下水且流速快、流量大的地基处理；不宜采用粉细砂作垫层土垫层素土垫层适用于中小型工程及大面积回填、湿陷性黄土地基的处理灰土垫层适用于中小型工程，尤其适用于湿陷性黄土地基的处理，也可用于膨胀土地基处理粉煤灰垫层用于厂房、机场、港区陆域和堆场等大、中、小型工程的大面积填筑，粉煤灰垫层在地下水位以下时，其强度降低幅度在30％左右矿渣垫层用于中小型建筑工程，尤其适用于地坪、堆场等工程大面积的地基处理和场地平整，铁路、道路地基等；但不得用于受酸性或碱性废水影响的地基处理。矿渣中不得含对环境及地下水有污染的成分。2.1.1换填法施工2.1.1换填法施工1．砂和砂石换填施工

（1）材料要求砂石换土宜采用级配良好、质地坚硬的石屑、中砂、粗砂、砾砂、圆砾、角砾、卵石、碎石等材料，不含植物残体、垃圾等杂质，且含泥量不应超过5％（若用作排水固结的垫层，其含泥量不应超过3％）。若用粉细砂或石粉作为换填材料时，不容易压实，而且强度也不高，使用时宜掺入一定量的碎石或卵石，其掺量应符合设计要求。若设计无要求时，通常可掺入不少于总重30％的碎石或卵石，最大粒径不超过50mm或垫层厚度的2/3，并拌合均匀，使其颗粒的不均匀系数d60/d10≥5。

石屑的性质接近于砂，作换填材料时应控制含泥量及含粉量，才能保证垫层质量。2.1.1换填法施工（2）施工要点常用的方法有：振动压实法、夯实法、碾压法、水撼法等。常用的机具有：振捣器、振动压实机、平板式振动器、蛙式打夯机、压路机等。砂和砂石垫层首选振动法，因为振动法能更有效地使砂和砂石密实。

2.1.1换填法施工表2-2

砂和砂石垫层每层铺筑厚度及最优含水量振捣方法每层铺筑厚度（m）施工时最优含水量（%）施工说明备注平振法200～25015～20用平板式振捣往复器振捣

插振法振捣器插入深度饱和①用插入式振捣器；

②插入间距根据机械振幅大小决定；

③不应插入下卧粘性土层；

④插入式振捣器所留的孔洞，应用砂填实。不宜用于细砂或含泥量较大的砂所铺筑的砂垫层水撼法250饱和①注水高度应超过每次铺筑面；②钢叉摇撼捣实，插入点间距为100mm。湿陷性黄土、膨胀土地区不得使用夯实法150～2008～12①用木夯或机械夯；

②木夯重400N，落距400～500mm；

③一夯压半夯，全面夯实。

碾压法250～3508～1260～100kN压路机往复碾压①适用于大面积砂垫层②不宜用于地下水位以下的砂垫层2.1.1换填法施工2．灰土换填施工（1）施工准备

基坑（槽）要事先进行钎探，当垫层底部存在古井、古墓、洞穴、旧基础、暗塘等软硬不均的部位时，应根据建筑对不均匀沉降的要求予以处理，经检验合格并及时办好隐蔽验槽手续后，方可铺填垫层。基坑（槽）要事先进测量放线，保证基坑（槽）尺寸、位置准确。要制定灰土工程施工工艺，并做好水平标高量度点。基坑开挖时应避免坑底土层受扰动，可保留约200mm厚的土层暂不挖去，待铺填垫层前再挖至设计标高。铺填换土施工前应注意基坑（槽）排水，不得在浸水条件下施工，当地下水位高于基坑（槽）时，应先行降水至施工面下500mm。

2.1.1换填法施工（2）材料要求

灰土垫层的灰料宜用新鲜的消石灰，用前充分熟化，不得夹有未熟化的生石灰块，也不得含有过量的水。灰料应过筛，粒径不得大于5mm。灰土垫层的土料宜优先利用基槽挖出的土，但不得含有有机杂质。应尽可能使用不含松软杂质的粉质粘土，粘粒含量越高其灰土强度也越高。不宜使用块状粘土、砂质粉土、淤泥、耕土、冻土、膨胀土及有机质含量超过5％的土。土料应过筛，粒径不得大于15mm。2.1.1换填法施工（3）施工要点

灰土垫层施工应选用平碾、振动碾或羊足碾，也可采用轻型夯实机或压路机等。垫层的施工方法、分层铺填厚度、每层压实遍数等宜按所使用的夯实机具及设计的压实系数通过现场试验确定。当无实测资料时，除接触下卧软土层的垫层底部应根据施工机械设备及下卧层土质条件确定厚度外，一般情况下，垫层的分层铺填厚度可取200～300mm（可参考表2-3）。

表2-3

灰土最大虚铺厚度夯实机具种类夯具质量（t）虚铺厚度（mm）备注石夯、木夯0.04～0.08200～250人力送夯，落高400～500mm轻型夯实机械200～250蛙式打夯机压路机6～10200～300双轮2.1.2夯实法施工1．重锤夯实法施工（1）加固机理及适用范围重锤夯实法是利用起重设备将夯锤提升到一定高度，然后自由落锤，利用夯锤自由下落时的冲击能来夯实土层表面，重复夯打使浅层地基土或分层填土夯实，形成一层较为均匀的硬壳层，从而使地基得到加固。

重锤夯实法一般适用于处理地下水位以上稍湿的粘性土、砂土、杂填土和分层填土，以提高其强度，减少其压缩性和不均匀性；也可用于消除湿陷性黄土的表层湿陷性。但当夯击振动对邻近建筑物或设备产生不利影响时，或当地下水位高于有效夯实深度，以及当有效夯实深度内存在软弱土时，不得采用重锤夯实法。

2.1.2夯实法施工（2）机具设备

起吊设备可采用带有摩擦式卷扬机的履带式起重机、龙门式起重机或悬臂式桅杆起重机等。其起重能力：如直接用钢丝绳悬吊夯锤时，应大于夯锤重量的3倍；如采用自动脱钩时，应大于夯锤重量的1.5倍。落距一般采用2.5～4.5m。夯锤的形状宜采用圆台形（见图2-1），可用C20以上的钢筋混凝土制作，其底部可填充废铁并设置钢底板使重心降低。锤重宜为2.0～3.0kN，底面直径宜为1.O～1.5m，锤底面静压力宜为15～20kPa。2.1.2夯实法施工（3）施工要点

1）施工前应在现场进行试夯，试夯面积不应小于10m×10m，试夯层数不少于两层，以确定符合设计密实度要求的有关夯击参数，如夯锤重量、锤底直径、落距、每层的虚铺厚度、有效夯击深度、夯击次数、最后下沉量、总下沉量等。最后下沉量是指最后两击的平均下沉量，对粘性土和湿陷性黄土取10～20mm，对砂土取5～10mm，以此作为控制停夯的标准。2）基坑（槽）的夯击范围应大于基础底面，每边应超出基础边缘0.5m，以便于底面边角夯打密实。夯实前基坑（槽）底面应高出设计标高，预留土层的厚度可为试夯时的总下沉量再加50～100mm。

2.1.2夯实法施工3）夯实时地基土的含水量应控制在最优含水量范围以内。如需洒水，应待水全部渗入土中24h后方可夯击；若土的表面含水量过大，可采取铺撒吸水材料（如干土、碎砖、生石灰等）、换土或其他有效措施。4）在基坑(槽)的周边应做好排水措施，防止向基坑（槽）内灌水。有地下水时应采取降水措施。5）在条形基槽或大面积基坑内夯击时，第一循环应按一夯挨一夯顺序进行，第二循环宜在前一循环的空隙点夯击（见图2-2），如此反复进行，最后两遍应一夯搭接半夯进行；在独立柱基基坑内夯击时，应采取先两边后中间或先外后里的顺序夯击；基坑（槽）底面标高不同时，应按先深后浅的顺序逐层夯击。2.1.2夯实法施工图2-2夯锤搭接示意图6）应注意基坑（槽）边坡稳定性和夯击对邻近建筑物的影响，必要时应采取防震、隔振等措施。冬期施工应采取防冻措施。2.1.2夯实法施工2．强夯法施工（1）加固机理及适用范围强夯法是利用起重设备将重锤（一般为8～40t）提升到较大高度（一般为10～40m）后，自由落下，将产生的巨大冲击能量和振动能量作用于地基，从而在一定范围内提高地基的强度，降低压缩性，是改善地基抵抗振动液化的能力、消除湿陷性黄土的湿陷性的一种有效的地基加固方法。其加固深度可达15～20m。2.1.2夯实法施工（2）机具设备

强夯施工的机具设备主要有起重设备、夯锤、脱钩装置等。图2-3履带式起重机加钢制辅助桅杆1—钢管辅助桅杆；2—底座；3—弯脖接头；4—自动脱钩器；5—夯锤；6—拉绳图2-4装配式钢夯锤1—50mm厚钢板；2—15mm厚钢板外壳；3—30mm厚钢板顶板；4—50mm厚钢板中间块；5—50mm吊环；6—250mm排气孔；7—M48螺栓脱钩装置（图2-5）应具有足够的强度，并且施工方便。目前多采用自动脱钩装置，这样既能保证每次夯击的落距相同，又提高施工效率，同时施工人员不需进入夯击区操作，利于人身安全。图2-5脱钩装置1—架板；2—开口销；3—螺栓；4—锁卡；5—吊钩2.1.2夯实法施工（3）施工技术参数夯锤的重量和落距是影响加固效果的重要参数，一般来说锤重不宜小于8t，落距不宜小于6m。锤重与落距的乘积称为单击夯击能。整个加固场地总夯击能除以加固范围的面积称为单位夯击能。单位夯击能应综合考虑地基土类别、结构类型、荷载大小和要求加固处理的深度等因素，并通过现场试夯确定。单位夯击能过小，加固效果差；单位夯击能过大，则浪费能源增加费用，对饱和粘性土还会破坏土体结构，形成橡皮土，降低强度。2.1.2夯实法施工2.1.2夯实法施工（4）施工要点

1）正式施工前应做强夯试验（试夯）。2）强夯前应平整场地，标出夯点布置并测量场地高程。3）当地下水位较高时，宜采取人工降水使地下水位低于坑底面以下2m；或在地表铺一定厚度的砂砾石、碎石、矿渣等粗颗粒垫层，其目的是在地表形成硬层，支承起重设备，确保机械设备通行和施工，同时还可加大地下水和地表面的距离，防止夯击时夯坑积水。

2.1.2夯实法施工（4）施工要点

4）强夯施工应按设计和试夯的夯击次数及控制标准进行。落锤应保持平稳，夯位准确，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平。5）每夯击一遍后，用推土机将夯坑填平，并测量场地平均下沉量，停歇规定的间歇时间，待土中超静孔隙水压力消散后，进行下一遍夯击。6）强夯施工过程中应有专人负责监测工作，并做好详细现场记录，如夯击次数、每击夯沉量、夯坑深度、开口大小、填料量、地面隆起与下沉、孔隙水压力增长与消散、附近建筑物的变形等，并注意吊车、夯锤附近人员的安全。2.1.3振冲法施工振冲法是以起重机吊起振冲器，起动潜水电动机后，带动偏心块，使振冲器产生高频振动，同时开动水泵，使高压水通过喷嘴喷射高压水流，在边振边冲的联合作用下，将振冲器沉到土中的设计深度。经过清孔后，就可从地面向孔中逐段填入砂石，每段填料均在振动作用下被振挤密实，达到所要求的密实度后提升振冲器，如此重复填料和振密，直到地面，从而在地基中形成一根大直径的密实的桩体。振冲法施工程序如图2-6所示。图2-6碎石桩制桩步骤(a)定位；(b)振冲下沉；(c)加填料；(d)振密；(e)成桩2.1.4预压法施工预压法是在建筑物建造前，对建筑物场地先行加载预压，使土体中的孔隙水排出，土体逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的一种方法。预压法适用于处理淤泥、淤泥质土和冲填土等饱和粘性土地基。预压加固地基是加压系统和排水系统两部分共同作用的结果。加压系统的作用是对地基施加预压荷载，使地基上的固结压力增加而产生固结。根据加压系统的不同，可分为砂井（包括袋装砂井、塑料排水板等）堆载预压法和真空预压法两大类。排水系统的作用是改变地基原来的排水边界条件，缩短排水距离，改善孔隙水排出的途径。排水系统由水平排水体和竖向排水体构成。水平排水体一般采用砂垫层，竖向排水体一般采用普通砂井、袋装砂井或塑料排水板等。2.2桩基础施工桩的分类方式很多，按其承载性状可分为摩擦型桩和端承型桩（图2-7）；按成桩时挤土状况可分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩；按施工方法分为预制桩和灌注桩两类；按桩径（设计直径d）大小分类：小直径桩：d≤250mm、中等直径桩：250mm<d<800mm和大直径桩：

d≥800mm。图2-7桩基础（a）端承桩；（b）摩擦桩1—桩；2—承台；3—上部结构2.2.1钢筋混凝土灌注桩施工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（或钢筋混凝土）而成。根据成孔方法的不同分为：（1）泥浆护壁钻、挖、冲孔桩；（2）锤击（振动）沉管和振动冲击沉管成孔；（3）螺旋钻、机动洛阳铲干作业成孔灌注桩；人工挖孔桩（现浇混凝土护壁、长钢套管护壁）。2.2.1钢筋混凝土灌注桩施工1．泥浆护壁钻孔灌注桩泥浆护壁钻孔灌注桩也称作湿作业钻孔灌注桩。泥浆护壁钻孔灌注桩适用于地下水位以下的黏性土、粉土、砂土、填土、碎(砾)石土及风化岩层；以及地质情况复杂，夹层多、风化不均、软硬变化较大的岩层。对孔深较大的端承型桩和粗粒土层中的摩擦型桩，宜采用反循环工艺成孔或清孔，也可根据土层情况采用正循环钻进，反循环清孔。在钻孔过程中采用泥浆保护孔壁及排渣，常用回旋钻机成孔。其施工程序包括：埋设护筒，成孔，制备泥浆，排渣，清孔，吊放钢筋笼，浇筑混凝土。

2.2.1钢筋混凝土灌注桩施工泥浆护壁钻孔灌注桩工艺流程图见图2-8所示。图2-8泥浆护壁钻孔灌注桩工艺流程图2.2.1钢筋混凝土灌注桩施工(1)护筒埋设护筒是埋置在钻孔口的圆筒，用以固定桩孔位置，保护孔口，防止塌孔及地面水流入，为钻头导向。在钻孔时，应在桩位处设护筒，以起定位、保护孔口、维持水头等作用。（2）成孔：回旋钻机是由动力装置带动钻机的回旋装置转动，并带动带有钻头的钻杆转动，由钻头切削土壤。当在软土层中钻进时，应根据泥浆补给情况控制钻进速度；在硬层或岩层中的钻进速度应以钻机不发生跳动为准。如在钻进过程中发生斜孔、塌孔和护筒周围冒浆、失稳等现象时，应停钻，待采取相应措施后再进行钻进。正循环旋转钻孔如图2-9所示。图2-9正循环旋转钻孔2.2.1钢筋混凝土灌注桩施工(3)排渣：钻孔时，在桩外设置沉淀池，通过循环泥浆携带土渣流入沉淀池而起到排渣作用。根据泥浆循环方式的不同，分为正循环和反循环两种工艺。图2-10泥浆循环成孔工艺（a）正循环；（b）反循环1—钻头；2—泥浆循环方向；3—沉淀池；4—泥浆池；5—泥浆泵；6—砂石泵；7—水龙头；8—钻杆；9—钻机回转装置2.2.1钢筋混凝土灌注桩施工(4)清孔：当钻孔达到设计要求深度后，应进行成孔质量的检查和清孔，清除孔底沉渣、淤泥，以减少桩基的沉降量，保证成桩的承载力。清孔时采用泥浆循环方式仍可用正循环或反循环工艺，通常与成孔时泥浆循环方式相同。如孔壁土质较好不易塌孔时，也可用空气吸泥机清孔。(5)吊放钢筋笼：施工要求同干作业成孔灌注桩一致。钢筋笼长度较大时可分段制作，两段之间用焊接连接。(6)浇筑混凝土：泥浆护壁成孔灌注桩常采用导管法水下浇筑混凝土。导管法是将密封连接的钢管作为水下混凝土的灌注通道，同时隔离泥浆，使其不与混凝土接触。2.2.1钢筋混凝土灌注桩施工2．锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩是套管成孔灌注桩的一种，是利用锤击打桩法将带有活瓣式桩尖或带有钢筋混凝土桩靴的钢套管沉入土中，然后边拔管边灌注混凝土而成。锤击沉管灌注桩机械设备示意图见图2-11所示。桩靴见图2-12所示。图2-11锤击沉管灌注桩机械设备示意图1—桩锤；2—混凝土漏斗；3—桩管；4—桩架；5—混凝土吊斗；6—引驶用钢管；7—预制桩靴；8—卷扬机；9—枕木图2-12桩靴示意图(a)钢筋混凝土桩靴；(b)钢活瓣桩靴1—桩管；2活瓣2.2.1钢筋混凝土灌注桩施工套管成孔灌注桩利用套管保护孔壁，能沉能拔，施工速度快。适用于黏性土、粉土、淤泥质土、砂土及填土；在厚度较大、灵敏度较高的淤泥和流塑状态的黏性土等软弱土层中采用时，应制定可靠的质量保证措施。沉管灌注桩采用了锤击打管、振动沉管，在施工中要考虑挤土、噪音、振动等影响。套管成孔灌注桩施工过程如图2-13所示。图2-13沉管灌注桩2.2.1钢筋混凝土灌注桩施工锤击沉管灌注桩施工程序包括：沉管、清孔、吊放钢筋笼、浇筑混凝土(拔管)。（1）沉管：锤击沉管灌注桩施工应根据土质情况和荷载要求，分别选用单打法、复打法或反插法。图2-14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2.2.1钢筋混凝土灌注桩施工

(2)清孔：沉管施工时，套管与桩靴连接处要垫以麻、草绳，以防止地下水渗入管内。沉管结束后，要检查桩靴有无破坏、管内有无泥砂或水进入，保证清孔质量。(3)吊放钢筋笼、浇筑混凝土(拔管)：清孔后即可吊放钢筋笼、浇筑混凝土。套管内混凝土应尽量灌满，然后开始拔管。混凝土的坍落度宜采用80～100mm。2.2.1钢筋混凝土灌注桩施工3.干作业成孔灌注桩干作业成孔灌注桩适用于地下水位较低、在成孔深度内无地下水的土质。目前常见的干作业成孔灌注桩有钻孔（扩底）灌注桩施工和人工挖孔桩灌注桩施工。（1）钻孔（扩底）灌注桩施工钻孔（扩底）灌注桩是先用钻机在桩位处进行钻孔，然后将钢筋骨架放入桩孔内，再浇筑混凝土而成的桩。其施工程序包括：钻孔取土，清孔，吊放钢筋笼，浇筑混凝土。1）钻孔取土：在施工准备工作完成后，按确定的成孔顺序，桩机就位。螺旋钻机通过动力旋转钻杆，使钻头的螺旋叶片旋转削土，土块沿螺旋叶片提升排出孔外，然后装卸到小型机动翻斗车(或手推车)中运离现场。

图2-15螺旋钻头(a)锥式钻头；(b)平地钻头；(c)耙式钻头1—螺旋钻杆；2—切削片；3—导向尖；4—合金刀2）清孔：当钻孔到预定钻深后，必须将孔底虚土清理干净。3）吊放钢筋笼：灌注混凝土前，应在孔口安放护孔漏斗，然后放置钢筋笼，并应再次测量孔内虚土厚度。钢筋笼吊放时要缓慢并保持竖直，防止放偏和刮土下落，放到预定深度时将钢筋笼4）浇筑混凝土：浇筑混凝土宜用机动小车或混凝土泵车，应防止压坏桩孔。扩底桩灌注混凝土时，第一次应灌到扩底部位的顶面，随即振捣密实；浇注桩顶以下5m范围内混凝土时，应随浇注随振动，每次浇注高度不得大于1.5m。2.2.1钢筋混凝土灌注桩施工（2）人工挖孔灌注桩施工人工挖孔桩的孔径（不含护壁）不得小于0.8m，且不宜大于2.5m；孔深不宜大于30m。当桩净距小于2.5m时，应采用间隔开挖。相邻排桩跳挖的最小施工净距不得小于4.5m。人工挖孔桩混凝土护壁的厚度不应小于100mm，混凝土强度等级不应低于桩身混凝土强度等级，并应振捣密实；护壁应配置直径不小于8mm的构造钢筋，竖向筋应上下搭接或拉接。1）施工前的准备工作施工机具准备：①锹、镐、土筐等挖土工具。必要时，还需准备风镐等；②电动葫芦和提土桶：用于孔内的垂直运输；③潜水泵：用于抽出孔中的积水；④鼓风机和输风管：用于向孔内输送新鲜空气；⑤低压照明灯、对讲机和电铃等。清理平整场地：①修建临时进场道路，清除堆料场地和施工操作现场的杂物并进行平整；②安排或修建临时建筑物、设施等。2.2.1钢筋混凝土灌注桩施工2）施工工艺1）放线定位。开孔前，桩位应准确定位放样，在桩位外设置定位基准桩，安装护壁模板必须用桩中心点校正模板位置，并应由专人负责。2）挖土成孔。人工挖孔施工的方法有多种，最常用的有现浇混凝土圈衬砌法和多级套筒法两种，如图2-16所示。现介绍第一种方法，其施工工艺如图2-17所示。图2-16人工挖孔法现浇混凝土圈衬砌法；(b)多级套筒法图2-17人工挖孔桩构造示意1—护壁；2—主筋；3—箍筋；4—承台；5—桩扩大头2.2.1钢筋混凝土灌注桩施工2.2.1钢筋混凝土灌注桩施工3）验孔清底：①桩基成孔基本完成后，应对孔径位置、大小、是否偏斜等方面进行检验，并检查孔壁土层或护壁是否稳定或可能损坏，发现问题及时进行补救处理；②排出孔底积水；③检查孔底标高、孔内沉渣及核实桩底土层情况。对孔底沉渣，应首选清除，条件不便时，可采用重锤夯实或水泥浆加固。4）安放钢筋。验孔清底后即可按设计要求放置钢筋笼。安放钢筋笼时要注意平稳起吊，准确对位，严格控制倾斜等偏差，同时避免碰撞孔壁。钢筋笼的悬吊设施要可靠，防止自由下落到孔底。5）浇筑混凝土。挖至设计标高，终孔后应清除护壁上的泥土和孔底残渣、积水，并应进行隐蔽工程验收。验收合格后，应立即封底和灌注桩身混凝土。2.2.2钢筋混凝土预制桩施工预制桩是在工厂或施工现场预先制成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），然后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。预制混凝土桩如图2-18所示。钢桩如图2-19所示。图2-18预制混凝土桩图2-19钢桩2.2.2钢筋混凝土预制桩施工1.钢筋混凝土预制桩的制作钢筋混凝土预制桩可以制作成各种需要的断面及长度，桩的制作及沉桩工艺简单，不受地下水位高低变化的影响，常用的为钢筋混凝土实心方桩和空心管桩。混凝土预制桩可在施工现场预制，预制场地必须平整、坚实。制桩模板宜采用钢模板，模板应具有足够刚度,并应平整，尺寸应准确。钢筋骨架的主筋连接宜采用对焊和电弧焊，当钢筋直径不小于20mm时，宜采用机械接头连接。在桩顶和桩尖处箍筋应加密，桩顶设置钢筋网片（图2-20）。

图2-20钢筋混凝土方桩1—主筋；2—钢箍；3—钢筋网2.2.2钢筋混凝土预制桩施工2.混凝土预制桩的起吊、运输和堆放（1）混凝土实心桩的吊运应符合下列规定：1）混凝土设计强度达到70%及以上方可起吊，达到100%方可运输；2）桩起吊时应采取相应措施，保证安全平稳，保护桩身质量；3）水平运输时，应做到桩身平稳放置，严禁在场地上直接拖拉桩体。（2）预应力混凝土空心桩的吊运应符合下列规定：1）出厂前应作出厂检查，其规格、批号、制作日期应符合所属的验收批号内容；2）在吊运过程中应轻吊轻放，避免剧烈碰撞；3）单节桩可采用专用吊钩勾住桩两端内壁直接进行水平起吊；4）运至施工现场时应进行检查验收，严禁使用质量不合格及在吊运过程中产生裂缝的桩。

2.2.2钢筋混凝土预制桩施工（3）预应力混凝土空心桩的堆放应符合下列规定：1）堆放场地应平整坚实，最下层与地面接触的垫木应有足够的宽度和高度。堆放时桩应稳固，不得滚动；2）应按不同规格、长度及施工流水顺序分别堆放；3）当场地条件许可时，宜单层堆放；当叠层堆放时，外径为500～600㎜的桩不宜超过4层，外径为300～400㎜的桩不宜超过5层；4）叠层堆放桩时，应在垂直于桩长度方向的地面上设置2道垫木，垫木应分别位于距桩端0.2倍桩长处；底层最外缘的桩应在垫木处用木楔塞紧；5）垫木宜选用耐压的长木枋或枕木，不得使用有棱角的金属构件。（4）取桩应符合下列规定：1）当桩叠层堆放超过2层时，应采用吊机取桩，严禁拖拉取桩；2）三点支撑自行式打桩机不应拖拉取桩。2.2.2钢筋混凝土预制桩施工

3.沉桩（1）锤击法锤击法是利用桩锤的冲击克服土对桩的阻力，使桩沉到预定深度或达到持力层。这是最常用的一种沉桩方法。1）锤击法施工设备。打桩设备主要包括桩锤、桩架和动力装置三部分。

①桩锤。桩锤是对桩施加冲击，将桩打入土中的主要机具。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，并保证桩锤能沿着所要求方向冲击的打桩设备。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。2.2.2钢筋混凝土预制桩施工多功能桩架（图2-19）由立柱、斜撑、回转工作台、底盘、及传动机构组成。履带式桩架（图2-20）以履带式起重机为底盘、增加立柱和斜撑后改装而成。2.2.2钢筋混凝土预制桩施工2）打桩施工打桩前应做好下列准备工作：处理架空高压线和地下障碍物，场地应平整，排水应畅通，并满足打桩所需的地面承载力；设置供电、供水系统；安装打桩机等。施工前还应做好定位放线。桩基轴线的定位点及水准点，应设置在不受打桩影响的区域，水准点设置不少于两个，在施工过程中可据此检查桩位的偏差以及桩的入土深度。2.2.2钢筋混凝土预制桩施工①打桩顺序的确定打桩顺序（图2-21）要求应符合下列规定：对于密集桩群，自中间向两个方向或四周对称施打；当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施打；根据基础的设计标高，宜先深后浅；根据桩的规格，宜先大后小，先长后短。②打桩施工工艺：桩机就位→吊桩→打桩→接桩→送桩→截桩。2.2.2钢筋混凝土预制桩施工桩机就位：打桩机就位时装架应垂直平稳，导杆中心线与打桩方向一致，并检查桩位是否正确，校核无误后将其固定。吊桩：打桩机就位后，将桩锤和桩帽吊起，其高度应超过桩身，然后吊桩并送至导杆内，垂直对准桩位保证垂直度偏差不超过0.5%，然后固定桩帽和桩锤，使桩、桩帽、桩锤在同一铅垂线上，确保桩能垂直下沉。为防止损伤桩顶，在桩锤和桩帽之间应加弹性衬垫，桩帽和桩顶周围四周应有5～10mm的间隙。将桩锤缓落到桩顶上，在桩锤的重量作用下，使桩缓缓送下插入土中一定深度，达到稳定位置，再次校正桩位及垂直度。打桩：打桩开始时，应先用小落距轻打，待桩入土1～2m后，再按要求的落距锤击。锤击时，应使锤跳动正常。桩的入土速度应均匀，锤击间隔时间不要过长，要连续打入，否则，由于土的触变性，会使继续打桩时的摩擦力增大，桩难以打入。打桩时，应防止锤击偏心，以免桩产生偏位、倾斜，或打坏桩头、折断桩身。接桩：当设计桩较长时，需分段施打，并在现场接桩。桩的连接可采用焊接、法兰连接或机械快速连接（螺纹式、啮合式）。预制桩接头形式见图2-22、2-23所示。

图2-22钢筋混凝土预制桩接头(a)角钢绑焊接头；(b)钢板对焊接头；(c)法兰盘接头；图2-23钢筋混凝土预制桩接头(a)螺纹式机械快速连接；（b）啮合式机械快速连接2.2.2钢筋混凝土预制桩施工2.2.2钢筋混凝土预制桩施工送桩：当桩顶标高低于自然地面，则需用送桩管将桩送入土中时，桩与送桩管的纵轴线应在同一直线上，拔出送桩管后，桩孔应及时回填或加盖。截桩：打桩完毕后，按设计要求的桩顶标高，将桩头或无法打入的桩身凿去，但不得打裂桩顶标高以下的桩身混凝土，并保证桩顶嵌入承台内的长度不小于50mm，当桩主要承受水平力时，不小于100mm。2.2.2钢筋混凝土预制桩施工（2）静力压桩静力压桩是利用无振动、无噪音的静压力，将预制桩逐节压入土中的一种沉桩方法。它主要适用于软弱土层和周围环境对振动和噪音有限制的情况。采用静压沉桩时，场地地基承载力不应小于压桩机接地压强的1.2倍，且场地应平整。静力压桩宜选择液压式和绳索式压桩工艺；宜根据单节桩的长度选用顶压式液压压桩机和抱压式液压压桩机。2.2.2钢筋混凝土预制桩施工静力压桩的施工，一般采用分段压入，逐段接长的方法，其施工顺序为：测量定位→压桩机就位→吊桩、插桩→桩身对中调直→静压桩→接桩→再静压沉桩→送桩→终止压桩→截桩，如图2-24所示。图2-24静力压桩工作程序a)准备压第一段；(b)接第二段桩；(c)接第三段桩；(d)整根桩压平至地面；(e)采用送桩压桩完毕1—