地基处理与桩基工程(2016年)

地基处理与桩基工程(2016年)第一页，共110页。地基处理与桩基工程一、基坑验槽二、地基加固处理三、浅基础施工四、桩基础工程概述五、钢筋混凝土预制打入桩施工六、灌注桩施工七、桩基检测第二页，共110页。

若地基为的天然地基，当基坑(槽)挖至基底设计标高后，施工单位必须会同勘察、设计、监理单位和业主共同进行验槽，合格后方能进行基础工程施工。

㈠观察验槽观察验槽除检查基坑(槽)的位置、断面尺寸、标高和边坡等是否符合设计要求外，重点应对整个坑(槽)底的土质进行全面观察：

(1)土质和颜色是否一样；

(2)土的坚硬程度是否均匀一致，有无局部过软或过硬；

(3)土的含水量是否异常，有无过干或过湿；

(4)在坑(槽)底行走或夯拍时有无振颤或空穴声音等现象。通过以上观察来分析判断坑(槽)底是否挖至地基持力层，是否需继续下挖或进行处理。验槽的重点应以柱基、墙角、承重墙下或其他受力较大的部位为主。如有异常部位应会同设计等有关单位进行处理。第三页，共110页。

㈡钎探验槽钎探是用锤将钢钎打入抗(槽)底以下土层内的一定深度，根据锤击次数和入土难易程度来判断土的软硬情况及有无土洞、枯井、幕穴和软弱下卧土层等。钎探步骤如下：

(1)根据坑(槽)平面图进行钎探布点，并将钎探点依次编号绘制钎探点平面布置图；

(2)准备锤和钢钎，同一工程应钎径一致，锤重一致；

(3)按钎探顺序号进行钎探施工；

(4)打钎时，要求用力一致，锤的落距一致。每贯入30cm(称为一步)，记录一次锤击数，填入钎探记录表内；

(5)钎探结束后，要从上而下逐“步”分析钎探记录情况，再横向分析钎孔相互之间锤击次数，便可判断土层的构造和土质的软硬，并应将锤击次数过多或过少的钎孔予以标注，以备到现场重点检查和处理；

(6)钎探后的孔要用砂填实。第四页，共110页。地基处理与桩基工程一、基坑验槽二、地基加固处理三、浅基础施工四、桩基础工程概述五、钢筋混凝土预制打入桩施工六、灌注桩施工七、桩基检测第五页，共110页。（一）地基加固的原理

地基加固的原理是：“将土质由松变实”，“将土的含水量由高变低”，即可达到地基加固的目的。第六页，共110页。（二）地基加固的方法根据地基加固的原理，可采取不同的加固方法。这些加固方法，可归纳为“挖、填、换、夯、压、挤、拌”七个字。第七页，共110页。“挖”就是挖去软土层，把基础埋置在承载力大的基岩或坚硬的土层中。此种方法当软土层不厚时，利用坚硬的土层作天然地基，甚为经济。第八页，共110页。“填”当软土层很厚，而又需大面积对地基进行加固处理时，则可在软土层上直接回填一层一定厚度的好土，以提高地基的承载力，减小软土层的承压力。第九页，共110页。“换”换就是将挖与填相结合，即换土垫层法。它是将基础下面一定范围内的软弱土层挖去，而代之以人工填筑的垫层作为持力层。垫层材料有砂石、碎石、三合土（石灰：砂：碎砖（石）=1：2：4)、灰土（石灰：土=3：7)、矿渣、素土等，分别称砂石地基、三合土地基、粉煤灰地基。换土垫层可提高持力层的承载力，减小软土层的承压力，加速软土层排水固结，且减少基础沉降量。第十页，共110页。图2.1为砂石垫层做法，垫层厚H一般为0.5～2.5m,不宜大于3m，也不宜小于0.5m。图2.1砂垫层剖面图1一基础；2一砂垫层第十一页，共110页。“夯”就是利用打夯工具或机具（如石硪、铁硪、蛙式打夯机、火力夯、电力夯、重锤夯、强力夯等）夯击土壤，排出土壤中的水分，加速土壤的固结，以提高土壤的密实度和承载力。第十二页，共110页。“压”就是利用压路机、羊足碾、轮胎碾等机械碾压地基土壤，使地基压实排水固结。也可采用预压固结法，即先在地基范围的地面上，堆置重物预压一段时间，使地基压密，以提高承载力，减少沉降量。

第十三页，共110页。“挤”先用带桩靴的工具式桩管打入土中，挤压土壤形成桩孔，然后拔出桩管，再在桩孔中灌入砂石或石灰、素土、灰土等填充料进行捣实，或者随着填充料的灌入逐渐拔出桩管。这种方法最适用于加固松软饱和土地基，其原理就是挤密土壤，排水固结，以提高地基的承载力，所以也称为挤密桩。第十四页，共110页。“拌”是指用旋喷法或深层搅拌法加固地基。其原理是利用高压射流切削土壤，旋喷浆液（水泥浆、水玻璃等）搅拌浆土，使浆液和土壤混合，凝结成坚硬的柱体或土壁。同理，化学加固中的硅化法、水泥硅化法和电动硅化法均是将水玻璃（硅酸钠Na2Si02）和氯化钙（CaCl2）或水泥浆注入土中，使其扩散生成二氧化硅的胶体与土壤胶结“岩化”，亦是属于拌和的结果。第十五页，共110页。地基处理与桩基工程一、基坑验槽二、地基加固处理三、浅基础施工四、桩基础工程概述五、钢筋混凝土预制打入桩施工六、灌注桩施工七、桩基检测第十六页，共110页。

浅基础施工根据埋置深度的不同，基础可分为浅基础及深基础两大类。㈠常见浅基础的类型浅基础可按受力特点、构造型式和使用材料的不同分类。

1．按受力特点分

(1)刚性基础用抗压强度较大，而抗弯、抗拉强度较小的材料建造的基础。如砖、毛石、灰土、混凝土、三合土等基础属于刚性基础。

(2)柔性基础钢筋混凝土基础一般为柔性基础。它的抗弯、抗拉、抗压的能力都很大，适用于地基土比较软弱，上部结构荷载较大的基础。

2.按构造型式分

(1)单独基础也称独立基础，多呈柱墩形。其形式有台阶形、锥形等，是柱基础的主要形式。

(2)条形基础长度远大于其高度和宽度的基础，如墙下基础．

(3)联合基础当荷载较大、地基较软、所需各单独基础或条形基础面积很大、各个基础非常接近时，以致相互之间空隙很小，可将各单独基础连接起来而形成柱下条形基础或柱下十字交叉基础，甚至形成片筏基础或箱形基础。

第十七页，共110页。3．按所使用的材料分

(1)灰土基础为了节约砖、石材料，常在砖、石下面做一灰土垫层，这种垫层习惯上称为灰土基础。

(2)三合土基础用白灰砂浆与碎砖经过充分拌和后，均匀铺人基槽内，经分层夯实而成的基础。

(3)砖基础直接用砖砌筑在地基上的基础，一般都做成阶梯形。

(4)毛石基础用毛石直接砌筑在地基上的基础。

(5)混凝土和毛石混凝土基础混凝土基础用水泥、砂、石加水拌和浇筑而成的基础，称混凝土基础。为了节约混凝土用量，可掺入占基础体积25%～30%的毛石，叫毛石混凝土基础。

(6)钢筋混凝土基础在混凝土内按计算配置钢筋，成为抗压、抗拉、抗弯强度都很大的柔性基础。第十八页，共110页。㈡浅基础施工1、灰土基础施工灰土基础是用熟石灰与黏性土拌和均匀，然后分层夯实而成。灰土的体积配合比一般用2：8或3：7(石灰：土)，其28d强度可达1MPa。一般适用于地下水位较低．基槽经常处于较为干燥状态的基础。灰土的土料应尽量采用原土，或用有机质含量不大的黏性土，表面耕植土不宜采用。土料过筛，粒径不大于15mm。用作灰土的熟石灰应过筛，其粒径不宜大于5mm，并不得夹有未熟化的生石灰块和含有过多的水分。灰土施工时应适当控制其含水量．以用手紧握土料成团，两指轻捏能碎为宜。灰土应拌和均匀，颜色一致，拌好后应及时铺好夯实。灰土基础施工应分层进行，每层铺土厚度150～250mm，夯实至l00～150mm。每层灰土夯打遍数，应根据设计要求的干密度在现场试验确定。一般夯打(或碾压)不少于4遍。灰土基础若分段施工时．不得在墙角、柱墩及承重窗间墙下接缝，上下相邻两层灰土的接缝间距不得小于500mm，接缝处的灰土应充分夯实。当灰土基础高度不同时，应作成阶梯形，每阶宽度不少于500mm。施工时，基坑应保持干燥，防止灰土早期浸水。灰土拌和要均匀，温度要适当，含水量过大或过小均不易夯实。第十九页，共110页。2、三合土基础施工

三合土基础是由石灰、砂、碎砖(石)和水拌匀后分层铺设夯实而成。其配合比应接设计规定，一般用1：2：4或1：3：6(消石灰：砂：碎砖，体积比)。石灰用未粉化的生石灰块，使用时临时加水化开；砂用中、粗砂或泥砂；碎砖一般用黏土砖碎块，粒径为20～60mm。施工先将石灰和砂用水在池内调成浓浆，将碎砖材料倒在拌板上加浆拌透或将这些材料都倒在拌板上浇水拌匀。虚铺厚度第一层220mm，以后每层200mm，分别夯至150mm，直到设计标高为止。最后一遍夯打时，宜加浇浓灰浆一层，经24h待表面略干后，再铺上薄层砂或煤屑，进行最后的整平夯实3、砖基础施工

砖基础以其形式不同有条形基础和独立基础。砖基础用普通黏土砖与水泥砂浆砌成。砖基础多砌成台阶形状称为“大放脚”，有等高式和不等高式两种砌法，如图2.7所示。第二十页，共110页。

等高式大放脚是两皮一收，两边各收进1/4砖长；不等高式大放脚是两皮一收与一皮一收相间隔，两边收进l/4砖长。为了防止土中水分沿砖块中毛细管上升而侵蚀墙身，应在室内地坪以下一皮砖处设置防潮层。防潮层一般用l：2水泥防水砂浆，厚约20mm。一般大放脚都采用一皮顺砖和一皮丁砖砌法，上、下层应错开缝，错缝宽度应不小于60mm。要注意十字及丁字接头处砖块的搭接，在这些交接处，纵横墙要隔皮砌通。砌筑宜采用“三一”砌砖法，即一铲灰、一块砖、一挤揉，保证砖基础水平灰缝的砂浆应饱满，饱满度应不低于80％。大放脚的最下一皮和每个台阶的上面一皮应以丁砖为主，这样传力较好，砌筑及回填时，也不易碰坏。砖基础中的灰缝宽度应控制在10mm左右。如基础水平灰缝中配有钢筋，则埋设钢筋的灰缝厚度应比钢筋直径大4mm以上，以保证钢筋上下至少各有2mm厚的砂浆层包裹。有高低台的砖基础，应从低台砌起，并由高台向低台搭接，搭接长度不小于基础大放脚的高度。砖基础巾的洞口、管道、沟槽等，应在砌筑时正确留出，宽度超过500mm的洞口，其上方应砌筑平拱或设置过粱。抹防潮层前应将基础墙顶面清扫干净，浇水湿润，随即抹平防水砂浆。第二十一页，共110页。

4、毛石基础施工毛石基础是用毛石与砂浆砌筑而成。毛石基础的断面有阶梯形和梯形等形状。毛石基础的顶面宽度应比墙厚宽200mm，即每边宽出l00mm。台阶的高度一般控制在300～400mm，每阶内至少砌两皮毛石。每砌完一阶，退台时应注意退台的尺寸要符合设计高宽比。对于阶梯形毛石基础，上一级台阶最外边的石块至少压砌下面石块的1/2。毛石用平毛石和乱毛石，其强度等级不低于MU20；砂浆一般采用水泥砂浆。毛石基础砌筑前，应先检查基槽的尺寸、标高，观察是否有受冻、水泡等异常情况。然后在基底弹出毛石基础底宽边线，在基础转角处、交接处上立皮数杆。皮数杆上应标明石块规格及灰缝厚度，砌阶梯形基础还应标明每一台阶高度。在皮数杆问拉准线。砌筑时，应先砌转角处及交接处，再依线砌中间部分。毛石基础的第一皮石块，应选用较大的平毛石砌筑、坐浆，并将大面朝下，先砌里、外石，后砌中间石。要分批卧砌，并注意上、下错缝，内外搭砌，不得采用外面侧立石块中间填心的砌筑方法。每层灰缝的厚度宜为20～30mm，砂浆应饱满。石块间较大的空隙应先填塞砂浆，后用石块嵌实，不能先摆碎石块石后填砂浆，或不填砂浆先塞碎块。基础外墙转角、横纵墙交接处及基础最上一层，应选用较大的平毛石砌筑。每隔O．7m须砌一块拉结石，上、下两皮拉结石的位置要错开，立面砌成梅花形。毛石基础每天砌筑高度，不应超过l．2m。毛石基础轴线位置允许偏差20mm；基础顶面标高允许偏差±25mm。第二十二页，共110页。5、混凝土和毛石混凝土基础施工

混凝土和毛石混凝土基础．其断面为阶梯形和锥形两种，其构造如图2.8所示。在基础施工前，先检查基坑底，清除杂物。弹出基础的轴线及边线，并按设计尺寸支设模板。模板要撑牢，以免浇筑混凝土时发生变形。浇筑时，应先铺一层l00～150mm厚的混凝土打底，再铺上毛石。毛石铺放应均匀排列，使大头向下，小头向上，且毛石的纹理应与受力方向垂直。毛石间距一般不小于100mm，毛石与模板或槽壁距离不应小于l50mm，以保证每块毛石均被混凝土包裹。毛石铺放后，继续浇筑混凝土，每层厚200～500mm，用振捣棒进行振捣。振捣时应避免触及毛石和模板。如此逐层铺放毛石及浇筑混凝土，直至基础顶面．保持毛石顶面有不少于100mm厚的混凝土覆盖层．所掺用的毛石数量不应超过基础体积的25％。如不能连续浇筑完，应在混凝土与毛石交接处，使毛石露出混凝土面一半处留设施工缝。继续浇筑时，应将施工缝处清洗干净，铺上一层与混凝土成分相同的水混砂浆，再继续浇筑混凝土及铺设毛石。施工缝不宜留设在基础转角、内外墙基础交接以及受力较大的部位。第二十三页，共110页。6、钢筋混凝土独立基础施工钢筋混凝土独立基础按其构造形式，可分为现浇柱锥形基础、阶梯形基础和预制柱杯口基础，如图2.9、图2.10所示。预制柱杯口基础又可分为单肢柱和双肢柱杯口基础，低杯口和高杯口基础。预制钢筋混凝土柱杯口基础的构造，如图2.11所示。第二十四页，共110页。(1)现浇柱基础施工在混凝土浇灌前应先进行验槽，轴线、基坑尺寸和土质应符合设计规定。坑内浮土、积水、淤泥、杂物应清除干净。局部软弱土层应挖去，用灰土或砂砾回填并夯实至与基底相平。在基坑验槽后应立即浇灌垫层混凝土，以保护地基。混凝土宜用表面振动器进行振捣，要求表面平整。当垫层达到一定强度后，在其上弹线、支模、铺放钢筋网片，底部用与混凝土保护层同厚度的水泥砂浆块垫塞，以保证钢筋位置正确。在基础混凝土浇灌前，应将模板和钢筋上的垃圾、泥土和油污等杂物清除干净；对模板的缝隙和孔洞应予堵严；木模板表面要浇水湿润，但不得积水。对于锥形基础，应注意锥体斜面坡度的正确，斜面部分的模板应随混凝土浇捣分段支设并顶压紧，以防模板上浮变形，边角处的混凝土必须注意捣实。严禁斜面部分不支模，用铁锹拍实。基础混凝土宜分层连续浇灌完成。对于阶梯形基础，分层厚度为一个台阶高度，每浇完一台阶应停0.5～1.0h，使混凝土获得初步沉实，然后再浇灌上层。每一台阶浇完，表面应基本抹平。基础上有插筋时，应将插筋按设计位置固定，以防浇捣混凝土时产生位移。基础混凝土浇灌完，应用草帘等覆盖并浇水加以养护。第二十五页，共110页。(2)预制柱杯口基础施工预制柱杯口基础的施工，除按上述施工要求外，还应注意：①杯口模板可采用木模板或钢定型模板，可作成整体的，也可作成两半形式，中间各加楔形板一块，拆模时，先取出楔形板，然后分别将两半杯口模取出。为拆模方便，杯口模外可包一层薄铁皮。支模时杯口模板要固定牢固并压紧。②按台阶分层浇灌混凝土时，由于杯口模板仅在上端固定，浇捣混凝土时，应四周对称均匀进行，避免将杯口模板挤向一侧。③杯口基础一般在杯底均留有50mm厚的细石混凝土找平层，在浇灌基础混凝土时要仔细留出。基础浇捣完，在混凝土初凝后终凝前用倒链将杯口模板取出，并将杯口内侧表面混凝土凿毛。④在浇灌高杯口基础混凝土时，由于其最上一台阶较高，施工不方便，可采用后安装杯口模板的方法施工。也就是说，当混凝土浇捣接近杯口底时．再安装杯口模板，然后浇灌杯口混凝土。第二十六页，共110页。7、钢筋混凝土条形基础施工柱下条形基础的构造，如图2.12所示。混凝土宜分段分层灌筑，各段各层间应互相衔接，每段长2～3m，使逐段逐层呈阶梯形推进，并注意先使混凝土充满模板边角，然后浇灌中间部分混凝土。混凝土应连续浇灌，以保证结构良好的整体性，如必须间歇，间歇时间不应超过规定时间。如时间超过规定，应设置施工缝，并应待混凝土的抗压强度≥后，才允许继续灌筑，以免已浇筑的混凝土结构因振动而受到破坏。继续浇筑混凝土前，应进行施工缝处理，即：清除接槎处混凝土表面的水泥薄膜(约1mm)和松动石子或软弱混凝土，并用水冲洗干净，充分湿润，且不得积水，然后铺15～25mm厚与混凝土成分相同的水泥砂浆或先灌一层减半石子混凝土，或在立面涂刷

1mm厚水泥浆，再正式继续浇筑混凝土，并仔细捣实，使其紧密结合。第二十七页，共110页。8、片筏式钢筋混凝土基础施工片筏式钢筋混凝土基础由底板、梁等整体组成。片筏基础在外形和构造上像倒置的钢筋混凝土楼盖，分为梁板式和平板式两种，如图2.l3所示。片筏基础浇筑前，应清扫基坑、支设模板、铺设钢筋。木模板要浇水湿润，钢模板面要涂隔离剂。混凝土浇筑方向应平行于次梁长度方向，对于平板式片筏基础则应平行于基础长边方向。混凝土应一次浇灌完成，若不能整体浇灌完成，则应留设垂直施工缝，并用木板挡住。施工缝留设位置：当平行于次梁长度方向浇筑时，应留在次梁中部1/3跨度范围内；对平板式可留设在任何位置，但施工缝应平行于底板短边且不应在柱脚范围内。梁高出底板部分应分层浇筑，每层浇灌厚度不宜超过200mm。当底板上或梁上有立柱时，混凝土应浇筑到柱脚顶面，留设水平施工缝，并预埋连接立柱的插筋。继续浇筑混凝土前，应对施工缝进行处理，水平施工缝与垂直施工缝的处理相同。混凝土浇灌完毕，在基础表面应覆盖草帘和洒水养护，并不少于7d。待混凝土强度达到设计强度的25％以上时，即可拆除梁的侧模。当混凝土基础达到设计强度的30％时，应进行基坑回填。基坑回填应在四周同时进行，并沿基底排水方向由高到低分层进行。第二十八页，共110页。9、箱形基础施工箱形基础主要是由钢筋混凝土底板、顶板、侧墙及一定数量纵横墙构成的封闭箱体。箱基施工中，首先是基坑开挖。基坑开挖前应先验算边坡稳定性，并分析开挖时基坑邻近建筑物的影响。验算时，应考虑坡顶堆载、地表积水和邻近建筑物影响等不利因素，必要时要采取支护。在基坑底面设计标高以上，保留200～400mm厚的土层，采用人工挖除。基坑不得长期暴露，更不得积水。在基坑验槽后，应立即进行基础施工。箱形基础的底板、顶板及内外墙的支模和浇筑，可采用内外墙和顶板分次支模浇筑方法施工。外墙接缝应设榫接或设止水带。箱基的底板、顶板及内外墙宜连续浇灌完毕。对于大型箱基工程，当基础长度超过40m时，宜设置一道不小于700mm的后浇带，以防产生温度收缩裂缝。后浇带应设置在柱距三等分的中间范围内，宜四周兜底贯通顶板、底板及墙板。后浇带应按照有关规范的要求施工。箱形基础的混凝土浇筑大多属于大体积钢筋混凝土施工问题。由于混凝土体积大，浇筑时积聚在内部的水混水化热不易散发，混凝土内部的温度将显著上升，产生较大的温度变化和收缩作用，导致混凝土产生表面裂缝、贯穿性裂缝，影响结构的整体性、耐久性和防水性，影响正常使用。对大体积混凝土，在施工前要经过一定的理论计算，采取有效的技术措施，以防止温差对结构的破坏。第二十九页，共110页。地基处理与桩基工程一、基坑验槽二、地基加固处理三、浅基础施工四、桩基础工程概述五、钢筋混凝土预制打入桩施工六、灌注桩施工七、桩基检测第三十页，共110页。桩基础工程概述将钢筋混凝土、钢管或H型钢等材料作为受力的支撑杆件打入土中，成为基桩。

桩基础，就是利用承台或基础梁将沉入土中的基桩联系起来，以便承受整个上部结构重量的一种基础。采用一根基桩（通常为大直径基桩）承受和传递上部荷载的独立基础称为单桩基础；由两根以上基桩组成的桩基础称为群桩基础。第三十一页，共110页。

桩的分类木桩、钢筋混凝土桩和钢桩预制桩和灌注桩高承台桩和低承台桩大量挤土桩、少量挤土桩和非挤土桩摩擦桩和端承桩抗压桩和抗拔桩第三十二页，共110页。地基处理与桩基工程一、基坑验槽二、地基加固处理三、浅基础施工四、桩基础工程概述五、钢筋混凝土预制打入桩施工六、灌注桩施工七、桩基检测第三十三页，共110页。钢筋混凝土预制打入桩施工（一）钢筋混凝土预制桩的制作、运输和堆放（1）桩的制作（2）桩的起吊（3）运输和堆放（二）预制桩的沉桩（1）锤击法沉桩的施工（2）静力压桩（3）振动沉桩（4）射水沉桩法（5）植桩法沉桩第三十四页，共110页。桩的制作桩应由工厂加工制作，保证质量,桩的制作要点有：（1）主筋连接宜采用对焊，主筋接头配置在同一截面内的数量，采用闪光对焊和电弧焊时，不超过50％；（2）同一根钢筋两个接头的间距应大于30倍钢筋直径，并不小于500mm；（3）桩尖和桩顶钢筋加密；（4）混凝土由顶至尖连续浇筑；（5）叠制层数不超过4层，上下隔离，下层混凝土强度达到设计强度30％时方能浇筑上层混凝土；（6）较长的桩在施工现场预制，所用混凝土强度等级不宜低于C30。第三十五页，共110页。

桩的起吊（1）混凝土强度：钢筋混凝土预制桩应在混凝土达到设计强度的70％方可起吊移位；达到设计强度的100%才能运输和打桩。（2）吊点位置：吊（支）点位置的选择随桩长而异，要使附加弯矩最小（正负弯矩值相等则均小）；一点吊距顶0.31L(L=5～10m)，距顶0.29L（L＝11～16m）；两点吊距顶、距尖均为0.207L。第三十六页，共110页。图2.7桩的吊点位置图(a)、(b)1个吊点；(c)2个吊点；(d)3个吊点第三十七页，共110页。堆放桩在施工现场的堆放场地必须平整、坚实。堆放时应垫长枕木，垫木的位置与吊点位置相同，各层垫木应上、下对齐，堆放层数不宜超过4层。第三十八页，共110页。预制桩的沉桩方法(1)锤击法：以桩锤的冲击力将桩打入，适用于软土层沉桩。(2)振动法：以振动桩机带桩振动，减少土与桩间摩阻力，沉管拔管速度较快，适用于砂土沉桩。(3)水冲法：以高压射水（桩侧或桩内）冲孔下沉，留1～2m打入或振入。适用于坚硬土、砂石层。(4)钻孔锤击法：施工顺序包括钻孔（留1～2m）、注浆护壁、提钻、插桩、锤击。适用于坚硬土层。(5)静力压桩法：用80～120t压桩机压入。适用于软弱土层。第三十九页，共110页。（一）锤击法沉桩的施工

锤击法是指以桩锤的冲击力将桩打入，适用于软土层沉桩。02-01柴油锤动画演示第四十页，共110页。

（1）打桩机主要包括桩架、桩锤和动力装置三个部分。桩锤，其作用是对桩施加冲击力，将桩打人土中。选择稍重的锤，用重锤低击和重锤快击的方法效果较好桩架，支持桩身和桩锤，将桩吊起，并在打入过程中起导桩的方向，保证桩锤沿所要求的方向冲击。桩架至少具备三种功能：悬挂打桩锤和起吊预制桩；为打桩锤导向；能行走、转向。动力装置，包括起动桩锤的动力设备，如卷扬机、锅炉和空气压缩机等。第四十一页，共110页。桩顶加桩帽（图2.9)以保护桩锤安全使用和桩顶免遭破坏。桩帽上部与桩锤之间的衬垫称锤垫，锤垫也起保护桩头的作用。锤垫厚度宜取150～200mm，可用竖纹硬木或盘圆层叠的旧铁芯钢丝绳。桩帽与桩头之间也应设置弹性衬垫（称桩垫）,可选用麻袋、硬纸板或胶合板等材料制作，软硬适度，厚度要均匀且锤击压实后保持在120～150mm为宜，打桩期间应经常检查，及时更换或补充。第四十二页，共110页。

桩基础施工一般均在基础开挖前施工，要将桩顶打到地面以下的设计标高，此时应采用送桩器。送桩器一般用钢管制成，对送桩器要求有较高的强度和刚度，打人时阻力不能太大，能较容易地拔出，能将锤的冲击力有效地传到桩上。第四十三页，共110页。(2)打桩前的准备工作

1）场地准备包括清除地上、地下障碍物，对场地进行平整、压实并做好排水工作；2）放出桩的基准线并定出桩位，在不受打桩影响的适当位置设置水准点；3）接通现场的水、电管线，准备好施工机具,做好对桩的质量检验；4）进行打桩试验,试验根数应不小于2根，以便检验设备和工艺是否符合要求。第四十四页，共110页。(3)确定打桩顺序

图2.13打桩顺序和土壤挤密状况图(a)逐排打；(b)自两边向中央；(c)自中央向两边；(d)分段打第四十五页，共110页。(4)打入桩的施工工艺设置标尺→桩机就位→吊桩就位→扣桩帽、落锤、脱吊钩→低锤轻打→正式打（接桩，送桩，截桩）→静、动载试验→承台施工。要点：采用重锤低击的锤击方式，开始要轻打；注意贯入度变化，做好打桩记录（记录内容包括编号、每米锤击数、桩顶标高、最后贯入度等）；如遇异常情况，如贯入度剧变、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。第四十六页，共110页。（5）质量要求1）满足承载力要求：端承桩以控制最后贯入度为主、以沉桩标高为辅(参考标高)；摩擦桩以控制沉桩标高为主、以贯入度为辅(参考最后贯入度)。2）偏差在允许范围内。平面位置偏差：排桩应不大于100～150mm，群桩应不大于1/3～1/2倍桩径或边长；垂直度偏差应不大于1%。3）桩不受损：桩顶、桩身不打坏，桩顶下1/3桩长内无水平裂缝。第四十七页，共110页。（二）静力压桩

静力压桩是借助压桩机及其配重将桩压入土中，此法适用于软弱土层。第四十八页，共110页。

这种沉桩方法无振动、无噪音、对周围环境影响小，适合在城市中施工。施工程序为：测量定位→压桩机就位→吊桩、插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再静压沉桩→送桩→终止压桩→截桩。第四十九页，共110页。（三）振动沉桩

振动沉桩是利用固定在桩顶部的振动器所产生的激振力，通过桩身使土颗粒受迫振动，使其改变排列组织，产生收缩和位移，这样桩表面与土层间的摩擦力就减少，桩在自重和振动力共同作用下沉入土中。

适用于在粘土、松散砂土及黄土和软土中沉桩，更适合于打钢板桩，同时借助起重设备可以拔桩。图2.16振动桩锤构造示意图(a)刚性式；(b)柔性式1-激振器；2-电动机；3-传动带；4-弹簧；5-加荷板第五十页，共110页。（四）射水沉桩法

射水法沉桩又称水冲法沉桩，是将射水管附在桩身上，用高压水流束将桩尖附近的土体冲松液化，以减少土对桩端的正面阻力，同时水流及土的颗粒沿桩身表面涌出地面，减少了土与桩身的摩擦力，使桩借自重（或稍加外力）沉入土中。射水法沉桩的特点是：当在坚实的砂土中沉桩，桩难以打下或久打不下时，使用射水法可防止将桩打断，或桩头打坏；射水法沉桩法比锤击法可提高工效2～4倍，节省时间，加快工程进度。本法最适用于坚实砂土或砂砾石土层上的支承桩，在粘性土中亦可使用。第五十一页，共110页。

图2.17射水法沉桩装置

(a)外射水管；(b)内射水管第五十二页，共110页。（五）植桩法沉桩

植桩法沉桩是在沉桩部位按设计要求的孔径和孔深先用钻机钻孔，钻出的土体通过湿法或干法排出地面外运，在孔内再插入预制钢筋混凝土桩，然后采用锤击或振动锤打入法，将桩打入设计持力层标高。植打桩顺序为：先打长桩，后打短桩；先打外围桩，后打中间桩，以防止土体位移对四周建筑物及各种设施造成的影响。第五十三页，共110页。图2.18钻孔植桩法工艺流程(a)钻孔；(b)插桩；(c)沉桩；(d)成桩第五十四页，共110页。作业P74思考题1、2、3、5、7。第五十五页，共110页。地基处理与桩基工程一、基坑验槽二、地基加固处理三、浅基础施工四、桩基础工程概述五、钢筋混凝土预制打入桩施工六、灌注桩施工七、桩基检测第五十六页，共110页。灌注桩施工

灌注桩是在施工现场的桩位上就地成孔，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可以分为干作业成孔、泥浆护壁成孔、套管成孔、人工挖孔灌注桩等。（一）钻孔灌注桩施工（二）挖孔灌注桩（三）套管成孔灌注桩（四）爆扩成孔灌注桩第五十七页，共110页。

干作业成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩

干作业成孔灌注桩适用于成孔深度内没有地下水的情况，成孔时不必采取护壁措施而直接取土成孔。

(1)成孔机械：干作业成孔一般采用螺旋钻机。螺旋钻机利用动力旋转钻杆，使钻头的螺旋叶片旋转削土，土块沿螺旋叶片上升排出孔外。第五十八页，共110页。螺旋钻机。螺旋钻机利用动力旋转钻杆，使钻头的螺旋叶片旋转削土，土块沿螺旋叶片上升排出孔外。02-02螺旋桩动画演示第五十九页，共110页。(2)施工工艺顺序平整场地→挖排水沟→定桩位→钻机对位、校垂直→开钻出土→清孔→检查垂直度及虚土情况→放钢筋骨架→浇混凝土。

图2.21螺旋钻孔机成桩工艺(a)钻孔(b)清孔(c)放入钢筋骨架(d)浇筑混凝土(a)(c)(d)(b)第六十页，共110页。(3)施工要点1）土质差、有振动、间距小时，间隔钻孔制作；2）遇到含水量大或软塑土层时，采用疏纹叶片钻杆；遇到含水量较小的砂土或可塑、硬塑粘土时，采用密纹叶片钻杆；3）及时灌注混凝土，防止孔壁坍塌；4）浇混凝土时放护筒，混凝土坍落度50～90mm，每层浇筑高度不大于1.5m。(4)质量要求1）偏差要求：位置偏差不大于70～150mm；垂直度偏差不大于1%；2）孔底虚土厚度：端承桩不大于50mm；摩擦桩不大于150mm；3）避免出现缩颈和断桩。第六十一页，共110页。

泥浆护壁成孔灌注桩(1)成孔机械1-循环水式回转钻机钻头回转切削、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。第六十二页，共110页。图2.22正循环回转钻机图成孔工艺原理图图2.23反循环回转钻机成孔工艺原理图1-钻头；2-泥浆循环方向；3-沉淀池；1-钻头；2-新泥浆循环流向；3-沉淀池；4-泥浆池；5-泥浆泵；6-水龙头；4-砂石泵；5-水龙头；6-钻杆；7-钻杆；8-钻机回转装置7-钻机回转装置；8-混合液流向02-03正循环潜水桩动画演示02-04反循环潜水桩动画演示第六十三页，共110页。(1)成孔机械2-潜水钻机

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，故较为轻便，泥浆正循环。一般用于地下水位较高的粘性土、淤泥质土及沙土，深度可达50m、直径可达0.8m。第六十四页，共110页。(2)成孔机械3-冲抓钻和冲击钻适用于碎石土、砂土、粘性土、风化岩。特点：依靠冲锥式钻头下落冲击和破碎岩土,利用掏渣筒掏渣，主要应用于岩石类土的成孔。图2.25冲击钻成孔示意图第六十五页，共110页。第六十六页，共110页。施工工艺要点：1）护筒的作用：护筒作用是固定桩孔位置，保护孔口，防止塌孔，增加桩孔内水压。护筒直径比钻头大100mm，开设1～2个溢浆口，埋入土中不大于1m。2）泥浆的制备和作用：护壁、携砂、冷却、润滑。泥浆的性能指标如相对密度、粘度、含砂量、pH值、稳定性等要符合规定的要求。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。3）成孔：泥浆护壁成孔灌注桩成孔的方法有潜水钻机成孔、回转钻机成孔、冲击钻成孔、冲抓锥成孔等。第六十七页，共110页。4）泥浆循环排渣正循环排渣法：泥浆由钻杆内部沿钻杆从底部喷出，携带土渣的泥浆沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出，流入沉淀池，经沉淀的泥浆流人泥浆池，再由泵注入钻杆，如此循环。反循环排渣法：泥浆由孔口流入孔内，同时泥浆泵通过钻杆由底部吸渣，使钻下的土渣由钻杆内腔吸出并排入沉淀池，沉淀后流入泥浆池。反循环排渣法较正循环排渣法排渣效率高。第六十八页，共110页。5）清孔钻孔达到要求的深度后要清除孔底沉渣，以防止灌注桩沉降过大、承载力降低，这个过程称为清孔。当孔壁土质较好，不易塌孔时，可用空气吸泥机清孔，同时注入清水，清孔后泥浆相对密度应控制在1.1左右。孔壁土质较差时，宜用反循环排渣法清孔。第六十九页，共110页。6）水下浇筑混凝土水下混凝土浇筑最常用的方法是导管法，浇筑时一般有以下要求：①混凝土强度不应小于C20，混凝土选用的粗骨料粒径，不宜大于30mm，且不得大于钢筋间最小净距的1/3，坍落度为160～220mm，含砂率宜为40％～45％，砂宜采用中砂；②导管最大外径应比钢筋笼内径小100mm以上；第七十页，共110页。③钢筋的混凝土保护层厚度不应小于50mm（使用混凝土垫块）；④漏斗内灌入足够量的混凝土，保证混凝土下落后能将导管下端埋入不小于500mm，然后剪断柱塞铅丝，使其下落；⑤提管时保证埋入混凝土不小于1m。第七十一页，共110页。图2.28水下浇筑混凝土示意图1-翻斗车；2-料斗；3-储料漏斗；4-导管；5-护筒第七十二页，共110页。7）常见质量问题及处理方法：①塌孔：如发生塌孔，应探明塌孔位置，将砂和粘土混合物回填到塌孔位置以上1～2m，如塌孔严重，应全部回填，等回填物沉积密实后再重新钻孔。②缩孔：处理时可用钻头反复扫孔，以扩大孔径。③斜孔：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。第七十三页，共110页。（一）钻孔灌注桩施工（二）挖孔灌注桩（三）套管成孔灌注桩（四）爆扩成孔灌注桩第七十四页，共110页。

挖孔灌注桩：在人工或机械成孔的大直径孔中浇筑混凝土或钢筋混凝土而成。亦称大直径人工挖孔扩底灌注桩。第七十五页，共110页。第七十六页，共110页。(1)施工机具1）电动葫芦和提土桶2）潜水泵、钻扩机3）鼓风机和输风管4）锹、风镐、土筐等挖土工具5）照明灯、对讲机、电铃等。第七十七页，共110页。(2)施工工艺主要施工过程­­是挖孔，包括挖土、运土、钢筋混凝土工程；辅助工程包括支护、降水、通风。1）按设计图纸放线，定桩位。2）开挖土方,挖孔方法有机械挖土法和人工挖土法。3）支设护壁模板。4）在模板顶放置操作平台。5）浇筑护壁混凝土。6）拆除模板继续下一段的施工。7）排除孔底积水，浇筑桩身混凝土。第七十八页，共110页。(3)支护方法1）钢筋混凝土护圈支护,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。2）沉井护圈支护，适合强透水层。3）钢套管护圈支护，适合强透水层。(4)要求防止塌壁；必须降水、通风；配备通讯、照明设备；便于施工人员上下。第七十九页，共110页。（一）钻孔灌注桩施工（二）挖孔灌注桩（三）套管成孔灌注桩（四）爆扩成孔灌注桩第八十页，共110页。

套管成孔灌注桩

第八十一页，共110页。

套管成孔灌注桩

第八十二页，共110页。

套管成孔灌注桩是利用锤击或振动方法将带有桩尖（桩靴）的桩管（钢管）沉入土中成孔。桩管打到要求深度后，放入钢筋骨架，边浇筑混凝土，边拔出桩管而成桩，其特点是能在土质很差（可塑、软塑、流塑的粘性土、稍密及松散的沙土中），地下水位很高时施工。按其沉管方式的不同，可分为：锤击沉管灌注桩、静压沉管灌注桩和振动、冲击沉管灌注桩等。第八十三页，共110页。

(a)(b)(c)(d)(e)(f)

图2.30锤击沉管灌注桩成桩工艺(a)就位；(b)沉入；(c)浇筑；(d)边拔边浇；(e)放入钢筋笼继续浇筑；(f)成型施工工艺过程02-05捶击沉管桩动画演示02-06振动桩沉管动画演示第八十四页，共110页。图2.31桩尖示意图（a）活瓣桩尖示意图；(b)

混凝土强制桩尖示意图1-桩管；2-锁轴；3-活瓣

主要施工设备包括振动沉管机，锤击沉桩机，桩靴与桩管。

桩靴可分为钢筋混凝土桩靴、钢活瓣桩靴两种。第八十五页，共110页。施工工艺

桩靴、钢管就位→沉钢管→检查管内有无砂、水→放钢筋笼→浇筑混凝土→拔钢管。第八十六页，共110页。

常见质量问题及原因(1)断桩断桩主要是由于桩距过小，土体因为受临桩打管时挤压所致而隆起，造成已灌完的尚未达到足够强度的混凝土桩断裂。第八十七页，共110页。(2)缩径桩缩径桩也称缩孔桩、瓶颈桩，指桩身某部分桩径缩小。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。02-07缩颈桩形成动画演示第八十八页，共110页。(3)吊脚桩吊脚桩是指桩底部混凝土隔空或混凝土混入泥砂而形成软弱夹层。主要是由于桩靴强度不够，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。(4)有隔层

主要是由于骨料粒径大或混凝土和易性差或拔管速度快，导致泥砂进入使桩身不连续。02-08吊脚桩形成动画演示第八十九页，共110页。

处理方法：为避免上述问题，除了从材料方面解决外，还必须从作业参数、施工顺序、施工工艺方式上解决。(1)施工工艺单打法：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：复打法是在同一桩孔位进行两次单打，或根据需要进行局部复打。第九十页，共110页。图2.32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02-09复打桩动画演示第九十一页，共110页。反插法：钢管每提升0.5m,再下沉0.3m(或提升1m,下沉0.5m)，在拔管过程中使管内混凝土始终不低于地表面，如此反复进行，直到全部拔出为止，拔管速度不应超过0.5m/min。(2)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，管内混凝土量大于2m(第一次尽量灌满）。第九十二页，共110页。(3)施工顺序群桩基础或桩中心距小于3～3.5倍的桩径，为避免断桩，应制定合理的施工顺序，可采用跳打法、或间隔时间打桩法，以免影响相邻桩的质量。(4)施工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。第九十三页，共110页。灌注桩施工（一）钻孔灌注桩施工（二）挖孔灌注桩（三）套管成孔灌注桩（四）爆扩成孔灌注桩第九十四页，共110页。

爆扩成孔灌注桩用钻孔或爆扩法成孔，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。此时，孔内混凝土落入孔底空腔内，再放置钢筋骨架，浇筑桩身混凝土制成灌注桩（图2.37)。第九十五页，共110页。图2.37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02-10爆扩桩动画演示第九十六页，共110页。地基处理与桩基工程一、基坑验槽二、地基加固处理三、浅基础施工四、桩基础工程概述五、钢筋混凝土预制打入桩施工六、灌注桩施工七、桩基检测第九十七页，共110页。

桩基检测1、基桩低应变动力检测1.1低应变反射波法桩身完整性检测是用小锤锤击桩顶，产生沿桩顶向下传播的一维应力波，这种应力波在传播过程中遇到诸如桩截面裂缝、接桩不良、断裂、离析、缩径等缺陷时，将表现为波阻抗的变化，从而使得应力波在该截面发生反射，反射的信息传播到桩顶便与桩顶的时域信号叠加并通过安装在桩顶的速度传感器被仪器接收，桩顶接收到的时域信号还包括桩侧土阻力的增加（表现为波阻抗增大）或减小（表现为波阻抗减小）而引起的叠加信息，因此可以根据时域曲线扫射信号的位置来判断桩缺陷的深度，根据反射信号的相位变化来判断缺陷的性质，根据反射信号的幅值用时域拟合曲线方法来确定桩缺陷的深度。现场测试过程中，先把传感器固定在桩顶某一平整处，传感器用专用电缆线与主机相连。用小锤锤击桩顶，反映桩土体系振动特性的实测曲线经检测仪信号采集器主机采样后显示在其屏幕，由专业工程师针对实测曲线，运用滤波、指数放大、频谱分析等数据处理技术进行现场初步分析处理，并存储在信号采集器主机内，以便室内分析之用。第九十八页，共110页。

通过对实测时域曲线上有关桩底反射、质点振幅、波形状况及桩身缺陷反射等特征参量的分析，结合频域曲线上频率特征的分析可将桩划分为四类：I类桩：桩身完整；II类桩：桩身有轻微缺陷、不会影响桩身结构承载力的正常发挥；III类桩：桩身有明显缺陷、对桩身结构承载力有影响；IV类桩：桩身存在严重缺陷。通过现场检测结果，研究桩土体系有阻尼振动特性及弹性波沿桩身传播产生反射等物理现象。结合工程地质资料及工程经验，对桩身的完整性作出评价，并指出存在缺陷的性质和部位，提供桩基的设定波速及反射波形图。1.2进行低应变动力检测时，试验现场应保持平静，震动、噪音等环境条件应符合检测要求。委托方应提供桩位布置图、地质勘探报告、桩基施工记录等技术资料。现场检测时现场不得有重型机械、汽车，拖拉机，打桩机或其它非不可抗拒因素造成的较强振动。测试过程中若有与现场其它施工工序、项目等交叉，请建设、监理方统一协调。第九十九页，共110页。2、单桩竖向抗压静载试验单桩竖向抗压静载试验，是一种原位测试方法，其基本原理是将竖向荷载均匀的传至建筑物基桩上，通过实测单桩在不同荷载作用下的桩顶沉降，得到静载试验的Q—s曲线及s—lgt等辅助曲线，然后根据曲线推求单桩竖向抗压承载力特征值等参数。2.1试验准备第一百页，共110页。2.2现场试验规定和要求1)、开始试验的时间：预制桩在砂土中入土7d；如为粘性土，应视土的强度恢复而定，一般不得少于15d；对于饱和粘性土不得少于25d。2)、慢速维持荷载法按下列规定进行加、卸载和沉降观测。（1）荷载分级：每级荷载值为预估单桩极限承载力1/10~1/15。（2）测读桩沉降量的间隔时间：每级加载后，隔5、10、15min各测读一次，以后每隔15min读一次，累计一小时后每隔半小时读一次。（3）稳定标准：在每级荷载作用下，桩的沉降量在每小时内小于0.1mm。（4）终止加载条件：某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍（当桩顶沉降能稳定且总沉降量小于40mm时，宜加载至桩顶总沉降量超过40mm）；某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经过24h尚未达到稳定标准；已经达到加载返利装置的最大加载量；已经达到设计要求的最大加载量。第一百零一页，共110页。（5）卸载观测的规定：每级卸载值为加载值的两倍，卸载后隔15min测读一次，读两次后，隔30min再读一次，即可卸下一级荷载。全部卸载后，隔3~4h再读一次。通过单桩竖向承载力静载试验，确定竖向抗压极限承载力标准值，作为评价工程桩承载力是否满足设计要求的依据。2.3进行单桩竖向承载力静载试验时，在试验设备、仪器仪表的运输过程中应确保其不损伤，以保证现场测试数据的准确无误。现场吊装安置加载设备时，应采取必要的安全措施，保证设备的安放位置正确和人员设备的安全。反力架的安装和焊接要牢固可靠，