桩基础、混凝土预制桩、桩基础设计、桩基施工毕业设计正稿

PAGE37摘要随着我国经济建设的发展，楼层的发展越来越高，对基础的发展要求也越来越高，特别是桩基础的应用越来越高。本文以河南商丘华庭世家的地下部分进行基础工程设计。桩基技术极为复杂，发展空间相当广阔，成为地基基础领域中一个非常活跃的、具有很强生命力分支领域，50年来出现了许多新的桩型、新的工艺、新的设计理论和新的科技成果，成为我国工程建设的有力支柱。本文首先根据工程地质条件、岩土力学指标建议值和上部结构形式及上部结构重量，选取了桩基础形式——混凝土预制桩。在对天然地基的评价的基础上，进行了成桩分析。根据混凝土预制桩的优缺点，结合场地地层条件，初步选取桩径，试算出桩长，并进行桩的设计计算：单桩承载力和桩的沉降计算，最后从抗剪、冲切和抗弯等三方面对承台进行了设计验算。同时对混凝土预制桩的优点、性能、桩基础施工过程、注意事项也做了论述。关键词：桩基础、混凝土预制桩、桩基础设计、桩基施工

AbstractWiththedevelopmentofChineseeconomy,theheightofthebuildingishigherandhigher,andtherequirementsofthebottom’sdevelopmentarealsostricter,especiallyontheapplicationofpilefoundation.Inthispaper,huatingshijiaInternationalPlazaofshangqiu,whichfirstofficebuilding’sundergroundparts,asthesubjecttocarryoutabasedengineeringdesign.Foundationaltechnologyisextremelycomplicatedandthespaceofdevelopmentiswider,becameaveryactiveandpowerfulbranchareaonthefoundationalfield.Inthepast50yearsmanynewtypesofpiles,newtechnologies,newdesigntheoriesandnewtechnologyresults,havebecomeastrongpillaroftheconstruction.Inthethesis,accordingtogeologicalconditions,rockmechanicsandtheupperstructureandweightoftheproposedform,inwhichapilefoundationalforms–precastconcretepile.Ananalysisofthepileispracticed.Accordingtotheadvantagesanddisadvantagesofprecastconcretepile,withthestratumconditionsofground,throughwhichtoselectthepilediameterandtrytoworkoutalengthofthepile,thendothedesignablecalculationforthepiles:singlepile’sbearingcapacityandthecalculationofpile’ssedimentation.Finally,thethesismakesanengineercheckingcomputationfromresistingcut,punchandbend.Meantime,itmakesadiscussionontheadvantages,capability,basicconstructionprocessandnoticeproceedingofprecastconcretepile.Keywords：pilefoundation；precastconcretepile；pilefoundationdesign；Retainingandprotectionofexcavation目录前言 11场地工程地质条件 21.1工程概况 21.2勘察工作概况 21.3场地工程地质条件 21.3.1场地地形、地貌特征 21.3.2场地内各岩土层的分布及物理力学性质 31.3.3地下水赋存状态及侵蚀性分析 52场地类别和各岩土工程地质条件评价 62.1场地类别和场地土类型 62.2场地土工程地质条件评价 62.3各岩土层承载力特征值及压缩模量 73基础方案设计计算 93.1风荷载力计算 93.2桩型选择和持力层确定 103.3验算单桩承载力 103.4确定桩数及桩布置 113.5桩基中各单桩受力验算 143.6承台的抗冲切验算 153.7承台剪切验算 173.8沉降计算 203.9桩基的配筋计算 234构造要求及施工要求 264.1预制桩的施工 264.2混凝土预制桩的接桩 274.3.混凝土预制桩的沉桩 294.3.1锤击沉桩 294.3.2静力压桩法沉桩 304.4预制桩沉桩对环境的影响分析及防治措施 304.4.1沉桩对环境的影响 314.4.2沉桩对环境影响的分析与评价 314.4.3防治与控制措施 335结论与建议 34结束语 35参考文献 36致谢 37河南理工大学本科毕业设计前言前言桩基础(简称桩基)是一种古老的基础形式．它的力学原理正确，通过桩的形式可以充分发。挥深部土层的承载能力，同时它又具有施工简便的特点，因此桩基不仅延续至今，而且结合现代的施工技术还获得了进一步的发展，成为当前基础工程中一种普遍采用的重要基础形式。随着我国建筑工程的高速发展，高层建筑、海港码头、桥梁、重型工业厂房和粮仓等都广泛使用桩基，目前我国每年的用桩量达100万根以上．如何设计好桩基，使之既满足桩承载力和安全性要求，又降低成本，对我国工程建设具有重大意义。同时，随着现代科学技术的发展，桩基的类型、施工工艺和设备、桩基理论和设计方法都有了很大的进展。桩基深埋于地下，是个隐蔽工程．虽然桩基设计理论和施工方法已有了很大提高，然而。地质条件的复杂性、岩土性质的多变性和现场施工的局限性，致使桩承载力的设计值与桩的实际承载能力有时还有较大的差别，在施工时桩身中也会出现各种缺陷。因此，为了保障桩基的质量，进行桩基检测就十分必要了．长期以来，桩基检测采用的是静荷载试验方法。由于它是破坏性检测，成本高，检测周期长，因此被检测的桩数目较少，难以满足基础工程的广泛需要。随着工程建设规模的扩大和现代科学技术的发展，一种无损检测技术一一桩基应力波检测应运而生，并自20世纪80年代以来获得了迅速的发展和广泛的应用，现已成为基础工程建设过程中一个必不可少的组成部分。河南理工大学本科毕业设计场地工程地质条件1场地工程地质条件1.1工程概况商丘华庭世家由商丘市乐都房地产开发有限公司负责开发筹建。商丘华庭世家场区位置位于商丘市梁园新区民主路以南、忠民南（规划）路以西的位置，西部距离君台路约800m。该工程场区地处商丘市梁园新区中心区域，交通便利，地理位置优越。根据工程方提供的华庭世家总平面规划布置图，小区内初步拟建建筑物8栋，其中沿民主路一侧分布的1#、2#楼为综合楼，其余3#--8#楼为住宅楼。1.2勘察工作概况通地对场地的踏勘，确定了孔位，沿各建筑物的周边线、角点和建筑场区的范围进行布置，共计布置各类勘探点130计进尺2781探点钻孔间距沿建筑物的走向控制在不大于30.0m要求。表1-1勘察工作量统计表外业工作量室内土工试验项目单位数量项目单位数量取土标贯孔m/孔47.4/3常规物理试验组35静探孔m/孔59.2/6液、塑限组26原状土样件30常规压缩组26扰动土样件15直接剪切组39标准贯入次9颗粒分析组50标高测量次10水位测量次31.3场地工程地质条件1.3.1场地地形、地貌特征此次勘察场区范围为商丘华庭世家部分工程，包括的建筑物为1#、2#楼。其中3#--8#楼前期已完成勘察工作。各建筑物整体平面布局见总平面布置图。假定该点高程为55.00m，引测各钻孔相对标高，其相对标高为54.38-54.89m，最大高差为0.45。未发现其它不良物理地质现象。场区地貌类型属黄河冲积平原，其组成岩性在勘察深度范围内为第四系全新统河流相冲洪积物。1.3.2场地内各岩土层的分布及物理力学性质通过钻探揭露知，场地内共有十四层岩土层，分别为（1）填土（）、（2）粉质粘土（）、（3）粉质粘土（）、（4）圆砾（）、（5）粘土（）、（6）细砂（）、（7）圆砾（）、（8）粘土（）、（9）砾砂（）、（10）粉粘土（）、（11）粉质粘土（）、（12）强风化泥岩（E）、（13）中风化泥岩（E）、（14）微风化泥岩（E），现自上而下分别叙述如下：（1）填土：灰黑色、黄褐色，稍湿，有臭味，主要为建筑垃圾及粘性素填土，局部为塘沟淤泥质新近填土，最大厚度达10.50m，一般厚度2.5——5.00m，图纸松散——稍秘状，欠固结，力学性质差。埋深5.0m以下的粘性素提取泥土填筑时间起过10年，承载力特征值建议为70。（2）粉质粘土：在部分钻孔中出现，灰黑色、褐黄色，软塑状，中等压缩性，粘性偏低，湿，见灰黑色松软锰质结核，从动力触探结果知承载力特征值为150，土工试验计算为176，现综合为150。（3）粉质粘土：个别钻孔缺失该层，黄褐色，红褐色，可塑——硬塑状，中压缩性，厚度大于3.50m，刀切稍有光滑面，粘性较强，土中含少量铁锰质结核和团块状灰白色高岭土，从钻孔及取样观察，场地东侧、南侧、西侧该层强度较低。从动力触探结果知，该承载力特征223，土工试验计算为223，现综合为223。（4）细砂：上部红褐色，底部土黄色，呈中密状，厚度不一，0.6-1.8，成分为卵石、砾石、粘土、中粗砂，卵砾石含量>50％，卵砾石为硅质岩、硅质灰岩，磨圆度较差，成棱角状，上部粘土含量较高，从动力触探结果知，承载力特征为280，土工试验计算为300，现综合为280。（5）粘土：桔黄色。部分钻孔缺失该层，最大厚度1.6m，硬塑状，低压缩性，粘性较强，土芯呈长柱状，夹薄层粉砂土，钻进速度慢，从动力触探结果知，承载力特征值295，土工试验计算为300，现综合为285。（6）细砂：上部黄褐色，下部灰白色，中密状，稍湿，钻进速度快，岩芯呈短柱状，水泡搅动呈松散状，矿物成分为石英、粘土等，局部分选较好，从动力触探结果知，承载力特征值240。该层中含⑥——1砾砂透镜体和⑥——2粘土透镜体，砾砂呈中密状，砾石成分为硅质岩和硅质灰岩，粘性强，从动力触探结果知，承载力特征值为295，该层承载力特征值综合为250。（7）圆砾:土黄色,灰白色,中密状,厚度较大,大于5.0m,成分为卵石,砾石,中砂,粘土,卵砾石含量＞50%,卵砾石为硅质岩,硅质灰岩,磨圆度较好,成次圆状,从动力触探结果得知,特征承载力为360,土工试验计算为350,现综合为350。（8）粘土,黄色,浅黄色,厚度小于3.0m,硬塑状,低压缩性,粘性强,土芯呈长柱状,钻进速度慢,从动力触探结果得知,特征承载力为350,土工试验计算为315,现综合为315。（9）砂励:浅紫色,中密状,钻进时钻具偶有跳动,钻进难度一般,层厚4.60米,从动力触探结果知,承载力特征值为360。（10）粉砂岩：浅紫色，中密状，见浅黄色团块状砂土，夹薄层状粘土。（11）粉质粘土：灰白——土黄色，硬塑状，见紫红色细脉及斑点，夹团块状砂土，切面较光滑，底部含砾，砾石成分为石英岩。（12）强风化泥岩：层厚8.50m，褐红色，结构松散，手抓呈土状，无光泽，无敲击声。（13）中风化泥岩：层厚6.9m，褐红色，结构较紧密裂隙发育，敲击易碎，裂隙面呈土状。（14）微风化泥岩：揭穿厚度2.90m，红褐色，机构紧密，具泥质结构，矿物成分为粘土及石英，裂隙不发育，岩芯呈柱状，泥质光泽，敲击有声。1.3.3地下水赋存状态及侵蚀性分析场区浅层地下水类型为孔隙潜水。勘察期根据场区内多个钻孔内水位测量，其水位埋深位于地表下4.50-4.60米在勘察过程中，对所有钻孔均进行了简易水文地质观测，地下水位埋藏较浅，一般埋深为2——3米，地下水为大气降水及河水补给，地下水主要为赋存于填土层中的上层滞水及圆砾、砾砂、细砂层中的孔隙潜水。场地周边无大型化工厂，根据区域性水文地质资料及ZK6号孔的全孔水样水质简易分析结果知，地下水对无结晶类和分解类腐蚀河南理工大学本科毕业设计场地类别和各岩土工程地质条件评价2场地类别和各岩土工程地质条件评价2.1场地类别和场地土类型根据此场地附近以往工作资料，地表下25米范围内土层的等效剪切波速约为260m/s。根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001中4.1.1条、4.1.3条和4.1.6条判断本场地土类型为中硬土，其场地类别为п类，属可进行建设的一般场地。2.2场地土工程地质条件评价（1）填土(Q4al)该土层为建筑垃圾及粘性素填土，厚度为2—10.5米，欠固结，力学性质差，埋深5.0米以下的粘性素填土建议承载力特征值为70。（2）粉质粘土（Q4al）软塑状，中等压缩性，场地中分布不均匀，承载力特征值为150，且埋藏较深，不选作基础持力层。（3）粉质粘土（Q3al）硬塑状，中压缩性，厚度大于2.50米，承载力特征值为223，可选作2、3、5、7号楼的基础持力层。（4）细砂（Q3al）中密状，厚度0.6-1.8米，承载力特征值为280，可选作1、4、8号楼的基础持力层。（5）粘土（Q2al）硬塑状，低压缩性，承载力特征值为295，个别孔缺失，埋藏深，不选作该场地建筑物的基础持力层。（6）细砂（Q2al）该层厚度较大，承载力特征值仅为240，埋藏深，不选作该场地建筑物的基础持力层。（7）圆砾（Q1al）该层呈中密状，厚度大于5米，场地内分布稳定，承载力特征值为350，是高层建筑良好的基础持力层。（8）粘土（Q1al）该土层呈硬塑状，低压缩性，厚度大于2米，承载力特征值为315，可作为该场地高层建筑物基础持力层的下卧层。（9）砾砂（Q1al）该土层呈中密状，厚度达4.60米，承载力特征值为360，可作为该建筑物基础持力层的下卧层。综上所述，该工程为二级工程，场地为二级场地，地基属二级地基，岩土工程勘察登记为二级。2.3各岩土层承载力特征值及压缩模量根据室内土工试验结果、原位静力触探成果，结合本区以往工作经验，经综合评定后给出各层土的承载力特征值fak和压缩模量Es0.1-0.2。

表2-1各层土承载力标准值和压缩模量力学指标土层名称厚度（m）承载力特征指值fk(Kpa)预制桩qsik(Kpa)人工挖孔桩qsik(Kpa)预制桩qpk(Kpa)人工挖孔桩qpk(Kpa)重度γ(k/m3)压缩模量1填土4.6702020192粉质粘土0.5150565640080020853粉质粘土2.82236767900180020934细砂1.0280585818003200271395粘土0.92955858900180020786细砂4.0240676711001200201397圆砾8.635011011024003500271808粘土2.331567671400220020789砾砂7.83601201201800300025167河南理工大学本科毕业设计基础方案设计计算3基础方案设计计算该大楼长74.6m宽60.5m。采用框架结构,每层高3.0m，共18层，故场地类型为C类。3.1风荷载力计算1楼高:H=18×3.0=54m2柱子最大承担上部荷载面积s=6.9×4.2=28.983单根柱子承担在房屋自重产生的荷载为P=28.98×18×18=9389.52ＫＮ4风引起的荷载计算——风荷载标准值——Z高度处风振系数——风荷载体型系数——风荷载高度变化系数——基本风压根据建筑规范查得河南商丘=0.2迎风面:背风面:则由此产生的荷载为:EQ=1×(0.8+0.5)×1.35×0.2=0.351由标准值转为设计值:1.4=1.40×0.351=0.4914KN则风荷载产生的剪力为:V=HL=0.4914×60×6.9=203.44KN风荷载产生的力矩:由于该排有四个柱子且惯性矩(I)都相等故每根柱子承担的剪力:V=每根柱子承担的力矩:3.2桩型选择和持力层确定表3-1各地层的厚度和主要力学参数序号土名厚度承载力特征值fk(kPa)预制桩qsik(kPa)人工挎孔桩qsik(kPa)预制桩qpk(kPa)人工挎孔桩qpk(kPa)重度EQ()压缩模量1填土4.6702020\\19\2粉粘2.82236767900180020933细砂1.0270585818003200271394粘土0.92856767900180020935细砂4.0220585811001200201396圆砾8.63201101102400350027180选择6号圆砾为持力层，为消除负摩阻力影响承台制于2号粉质粘土上，桩径为600×600桩，预制桩进入持力层深度为5d=3.0m，桩长11.7m。3.3验算单桩承载力确定单桩竖向极限承载力标准值——单桩极限摩阻力标准值（kN）——单桩极限端阻力标准值（kN）——桩的横断面周长（m）——桩的横断面底面积（）——桩周各层土的厚度（m）——桩周第i层土的单位极限摩阻力标准值（）——桩底土的单位极限端阻力标准值（）3.4确定桩数及桩布置确定单桩竖向极限承载力设计值R,并确定桩数N及其布置。假设先不考虑群桩效应,估算单桩竖向承载力设计值R为：R——单桩竖向极限承载力设计值，kN——单桩总极限侧阻力力标准值，kN——单桩总极限端阻力力标准值，kN——桩侧阻力分项抗力系数——桩端阻力分项抗力系数查表得：=1.62按轴力P和R估算桩数n1为：由于n1＞3，应考虑群桩效应和承台的效应确定R。姑且先取桩数n=6根，桩的布置按矩形排列，桩距，取边桩中心至承台边缘距离为1d=0.6m，布置如图３-３，则承台底面尺寸为：3.0m×4.8m。下面按桩数=6，求单桩竖向承载力设计值R：其中：——侧阻群桩效应系数——端阻群桩效应系数——承台土阻力阻群桩效应系数——承台内区土阻力群桩效应系数——承台外区土阻力群桩效应系数——承台土阻力分项抗力系数——桩基中相应于每一根桩的承台底地基土极限抗力标准值（kN），——承台底承台宽度的深度范围内（），地基土极限抗力标准值，可按《地基规范》中相应的地基土承载力标准值乘以2取值，（）；——承台底地基土净面积（）。——承台内区的净面积——承台外区的净面积——承载力特征值，查表得：EQ下面验算取n=6是否合适承台重：故取6根桩可以，确定承台底面尺寸及桩的排列如图3-1图3-1桩的布置及承台尺寸3.5桩基中各单桩受力验算单桩所受的平均竖向作用力为：桩基中单桩最大受力为：——作用于承台底面的外力对通过群桩形心的y轴的力矩设计值——第桩至y轴的距离，m桩基中单桩最小力为：以上二项都满足要求由于水平力T=30.52KN。则与竖向的合力与铅锤线夹角，故可以不验算单桩竖向承载力。3.6承台的抗冲切验算取承台1.7m，钢筋混凝土保护层厚度100mm，构造见图３—２，选用混凝土为其。（1）柱对承台的冲切验算根据公式：；；；式中：——建筑桩基重要性系数，取=1.1；——作用于冲切破坏上的冲切力设计值（），即等于作用于桩的竖向荷载设计值F减去冲切破坏锥体范围内各基桩底的净反力设计值之和；——混凝土抗拉强度设计值（）；——冲切破坏锥体处的周长（）；——承台冲切破坏锥体的有效高度（）；——冲切系数；——冲跨比，，为冲跨，即柱边或承台变阶处到桩边的水平距离，按圆桩的有效宽度进行计算。当时，取=0.2；当时，取=。，=1000，则：==0.625，==0.87所以：

满足要求。（2）角桩冲切验算对于四桩承台，受角桩冲切的承台应满足下式：；；；式中：——作用于角桩顶的竖向力设计值（）；——角桩的冲切系数；——角桩冲跨比，其值满足0.2～1.0，=，=；——从角桩内边缘至承台外边缘的距离（），此处应取桩的有效宽度；——从承台底角桩内边缘引一冲切线与承台顶面相交点，至角桩内边缘的水平距离；当柱或承台边阶处位于该线以内时，取由柱边或变阶处与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线。，==取：所以：满足要求所以承台不发生冲切破坏。3.7承台剪切验算对于柱下正方形独立承台，只需要对柱的一个轴进行验算承台的斜截面抗剪承载力即可。《桩基规范》规定，剪切破裂面为通过柱边和桩边连接线形成的斜截面，抗剪验算应满足：式中：——垂直于x方向斜截面的最大剪力值，可取抗剪计算截面一侧的桩顶净反力设计值总和（）；——垂直于y方向斜截面的最大剪力值，可取抗剪计算截面一侧的桩顶净反力设计值总和（）；——垂直于x方向的斜截面抗剪承载力设计值（）——垂直于y方向的斜截面抗剪承载力设计值（）=，=，——剪切系数，当时，；当时，；——计算截面剪跨比，=，。当时，取=0.3，当，取=3；——混凝土轴心抗压强度设计值（）；——承台计算截面的有效高度（）；，——承台计算截面处的计算高度（）。对于Ⅰ-Ⅰ截面抗剪验算：=1.0于Ⅱ-Ⅱ截面抗剪验算Ⅱ-Ⅱ截面左侧共3根单桩其反力为：，，；取=0.3满足要求图3-2桩基的平面及剖面图河南理工大学本科毕业设计构造要求和施工要求3.8沉降计算桩基的最终沉降量表达式为：=式中：——桩基的最终沉降量（）；——按分层总和法计算经验系数（）；——按分层总和法计算经验系数，当无地区经验时，可参考：非软土地区和软土地区桩端有良好持力层时，=1；软土地区，且桩端无良好持力层时，当≤25，=1.7；当25，=；——桩长（）；——桩基等效系数——桩基等效系数。定义为：群桩基础按明德林解计算沉降量与按布氏解计算沉降量之比，可按下式简化计算：，，式中：，，——反映群桩不同距径比，长径比，及承台的长宽比等因素的系数，可查《基础工程》的附录Ⅳ表。，，分别为矩形承台的长、宽及桩数。——矩形布桩时的短边布桩数，当布桩不规则时可按，近似，当计算值小于1时，取=1——角点法计算点对应的矩形荷载分块数——角点法计算点对应的第j块矩形底面长期效应组合的附加力，kN——桩基沉降计算深度范围内所划分的土层数——等效作用底面以下第I层土的压缩模量（）；采用地基土自重压力至自重压力加附加应力作用时的压缩模量——桩端平面第j块何在计算点至第层土，第层土底面的距离（m）——桩端平面第j块荷载计算点至第I层土，第层土底面深度范围内平均附加应力系数，可按规范附录G采用矩形基础中心点沉降=式中：，——根据矩形长宽比及深度比，查附录G地基沉降计算深度，按应力比法确定，且处的附加应力与土的自重应力应该符合下式要求：由于：查表得：=0.113=1.510=6.434计算各层土的自重应力：——第层土底的自重应力，——第层土的重度，在地下水位以下用浮重度 ——第层土的厚度，m各层地基附加应力计算：；；——基底附加应力，——第层土底附加应力，——竖直均布压力矩形基础角点下的附加应力系数，它是m，n函数，其中，，是矩形的长边，是矩形的短边，而是从基础底面起算的深度。=3-2各层土的自重应力与附加应力成果表位置深度自重应力1001.60.2500766.987.422.82.331.60.0916279.2115.433.83.171.60.0580177.9132.444.73.921.60.028386.8141.458.77.251.60.008927.3184.1611.79.751.60.004714.4232.45号位置细砂底的自重应力的0.2倍与附加应力相当=27.3故沉降计算截止到5号细砂查规范附录G得，当2，3，4，5位置上的=0.176，，=0.0825即：s=4.54mm小于规范容许值3.9桩基的配筋计算混凝土采用C15，钢筋用HRB335——轴向压力承载力设计值；0.9——可靠度调整系数——钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数根据试验结果及数理统计可得下列经验公式：当时： =1.177当时：《混凝土设计规范》中，对于细长比较大的构件，考虑到荷载初始偏心和长期荷载作用下对构件的不利影响较大，的取值比按经验公式所得到的值还要降低一些，以保证安全。对于细长比比小于20发构件，考虑到过去使用经验，的值略微抬高一些。——混凝土的轴心抗压强度设计值A——构件截面面积——纵向钢筋的抗压强度设计值；——全部纵向钢筋的截面面积当纵向钢筋配筋大于%时，式中A应改用查表得=0.75（1）求纵筋：已知矩形混凝土上截面面积：A=600×600=360000=2385（2）计算配筋：=0.66%故选用8根二级钢筋配筋图如下：图3—3桩基的配筋图4构造要求及施工要求4.1预制桩的施工(1)预制桩的制作程序现场布置→场地整平与处理→场地地坪混凝土浇筑→支模→绑轧钢机，安装吊环→浇筑混凝土→养护至30%强度拆模，再支上层模，涂刷隔离层→重叠生产浇筑第二层桩混凝土→养护至100%→起吊、运输、堆放→沉桩(2)桩的制作钢筋混凝土可在工厂或施工现场预制。工厂预制利用成组拉模生产，用不小于桩截面高度的槽钢安装在一起组成。现场预制桩宜采用木模或钢模板，支在坚实、平整的混凝土地坪上，用间隔的重叠方法产生，重叠层数不宜超过四层。预制桩的偏差应符合表4—1的规定表4—1预制桩制作允许偏差桩型项目允许偏差（mm）钢筋混凝土实心桩横截面边长5桩顶对角线之差10保护层厚度5桩身弯曲矢高不大于0.1桩长且不大于20桩尖中心线10桩顶平面对桩中心线的倾斜≤3锚筋预留孔深0~+20浆锚预留孔位置5浆锚预留孔径5锚筋孔的垂直度≤1%钢筋混凝土管桩直径5管壁厚度5抽心圆孔中心线对桩中心线5桩尖中心线10下节或上节桩的法兰对中心线的倾斜2中节桩两个法兰对桩中心线倾斜之和3(3)钢筋的设置桩内设纵向钢筋或预应力钢筋（丝）和横向钢筋，一承受刚在运输、起吊和成桩过程中产生的弯曲应力和冲击应力。钢筋骨架的主筋连接宜用对焊或电弧焊，对于受拉钢筋，同一截面内的主筋接头数量不得超过50%；相邻两跟主筋接头截面的距离不应大于35倍主直径，并不小于50mm。预制桩钢筋骨架的施工偏差应付和表4—2的规定：表4—2预制桩钢筋骨架的允许偏差项次项目允许偏差（mm）1主筋间距52桩尖中心线103箍筋间距或螺旋筋的螺距204吊环沿纵轴线方向205吊环垂直于纵线方向206吊环露出桩表面的高度107主筋距桩顶距离108桩顶箍筋网片位置109多节桩锚固箍筋长度（胶泥接桩用）1010多节桩锚固箍筋位置（胶泥接桩用）511多节桩预埋铁件位置104.2混凝土预制桩的接桩桩的接桩方法有焊接、法兰接及硫磺胶泥锚接三种。前面两种可用于各种土类，硫磺胶泥锚接适用于软土层，且对一级建筑桩或承受力的桩宜慎重。焊接接桩时，钢板宜用低碳钢，焊条宜用E43；法兰接桩时，钢板和螺栓宜用低碳钢；硫磺胶泥锚接时，硫磺胶泥配合比应通过试验确定，其物理力学性能应符合表4-3的规定。表4—3硫磺胶泥的主要屋里力学性能指标物理性能热变形：60℃内强度无明显变化；120℃变液态；140～145℃密度最大且和易性最好；170℃密度：2.28～2.32g/cm3吸水率：0.12％～0.24％弹性没两：5105kPa耐酸性：常温下能耐烟酸、硫酸、硝酸、40％一下的铬算、中等浓度乳酸和醋酸力学性能抗拉强度：4EQ103kPa抗压强度：4104kPa握裹强度：与螺纹钢筋为1.1104kPa；与螺纹孔混凝土为4103kPa疲劳强度：对照混凝土的试验方法，但疲劳应力比之P为0.38时，疲劳修正系数γ>0.8为保证硫磺胶泥锚接桩质量，施工时应做到：（1）锚筋应刷清并调直；（2）锚筋孔内应有完好螺纹。无积水、杂物和油污；（3）接桩时，接点的平面和锚筋孔内应灌满胶泥；（4）灌注时间不得超过两分钟；（5）灌注后的停歇时间应符合表4-4的规定；（6）胶泥识块没班不得少于一组表4-4硫磺胶泥灌注后的停歇时间项次桩截面不同气温下的停歇时间0～1010～2020～3030～4040～50打桩压桩打桩压桩打桩压桩打桩压桩打桩压桩1400×400648510713917122450×450106127149171121143500×50013/12/18/21/24/4.3.混凝土预制桩的沉桩4.3.1锤击沉桩桩锤的选用应考虑地质条件，桩型，布桩的密集程度，单桩竖向承载力及施工条件等因素桩打入时应符合下列规定（1）桩帽与送桩帽与桩周围的间隙应为5-10mm；（2）锤与桩帽，桩帽与桩之间应加设弹性衬垫，如硬木，麻袋，草垫等；（3）桩锤，桩帽或送桩应和桩身在同一中心线上；（4）桩插入时的垂直度偏差不得超过0.5%；（5）按标高控制的桩，桩顶标高的允许偏差为-50~+50mm（6）斜桩倾斜度的偏差，不得大于倾斜角（指桩纵向中心线与铅垂线的夹角）正切值的15%钢筋混凝土预制桩锤击沉桩期的安全问题钢筋混凝土预制桩在沉期间应满足强度和抗裂度要求，特别对于高承台的预制桩，由于桩的自由度较大，还应考虑桩的压曲稳定性问题。在实际工作中，沉桩时的桩的断裂问题时有发生，有时还特别严重产生断裂现象的主要原因是下沉过程中进入密实砂层时，锤击次数过多，锤击能量过大所致为了防止沉桩时的断裂，，需要研究锤击沉桩时桩身的锤击应力，桩身配筋时，应使桩身强度足以抵抗锤击时的锤击应力。4.3.2静力压桩法沉桩静力压桩法是以设备本身自重（包括配重）作用力，液压驱动，用静压力将桩压入地基土中的一种沉重工艺。这种施工工艺具有无震动、无噪音、无污染、无冲力和施工应力小的特点。有利于沉桩振动对邻近建筑物和精密设备的影响，避免对桩头的冲击损失，降低用钢量。在沉桩过程中还可以测定沉桩阻力，为设计和施工提供参数，预估和验证单桩极限承载力，检验桩的工程质量。近年来，由于大吨位压桩机的出现，提高了静力压桩法施工的适用范围，能将长桩压入砂层，可适用于对单桩极限承载力设计要求超过5000kN的超高层建筑。例如在上海地区，曾使用800t压桩机，将0.50m×0.50m×38.5m的预制方桩压进中密砂层（此曾的静力触探比贯入阻力为12.5Mpa）2.4m，至设计标高时的压桩阻力为4778kN～5868kN，静荷载试验测定的单桩极限承载力为6750kN。4.4预制桩沉桩对环境的影响分析及防治措施预制桩属于挤土桩，沉桩时，土体中产生很高的空隙水压力，土体发生侧向挤出和向上隆起，使周围建筑物和市政管线产生变形，严重时发生开裂、倾斜等事故，在预制桩事故时应采取合理的施工方式和必要的防治措施，同时必须进行周围建筑物和市政管线的变形监测，以控制施工速度和改进施工方法。4.4.1沉桩对环境的影响预制桩对环境产生不利的影响，这种不利影响主要是指：（1）沉桩的挤土效用使土体产生隆起和水平向的挤压，引起相邻建筑物和市政设施的不均匀变形以致损坏；挤土效应所引起的环境影响以混凝土预制方桩和闭口钢桩和混凝土管桩次之；锤击沉桩和静压沉桩都有挤土的不良效应；（2）锤击沉桩时的震动波对环境也有不良影响，使邻近建筑物产生剧烈的振动，门窗晃动，给居民以不安全的恐惧感；对精密设备和精密仪器会影响工作精度，甚至损坏设备；振动主要是由锤击沉桩引起的，静压沉桩就没有剧烈的振动影响；（3）锤击沉桩时的噪音对环境的污染相当严重，波及范围相当广，对居民生活造成不良的影响。4.4.2沉桩对环境影响的分析与评价（1）群桩施工的影响访问根据实测资料，单桩沉桩时，引起地面隆起和邻近桩上抬的影响范围。（2）桩顶上抬量因相邻桩的沉桩而引起桩的上抬量是施工质量控制的一个装要指标，但目前尚无理论计算的方法。根据实测资料，可以用叠加的方法进行近似估算，其步骤如下：a．施工时观察沉桩引起相邻桩的上抬量，得到邻桩上抬量与施工桩距离的关系b．按桩长和桩直径确定单桩的影响半径c．由桩位图确定对计算桩影响区内的桩数及其与计算桩的距离d．根据步骤a得到的上抬量与距离的关系确定计算桩引起各桩的上抬量e．影响区内尚未施工的各桩上抬量之和极为计算桩在施工结束时可能的上抬量。表4—5沉桩影响半径与桩长的关系工程名称影响半径R/m桩长L/mR/L设计院综合楼10.513.70.77白鹤二村14.018.00.78白鹤一村14.018.00.78机械学校15.025.00.60科技大厦12.018.50.65表4—6给出了对某些工程估算上抬量与实测上抬量的比较，由于施工时影响桩顶上抬量的因素很多，所提出的估算方法能达到这种精度还是相当满意的。表4-6上抬量估算值与实测值的比较工程名称估算上抬量/mm实测上抬量/mm相对误差（％）设计院综合楼31724429.9白鹤二村1361295.4机械学院33930112.6科技学院2372422.1（3）地面上抬量沉桩时，周围土体上抬，从而引起相邻建筑物和施政管线的不静压变形，研究地面上抬量与施工速度的关系，有助于控制施工。避免发生工程事故。施工速度即一天的沉桩数量，沉桩的数量愈多，土体的体积变化愈大，地面上抬量也愈大；施工桩位距控制点的距离愈近，地面上抬量也愈大；根据实测数据可以绘制的散点图，纵坐标为地面上抬量，横坐标为V/L，V为沉桩的体积，L为沉桩区中心与控制点之间的距离。如已知沉桩区中心与控制点的距离和允许上抬量，从图可以求得每天允许的沉桩数量。4.4.3防治与控制措施（1）制定合理的沉桩施工组织计划合理安排沉桩顺序，控制沉桩速度是降低挤土效应、防止出现事故的主要措施。沉桩顺序应背离保护对象由近向远处沉桩，在场地空旷的条件下，宜采取先中央后四周、由里及外的顺序沉桩。每天的沉桩数量不宜过多，使挤土引起的空隙水压力能有足够的时间消散，可以有效地减少挤土效应。（2）布置监测系统在沉桩影响范围内，应布置对被影响建筑物的监测。上海市地基设计规范规定了表7-23所示的沉桩影响范围。（3）采取防护措施为了防止沉桩时不利影响，可采取下列防护措施a设置竖向排水通道b在桩位或沉桩区外取土，在桩外取土是预钻孔措施，以减少排土量，减少挤土效应；在钻孔区外的目的是消除从沉桩区传向被保护建筑物的挤土压力；c地下管道附近设置防挤沟或隔振沟（4）气候条件和冻胀性商丘属温带季风气候。年平均气温为13.0ºC——15.5ºC，一般最冷是一月份，平均为2.2ºC——7.7ºC，最大冻土深度0.32m；最热一般为七、八月份，平均为25.4ºC——28.9ºC。夏季因受东南季风的影响，雨量较集中，一般情况汛期在7-8月份，降水量占全年总降水量的60-70%以上。勘察场区土质类型属不冻胀土，不必考虑冻胀性的影响河南理工大学本科毕业设计结论与建议5结论与建议（1）本文对拟建场地工程地质条件进行了分析、评价，论证了基础方案，选择出最合理基础型式——桩基础，并对预制桩和钻预制桩两种桩基础比较后钻孔灌注桩，选择，并进行了设计。（2）场地所在的商丘地区的抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.10g，抗震设计地震分组属第一组。场地土类型为中硬土，建筑场地类别属Ⅱ类。场地的卓越周期为0.38秒。（3）场地地下水的类型主要由第①层杂填土孔隙潜水、第④层粉砂夹淤泥、第⑦～⑨层承压水和基岩风化裂隙水组成。（4）场