桩 基 础

桩基础1.1 桩的分类桩基是一种常用的基础形式，当天然地基上的浅基础沉降量过大或地基的承载力不能满足设计要求时，往往采用桩基础。

1．按承载性状分类（1）摩擦型桩；（2）端承型桩；（3）复合受荷载桩。

2.按成桩方法分类（1）非挤土桩；（2）部分挤土桩；（3）挤土桩。

3．按桩制作工艺分类（1）预制桩；（2）现场灌注桩。

1.2 钢筋混凝土预制桩施工钢筋混凝土预制桩是我国广泛应用的桩型之一,它具有承载能力较大、坚固耐久、施工速度快、制作容易、施工简单等优点，但施工时噪音较大、对周围环境影响较严重，在城市施工受到很大限制。

钢筋混凝土预制桩分为方形实心断面桩和圆柱体空心断面桩两种，最常用的是前者。

1．预制桩的制作、运输、堆放（1）制作程序现场制作场地压实、整平→场地地坪作三七灰土或浇筑混凝土→支模→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→养护至70%强度起吊→达100%强度后运输、堆放。

（2）制作方法混凝土预制桩可在工厂或施工现场预制。

桩中的钢筋应严格保证位置的正确，桩尖应对准纵轴线，钢筋骨架主筋连接宜采用对焊或电弧焊，主筋接头配置在同一截面内的数量不得超过50%，相邻两根主筋接头截面的距离应不大于35d(d为主筋直径)，且不小于500mm。

桩顶1m范围内不应有接头。

混凝土强度等级应不低于C30，粗骨料用5～40mm碎石或卵石，用机械拌制混凝土，坍落度不大于60mm，混凝土浇筑应由桩顶向桩尖方向连续浇筑，不得中断。

预制桩制作及钢筋骨架的允许偏差应符合规范规定。

（3）起吊、运输和堆放预制桩达到设计强度70%后方可起吊，达到设计强度100%后方可进行运输。

桩在起吊和搬运时，吊点应符合设计规定，如无吊环，设计又未作规定时，应符合起吊弯距最小原则，按图2.17所示的位置捆绑。

钢丝绳与桩之间应加衬垫，以免损坏棱角。

起吊时应平稳提升，吊点同时离地。

经过搬运的桩，还应进行质量复查。

图2.17 吊点的合理位置(a)、(b)一点吊法；(c)二点吊法；(d)三点吊法；(e)四点吊法；桩堆放时，地面必须平整、坚实、垫木间距应根据节点确定。

各层垫木应位于同一垂直线上，最下层垫木应适当加宽，堆放层数不宜超过4层。

不同规格的桩，应分别堆放。

2.打桩前的准备(1)整平场地。

(2)按图纸布置进行测量放线，定出桩基轴线。

(3)检查桩的质量，不合格的桩不能运至打桩现场。

（4）检查打桩机设备及起重工具；铺设水电管网，进行设备架立组装和试打桩。

(5)打桩杨地建(构)筑物有防震要求时，应采取必要的防护措施。

(6)学习、熟悉桩基施工图纸，并进行会审；做好技术交底，特别是地质情况、设计要求、操作规程和安全措施的交底。

(7)准备好桩基工程沉桩记录和隐蔽工程验收记录表格，并安排好记录和监理人员等。

3. 打（沉）桩方法打（沉）桩的方法主要包括锤击法、振动法、静力压桩法等。

以锤击法应用为最普遍。

(1)锤击沉桩法锤击沉桩法，又称打入桩法，是利用桩锤下落产生的冲击能量，克服土体对桩的阻力，将桩沉入土中，它是钢筋混凝土预制桩最常用的沉桩方法。

该方法施工速度快、机械化程度高，适应范围广。

但施工时极易产生挤土、噪音和振动现象，应加以限制。

1)打桩设备及选用打桩所用的机具设备、主要包括桩锤、桩架及动力装置三部分。

桩架：主要有滚筒式桩架、多功能桩架和履带式桩架等。

其作用是支持桩身和桩锤，将桩吊到打桩位置，并在打入过程中引导桩的方向，保证桩锤沿着所要求的方向冲击,如课本图2.18所示。

动力装置:主要有卷扬机、锅炉、空气压缩机等，其作用是提供桩锤的动力设施。

2）打桩顺序施打群桩时，应根据桩的密集程度、桩的规格、桩的长短等正确选择打桩顺序，以保证施工质量和进度。

当桩较稀时(桩中心距大于4倍桩边长或桩径)可采用一侧向单一方面逐排施打，或由两侧同时向中间施打。

如图2.19（a）、（b）所示。

这种方法土体挤压均匀，易保证施工质量。

当桩较密时(桩中心距小于等于4倍桩边长或桩径),应由中间向两侧对称施打,或由中间向四周施打,如图2.19(c)、（d）所示。

这种方法土体挤压均匀，易保证施工质量。

当桩的规格、埋深、长度不同时，宜采用先大后小、先深后浅、先长后短的原则施打。

图2.19 打桩顺序3）沉桩工艺沉桩施工工艺过程一般包括：定桩位、桩架移动、吊桩和定桩、打桩、接桩、截桩。

打桩时采用“重锤低击”，可取得良好效果。

打桩系隐蔽工程施工，应作好记录，作为工程验收时鉴定桩的质量的依据之一。

打桩的质量要求包括两个方面：一是能否满足贯入度或标高的设计要求；二是打入后的偏差是否在施工及验收规范允许的范围以内。

（2）振动沉桩振动沉桩的原理是借助固定于桩头上的振动沉桩机所产生的振动力，以减小桩与土壤颗粒之间的摩擦力，使桩在自重与机械力的作用下沉入土中。

振动沉桩机由电动机、弹簧支承、偏心振动块和桩帽组成。

（3）静力压桩法静力压桩法是在软土地基上，利用静力压桩机或液压压桩机用无振动的静压力，将预制桩压入土中的一种沉桩工艺，它可以消除噪音和振动的公害。

静力压桩施工工艺流程：场地清理、测量定位、尖桩就位（包括对中和调直）、压桩、接桩、再压桩、截桩等。

最重要的是测量定位、尖桩就位、压桩和接桩四大施工过程，这是保证压桩质量的关键。

静力压桩机有顶压式、箍压式和前压式三种类型。

1.3 混凝土灌注桩施工混凝土灌注桩是直接在施工现场桩位上成孔，然后在孔内安放钢筋笼，浇筑混凝土成桩。

与预制桩相比，具有施工噪音低、振动小、挤土影响小、单桩承载力大、钢材用量小、设计变化自如等优点。

但成桩工艺复杂，施工速度较慢，质量影响因素较多。

灌注桩按成孔的方法分为：泥浆护壁成孔灌注桩、沉管灌注桩、爆扩成孔灌注桩和人工挖孔灌注桩等。

1.泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩是利用原土自然造浆或人工造浆浆液进行护壁，通过循环泥浆将被钻头切下的土块挟带出孔外成孔，然后安放绑扎好的钢筋笼，水下灌注混凝土成桩。

（1）施工工艺泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺，如图2.20所示。

（2）埋设护筒护筒是大直径泥浆护壁成孔灌注桩特有的一种装置，常用3～5mm钢板制成的图2.20 泥浆护壁成孔灌注桩工艺流程图圆筒。

其内径比钻头直径大100～200mm。

护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm，护筒与坑壁之间用粘土填实，以防漏水。

护筒的埋设深度，在粘土中不宜小于1.0m，在砂土中不宜小于1.5m,护筒顶面应高于地面0.5m左右,并应保持孔内泥浆面高出地下水位1～2mm。

其上部宜开设1～2个溢浆孔。

护筒的作用是：固定桩孔位置；防止地面水流入，保护孔口；增高桩孔内水压力，防止塌孔。

（3）泥浆制备泥浆是此种施工方法不可缺少的材料，它具有稳固土壁、防止塌孔和携砂排土的作用，另外还有对钻机钻头冷却和润滑的作用。

（4）钻孔泥浆护壁成孔灌注桩有潜水钻机钻孔、冲击钻机钻孔等不同方式。

(5)清孔当钻孔达到设计深度后，应进行验孔和清孔，清孔的目的是清除孔底的沉渣和淤泥，以减少桩基的沉降量，从而提高承载能力。

（6）安放钢筋骨架桩孔清孔符合要求后，应立即吊放钢筋骨架。

钢筋笼制作应分段进行，接头宜采用焊接，主筋一般不设弯钩，加劲箍筋设在主筋外侧，钢筋笼的外形尺寸，应严格控制在比孔径小110～120mm以内。

（7）灌注混凝土钢筋骨架固定之后，在4h之内必须浇注混凝土。

混凝土选用的粗骨料粒径，不宜大于30mm，并不宜大于钢筋间最小净距的1/3，坍落度为160～220mm，含砂率宜为40%～50%，细骨料宜采用中砂。

混凝土灌注，通常采用导管法，如图2.22所示。

水下浇注混凝土要求混凝土流动性好，坍落度应控制在160～220mm，用掺加木钙、糖蜜、加气剂等外加剂，改善其和易性和延长初凝时间。

水泥用量一般达350kg/m以上，水灰比0.50～0.60。

灌筑混凝土前，先将导管吊入桩孔内，导管顶部高于泥浆面3～4mm并连接漏斗，底部距桩孔底0.3～0.5m,导管内设隔水栓,用细钢丝悬吊在导管下口,隔水栓可用预制混凝土四周加橡皮封圈、橡胶球胆或软木球。

灌筑混凝土时，先在漏斗内灌入足够量的混图2.22 水下浇筑混凝土示意图凝土，保证下落后能将导管下端埋入混凝土0.6～1 m，然后剪断铁丝，隔水栓下落，混凝土在自重的作用下，随隔水栓冲出导管下口（用橡胶球胆或木球做的隔水栓浮出水面回收重复使用）并把导管底部埋入混凝土内，然后连续灌筑混凝土，当导管埋入混凝土达2～2.5 m时，即可提升导管，提升速度不宜过快，应保持导管埋在混凝土内1 m以上，这样连续灌筑，直到桩顶为止。

桩身混凝土必须留置试块，每浇注50m3必须有一组试件,小于50m3的桩,每根桩必须有一组试件。

2.沉管灌注桩沉管灌注桩也是目前建筑工程常用的一种灌注桩。

按其施工方法不同，可分为：锤击沉管灌注桩、静压沉管灌注桩、沉管夯扩灌注桩和振动冲击沉管灌注桩等。

沉管灌注桩的施工工艺主要包括：就位→沉钢管→放钢筋笼→浇注混凝土→拨钢管（1）锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩适用于一般性粘性土、淤泥质土、砂土和人工填土地基。

（2）振动沉管灌注桩振动灌注桩适用于软土，淤泥和人工填土地基。

（3）沉管夯扩灌注桩沉管夯扩灌注桩，是在锤击沉管注桩的基础上发展起来的一种施工方法。

此种沉管施工方法，适用于中低压缩性粘土、粉土、砂土、碎石土、强风化岩等土层。

3.人工挖孔灌注桩人工桩孔灌注桩是采用人工挖掘成孔的一种方法。

人工成孔后，安装钢筋笼，浇筑混凝土。

其施工工艺主要包括：人工挖掘成孔→安放钢筋笼→浇注混凝土。

1.4 桩基工程质量检查及检测1．打(沉)桩的质量控制(1)桩端(指桩的全截面)位于一般土层时，以控制桩端设计标高为主，贯入度可作参考。

(2)桩端达到坚硬、硬塑的粘性土，中密以上粉土、砂土、碎石类土、风化岩时，以贯入度控制为主，桩端标高可作参考。

(3)当贯入度已达到，而桩端标高未达到时，应继续锤击3阵，按每阵10击的贯入度不大于设计规定的数值加以确认。

(4)振动法沉桩是以振动箱代替桩锤，其质量控制是以最后3次振动(加压)，每次10min或5min，测出每分钟的平均贯入度，以不大于设计规定的数值为合格，而磨擦桩则以沉到设计要求的深度为合格。

2．打(沉)桩验收要求(1)打(沉)入桩的桩位偏差按课本表2.14控制，桩顶标高的允许偏差为-50mm，+100mm；斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正初值的15%(倾斜角系桩的纵向中心线与铅垂线间夹角)。

(2)施工结束后应对承载力进行检查。

桩的静载荷试验根数应不少于总桩数的1%，且不少于3根，当总桩数少于50根时，应不少于2根；当施工区域地质条件单一，又有足够的实际经验时，可根据实际情况由设计人员酌情而定。

(3)桩身质量应进行检验，对多节打入桩不应少于桩总数的15%，且每个柱子承台不得少于1根。