第5章 桩的类型及其特点

5.3 常见桩的施工知识
正循环钻孔施工法是由钻机回转装臵带 动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，钻进 时用泥浆护壁、排渣。泥浆经钻杆内腔 流向孔底，经钻头的出浆口射出，带动 钻头切削下来的钻渣岩屑，经钻杆与孔 壁间的环状空间上升到孔口溢进沉淀池 中净化。相对反循环钻孔，该方法设备 简单，钻机小，适用较狭窄的场地，且 工程费用低，但对桩径较大（一般大于 1.0m）、桩孔较深及容易塌孔的地层， 这种方法钻进效率低，排渣能力差，孔 底沉渣多，孔壁泥皮厚，且岩土重复破 碎现象严重。
5.3 常见桩的施工知识
预制方桩节间连接方法主要有三种：焊接法、螺栓连接法和硫磺胶 泥接桩法；预应力管桩现在几乎全部采用端头板周围电焊连接。 预制钢筋混凝土桩的沉桩方法主要有锤击法、振动法、静压法及辅 助沉桩法（如预钻孔辅助沉桩法、冲水辅助沉桩法等），其中锤击法和 静压法是目前应用最多的沉桩方法。
第一章 常见桩的施工知识
载体桩是在锤击沉管桩的机械设备与施工方法的基础上加以改进，采用 夯扩的方式将桩端现浇混凝土扩大成大头形的一种桩型，通过增大桩端 截面和挤密地基土，使桩的承载力大幅提高。锤击沉管夯扩桩成孔部分 采用内外双管，外桩管为通心钢管，内桩管的下端封底，两管套装长度 相等，一般无桩靴。用桩锤将其打到设计深度后拔出内管，往外管内灌 入一定高度的扩底混凝土，重新插入内管并将外管向上拔一定高度，锤 击力经内外桩管直接传给混凝土，通过桩管的挤撑作用，将管底的混凝 土夯出管外，迫使扩底混凝土向下部和四周基土挤压，形成扩大头（如 图1.1）。
5.3 常见桩的施工知识
3.5 挤扩支盘桩
挤扩支盘桩全称为“液压挤扩支盘砼灌注桩”,是在常规 钻孔灌注桩的基础上，采用专用液压设备对桩长范围内的土 层进行多截面扩孔，形成多处锥状或三角形扩径空腔，空腔 内灌注砼后形成多支点的多截面扩孔砼桩。 基本原理：挤扩多分支承力盘灌注桩(以下简称支盘桩)， 是在钻(冲)孔后，向孔内下入专用的液压挤扩支盘成型机， 通过地面液压站控制该机的弓压臂的扩张和收缩，按承载能 力要求和地层土质条件，在桩身不同部位挤压出对称分布的 扩大支腔或近似的圆锥盘状的扩大头腔后，放入钢筋笼，灌 注混凝土，形成由桩身、分支、分承力盘和桩根共同承载的 桩型。
5.3 常见桩的施工知识
旋挖成孔施工法又称钻斗钻成孔施工法， 分为全套管钻进法和用稳定液保护孔壁 的无套管钻进法，其中后一种方法目前 应用较为广泛。成孔原理是在一个可闭 合开启的钻斗底部及侧边镶焊切削刀具， 在伸缩钻杆旋转驱动下，旋转切削挖掘 土层，同时使切削挖掘下来的土渣进入 钻斗，钻斗装满后提出孔外卸土，如此 循环形成桩孔。旋挖法振动小，噪音低， 钻进速度快，无泥浆循环，孔底沉渣少， 孔壁泥皮薄，但在卵石层（粒径10cm以 上）或粘性较大的粘土、淤泥土层中施 工，则钻进效率低。
5.3 常见桩的施工知识
3.1 沉管灌注桩
超声沉管灌注桩按成孔方法分为 振动沉管灌注桩、锤击沉管灌注桩和 振动冲击成孔灌注桩，是将带有活瓣 桩尖或钢筋混凝土预制桩尖的无缝钢 管利用沉管打桩机或锤击沉管打桩机 沉入土中，然后边灌注混凝土边振动 或边锤击、边拔管而形成的灌注桩。 对振动沉管一般采用活瓣桩尖，桩尖 和钢管用铰连接，可重复利用；锤击 沉管一般采用预制桩尖，每根桩一个， 成桩后桩尖为桩体的一部分。目前国 内应用较多的沉管桩管径为Φ377、 Φ426和Φ480，最大管径已发展到 700mm；由于受桩架高度限制，沉 管桩最大桩长在30m以内。
5.3 常见桩的施工知识
冲击成孔施工法是采用冲击式钻 机或卷扬机带动一定重量的钻头，在 一定的高度内使钻头提升，然后突放 使钻头自由降落，利用冲击动能冲挤 土层或破碎岩层形成桩孔，再用掏渣 筒或反循环抽渣方式将钻渣岩屑排除 ；每次冲击之后，冲击钻头在钢丝绳 转向装臵带动下转动一定的角度，从而使桩孔得到规则的圆形断面。该 方法设备简单，机械故障少，动力消耗小，对有裂隙的坚硬岩土和大的 卵砾石层破碎效果好，且成孔率较钻进法高；但钻进效率低（桩越长， 效率越低），清孔较困难，易出现桩孔不圆、孔斜、卡钻等事故。
5.3 常见桩的施工知识
3.7 钢桩的施工
目前常用的钢桩是钢管桩和H型钢桩。 钢管桩主要采用螺旋焊接管和卷板焊接管两种方法制作， 直径400～3000mm，壁厚6～50mm，顶端和底端常设有环 形加强箍以减少局部应力过高造成的变形损坏。整根钢管桩 一般由一段下节桩、若干段中节桩和一段上节桩组成，桩段 间及上节桩与桩盖间均采用焊接方式连接；与预制钢筋混凝 土桩相同，桩锤尤其是柴油锤是钢管桩沉桩的主要设备之一。 对超长钢管桩，沉桩必须选用重锤，必要时应进行桩的可打 性分析，以控制桩材的锤击应力，了解桩的贯穿能力。施工 时还应根据工程特点、地质水文条件、施工机械性能及设计 条件确定沉桩方法，如桩的施工标高、打桩顺序等。
5.3 常见桩的施工知识
1.2 钻(冲)孔灌注桩
干作业螺旋钻孔灌注桩按成孔方法可分为长螺旋钻孔灌注桩和短螺 旋钻孔灌注桩两种。这种桩成孔无需泥浆循环，施工时螺旋钻头在桩位 处就地切削土层，被切土块钻屑通过带有螺旋叶片的钻杆不断从孔底输 送到地表后形成桩孔。长螺旋钻孔是一次钻进成孔，成孔直径较小，孔 深受桩架高度限制；短螺旋钻孔为正转钻进，提升后反转甩土，逐步钻 进成孔，所以钻进效率低，但成孔直径和孔深均较大。 两种施工方法都对环境影响小，施工速度快，且干作业成孔混凝土 灌注质量有保证；但孔底或多或少留有虚土，影响桩的承载力，适用范 围限制也较多。
5.2桩的分类



按承载性状：摩擦桩、摩擦端承桩与端承桩、端承摩 擦桩； 按成桩方法:挤土桩、部分挤土桩和不挤土桩 按桩径（设计直径d）大小分类： 按桩径大小分类： 1）小直径桩：d ≤250mm; 2）中等直径桩：250mm > d < 800mm; 3）大直径桩：d ≥800mm; 按功能分：竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平桩 按施工方法:预制桩和灌注桩 按材料分：木、钢、砼
5.3 常见桩的施工知识
3.4 载体桩
载体桩原来称为复合载体夯扩桩，其选择 下部层位稳定、土性较好的土层作为被加固土 层，以桩端土体为研究对象，利用重锤冲击成 孔，对周围土体进行挤密加固，当沉管到设计 标高时，对桩端进行连续填料、夯实、挤密等 操作，并用三击贯入度作为控制指标（三击贯 入度为锤重 35kN ，上提 6.0m ，自由落体时 贯入的深度），再填以干硬性混凝土，使桩端 以下深度为 3 ～ 5m 、直径为 2 ～ 3m 区域约 10m3 的土体得到最有效的加固挤密，形成自 内到外依次为由干硬性混凝土、填充料、挤密 土体组成的载体基础，然后再放臵钢筋笼、灌 注混凝土而成。
5.3 常见桩的施工知识
3.2 钻(冲)孔灌注桩
包括泥浆护壁灌注桩和干作业螺旋成孔灌注桩两种。 泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩的成桩方法分为反循环钻孔法、 正循环钻孔法、旋挖成孔法和冲击成孔法等几种。 反循环钻孔施工法首先在桩顶设臵护筒（直径比桩径大 15％左右），护筒内的水位高出自然地下水位2m以上，以确 保孔壁的任何部位均保持0.02MPa以上的静水压力，保护孔壁 不坍塌。钻头钻进过程中，通过泵吸或喷射水流或送入压缩空 气使钻杆内腔形成负压或形成充气液柱产生压差，泥浆从钻杆 与孔壁间的环状间隙中流入孔底，携带被钻挖下来的孔底岩土 钻渣，由钻杆内腔返回地面泥浆沉淀池；与此同时，泥浆又返 回孔内形成循环。这种方法成孔效率高、质量好，排渣能力将 强，孔壁上形成的泥皮薄，是一种较好的成孔方法。
5.3 常见桩的施工知识
锤击法是利用打桩锤下落时的瞬时冲击力冲击桩顶，使桩沉入土中 的一种施工方法，主要设备有打桩锤和打桩架。打桩锤分为落锤、气动 锤（压缩空气锤和蒸汽锤）、柴油锤（导杆式和筒式）和液压锤，其中 以筒式柴油锤用得最多；打桩架主要有滚筒式、轨道式、步履式及履带 式。施工时应注意锤重、锤垫和桩垫的选择以及收锤标准的确定，保证 接头焊接质量。 静压法是以静力压装机自重和桩架上的配重作反力，以卷扬机滑轮 组或电动油泵液压方式给桩施加荷载将桩压入土中的一种施工方法。目 前我国应用较多的静力压桩机是液压静力压桩机，其最大压桩力可达 6800kN，即可压预制方桩，也可压预应力管桩，施压部位不在桩顶而在 桩身侧面，即所谓的箍压式。施工时要注意压桩机及接桩方法的选择， 终压控制条件可根据当地经验确定。
第5章 桩的类型及其特点
5.1影响桩基承载力的主要因素
5.2桩的分类
5.3各类桩的特点、施工工艺 5.4各类桩的的主要因素


一、 桩身所穿越土层的强度、变形性质和应 力历史； 二、桩端持力土层的强度和变形性质 ； 三、桩身与桩底的几何特征 ； 四、桩体材料强度 ； 五、群桩的几何参数 ； 六、成桩方法 。
5.3 常见桩的施工知识
3.3 人工挖孔灌注桩
人工挖孔灌注桩指在桩位采用人工挖掘，手摇轱辘或电动葫芦提土 成孔，然后放臵钢筋笼，灌注混凝土而成的桩型。为确保人身安全，挖 孔过程中必须考虑防止土体塌滑的支护措施，如采用现浇混凝土护壁、 喷射混凝土护壁等等，一般是每挖1m左右作一节护壁，护壁厚度一般取 10～15cm，混凝土强度等级应符合设计要求，一般不低于C15，有外齿 式和内齿式两种，上下节护壁搭结长度宜为50～75mm。挖孔桩桩径一 般为800～2000mm，桩长不宜超过25m。
5.3 常见桩的施工知识
载体桩的施工程序： 1）桩位确定，移机就 位； 2）通过重锤夯击成孔， 反压护筒使护筒下沉到 设计标高； 3）提锤填 料，对桩端土体进行夯 击挤密；4）测量三击 贯入度，若大于设计要求三击贯入度，重复工序 3，直到满足设计要求； 5）填入干硬性混凝土，并夯击密实；6）放入钢筋笼；7）灌注桩身混凝 土。
5.3 常见桩的施工知识
3.6 预制钢筋混凝土桩的施工
预制钢筋混凝土桩包括普通钢筋混凝土桩和预应力钢筋混凝土桩， 按其外形可分为方桩、管桩、板桩和异型桩等，当前使用较为广泛的是 预制方桩和预应力管桩。
5.3 常见桩的施工知识