预应力混凝土空心管桩
空心预应力混凝土管桩抗拔设计的阐述
空心预应力混凝土管桩抗拔设计的阐述空心预应力管桩由于工艺简明，施工方便，适用性广，造价低廉，在工程中已经得到了较为广泛的应用，由于其既作为抗压桩又作为抗拔桩，达到了缩短工期和降低投资的效果，因此设置抗拔桩来满足结构抗浮要求是一个较为常用的方法，本文对抗拔桩的设计要点作了分析，便于广大设计人员在工程设计中合理正确应用。
标签地下工程；预应力管桩；抗拔桩设计；抗浮；静荷载试验1 工程概况该工程位于市区，其地下汽车库为全埋式地下汽车库，工程剖面见图1，结构采用钢筋混凝土梁板式楼盖体系。
地下室底板面标高-6.0m，顶板面标高-2.7m，覆土面标高-1.5m，覆土厚度为1.2m。
土层情况见表1。
场地浅层地下室为孔隙潜水，补给源主要为大气降水，勘察期间测得钻孔稳定水位埋深在地下0.5～1.0m 之间。
表1土层情况土层层厚(m) 其他性状①杂填土0.5～1.2 —②粘土 0.7～1.4 软塑，饱和③淤泥 18.2～28.4 流塑，饱和④粘土 3.2～4.7 可塑，饱和⑤粉质粘土15.2～18.7 可塑，中等压缩性，w0=30.1%，e0=0.9442 抗浮整体设计计算2.1 抗浮工况结构进行抗浮分析计算时，考虑了三种工况：2.1.1 施工阶段车库顶板已施工完成，覆土尚未回填，要求在施工阶段采取可靠的降排水措施，设计不考虑施工阶段的浮力作用;2.1.2 使用阶段考虑常年稳定水位下地下水的浮力作用，以地表下0.5m作为抗浮计算水位，抗浮系数采用1.2;2.1.3 漫水工况考虑使用阶段短时水位超过室外地面，抗浮系数取1.1。
2.2 抗浮方案图1地下室剖面示意图图2管桩接桩示意图结合工程实际、当地供货情况、施工水平和甲方对工期的要求，设计时比较了钻孔灌注桩和先张法预应力混凝土管桩作为抗拔桩的方案，预应力管桩方案具有以下优点：承载力高，根据岩土勘察报告，管桩qsia要比钻孔灌注桩高20%～30%;经济性好，根据桩基施工单位报价，当地φ500钻孔灌注桩造价为176元/m，而B600 110管桩为153元/m;由于管桩为预制桩，材料供货方便，施工速度快;正常使用极限状态下管桩混凝土为压应力或零应力，工作状况合理，充分利用了管桩的预应力优势。
预应力混凝土管桩
（4）预应力混凝土管桩还需要我们使用相关工具进行检测并应符合下 列要求：
直径：偏差±5mm以内 、管壁厚度：偏差±5mm以内 、桩靴对桩中 心线偏距l0mm以内 每节桩的端面平整，并要与桩轴垂直
桩的表面应平直，表面蜂窝深度不得超过l5mm，蜂窝面积不得超过桩 的表面积的0.5％。 有棱角的管桩，棱角碰损深度应在l0mm以内，其总长不得大于50cm 桩顶和顶尖均不得有蜂窝和碰损
桩身不得有钢筋露出
桩身收缩裂纹不得大于0.2mm； 横向裂纹长度不得超过管桩直径的1／2； 纵向裂纹不得超过直径的2倍。
检查中涉及到的工具：
（1）管桩检查内、外径可使用内卡钳和外卡钳。内径 只量桩端，外径可在两端及中段量测。 （2）检查桩顶平面平整程度及是否垂直于桩轴，可使 用铁角尺或丁字尺。在检查时应在桩身四周定出与桩 轴平行的直线作为基准。 （3）检查桩尖与桩轴的偏差，可采用铁角尺量测。 （4）混凝土裂纹深度可用细钢丝探测。裂纹宽度可使 用带有刻度的放大镜量测。
因此，在管桩进场时我们就能根据管桩所上反映的信息初步断定，该 管桩是否符合设计图纸要求。下面两图中的管桩就反映了不同的信息。
五、管桩进场后的材料检验
（1）首先需要厂家应提供批次管桩的质量检验资料，检查进场管桩三证 齐全与否。 （2）泼水检视混凝土桩表面是否裂纹。 （3）用小锤轻击混凝土桩表面，声音沙哑，表明有空洞或断裂 。
三、预应力混凝土管桩的应用原理
当遇到上述条件时，为了保证结构安全与稳定，在施工过程中我们就 需要将一根一根的桩打入地下。管桩的上部与承台(梁)联结组成桩基础。
有时我们可将上面建筑物的重量通过桩基直接传导至下层承载力高 的土层上。
也有时下层承载力高的土层很深，而上面建筑物的重量又很难通过 管桩直接传导至下层承载力高的土层上。但管桩与周围土壤形成的摩擦 力又是符合建筑物承载力要求的，这时就可以利用管桩和周围土壤的摩 擦力来支撑上部建筑物的重量，这种桩我们称为摩擦桩。
预应力混凝土管桩简介及分类
预应力混凝土管桩是预应力管桩一个重要分支。
预应力管桩按混凝土强度等级和壁厚分为预应力混凝土管桩、预应力高强混凝土管桩代号为PC，预应力高强混凝土管桩代号为PHC。
薄壁管桩代号为PTC。
PC桩的混凝土强度不得低于C50砼，薄壁管桩强度等级不得低于C60，PHC桩的混凝土强度等级不得低于C80。
预应力管桩可分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩。
先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件，主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。
预应力管桩按外径分为300毫米、350毫米、400毫米、450毫米、500毫米、550毫米、600毫米、800毫米和1000毫米等规格，实际生产的管径以300毫米、400毫米、500毫米、600毫米为主。
我公司目前以直径400、600外径为主，管桩全是工厂化生产，常用节长8-12米，98年上海三航局预制厂为适应深水港码头建设的需要，生产节长30米的管桩，还根据设计使用的要求，少量生产4-5米的短节桩。
管桩按桩身抗裂弯矩的大小分为A型、AB型和B型。
A型的有效预应力约为3.5-4.2Mpa，AB型为5.0Mpa，B型约为5.5-6.0Mpa，一般管桩有4-5Mpa 的有效预应力，打桩时桩身混凝土可有效地抵抗仃桩拉应力，所以，对于一般的建筑工程，选用我国规定的A或AB型的管桩就可以。
每节管桩都有出厂标记，表示在管桩表面距端头1.0米左右的地方。
预应力管桩形式可分为十字型、圆锥型和开口型。
十字型和圆锥型也称闭口型。
上海地区采用开口型桩尖（靴）比较多，而广东及港澳地区，采用十字型桩尖（靴）较多。
开口型桩尖（靴）沉入土层后桩身下部约有1/3桩长的内腔被土体塞住，沉桩时发生的挤土作用比封口型桩尖（靴）要小一些。
预应力混凝土空心方桩在工程应用中的优势及不足
浅谈预应力混凝土空心方桩在工程应用中的优势及不足摘要：论述了预应力混凝土空心方桩的特点，通过与预应力管桩的对比简介其优点及不足并给出建议。
关键词：预应力混凝土空心方桩摩擦桩经济性一、前言在目前的城市化建设进程中，预应力混凝土空心管桩作为一种性能稳定，可靠度高的成熟桩型被广泛的应用到工业与民用建筑、公路、港口及码头中。
其中工业与民用建筑中所占比例约为80%。
近几年管桩每年的产量都在4亿米左右，建筑材料消耗很大。
预应力混凝土空心方桩是对管桩的一种深度开发的产品，更为有效的发挥材料的性能，从而达到减少建筑工程对自然资源过度消耗的问题。
二、预应力混凝土空心方桩的优势1、简介预应力混凝土空心方桩是专业工厂采用先张法预应力、离心成型和蒸汽养护制成的一种外方内圆的预制混凝土构件。
其适用的地层为流塑、软塑状态的软弱地基，持力层宜为粘土层、砂层、埋藏较深的基岩以及强风化岩层或风化残积土层较厚的土层，尤其适用于软弱土层较厚的土层。
其制作工艺及特性与现阶段已成熟使用的管桩基本相同，具有管桩的性能稳定、操作方便、施工速度快、性能高的优点。
2、方桩的外形众所周知，相同面积的前提下圆形截面的周长最短。
因此，方形桩可比相同混凝土用量的圆形桩有更大的摩擦面，也就是说可以产生更大的摩擦力。
同时方桩在土层中桩体周边土与土的休止角比圆形桩的摩阻系数要大得多，这说明在相同的截面混凝土用量下，方桩可以获得更大的摩擦力。
因此，一般说来对于摩擦桩或摩擦型端承桩，可用边长300mm的空心方桩替代直径400mm的管桩，可用边长400mm的空心方桩替代直径500mm的管桩。
以下通过单桩侧摩阻力的简单对比说明：某工程单桩承载力为n，摩擦桩（不考虑桩端承载力）。
空心方桩边长400mm与管桩直径500mm比较：需要空心方桩桩长l1=n/（4×0.4）=n/1.6；需要管桩桩长l2=n/（3.14×0.5）=n/1.57；管桩比空心方桩用量多[（l2/l1）—1]×100%=1.19%；通过对比可以发现边长400mm的空心方桩能够替代直径500mm的管桩，而且桩身侧摩阻力还略略大出管桩。
预应力混凝土空心管桩
预应力混凝土空心管桩在现代建筑工程中，预应力混凝土空心管桩作为一种重要的基础桩型，凭借其独特的性能和优势，得到了广泛的应用。
它不仅为建筑物提供了稳定可靠的支撑，还在提高工程质量、缩短工期、降低成本等方面发挥着重要作用。
预应力混凝土空心管桩，顾名思义，是一种采用预应力技术制作的空心混凝土桩。
其主要由混凝土、预应力钢筋和端板等组成。
这种桩型的制作过程较为复杂，需要经过严格的工艺流程和质量控制。
首先，在原材料的选择上，要确保混凝土的强度和耐久性，预应力钢筋的强度和韧性也要符合标准。
接着，通过模具将混凝土浇筑成型，并在混凝土凝固前对钢筋施加预应力，以提高桩的承载能力和抗裂性能。
最后，经过养护和脱模等工序，制成成品桩。
预应力混凝土空心管桩具有许多显著的优点。
其一，它的承载能力高。
通过预应力技术的应用，使桩身能够承受更大的竖向荷载和水平荷载，从而满足高层建筑、大型桥梁等重大工程的需求。
其二，施工速度快。
由于管桩在工厂预制，质量易于控制，现场施工时只需将桩沉入地下即可，大大缩短了施工周期。
其三，经济性好。
相比其他桩型，预应力混凝土空心管桩在材料使用和施工成本方面具有一定的优势。
其四，适用范围广。
无论是在软土地基还是硬土地基，无论是在陆地还是水上，都能较好地适用。
在实际应用中，预应力混凝土空心管桩的施工方法主要有锤击法和静压法两种。
锤击法是利用桩锤的冲击力将桩打入地下，这种方法施工效率高，但噪声较大，对周围环境有一定影响。
静压法是通过静力压桩机将桩压入地下，其优点是噪声小、无振动，但施工速度相对较慢。
在选择施工方法时，需要根据工程地质条件、周边环境和施工要求等因素综合考虑。
为了确保预应力混凝土空心管桩的施工质量，需要在施工前进行详细的地质勘察，了解土层分布和物理力学性质，为桩型选择和施工方案制定提供依据。
在施工过程中，要严格控制桩的垂直度、桩位偏差和接桩质量等。
同时，还要对桩的承载力进行检测，常用的检测方法有静载试验和高应变动力检测等。
预应力混凝土管桩项目特征
预应力混凝土管桩项目特征
预应力混凝土管桩项目是一种常见的地基处理方法，具有以下特征：
1. 高承载能力：预应力混凝土管桩通过预先施加预应力，使桩体在受载时能够充分发挥自身的强度和刚度，从而提高桩的承载能力。
2. 抗震性能好：由于预应力的引入，预应力混凝土管桩具有较好的抗震性能，能够有效地抵抗地震荷载对桩体的影响。
3. 施工速度快：预应力混凝土管桩采用机械化施工方式，可以快速进行施工，大大缩短了工期。
4. 尺寸可调性强：预应力混凝土管桩的直径和长度可以根据实际需要进行调整，在满足设计要求的前提下灵活应用。
5. 适应性广泛：预应力混凝土管桩适用于各种土质条件，包括软土、弱固结土和岩性地层等。
6. 环境友好：预应力混凝土管桩采用水泥作为主要材料，不会产生污染物，对周围环境影响较小。
总之，预应力混凝土管桩项目具有高承载能力、良好的抗震性能、施
工速度快、尺寸可调性强、适应性广泛以及环境友好等特征。
这使得它成为一种广泛应用于地基处理工程中的有效方法。
预应力溷凝土管桩
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1987年上海交通部第三航务工程局混凝土预制品厂从日本引进了PHC管桩的制造技术和 2I3 适用范围设备，开始用于码头等水上工程。
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010203 Nhomakorabea近十五年来我国管桩行业的发展，无论产品品种还是产量都达到了世界前列，成绩显著。
目前国内已经有很多具有相当实力的公司在进行管桩的研究与制造。例如云南中技管桩有限公司拥有独立自主知识产权的离心法预应力混凝土空心方桩及与其配套使用的空心增效桩尖已经在工程中大量使用。
28天
大
－48%
175
圆管桩Φ500
1.57米
1510
工厂化生产
不低于C60
3天
小
0
105
空心方桩
1.6米
1978
工厂化生产
不低于C60
3天
较小
－48%
103
450实心方桩、600管桩、450空心方桩性价对比表
桩型
周长
竖向承载力设计值（KN）
生产工艺
混凝土强度
出厂时间
挤土影响
承台投资
市场价（元/米）
荷兰曾在桥梁工程中使用直径达4m的预应力混凝土管桩。
东南亚地区如马来西亚亦在近年发展了PHC管桩，其生产的管桩最大管径达1200mm．长度最长达46m。
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二、国内的发展
1984年广东省开始研制和应用。
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同一年广东省有的厂家参照英国BS标准和日本JIS标准，主要生产设备从国外引进，软件以国内为主开发了PHC管桩。
挤土影响
承台投资
市场价（元/米）
实心方桩
1.4米
1627
传统预制
桩基工程冬季施工措施(3篇)
第1篇冬季施工一般规定：1. 地基选择：在冻土地基上，应优先采用非挤土桩（如干作业钻孔桩、挖孔灌注桩等）或部分挤土桩（如沉管灌注桩、预应力混凝土空心管桩等）进行施工。
2. 钻孔施工：- 当冻土层厚度超过500mm时，宜采用钻孔机引孔，引孔直径应大于桩径50mm。
- 钻头宜选用锥形钻头并镶焊合金刀片。
- 钻进冻土时应加大钻杆对土层的压力，并防止摆动和偏位。
- 钻成的桩孔应及时覆盖保护。
3. 成孔施工：- 振动沉管成孔时，应制定保证相邻桩身混凝土质量的施工顺序。
- 拔管时，应及时清除管壁上的水泥浆和泥土。
- 成孔施工有间歇时，宜将桩管埋入桩孔中进行保温。
4. 混凝土施工：- 混凝土材料的加热、搅拌、运输、浇筑应按照相关规定进行。
- 混凝土浇筑温度应根据热工计算确定，且不得低于5℃。
- 地基土冻深范围内的和露出地面的桩身混凝土养护应按照相关规定进行。
- 在冻胀性地基土上施工，应采取防止或减小桩身与冻土之间产生切向冻胀力的防护措施。
5. 预应力混凝土空心管桩施工：- 施工前，桩表面应保持干燥与清洁。
- 起吊前，钢丝绳索与桩机的夹具应采取防滑措施。
- 沉桩施工应连续进行，施工完成后应采用袋装保温材料覆盖于桩孔上保温。
- 多节桩连接处应采取适当的保温措施。
冬季施工方案要点：1. 编制依据：参考行业标准、国家标准以及相关规范。
2. 工程概况：明确工程名称、地点、规模、质量要求等。
3. 施工组织与管理：制定详细的施工计划、人员安排、材料准备等。
4. 技术措施：根据工程特点和气候条件，采取相应的技术措施，确保施工质量和安全。
5. 质量控制：制定严格的质量控制标准，确保施工过程中的每个环节符合要求。
6. 安全措施：制定安全措施，确保施工人员的安全。
通过以上规定和方案，可以确保桩基础工程在冬季施工中的顺利进行，提高工程质量和安全性。
第2篇一、施工前的准备工作1. 现场调查：在冬季施工前，应对施工现场进行详细的调查，了解当地的气候特点、土壤冻结情况、地下水情况等，为冬季施工提供依据。
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堆放地点应平整坚实，排水通畅； 垫木间距应与吊点位置相同，各层垫木应位于同一垂直线上； 堆放层数不宜过多，一般不宜超过4层； 避免二次搬运。
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2.1.3 预制桩沉桩
1.锤击沉桩的施工方法
（1）打桩机械
打桩机具主要包括桩锤、桩架和动力装置三个部分。
桩锤是对桩施加冲击力，将桩打入土中的机具； 桩架的作用是将桩吊到打桩位置，并在打桩过程中引导桩的方 向，保证桩锤能沿要求的方向冲击； 动力装置包括驱动桩锤及卷扬机用的动力设备。
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在选择打桩机具时，应根据地基土壤的性质、工程的大小、 桩的种类、施工期限、动力供应条件和现场情况确定。
锤型
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施工中常见的桩锤有落锤、蒸汽锤（单动汽锤、双动汽锤）、
柴油汽锤和液压锤。
A. 落锤 是指桩锤用人力或机械拉升，然后自由落下，利用自重夯击桩顶。
优缺点： 构造简单、使用方便、冲击力大，能随意调整落距，但锤打速度
慢，效率较低、桩身易损失。 落锤重量一般为 0.5~1.5 t ，重型锤可达数吨
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§ 2.1 预制桩施工
预制桩包括混凝土预制桩、钢桩两种。
混凝土预制桩常用的有钢筋混凝土实心方桩、预应力混凝土空 心管桩。
钢桩有钢管桩、H型钢桩、其他异性钢桩。
沉桩方法有锤击沉桩、振动沉桩和静力沉桩等。
本节以钢筋混凝土方桩为例介绍沉桩的施工工艺，其它桩形施 工方法类似，不再重复。
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单动汽锤工作原理图
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C. 双动汽锤
利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举 及下冲，增加夯击能量。
优缺点： 冲击次数多、冲击力大、工作效率
高，可不用桩架打桩，但需锅炉或空压 机，设备笨重，移动较困难。 适用范围
适宜打各种桩，便于打斜桩；使用 压缩空气时可在水下打桩；可用于拔桩。
双动汽锤工作原理图
1. 桩基础构造
概述
• 桩基础是一种常用的深基础形式，它由基桩和连接于桩顶的承台共同 组成。若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩 基，若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。 建筑桩基通常为低承台桩基础，而在桥梁、码头工程中常用高承台桩 基础。
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概述
1. 预制桩的起吊
1) 混凝土强度： 起吊移位 ——≮70％设计强度； 运输、打桩 ——≮100％设计强度。
2) 运输： 合理设置吊点：正负弯矩值基本相等。
－M +M
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2. 预制桩运输
吊、运平稳，避免损坏。 当运距不大时，可采用滚筒、卷扬机等拖动桩身运输； 当运距较大时可采用小平台车运输。 运输过程中支点应与吊点位置一致。
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E. 振动桩锤
利用偏心轮引起激振，通过刚性连接的桩帽传到桩上。
优缺点： 沉桩速度快，适应性大，施工操作简易安全，能打各种桩并
帮助卷扬机拔桩。
适用范围 适宜于打钢板桩、钢管桩、钢筋混凝土和土桩；宜用于砂土，
塑性粘土及松软砂粘土；在卵石夹砂及紧密粘土中效果较差。
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JZZ75振动桩机，功率43.5kW，最大沉桩直径0.50m，最大沉桩深度 31m，适用于振动沉管灌注桩施工。
适用范围 适宜打各种桩；粘土、含砾石的土和一般土层均可使用。
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B. 单动汽锤
利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举，然后由锤的自重向下冲 击沉桩。只在上升时耗用动力，下降靠自重；
优缺点： 构造简单、落距短，对设备和桩头不易 损坏，打桩速度及冲击力较落锤大，效 率较高。
适用范围 适于打各种桩。
小于0.6%；桩顶范围内的箍筋应加密，并设置钢筋网片；主筋 位置必须正确，保护层不得过厚； 5. 钢筋接长用对焊，接头错开； 6. 混凝土由桩顶至桩尖连续浇筑，严禁中断； 7. 桩顶应制作平整。
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钢筋混凝土预制桩制作－钢筋、模板施工
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2.1.2 预制桩的起吊、运输、堆放
• 按挤土状况分类 非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩。
• 沉管法、爆扩法施工的灌注桩、打入（或静压）的实心混凝土预制桩、闭口钢 管桩或混凝上管桩 属于挤土桩。
• 冲击成孔法、钻孔压注法施工的灌注桩、预钻孔打入式预制桩、混凝土 ( 预应 力混凝土 ) 管桩、 H 型钢桩、敞口钢管桩等属 于部分挤土桩；干作业法、泥浆 护壁法、套管护壁法施工的灌注桩属非挤土桩。
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D. 柴油锤
利用燃油爆炸，推动活塞，引起锤头跳动。
优缺点： 附有桩架、动力等设备，机架轻、移动便利、打桩快、燃料消耗
少，有重量轻和不需要外部能源等优点。 适用范围
最宜用于打木桩、钢板桩；不适于在过硬或过软的土中打桩。
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导杆式柴油锤 工作原理图
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承受。
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• 按施工方法分类 预制桩、灌注桩。
• 预制桩是在工厂或施工现场制成的各种形式的桩，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。
• 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而成。 根据成孔方法的不同分为挖孔、钻孔、冲孔灌注桩，沉管灌注桩和爆扩桩等。
4
2.1.1 预制桩的制作
1. 场地应平整、坚实，不得产生不均匀沉降； 2. 叠浇层数≯4层，上下层及邻桩之间应做好隔离层，混凝土的浇
筑应待下层或邻桩设计强度达到30％以上方可进行； 3. 桩所用混凝土强度等级不宜低于C30;预应力桩不宜低于C40； 4. 桩的纵向钢筋配筋率：锤击沉桩不宜小于0.8%，静力பைடு நூலகம்桩不宜
2. 桩基础分类
• 按材料分类 混凝土桩、钢桩，也有采用木、组合材料的桩。
• 按使用功能分类 竖向抗压桩（抗压桩）、竖向抗拔桩（抗拔桩）、水平受荷桩（主 要承受水平荷载）、复合受荷桩（竖向、水平荷载均较大）。
• 按承载性能分类 摩擦型桩和端承型桩， 前者又分为摩擦桩、端承摩擦桩；后者又分为端承桩、摩擦端承桩。 摩擦桩在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩侧阻力承受；端承摩擦 桩桩顶荷载则主要由桩侧阻力承受。端承桩在极限承载力状态下， 桩顶荷载由桩端阻力承受； 摩擦端承桩桩顶荷载则主要由桩端阻力