土建工程师实训知识点：桩基础施工

知识点：桩基础施工

根据桩在土中受力情况不同，可分为端承桩和摩擦桩。端承桩是穿过软弱土层而达到硬土层或岩层的一种桩，上部结构荷载主要依靠桩端反力支撑;摩擦桩是完全设置在软弱土层一定深度的一种桩，上部结构荷载主要由桩侧的摩擦阻力承担，而桩端反力承担的荷载只占很小的部分。

按施工方法的不同，桩身可分为预制桩和灌注桩两大类。预制桩是在工厂或施工现场制成各种材料和形式的桩(如钢筋混凝土桩、钢桩、木桩等)，然后用沉桩设备将桩打入、压入、振入(有时还兼用高压水冲)或旋入土中。灌注桩是在施工现场的桩位上先成孔，然后在孔内灌注混凝土，也可加入钢筋后灌注混凝土。根据成孔方法的不同可分为：钻孔、挖孔、冲孔灌注桩，沉管灌注桩和爆扩桩等。

1.钢筋混凝土预制桩施工

(1)桩的制作、起吊、运输和堆放

1)柱的制作。长度在10m以下的短桩，一般多在工厂预制，较长的桩，因不便于运输，通常就在打桩现场附近露天预制。

2)起吊和运输。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;达到设计强度的100%才能运输和打桩。

3)堆放。桩堆放时应设置垫木，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。不同规格的桩应分别堆放。

(2)沉桩

1)锤击沉桩

①适用范围

②锤击法施工2)静力压桩

静力压桩施工时无冲击力，噪声和振动较小，桩顶不易损坏，且无污染，对周围环境的干扰小，适用于软土地区、城市中心或建筑物密集处的桩基础工程，以及精密工厂的扩建工程。

3)射水沉桩

射水沉桩法适用于砂土和碎石土.

射水沉桩法的选择应视土质情况而异，在砂夹卵石层或坚硬土层中，一般以射水为主，锤击或振动为辅;在亚黏土或黏土中，为避免降低承载力，一般以锤击或振动为主，以射水为辅，并应适当控制射水时间和水量;下沉空心桩，一般用单管内射水。

4)振动沉桩

振动沉桩主要适用于砂土、砂质黏土、亚黏土层，在含水砂层中的效果更为显著。但在砂砾层中采用此法时，尚需配以水冲法。

(4)桩头处理。

2.钢管桩

钢管桩具有重量轻、刚性好，承载力高，桩长易于调节，排土量小，对邻近建筑物影响小，接头连接简单，工程质量可靠，施工速度快的优点。

(1)钢管桩构造、型式及规格。钢管桩的管材，一般用普通碳素钢，抗拉强度为402MPa，屈服强度为235.2MPa，或按设计要求选用。

(2)打桩机械的选择。

(3)施工准备。包括：平整和清理场地;测量定位放线;标出桩心位置，并用石灰撒圈标出桩径大小和位置;标出打桩顺序和桩机开行路线，并在桩机开行部位上铺垫碎石。

(4)打桩顺序。钢管桩施工，有先挖土后打桩和先打桩后挖土两种方法。在软土地区，一般表层土承载力尚可，深部地基承载力则往往很差，且地下水位较高，较难以排干。

(5)桩的运输与吊放。

(6)打桩。为防止桩头在锤击时损坏，打桩前，要在桩头顶部放置特制的桩帽。直接经受锤击的部位应放置减振木垫。

(7)接桩。钢管接长时，如管径不变宜采用等强度的坡口焊缝焊接;如管径改变可采用法兰盘和螺栓连接，同样应满足等强度要求。

(8)送桩。

(9)贯入度控制。钢管桩一般都不设桩靴，直接开口打入。

(10)钢管桩切割。割出的短桩头用内胀式拔桩装置借吊车拔出，拔出的短桩焊接接长后可再次使用。

(11)焊桩盖。为使钢管桩与承台共同工作，可在每个钢管桩上加焊一个桩盖，并在外壁加焊8～12根φ20mm的锚固钢筋。

(12)桩端与承台连接。

3.混凝土灌注桩施工

灌注桩的施工方法，常用的有泥浆护壁成孔灌注桩、干作业成孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、套管成孔灌注桩和爆扩成孔灌注桩等多种。

(1)泥浆护壁成孔灌注桩

(2)干作业成孔灌注桩。目前干作业成孔的灌注桩常用的有螺旋钻孔灌注桩、螺旋钻孔扩孔灌注桩、机动洛阳铲挖孔灌注桩及人工挖孔灌注桩四种。螺旋钻孔灌注桩的施工机械形式有长螺旋钻孔机和短螺旋钻孔机两种。

(3)人工挖孔灌注桩

(4)套管成孔灌注桩

有锤击沉管灌注桩、振动沉管灌注桩和套管夯打灌注桩三种。

(5)爆扩成孔灌注桩。除软土和新填土外，其他各种土层中均可使用。

3)钻孔扩底灌注柱适用于黏性土、砂土、细粒碎石土、全风化、强风化、中等风化岩石时，孔深一般小于或等于40m。

4)冲击成孔灌注桩对厚砂层软塑—流塑状态的淤泥及淤泥质土应慎用。

灌注桩的桩顶标高至少要比设计标高高出0.8～1.0m，桩底清孔质量按不同成桩工艺有不同的要求，应按规范要求执行。

(2)干作业成孔灌注桩。目前干作业成孔的灌注桩常用的有螺旋钻孔灌注桩、螺旋钻孔扩孔灌注桩、机动洛阳铲挖孔灌注桩及人工挖孔灌注桩四种。

(3)人工挖孔灌注桩

(4)套管成孔灌注桩

有锤击沉管灌注桩、振动沉管灌注桩和套管夯打灌注桩三种。

1)锤击沉管灌注桩。锤击沉管灌注桩是利用锤击打桩机，将带有活瓣式桩靴或设置钢筋混凝土预制桩尖的钢套管锤击沉入土中，然后边浇筑混凝土边用卷扬机拔桩管成桩。

2)振动沉管灌注桩。振动沉管灌注桩的机械设备与锤击沉管灌注桩基本相同，不同的是以激振器代替桩锤。

根据承载力的不同要求，桩可采用单打法、反插法或复打法施工

(5)爆扩成孔灌注桩。除软土和新填土外，其他各种土层中均可使用。

4.钻孔压浆桩

钻孔压浆桩施工法是利用长螺旋钻孔机钻孔至设计深度，在提升钻杆的同时通过设在钻头上的喷嘴向孔内高压灌注制备好的以水泥浆为主剂的浆液，至浆液达到没有塌孔危险的位置或地下水位以上0.5～1.0m处;起钻后向孔内放入钢筋笼，并放入至少1根直通孔底的高压注浆管，然后投放粗骨料至孔口设计标高以上0.3m处;最后通过高压注浆管，在水泥浆终凝之前多次重复地向孔内补浆，直至孔口冒浆为止。

1)钻机就位。在设计桩位上将钻机放平稳，使钻杆竖直，对准桩位钻进，随时注意并校正钻杆的垂直度。

2)钻进。钻至设计深度后，停止进尺，回转钻具，空钻清底。

3)首次注浆。把高压胶管一端接在钻杆顶部的导流器预留管口，另一端接在注浆泵上，将配制好的水泥浆由下而上在提钻同时在高压作用下喷入孔内。

4)提钻。对于有地下水的情况，注浆至无坍孔危险位置以上0.5～1.0m处，提出钻杆，形成水泥浆护壁孔。

5)放钢筋笼和注浆管。将塑料注浆管或钢注浆管固定在制作好的钢筋笼上，使用钻机的吊装设备吊起钢筋笼对准孔位，并将其竖直地慢慢放入孔内，下到设计标高后，固定钢筋笼。

6)放骨料。碎(卵)石通过孔口漏斗倒入孔内，用铁棍捣实。

7)二次注浆(补浆)。利用固定在钢筋笼上的塑料管或钢管进行二次注浆，此工序与首次注浆间隔不得超过45 min，二次注浆通常要多次反复，最后一次补浆必须在水泥浆接近终凝前完成，注浆完成后立即拔管洗净备用。

补浆分三种情况：长管补浆、短管补浆、花管补浆。

(4)施工要点。

注浆泵的工作压力应根据地质条件确定，首次注浆压力一般为4～8 MPa，二次补浆压力一般为2～4 MPa。

5.灌注桩后压浆

钻孔灌注桩后压浆施工技术主要有桩底后压浆、桩侧后压浆、复式压浆(桩底和桩侧同时后压浆)三类。

(1)压浆管与管筏埋设。

(2)压浆设备安装。

(3)浆液制备。采用与灌注桩水泥同强度等级的普通硅酸盐水泥与清水拌制成水泥浆液，浆液的水灰比应根据土的饱和度、渗透性设计确定。

(4)开塞。

(5)压浆。

(6)压浆终止条件。压浆过程采用“双控”的方法进行控制压浆终止条件，当满足条件可终止压浆。

(7)桩检测。压浆后的桩通常要求保养至少25d以上，以便桩底浆液凝固，方可按规定采用弹性波反射法进行桩基检测，以取得真实的注浆桩基承载力。

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