第二章地基处理与基础工程.docx

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1、第二章 地基处理与基础工程第一节 地基处理及加固目的要求 了解：地基的局部处理和其它地基加固方法简介。 熟悉：换土地基：砂石地基、灰土地基，构造要求、材料要求、施工要点。 掌握：、强夯地基：机具、施工、质量。振冲地基：机具、施工、质量。讲授重点 换土地基：砂石地基、灰土地基，构造要求、材料要求、施工要点。 讲授难点 强夯地基：机具、施工、质量。振冲地基：机具、施工、质量。讲授内容一、换土地基（一） 砂地基和砂石地基：是将基础下一定范围内的土层挖去，用砂或碎石回填分层夯实，以提高承载力，加速软土层的排水固结。该地基工艺简单、工期短、造价低。适用于处理透水强的软黏土。不适应湿陷性黄土和不透水的黏土

2、。1、构造要求：厚度在0.53米，宽度沿两边各放出2030厘米。 2、材料要求：宜用级配良好，质地坚硬的中、粗、砾砂，碎石、石屑或工业废料。不得有草根、垃圾，含泥不超5%，碎石不大于50毫米。3、施工要点：1）先验槽，清理基底稳定边坡，处理孔洞等。 2）如深度不同，应先深后浅，挖成斜坡或阶梯搭接，分层夯实。3）人工级配的砂石，应拌合均匀后铺填。4）应分层铺筑压实，每层厚度及含水量（见后表）。下层密实度合格后，再铺上层。 5）地下水位高于基底时，应降水，如用水撼振动法时，应控制注水和排水。6）冬期施工不得夹有冰块，防止砂石冻结。4、质量检查：1）环刀取样法，用不小于200cm3的环刀取样测定干密

3、度。 2）贯入测定法：先将表面刮去30毫米，用直径20毫米长1250毫米的钢筋，举高700毫米，自由下落，其插入深度可实验确定。（二）灰土地基适应处理14米厚的软土。 1、构造要求：厚度同砂垫层，宽度为基础宽加2.5倍灰土厚度之和。 2、材料要求：土料可用就地挖出的黏土或塑性指数大于4的粉土，但不得含有机杂质，应过筛粒径不大于15毫米。熟石灰粒径不大于5毫米，不得有生石灰块，其配合比为：石灰：土为2：8或3：7。 3、施工要点：1）先验槽，清除松土、软土、孔洞用灰土回填夯实。2）将灰土拌合均匀，含水量应适当，手握成团，落地即碎为宜。 3）铺灰应分段分层，厚度即夯打遍数见下表4）分段施工时，不得

4、在墙角、柱基及承重的窗间墙下接缝，上下应错开500毫米，接缝处应注意夯实。 5）在地下水位以下的基坑，应排水，灰土三天内不得浸泡，应及时回填土，否则应进行覆盖，防止日晒雨淋。 6）冬期施工不得有冻块，应有防冻措施。 4、质量检查：用环刀取样，测定干密度，质量标准可查有关规范。二、重锤夯实地基用起重机将夯锤提到一定高度，用自由下落的冲击力来夯实基土进行加固。1、 机具设备：1）起重机可用履带式起重机、打桩机等，起重量：自动脱钩时大于锤重1.5倍；用钢丝绳悬吊时应大于锤重3倍。 2）夯锤：宜用截头圆锥体，可用C20混凝土制作，锤重1.53吨，底直径11.5米，落距为2.54.5米，锤底面单位静压力

5、为1520kPa。吊勾采用半自动脱勾器。2、施工要点：1）首先要试夯，选定锤重、直径、落距，最后下沉量，指最后2击平均每击的夯沉量，黏土和湿陷性黄土取1020毫米，沙土取510毫米，试夯一般610遍，施工时增加12遍。 2）分层虚铺厚度以锤底直径为宜，遍数由试夯确定，不少于两层。 3）夯实范围，每边应比基础底面加宽0.3米，边坡应适当放缓 4）夯实前如表层土含水量过大，可铺撒吸水材料，或换土，含水量低应适当撒水。三、强夯地基锤重830吨，吊起高度630米自由下落，给地基以冲击和振动，从而提高强度并降低压缩性，效果好、速度快，但噪声和振动大。适应于碎石、砂土、黏土、湿陷性黄土、填土等。见后图1、

6、 机具设备：1）起重机用150KN以上的履带起重机，也可用三角架或龙门架。 2）夯锤：可用钢制的，也可用钢板外壳，内装C30混凝土，有圆和方型两种，面积：沙土34平米，黏土6平米。2、施工要点1）首先试夯，确定施工技术参数。 2）平地、排水、测量放线，铺修道路。 3）强夯时的控制以夯击数或沉降量为准，落锤应平稳、准确。 4）每夯完一遍后测量下沉量，填平后在夯，直到满足要求。 5）应做好强夯测量记录。 3、质量检查：检查记录、标准贯入、静力触探等，符合试验指标为合格。四、振冲地基以起重机吊起振冲器进行振动，同时用高压水冲成孔，然后分批填筑砂石并振实，形成桩体，与原地基形成复合地基，提高承载力。1

7、、 机具设备：有振冲器、起重机、水泵及管道、运料车，控制电流操作台等。见后图。2、 施工要点：1）先进行振冲试验，确定水压、水量、成孔速度、填料方法、填料量、密实电流、留振时间。 2）放线定孔位并编号。3）启动水泵和振冲器，徐徐沉入土中，达到设计深度后，减小水压进行清孔，提振冲器。 4）填料振密：按试验方法，分次填料振密。 5）顶部一米内质量差，应以挖除。 6）冬期冻土破碎后施工，防止水管冻结。 3、质量检查：定位偏差不大于100毫米，完成后偏差不大于0.2倍孔径。沙土半月，黏土一个月方可检验，方法可采用载荷试验、标准贯入，静力触探等。五、地基局部处理及其他加固方法简介（一）地基局部处理 1、

8、松土坑的处理：当范围较小时可挖除回填，沙土用砂石回填，黏土用3：7灰土回填。范围超出基槽边沿时，回填槽可适当加宽，用砂石回填时按1：1放坡，用灰土回填时按0.5：1放坡。当坑的长度大于5米时可做1：2的踏步与两端相连。当坑深大于1.5米时，处理后再加强上部结构，例如用配筋砖跨过松土坑两端各1米。2、砖井或土井处理：在室外距基础5米以内时，先用素土分层夯实，到1.5米深时，拆去砖圈，再回填到顶；如井在室内基础附近，先降水，然后用中粗砂石碎砖等回填到1.5米，然后拆砖圈，用素土回填夯实。如井以回填但不密实有软土，用大块石挤紧在夯实。当井在基础下时，先回填至2米处然后拆除井圈，回填夯实。如井在转角处

9、，除回填外，基础做挑梁压在井上。如上部荷载较大，可做石灰挤密桩，或做钢筋混凝土井盖封闭井口。3、局部软硬土的处理当基础下局部遇基岩、旧墙基、大孤石、化粪池、大树根等均应挖除后回填夯实。当基础落于一部分硬土，一部分软土上时。可在软土做钻孔灌注桩，或做混凝土或砌石支承墙。也可将硬基部分凿去0.30.5米，填以中粗砂，做软性褥垫，调整交界部位的不均匀变形。或加大基础的刚度来克服软硬地基的不均匀变形。（二）其他地基加固方法简介1、砂桩地基：通过冲击和振动，把砂挤入土中，形成砂桩。适应于挤密松散沙土、素填土。 2、水泥土搅拌桩：用深层搅拌机，把水泥或石灰喷入地下和土搅拌均匀，形成水泥土桩。和原土形成复合

10、地基。适用于淤泥、粉土、软黏土。也可用于基坑护坡。 3、预压地基：在施工前先在地基表面压荷重，使其压密、沉降固结，提高强度。 4、注浆地基：通过压力贯注化学浆液或胶结剂，将土粒胶结起来的处理方法。5、高真空击密法处理软土地基1）采用特制的高真空系统强制调整土体的含水量，控制需处理的土体逐步接近最优含水量； 2）在需处理土体分遍逐步接近最优含水量的同时，采用特制的大型击密设备分遍击密需处理的土体，逐步接近最大密实度； 3）根据处理土体的自振频率，调整击振频率； 4）正确计算被处理土体超孔隙水压的消散时间，合理确定土体每遍击密的固结恢复时间，严防“弹簧土”的形成； 5）根据不同的土体渗透系数、含水

11、量，分层多遍强制调整各层土的真空度、真空气量、平衡参数； 6）根据地基的处理深度要求，正确计算各层不同土体击密所需的击振能量本课小结 1、换土地基：砂石地基、灰土地基，构造要求、材料要求、施工要点。 2、重锤夯实地基：机具设备、施工要点、质量要求 3、强夯地基：机具、施工、质量。3、 振冲地基：机具、施工、质量。4、 地基的局部处理和其它地基加固方法简介。 5、作业：97页，1、2。第二节 浅埋式钢筋混凝土基础施工目的要求 了解：浅埋式钢筋混凝土基础施工要求。 熟悉：板式基础、杯形基础、筏式基础、箱形基础的构造要求、施工方法 掌握：板式基础、杯形基础、筏式基础、箱形基础的构造要求、施工方法 讲

12、授重点 板式基础、杯形基础、筏式基础、箱形基础的构造要求、施工方法讲授难点 筏式基础、箱形基础的构造要求、施工方法。讲授内容一、 板式基础包括：柱下独立基础、墙下条形基础。1、 构造要求：1）锥形（条形）基础边缘高度不小于200毫米；阶梯形基础每阶高度宜为300500毫米。2）地基垫层厚度100毫米，混凝土为C10，基础混凝土为C15。3）底板受力钢筋直径不小于8毫米，间距不大于200毫米。保护层厚度：有垫层35毫米，无垫层70毫米。4）竖向插筋的数量应与柱内受力筋相同。2、 施工要点：1）先验槽，清理槽底做垫层。 2）弹线、支模、安放钢筋，支垫保护层。 3）湿润模板后，连续分层浇筑混凝土，台

13、阶下层浇完停0.51小时，再浇上层。 4）锥形基础斜面，应随浇随支模，并压紧，以防上浮变形。严禁斜面不支模，用铁锹拍。 5）插筋要固定，保证位置正确，防止浇混凝土时位移。混凝土浇完后要覆盖洒水养护。二、杯形基础常用作钢筋混凝土预制柱的基础，中间留凹槽（杯口），插入预制柱。1构造要求：1）杯口深度应满足锚固长度的要求，一般不小于柱长的0.05倍。 2）基础的杯底和杯壁厚度应满足设计要求。 3）杯底和杯壁配筋应满足设计要求。2施工要点：1）混凝土应按台阶分层浇筑，高基础的高台阶应按整段分层浇筑。2）杯口模板可做成两半式的定型模板，支模时应固定牢固并压浆。 3）浇筑杯口时要四侧对称进行，防止挤偏。

14、4）先浇杯底混凝土并振实，并用50毫米厚的细石混凝土找平，待杯底混凝土沉实后，再浇杯口混凝土，初凝后取出杯口模板，并把杯口内侧凿毛。 5）施工高杯口基础时，可用后安杯口模板的方法，既当混凝土浇筑接近杯底时，再安杯口模板，浇四周混凝土。三、筏式基础由钢筋混凝土板和梁组成，适用于地基承载力较低，而上部荷载较大的工程。外形象倒置的楼盖，整体刚度较大。有梁板式和平板式两类。1构造要求：1）混凝土不低于C20。 2）平面布置应尽量对称，底板厚不小于200毫米，梁高出底板顶300毫米，宽不小于250毫米。 3）底板下设100毫米厚的C10混凝土垫层，每边伸出底板不小于100毫米。2、施工要点1）要保证在无

15、水情况下开挖和基础施工。 2）先做垫层，然后绑钢筋，安模板，浇筑混凝土可以板梁一次浇完，也可先板后梁。 3）一般不留施工缝，必须留设时，应设止水带，施工缝要处理好。 4）基础浇筑完毕，表面应覆盖洒水养护，并防止地基被水浸泡。四、箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板、外墙以及内隔墙构成的封闭箱体。可做地下室，整体性好，刚度大，适应软弱地基，荷载较大的工程。 1、构造要求：1）平面布置尽量对称，减少偏心矩，防止基础过度倾斜。 2）混凝土强度为C20，基础高为建筑物高的1/81/12，不小于3米。 3）底、顶板厚度应设计确定，一般为200400毫米，内墙厚200，外墙后250毫米。4）为保证基础的整体刚

16、度，平均每平方米基础面积上墙体长度不小于400毫米，或墙体水平截面不小于基础面积的1/10，其中纵墙数量不小于墙总量的3/5。 2、施工要点：1）应保证在干地上施工。 2）基础可分块施工，施工缝的留设和处理应符合要求，外墙接缝应设止水带。 3）内外墙应连续浇筑，为防止收缩应设后浇带，宽度不小于800毫米，钢筋应贯通。 4）施工完应立即回填土，停止降水，应验算抗浮稳定性，如不满足，应对基础加重物。本课小结 1、浅埋式钢筋混凝土基础施工：板式基础、杯形基础、筏式基础、箱形基础的构造要求、施工要点。 2、作业：浅埋式钢筋混凝土基础有那几种？各自的构造要求是什么？ 第三节 桩基础工程目的要求 了解：桩

17、基础的工作特点和桩基础的分类 熟悉：预制桩的制作、运输、打桩以及常见问题的原因和处理方法。 掌握：预制桩的制作、运输、打桩方法；灌注桩的施工方法，以及常见问题的原因和处理方法。 讲授重点 预制桩的制作、运输、打桩方法；灌注桩的施工方法，以及常见问题的原因和处理方法。 讲授难点 灌注桩的施工方法，以及常见问题的原因和处理方法。 讲授内容一、桩基础的工作特点 桩基础是一种既古老又现代高层建筑物和重要建筑物工程中被广泛采用的基础形式。 桩基础的作用是将上部结构较大的荷载通过桩穿过软弱土层传递到较深的坚硬土层上，以解决浅基础承载力不足和变形较大的地基问题。如图2-1所示。 图2-1 桩基础 桩基础具有

18、承载力高，沉降量小而均匀，沉降速率缓慢等特点。它能承受垂直荷载、水平荷载、上拔力以及机器的振动或动力作用，已广泛用于房屋地基、桥梁、水利等工程中。 二、桩基础的分类 工程中的桩基础，往往由数根桩组成，桩顶设置承台，把各桩连成整体，并将上部结构的荷载均匀传递给桩。图2-11、按承台位置的高低分 高承台桩基础承台底面高于地面，它的受力和变形不同于低承台桩基础。一般应用在桥梁、码头工程中。 低承台桩基础承台底面低于地面，一般用于房屋建筑工程中。 2、按承载性质不同 端承桩是指穿过软弱土层并将建筑物的荷载通过桩传递到桩端坚硬土层或岩层上。桩侧较软弱土对桩身的摩擦作用很小，其摩擦力可忽略不计。 摩擦桩是

19、指沉入软弱土层一定深度通过桩侧土的摩擦作用，将上部荷载传递扩散于桩周围土中，桩端土也起一定的支承作用，桩尖支承的土不甚密实，桩相对于土有一定的相对位移时，即具有摩擦桩的作用。 3、按桩身的材料不同 钢筋混凝土桩:可以预制也可以现浇。根据设计，桩的长度和截面尺寸可任意选择。 钢桩:常用的有直径2501200mm的钢管桩和宽翼工字形钢桩。钢桩的承载力较大，起吊、运输、沉桩、接桩都较方便，但消耗钢材多，造价高。我国目前只在少数重点工程中使用。如上海宝山钢铁总厂工程中，重要的和高速运转的设备基础和柱基础使用了大量的直径914.4mm和600mm，长60mm左右的钢管桩。 木桩:目前已很少使用，只在某些

20、加固工程或能就地取材临时工程中使用。在地下水位以下时，木材有很好的耐久性，而在干湿交替的环境下，极易腐蚀。 砂石桩:主要用于地基加固，挤密土壤。淮北职业技术学院东校区1#、2#住宅楼就是采用的碎石桩，桩的直径533mm ，平面呈三角形，间距1100 mm 。淮北职业技术学院西校区教学楼也是采用的碎石桩。 灰土桩:主要用于地基加固。 4、按桩的使用功能分 竖向抗压桩 竖向抗拔桩 水平荷载桩 复合受力桩 5、按桩直径大小分 小直径桩 d 250mm 中等直径桩 250mm d 800mm 大直径桩 d 800mm 6、按成孔方法分 非挤土桩 泥浆护壁灌筑桩、人工挖孔灌筑桩，应用较广。 部分挤土桩先

21、钻孔后打入。 挤土桩 打入桩。 7、按制作工艺分 预制桩,钢筋混凝土预制桩是在工厂或施工现场预制，用锤击打入、振动沉入等方法，使桩沉入地下。, 灌筑桩,又叫现浇桩，直接在设计桩位的地基上成孔，在孔内放置钢筋笼或不放钢筋，后在孔内灌筑混凝土而成桩。与预制桩相比，可节省钢材，在持力层起伏不平时，桩长可根据实际情况设计。 8、按截面形式分 方形截面桩,制作、运输和堆放比较方便，截面边长一般为250550mm。 圆形空心桩,是用离心旋转法在工厂中预制，它具有用料省，自重轻，表面积大等特点。国内铁道部门已有定型产品，其直径有300mm、450mm和550mm，管壁厚80mm，每节长度自2m12m不等。

22、思考题 1、什么叫端承桩？ 2、什么叫摩擦桩？ 3摩擦型桩和端承型桩受力上有何区别? 三、预制桩施工（一）桩的制作、起吊、运输和堆放 1、钢筋混凝土实心方桩 钢筋混凝土实心桩，断面一般呈方形。桩身截面一般沿桩长不变。实心方桩截面尺寸一般为200200mm600600mm 。 钢筋混凝土实心桩桩身长度：限于桩架高度，现场预制桩的长度一般在2530m以内。限于运输条件，工厂预制桩，桩长一般不超过12m，否则应分节预制，然后在打桩过程中予以接长。接头不宜超过2个。 钢筋混凝土实心桩的优点：长度和截面可在一定范围内根据需要选择，由于在地面上预制，制作质量容易保证，承载能力高，耐久性好。因此，工程上应用

23、较广。钢筋混凝土实心桩由桩尖、桩身和桩头组成。材料要求：钢筋混凝土实心桩所用混凝土的强度等级不宜低于C30（30N/mm2）。采用静压法沉桩时，可适当降低，但不宜低于C20，预应力混凝土桩的混凝土的强度等级不宜低于C40，主筋根据桩断面大小及吊装验算确定，一般为48根，直径1225mm；不宜小于14，箍筋直径为68mm，间距不大于200mm，打入桩桩顶23d长度范围内箍筋应加密，并设置钢筋网片。预制桩纵向钢筋的混凝土保护层厚度不宜小于30mm。桩尖处可将主筋合拢焊在桩尖辅助钢筋上，在密实砂和碎石类土中，可在桩尖处包以钢板桩靴，加强桩尖。 2、钢筋混凝土管桩 混凝土管桩一般在预制厂用离心法生产。

24、桩径有300、400、500mm等，每节长度8m、10m、12m不等，接桩时，接头数量不宜超过4个。管壁内设12mm22mm主筋10根20根，外面绕以6mm螺旋箍筋，多以C30混凝土制造。混凝土管桩各节段之间的连接可以用角钢焊接或法兰螺栓连接。由于用离心法成型，混凝土中多余的水分由于离心力而甩出，故混凝土致密，强度高，抵抗地下水和其它腐蚀的性能好。混凝土管桩应达到设计强度100%后方可运到现场打桩。堆放层数不超过三层，底层管桩边缘应用楔形木块塞紧，以防滚动。 3、桩的制作、起吊、运输和堆放 桩的制作，较短的桩一般在预制厂制作，较长的桩一般在施工现场附近露天预制。预制场地的地面要平整、夯实，并防

25、止浸水沉陷。对于两个吊点以上的桩，现场预制时，要根据打桩顺序来确定桩尖的朝向，因为桩吊升就位时，桩架上的滑轮组有左右之分，若桩尖的朝向不恰当，则临时调头是很困难的。 预制桩叠浇预制时，桩与桩之间要做隔离层（可涂皂脚、废机油或粘土石灰膏），以保证起吊时不互相粘结。叠浇层数，应由地面允许荷载和施工要求而定，一般不超过四层，上层桩必须在下层桩的混凝土达到设计强度等级的30%以后，方可进行浇筑桩的主筋上端以伸至最上一层钢筋网之下为宜，这样能更好地接受和传递桩锤的冲击力。主筋必须位置正确，桩身混凝土保护层要均匀，不可过厚，否则打桩时容易剥落，桩身保护层厚不宜小于30mm。 钢筋混凝土预制桩的钢筋骨架的主

26、筋连接宜采用对焊。主筋接头配置在同一截内的数量，当采用闪光对焊和电弧焊时，不得超过50%；同一根钢筋两个接头的距离应大于30d,且不小于500 mm 。预制桩的混凝土浇筑工作应由桩顶向桩尖连续浇筑，严禁中断，制作完成后，应洒水养护不少于7天。 制作完成的预制桩应在每根桩土标明编号及斜作日期，如设计不理设吊环，则应标明绑扎点位置。预制桩的几何尺寸允许偏差为：横截面边长5mm；桩顶对角线之差10mm；混凝土保层厚度5mm；桩身弯曲矢高不大于01桩长；桩尖中心线10mm；桩顶面平整度小于2mm。预制桩制作质量还应符合下列规定： (1)桩的表面应平整、密实，掉角深度小于10mm，且局部蜂窝和掉角的缺损

27、总面积不得超过该桩表面全部面积的05，同时不得过分集中； (2)由于混凝土收缩产生的裂缝，深度小于20mm，宽度小于0.25 mm；横向裂缝长度不得超过边长的一半； 桩的起吊、运输和堆放 钢筋混凝土预制桩应在混凝土达到设计强度等级的70%方可起吊，达到设计强度等级的100%才能运输和打桩。如提前吊运，必须采取措施并经过验算合格后才能进行。 起吊时，必须合理选择吊点，防止在起吊过程中过弯而损坏。教材第58页图2-4为预制桩吊点合理位置图。当吊点少于或等于3个时，其位置按正负弯矩相等的原则计算确定。当吊点多于3个时，其位置按反力相等的原则计算确定。长2030m的桩，一般采用3个吊点。（二）锤击沉桩

28、（打入桩）施工 预制桩的打入法施工，就是利用锤击的方法把桩打入地下。是预制桩最常用的沉桩方法。 1、打桩机具及选择 打桩机具主要有打桩机及辅助设备。打桩机主要有桩锤、桩架和动力装置三部分。 1）桩锤 作用：对桩施加冲击力，将桩打入土中。 类型：落锤、 单动汽锤、 双动汽锤、 柴油锤、 液压锤 落锤：一般由生铁铸成，利用卷扬机提升，以脱钩装置或松开卷扬机刹车使其坠落到桩头上，逐渐将桩打入土中。落锤重量为520KN，构造简单，使用方便，故障少。适用于普通粘性土和含砾石较多的土层中打桩。但打桩速度较慢，效率低。提高落锤的落距，可以增加冲击能，但落距太高又会击坏桩头，故落距一般以12m为宜。只有当使用

29、其它锤型不经济或小型工程才使用。 单动汽锤：单动汽锤的冲击部分为汽缸，活塞是固定于桩顶上的，动力为蒸气。其工作过程和原理是：将锤固定于桩顶上，用软管连接锅炉阀门，引蒸气入汽缸活塞上部空间，因蒸气压力推动而升起汽缸，当升到顶端位置时，停止供汽并排出汽体，汽锤则借自重下落到桩顶上击桩。如此反复循环进行，逐渐把桩打入土中。汽缸只在上升时耗用动力，下落完全靠自重。单动汽锤的锤重30150KN，具有落距小，冲击力大的优点，其打桩速度较自由落锤快，适用于打各种桩。但存在蒸汽没有被充分利用，软管磨损较快，软管与汽阀联接处易脱开等缺点。 双动汽锤：双动汽锤的冲击部分为活塞，动力是蒸汽。汽缸是固定在桩顶上不动的

30、，而汽锤是在汽缸内，由蒸汽推动而上下运动。其工作过程和原理是：先将桩锤固定在桩顶上，然后将蒸汽由汽锤的汽缸调节阀进入活塞下部，由蒸汽的推动而升起活塞，当升到最上部时，调节阀在压差的作用下自动改变位置，蒸汽即改变方向而进入活塞上部，下部汽体则同时排出。如此反复循环进行而逐渐把桩打入土中。双动汽锤的桩锤升降均由蒸汽推动，当活塞向下冲时，不仅有其自身重量，而且受到上部汽体向下的压力，因此冲击力较大。双动汽锤的锤重0.66t(6160KN)，具有活塞冲程短，冲击力大，打桩速度快，工作效率高等优点。适用于打各种桩，并可以用于拔桩和水下打桩。 国外常用的有英国BSP国际基础有限公司，美国的雷蒙德、瓦尔 、

31、科林-MKT，德国的门克等制造商制作的各种型号的单动汽锤。 柴油锤：柴油锤是以柴油为燃料，利用柴油点燃爆炸时膨胀产生的压力，将锤抬起，然后自由落下冲击桩顶，同时汽缸中空气压缩，温度骤增，喷嘴喷油，柴油在汽缸内自行燃烧爆发，使汽缸上抛，落下时又击桩进入下一循环。如此反复循环进行，把桩打入土中。根据冲击部分的不同，柴油锤可分为导杆式、活塞式和管式三大类。导杆式柴油锤的冲击部分是沿导杆上下运动的汽缸，筒式柴油锤的冲击部分则是往复运动的活塞。柴油锤打桩工效高，构造简单，移动灵活，使用方便，不需沉重的辅助设备，也不需从外部供给能源等优点。但施工噪音大、油滴飞散、排出的废气污染环境等缺点。不适用于在过硬或

32、过软的土层中打桩。因为土很松软时，对于桩的下沉没有多大阻力，以致气缸向上抛起的距离很小，当汽缸再次降落时，不能保证燃料室中的气体压缩到发火的程度，柴油锤停止工作。柴油锤多用于打木桩、钢板桩及长度在12m以内的钢筋混凝土桩。国外常用的柴油锤多为英国BSP国际基础有限公司、日本石川岛播磨和三菱、法国的德尔马、美国的林可贝尔提、荷兰的赫提等制造商制造的柴油锤。 液压锤，目前城市环境保护日益提高的情况下，我国研制出新型低噪音、无油烟、能耗省的打桩锤液压锤。它是由液压推动密闭在锤壳体内的芯锤活塞柱，令其往返实现夯击作用，将桩沉入土中。 2）桩架 、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

33、引导桩的方向，保证桩锤沿着所要求的方向冲击。 、桩架的选择：选择桩架时，应考虑桩锤的类型、桩的长度和施工条件等因素。桩架的高度由桩的长度、桩锤高度、桩帽厚度及所用滑轮组的高度来确定。此外，还应留13m的高度做为桩锤的伸缩余地。 桩架高度 = 桩长 + 桩锤高度 + 桩帽高度 + 滑轮组高度 +（12m）的起锤工作余地 常用的桩架形式有以下三种： 滚筒式桩架：行走靠两根钢滚筒在垫木上滚动，优点是结构比较简单，制作容易，但在平面转弯、调头方面不够灵活，操作人员较多。适用于预制桩和灌筑桩施工，图29。 多功能桩架：多功能桩架的机动性和适应性很大，在水平方向可做3600旋转，导架可以伸缩和前后倾斜，底

34、座下装有铁轮，底盘在轨道上行走。这种桩架可适用于各种预制桩和灌筑桩施工。图210。 图29 滚筒式桩架 图210多功能桩架 图211 履带式桩架 1垫木；2滚筒；3底座；4锅炉；5卷扬机；6桩架；7龙门；8蒸汽锤；9桩帽；10缆风绳； 履带式桩架：以履带起重机为底盘，增加导杆和斜撑组成，用以打桩。移动方便，比多功能桩架更灵活，可用于各种预制桩和灌筑桩施工。图211。 3、动力装置动力设备包括驱动桩锤用的动力设施，如卷扬机、锅炉、空气压缩机和管道、绳索和滑轮等。 打桩机的动力装置，主要根据所选的桩锤性质而定。选用蒸汽锤则需配备蒸汽锅炉；用压缩空气来驱动，则需考虑电动机的或内燃机的空气压缩机；用电

35、源作动力，则应考虑变压器容量和位置、电缆规格及长度、现场供电情况等。 2、打桩前的准备工作 1）处理障碍物 打桩前，应认真处理高空、地上和地下障碍物，如地下管线、旧有基础、树木杂草等。此外打桩前应对现场周围（一般10米以内）的建筑物作全面检查，如有危房或危险构筑物，必须预以加固，不然由于打桩振动，可造成倒塌。 2）平整场地 在建筑物基线以外46m范围内的整个区域或桩机进出场地及移动路线上，应作适当平整压实，并做适当坡度，保证场地排水良好。否则由于地面高低不平，不仅使桩机移动困难，降低沉桩生产率，而且难以保证使就位后的桩机稳定和入土的桩身垂直，以致影响沉桩质量。 3）材料、机具的准备，接通水电源

36、 桩机进场后，按施工顺序铺设轨道，选定位置架设桩机和设备，接通水电源，进行试机，并移机至桩位，力求桩架平稳垂直。 4）进行打桩试验，又叫沉桩试验。沉桩前应作数量不少于2根桩的打桩工艺试验，用以了解桩的贯入度（什么叫贯入度）、持力层强度、桩的承载力，以及施工过程中遇到的各种问题和反常情况等。没有打过桩的地方先打试桩是必要的，通过实践来校核拟定设计方案，确定打桩方案，保证质量措施和打桩技术要求。因此试桩必须细致地进行，根据地质勘探钻孔资料，选择桩位以能代表工程所处的地质条件，打试桩时，要做好详细的施工记录，画出各土层深度、打入各土层的锤击次数，最后精确的测量贯入度。 5、确定打桩顺序 打桩时，由于

37、桩对土体的挤密作用，先打入的桩被后打入的桩水平挤推而造成偏移和变位或被垂直挤拔造成浮桩；而后打入的桩难以达到设计标高或入土深度，造成土体隆起和挤压，截桩过大。所以，群桩施工时，为了保证质量和进度，防止周围建筑物破坏，打桩前根据桩的密集程度、桩的规格、长短以及桩架移动是否方便等因素来选择正确的打桩顺序。 常用的打桩顺序一般有下面几种： 自两侧向中间打 图2-12（a） 逐排打设 图2-12（b） 自中间向四周打 图2-12（c） 自中间向两侧打 图2-12（d） 图212打桩顺序 （a）从两侧向中间打（b）逐排打设 （c）自中央向四周打（d）自中央向两侧打 采用逐排打设，则土体向一个方向挤压，使

38、地基土挤压的程度不均匀。这样可能使桩打入深度逐渐减少，会引起建筑物产生不均匀沉降。 自两侧向中间打，则中间部分的土层挤压密实，使桩不易打入，并且打中间各桩时，已打的外侧各桩可能受挤压而升起。 根据施工经验，打桩的顺序，以自中部向四周打，自中间向两侧打为最好。但桩距大于或等于四倍桩直径时，则打桩顺序关系不大，可采用由一侧向单一方向施打的方式（逐排打设）。这样，桩架单方向移动，打桩效率高。为减少挤土影响，确定沉桩顺序的原则如下： a、从中间向四周沉设，由中及外； b、从靠近现有建筑物最近的桩位开始沉设，由近及远； c、先沉设入土深度深的桩，由深及浅； d、先沉设断面大的桩，由大及小。 e、先沉设长

39、度大的桩，由长及短。 打桩顺序确定后，还需考虑桩架是往后“退打桩”还是向前“顶打桩”。当打桩地面标高接近桩顶设计标高时，打桩后实际上每根桩还会高出地面。这是由于桩尖持力层的标高不可能完全一致。而预制桩又不能设计成各不相同的长度，因此桩顶高出地面是不可避免的。在此情况下，桩架只能采取往后退行打桩的方法。由于往后退行，桩不能事先将桩布置在地面，只能随打桩随运桩。如打桩后桩顶的实际标高在地面以下时，桩架则可以采取往前顶打的方法。此时只要场地允许，所有的桩都可以事先布置好，避免桩的场内二次搬运。 6）抄平放线，定桩位，设标尺 在沉桩现场或附近区域，应设置数量不少于2个的水准点，以作抄平场地标高和检查桩

40、的入土深度之用。根据建筑物的轴线控制桩，按设计图纸要求定出桩基础轴线（偏差值应20mm）和每个桩位（偏差值应10mm）。定桩位的方法，是在地面上用小木桩或撒白灰点标出桩位（当桩较稀时使用），或用设置龙门板拉线法定出桩位（当桩较密时使用）。其中龙门板拉线法可避免因沉桩挤动土层而使小木桩移动，故能保证定位准确。同时也可作为在正式沉桩前，对桩的轴线和桩位进行复核之用。 打桩施工前，应在桩架或桩侧面设置标尺，以观测、控制桩的入土深度。 7）垫木、桩帽和送桩 桩锤与桩帽之间应放置垫木，以减轻桩锤对桩帽的直接冲击。垫木应采用硬杂木制作，为增加锤击次数，垫木上配置一道钢箍。垫木下为桩帽，桩帽由扁钢焊成，其内

41、孔尺寸视桩截面而定，一般不大于桩截面尺寸12厘米，深度为1/21/3桩的边长或直径。图213 在打桩时，若要使桩顶打入土中一定深度，则需设置送桩。（图214）送桩大多用钢材制作，其长度和截面尺寸应视需要而定。用送桩打桩时，待桩打至自然地面上0.5m左右，把送桩套在桩顶上，用桩锤击打送桩顶部，使桩顶没入土中。 3、打桩 打桩开始时，应先采用小的落距（0.50.8m）作轻的锤击，使桩正常沉入土中约12m后，经检查桩尖不发生偏移，再逐渐增大落距至规定高度，继续锤击，直至把桩打到设计要求的深度。 打桩有“轻锤高击”和“重锤低击”两种方式。这两种方式，如果所做的功相同，而所得到的效果却不相同。轻锤高击，

42、所得的动量小，而桩锤对桩头的冲击力大，因而回弹也大，桩头容易损坏大部分能量均消耗在桩锤的回弹上，故桩难以入土。相反，重锤低击，所得的动量大，而桩锤对桩头的冲击力小，因而回弹也小，桩头不易被打碎，大部分能量都可以用来克服桩身与土壤的摩阻力和桩尖的阻力，故桩很快入土。此外，又由于重锤低击的落距小，因而可提高锤击频率，打桩效率也高，正因为桩锤频率较高，对于较密实的土层，如砂土或粘性土也能较容易地穿过，所以打桩宜采用“重锤低击”。 4、打桩注意事项 1）打桩属隐蔽工程，为确保工程质量，分析处理打桩过程中出现的质量事故和为工程质量验收提供必要的依据。因此打桩时必须对每根桩的施打，进行必要的数值测定和做好

43、详细记录。2）打桩时严禁偏打，因偏打会使桩头某一侧产生应力集中，造成压弯联合作用，易将桩打坏，为此，必须使桩锤、桩帽和桩身轴线重合，衬垫要平整均匀，构造合适。 3）桩顶衬垫弹性应适宜，如果衬垫弹性合适会使桩顶受锤击的作用时间及锤击引起的应力波波长延长，而使锤击应力值降低，从而提高打桩效率并降低桩的损率。故在施打过程中，对每一根桩均应适时更换新衬垫。 4）打桩入土的速度应均匀，连续施打，锤击间歇时间不要过长。否则由于土的固结作用，使继续打桩受阻力增大，不易打入土中。桩时如发现锤的回弹较大且经常发生，则表示桩锤太轻，锤的冲击动能不能使桩下沉，此时应更换重的桩锤。 5）打桩时如发现锤的回弹较大且经常

44、发生，则表示桩锤太轻，锤的冲击动能不能使桩下沉，此时应更换重的桩锤。 6）打桩过程中，如桩锤突然有较大的回弹，则表示桩尖可能遇到阻碍。此时须减小锤的落距，使桩缓慢下沉，待穿过阻碍层后，再加大落距并正常施打。如降低落距后，仍存在这种回弹现象，应停止锤击，分析原因后再行处理。 7）打桩过程中，如桩的下沉突然增大，则表示可能遇到软土层、洞穴或桩尖、桩身已遭受破坏等。此时也应停止锤击，分析原因后再行处理。 8）若桩顶须打至桩架导杆低端以下或打入土中，均需送桩。送桩时，桩身与送桩的纵轴线应在同一垂直轴线上。 9）若发现桩已打斜，应将桩拔出，探明原因，排除障碍，用砂石填孔后，重新插入施打。若拔桩有困难，应

45、在原桩附近再补打一桩。 10）打桩时应尽量避免使用送桩，因送桩与预制桩的截面有差异时，会使预制桩受到较大的冲击力。此外，还会导致预制桩入土时发生倾斜。 5、打桩质量要求与验收 打桩质量评定包括两个方面：一是能否满足设计规定的贯入度或标高的要求；二是桩打入后的偏差是否在施工规范允许的范围内。 1）贯入度或标高必须符合设计要求 桩端达到坚硬、硬塑的粘性土、碎石土、中密以上的粉土和砂土或风化岩等土层时，应以贯入度控制为主，桩端进入持力层深度或桩尖标高作参考；若贯入度已达到而桩端标高未达到时，应继续锤击3阵，其每阵10击的平均贯入度不应大于规定的数值；桩端位于其它软土层时，以桩端设计标高控制为主，贯入度作参考。 上述所说的贯入度是指最后贯入度，即施工中最后10击内桩的平均入土深度。贯入度的大小应通过合格的试桩或试打数根桩后确定，它是打桩质量标准的重要