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1、1,第8章 桩基工程施工,教学目的：掌握桩基施工前的调查与准备、各种类型桩的施工方法及常见问题解决方法；了解和掌握桩端后注浆技术、桩基工程事故的处理对策，掌握桩基工程预算方法和桩基工程现场监理工作内容。教学重点：1、桩基工程施工前的调查与准备工作内容；2、预应力管桩、预制混凝土方桩、钢桩、沉管灌注桩、钻 孔灌注桩、人工挖孔桩、挤扩支盘灌注桩、大直径薄壁筒桩、水泥搅拌桩、碎石桩的施工方法及施工中的常见问题；3、桩端（侧）后注浆施工技术；4、桩基工程事故的处理对策（本科）；5、桩基工程预算的内容与方法（本科）；6、桩基工程现场监理的内容。,2,8.1 概 述,桩基础是一种特殊的深基础，深埋于地下，
2、是一种隐蔽工程；同时，其结构类型、传力特点与施工方法有着密切的关系，施工质量又直接影响桩基础的承载性状。所以研究桩基础的施工是桩基工程的一项重要内容。本章主要介绍了桩基施工前的调查与准备、各种类型桩的施工方法及常见问题解决方法、桩端后注浆技术、桩基工程事故的处理对策，同时对桩基工程预算以及桩基工程现场监理内容也作了阐述。,3,8.2 桩基施工前的调查与准备,桩基工程施工前的调查与准备工作主要包括桩基施工前的调查、编制桩基工程施工组织设计和桩基础施工准备。8.2.1 桩基施工前的调查桩基施工前的调查（investigation before pile construction）内容主要包括现场踏
3、勘、施工场地和周围状况、桩基设计情况及有关监督单位和法规上的限制等。1.现场踏勘桩基的现场踏勘（depending on the scene），就是结合地质报告对拟打桩的现场场地的地质情况和地下水情况及周边环境条件进行现场实地调查，了解打桩可行性和建立初步方案。,4,2.施工场地及周围状况调查1）施工场地的状况（status of construction site）a.施工场地表面状态和地上堆积物及地面标高的变化情况；b.地下建筑物、管道、树木及地上障碍物等；c.地基的稳定程度。2）施工场地周围建筑物的状况（status of the buildings around the constru
4、ction site）a.周围建筑物的结构、构造和层数；b.周围建筑物的地下部分深度和基础型式及地基沉降；c.周围建筑物施工状况，包括开挖深度、开挖规模、基坑挡土方法及基坑开挖时排降水方法等；d.周围建筑物的用途及附属设备等。3）公共设施及周围道路状况（status of public facilities and the surrounding roads）a.地下管线(自来水管、下水管、煤气管等)的位置、埋深、管径、使用年限等情况；b.周围道路的级别、宽度、交通情况等。,5,3.桩基设计情况1）桩基型式；2）桩位平面布置图；3）桩顶设计标高与现有地面标高的关系；4）桩基尺寸；5）桩与承台连
5、接，桩的配筋，强度等级以及承台构造等；6）桩的试打、试成孔以及桩的载荷试验资料。4.有关监督单位及法规上的限制1）场地红线范围及建筑物灰线定位情况；2）道路占用或使用许可证；3）人行道的防护措施；4）地下管道的暂时维护措施；5）架空线路的暂时维护措施等。,6,8.2.2 编制桩基工程施工组织设计桩基础工程在施工前，应根据工程规模的大小、复杂程度和施工技术的特点，编制整个分部分项工程施工组织设计或施工方案。其包括的内容与要求如下：1.机械施工设备的选择应根据工程地质条件、桩基础形式、工程规模、工期、动力与机械供应以及现场情况等条件来选择合适的桩基施工设备。2.设备、材料供应计划制定设备、配件、工
6、具(包括质量检查工具)、桩体(对于预制桩、钢管桩和埋入桩等)、灌注桩所需材料(钢筋、水泥、砂石料以及外加剂等或商品混凝土)的供应计划和保障措施。,7,3.成桩方式与进度要求针对不同类型的桩基础，根据进度要求（progress requirement），制定有针对性的计划：对于预制桩要考虑桩的预制、起吊方案、运输方式、堆放方法、沉桩方式、打桩顺序和接桩方法等；对于就地灌注桩要考虑成孔、钢筋笼的放置、混凝土的灌注、泥浆制备、使用和排放(对于泥浆护壁灌注桩成孔的情况)、孔底沉渣清理等。4.作业和劳动力计划制定劳动力计划（labor plan）及相应的管理方式。5.桩的试打或试成孔如编制施工组织设计或
7、施工方案前未进行桩的试沉(对于打入桩、压入桩)或试成孔(对于灌注桩)，则此项工作应在桩基正式施工前进行，各方都参加并形成试打桩会议纪要作为施工依据。,8,6.桩的载荷试验如无试桩资料，设计单位要求试桩时，有相应资质的试桩单位应制定试桩计划。7.制定各种技术措施制定保证工程质量、安全生产、劳动保护、防火、防止环境污染(振动、噪声、泥浆排放等)和适应季节性(冬季、雨季)施工的技术措施以及文物保护措施。8.编制施工平面图在图上标明桩位、编号、数量、施工顺序；水电线路、道路和临时设施的位置；当桩基施工需制备泥浆时，应标明泥浆制备设施及其循环系统的位置；材料及桩(对于预制桩)的堆放位置。,9,8.2.3
8、 桩基础施工准备1.清除施工场地内障碍物桩基础施工前，应清除妨碍施工的地上、地下障碍物，如电杆、架空线、地下构筑物、树木、埋设管道等，这对保证顺利进行桩基础施工十分重要。2.施工场地平整处理 1）现场预制桩场地的处理 为了保证在施工现场预制桩的质量，防止桩身发生弯曲变形，应对预制混凝土桩的制作场地进行必要的夯实和平整处理。2）沉桩场地的平整处理 施工设备进场前应做好场地的平整工作，对松软场地应进行夯实处理。若施工场地的地基承载力不能满足桩机作业时的要求，应在表面铺以碎石，并予以整平，以提高地基表面承载力，保证桩架作业时正直，不发生不均匀沉降。雨季施工时，必须采取排水措施。,10,3.放线定位（
9、line location）1）放基线（baseline location）桩基轴线，不仅是桩基础施工，而且是整个上部结构施工所应遵照的，必须予以高度重视。轴线的施放，应以国家级三角网控制点引入，并应多次复合测量。桩基轴线的定位点，应设置在不受桩基础施工影响处。2）设置水准基点（set benchmarks）每根桩入土后，均应按照设计要求做标高记录。为了控制桩基施工的标高，应在施工地区附近设置水准基点，一般要求不少于2个，为防止损坏，应设置在不受桩基施工影响处。3）施放桩位（pile location）根据设计图纸中的桩位图，按沉桩顺序将桩逐一编号，根据桩号所对应的轴线，按尺寸要求施放桩位，并
10、设置样桩，以供桩机就位后定位。4.打桩前的准备工作 针对不同的设计桩型，选择相对应的打桩机各就各位。同时对钻孔桩施工配备好泥浆池、泥浆泵等设备。,11,8.3 预应力管桩施工,8.3.1 预应力管桩的特点及适用范围预应力管桩（prestress tube pile）的主要优点有单桩承载力高、适用范围广、桩长规格灵活、单位承载力造价低、接桩速度快、施工工效高、工期短、桩身耐打、穿透力强等，而且成桩质量可靠。预应力管桩一般采用工厂化生产，桩身质量可靠，只要严格执行沉桩操作规程，成桩质量较好，从而得到广泛应用。预应力管桩按其桩身混凝土强度等级分为普通预应力混凝土管桩(PC桩，强度等级不低于C60)和
11、高强预应力混凝土管桩(PHC桩，强度等级不低于C80)。先张法管桩外径有300mm、400mm、500mm、550mm、600mm等规格。管壁厚55130mm，应视管径、设计承载力大小而不同，一般随管径增加，壁厚也增加。管桩每节长一般不超过15m，常用节长812m，有时按设计要求节长为45m。预应力管桩按有效预应力（筋）的大小可分为A型、AB型、B型和C型，对应配筋由少到多。预应力混凝土管桩的配筋和力学性能见表8-1。,12,13,预应力管桩一般适合于多层、小高层和25层以下的高层建筑的桩基础。桩持力层可选在黏性土、砂性土、全风化岩、强风化岩。桩长可按实际需要接长（但长径比应控制在100以内）
12、。但预应力管桩在下列地层情况下不宜使用：1）存在大面积地下障碍物（如孤石）时；2）场地内地层中有坚硬夹层时；3）桩持力层为硬质中风化岩时，此时要控制总锤击数和最后贯入度以免桩身被打碎；4)石灰岩溶洞地层；5)桩基持力层为硬质岩且岩层面倾角很陡时，此时桩端稳定性不好。,14,8.3.2 预应力管桩的制作预应力混凝土管桩制作工艺有后张法和先张法两种。后张法的桩径较大(8001200)，桩身混凝土采用离心辊压振动复合工艺成型，而且每节长约45m、壁厚1215cm，而且在管壁中间预留有1525个130mm左右的小孔。使用时通过这些预留孔用高强钢绞线将各段管连接起来，并在其后张拉过程中再对这些孔道高压注
13、浆，使之形成一长桩，桩长可达7080m。宁波北仑港某码头曾用后张法管桩。在工业与民用建筑中使用的基本上都是先张法预应力混凝土管桩，该管桩的生产制作工艺包括混凝土制备、钢筋笼制作、布料合模、预应力张拉、离心成型、普通蒸养和蒸压养护六大环节。先张法预应力管桩工艺流程如图8-1所示。,15,16,17,18,19,20,2.桩锤选择（Selection of the hammer）施工时常用锤击能量大，施工速度快，工效高的柴油锤打桩。桩锤大小应能满足打桩的各项技术指标要求：最后贯入度在2040mm10击；打桩破损率在1左右，最多不超过3；每根桩的锤击数宜在1500击以内，最多不超过2500击等。选择
14、桩锤重量时，可以根据以往经验，也可采用现场试打确定。为了防止桩锤回弹过大，锤击应力过高而将桩头打坏，同样也为了提高打桩速度，桩锤应遵循“重锤轻击”的原则。3.桩帽和垫层（Pile caps and cushion）桩帽应有足够的强度、刚度和耐打性。桩帽宜作成圆筒形，套筒深度宜为3540cm，内径应比管桩外径大23cm。“锤垫”设在桩帽的上部，保护柴油锤和桩头，一般采用坚纹硬木或盘圈层叠的钢丝绳制作，厚度取1520cm；桩垫设在桩帽下部的套筒里面，与桩顶接触，一般采用麻袋、硬纸板、水泥纸袋、胶合板等材料，要求厚度均匀，软硬合适、锤击后压实厚度不应小于12cm。,21,4.接桩（Pile conn
15、ection）预应力管桩的接桩，现在全部用端头板，四周一圈坡口进行电焊连接。当底桩桩头被沉至离地面0.51.0m时，可用钢丝刷将两个对接桩头端头板上的泥土铁锈刷清，露出金属光泽，待两个端头板对齐后，在端头板四周均匀对称点焊46点，一般为防止产生接桩偏斜，应用两个焊工对称操作，要求两个端头板之间焊接饱满。待焊缝自然冷却810min后便可继续锤击沉桩。5.打桩顺序（Piling order）打桩时，由于桩对土体的挤密作用，后打入桩将使先打入桩受水平推挤而造成偏移和变位，或被垂直挤拔造成浮桩；而后打入的桩由于土体隆起或挤压很难达到设计标高或入土深度，造成截桩过大。所以施打群桩时，为了保证质量和进度，
16、防止周围建筑物被破坏，应根据桩基平面布置、桩的尺寸、密集程度、深度等实际情况来正确选择打桩顺序。建筑桩基技术规范中规定，打桩顺序应按下列规定执行：对于密集桩群，自中间向两个方向或四周对称施打；当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施打；根据基础的设计标高，宜先深后浅；根据桩的规格，宜先大后小，先长后短。图8-8为几种常见打桩顺序对土体的挤密状况。,22,23,6.打桩收锤标准（criterion of stopping hammering）桩锤重的选用应根据地质条件、桩型、桩的密集程度、单桩竖向承载力及现有施工条件等因素确定，也可参照表8-3选用。,24,7.施工中应注意的问题 a.打桩
17、过程中应防止偏心打桩，打桩时应保证桩锤、桩帽和桩身中心线重合，如有偏差应随时纠正，特别是第一节底桩，对成桩质量影响更大，因此其垂直偏差不得大于0.5。b.在较厚的黏土、粉质黏土中施打多节管桩中，宜连续施工，一次完成。c.控制打桩顺序和打桩节奏，锤击法打桩一般有挤土效应，当打桩场地周围有地下管线和建筑物时，应事先打应力释放孔并监测挤土位移，如打桩挤土位移增大应移位跳打，同时控制每天的打桩数，也可以采取上部取土植桩等方式以减少挤土效应。d.在液化砂土层中打桩时，要注意控制孔压膨胀等措施。e.打桩时要注意接头焊缝的牢固。过打可能使焊缝脱焊。f.打桩时要注意测量桩顶标高，严防桩顶上浮或偏位。,25,8
18、.3.5 静压法沉桩施工（construction of static pressed pile method）1.抱压式与顶压式液压静力压桩机静力压桩宜选择液压式压桩机。液压静力压桩机分为“抱压式液压静力压桩机”和“顶压式液压静力压桩机”两种，如图8-9、图8-10。抱压式液压静力压桩机压桩过程是通过夹持机构“抱”住桩身侧面，由此产生摩擦传力来实现的；而顶压式液压静力压桩机则是从预制桩的顶端施压，将其压入地基的。由于施压传力方式不同，这两种桩机结构形式、性能特点、适用范围也有显著不同。抱压式桩机主要由压桩系统和夹桩机构及吊机组成，抱压式压桩机重心低，易于行走，但配重量一般小于500t，压桩时
19、用专用夹具将管桩侧面抱住向下施压，所以压桩力一般小于500t。而顶压式桩机主要由压桩系统和桩帽及卷扬机吊桩系统组成。顶压式桩机除压桩机构中没有夹桩机构外，一般不带起重机。顶压式压桩机重心高，但配重量可达到700t。顶压式压桩机压桩时靠桩帽压住桩顶并用液压千斤顶向下顶力沉桩，所以最大压桩力可达650t，满足600高强管桩的压桩需要。,26,27,28,1）建筑桩基技术规范对静力压桩的施工提出了下列要求：第一节桩下压时垂直度偏差不应大于0.5；宜将每根桩一次性连续压到底，且最后一节有效桩长不宜小于5m；抱压力不应大于桩身允许侧向压力的1.1倍。2）建筑桩基技术规范对静力压桩施工的终压提出了下列规定
20、：应根据现场试压桩的试验结果确定终压力标准；终压连续复压次数应根据桩长及地质条件等因素确定。对于入土深度大于8.0m的桩，复压次数可为23次；对于入土深度小于8.0m的桩，复压次数可为35次；稳压压桩力不得小于终压力，稳定压桩的时间宜为510s。3）建筑桩基技术规范对静压送桩提出下列规定：测量桩的垂直度并检查桩头质量，合格后方可送桩，压、送作业应连续进行；送桩应用专制钢质送桩器，不得用工程桩作送桩器；当场地上多数桩较短(有效桩长L15m)或桩端持力层为风化软质岩可能需要复压时，送桩深度不宜超过1.5m；当桩的垂直度偏差小于1且桩的有效桩长大于15.0m时，静压桩送桩深度不宜超过8.Om。,29
21、,4）建筑桩基技术规范规定，压桩顺序应根据场地工程地质条件确定：对于场地地层中局部含砂、碎石、卵石时，宜先对该区域进行压桩；若持力层埋深或桩的入土深度差别较大时，宜先施压长桩后施压短桩。5）静压法管桩施工注意事项静压桩架有两条长腿和两条短腿，它们与地基接触面积不一样，所以长腿对地接触压力小，短腿对地接触压力大。当地表土较软时，短腿移动的沉降要大于长腿移动的沉降，作为引起地基土浅层的挤土作用。当打入的预应力管桩桩顶距地面较浅时，桩架短腿的移动就有可能使预应力管桩偏位，在施工中必须要重视；静压桩架施工时后压桩会对先打入土中的桩产生挤土作用，并使先打桩上浮或偏位；静压桩群桩施工过程中由于群桩挤土效应
22、会使桩间土和桩端土土结构破坏从而降低其强度。,30,8.3.6 预应力管桩沉桩施工中的常见问题及注意事项预应力管桩施工中的工程质量问题主要包括桩顶偏位、桩身倾斜、桩顶碎裂、桩身断裂以及沉桩达不到设计的控制要求等，各种问题产生的原因见表8-4，根据不同的原因，就可以在施工中采取相应的措施来防止各种问题的发生。,31,8.4 预制混凝土方桩的施工 预制混凝土方桩（precast concrete square-pile）的施工过程主要包括预制桩的制作，起吊、运输和堆放、接桩以及沉桩四个方面内容。8.4.1 混凝土预制桩的制作混凝土预制方桩可以在工厂或施工现场预制，现场的主要制作程序如下：制作场地压
23、实平整场地地坪作三七灰土或灌注混凝土支模绑扎钢筋骨架、安装吊环灌注混凝土养护至30强度拆模支间隔头模板、刷隔离剂、绑钢筋灌注间隔桩混凝土同法间隔重叠制作其他各层桩养护至70强度起吊达100强度后运输、堆放。混凝土预制桩的制作应符合下列要求：1.基本要求（basic requirements）预制桩的制作应根据工程条件(土层分布、持力层埋深)和施工条件(打桩架高度和起吊运输能力)来确定分节长度，避免桩尖接近持力层或桩尖处于硬持力层中时接桩。每根桩的接头数不应超过两个，尽可能采用两段接桩，不应多于三段，现场预制方桩单节长度一般不应超过25m，节长规格一般以二至三个规格为宜，不宜太多。,32,2.场
24、地要求（ground requirement）预制场地必须平整坚实，并有良好的排水条件，在一些新填土或软土地区，必须填碎石或中粗砂并进行夯实，以避免地坪不均匀沉降而造成桩身弯曲。3.模板要求（template requirement）现场预制桩身的模板应有足够的强度、刚度和稳定性，立模时必须保证桩身和桩尖部分的形状、尺寸和相对位置正确，尤其要注意桩尖位置与桩身纵轴线对准，以避免沉桩时将桩打歪，模板接缝应严密，不得漏浆。4.钢筋骨架的要求（reinforcement cage requirement）在制作混凝土预制桩的钢筋骨架时，钢筋应严格保证位置的正确，桩尖对准纵轴线。钢筋骨架的主筋应尽量采
25、用整条，尽可能减少接头，如接头不可避免，应采用对焊或电弧焊，或采用钢筋连接器，主筋接头配置在同一截面内的数量不得超过50(受拉筋)；相邻两根主筋接头截面的距离应大于35d(主筋直径)，并不小于500mm，桩顶1m范围内不应有接头。对于每一个接头，要严格保证焊接质量，必须符合钢筋焊接及验收规范。预制桩桩头一定范围的箍筋要加密；在桩顶约250mm范围需增设34层钢筋网片，主筋不应与桩头预埋件及横向钢筋焊接。桩身纵向钢筋的混凝土保护层厚度一般为30mm。,33,5.桩身混凝土的要求（pile concrete requirement）预制方桩桩身混凝土强度常采用C35C40砼，坍落度为610cm。灌
26、注桩身混凝土，应从桩顶开始向桩尖方向连续灌注，混凝土灌注过程中严禁中断，如发生中断，应在前段混凝土凝结之前将余段混凝土灌注完毕。在灌注和振捣混凝土时，应经常观察模板、支撑、预埋件和预留孔洞的情况，发现有变形、位移和漏浆时，应马上停止灌注，并应在已灌注的混凝土凝结前修整完好后才能继续进行灌注。为了检验混凝土成桩后的质量，应留置与桩身混凝土同一配合比并在相同养护条件下养护的混凝土试块，试块的数量对于每一工作班不得少于一组。对灌注完毕的桩身混凝土一般应在灌注后12h内，在露出的桩身表面覆盖草袋或麻袋并浇水养护。浇水养护时间，对普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7d；对掺用缓凝型外加
27、剂的混凝土，不得少于14d。浇水次数应能保护混凝土处于润湿状态；混凝土的养护用水应与拌制用水相同。当气温低于5时，不得浇水。,34,8.4.2 混凝土预制桩的起吊、运输和堆放1.桩的起吊（lifting of pile）当方桩的混凝土达到设计强度的70时方可起吊。起吊时应采取相应措施，保持平稳，保护桩身质量。现场密排多层重叠法制作的预制方桩，起吊前应将桩与邻桩分离，因为桩与桩之间黏接力较大，分离桩身的工作要仔细，以免桩身受损。吊点位置和数量应符合设计规定。一般情况下，单节桩长在17m以内可采用两点吊，1830m的可采用三点吊，30m以上的应用四点吊。当吊点少于或等于三个时，其位置应按正负弯矩相
28、等的原则计算确定，当吊点多于三个时，其位置应按反力相等的原则计算确定。常用几种吊点合理位置如图8-12所示。,35,2.桩的运输和堆放（transportation and storage of pile）预制桩运输时的强度应达到设计强度的100。运输时，桩的支承点应按设计吊钩位置或接近设计吊钩位置叠放平稳并垫实，支撑或绑扎牢固，以防止运输中晃动或滑落；采用单点吊的短桩，运输时也应按两点吊的要求设置两个支承。预制桩在堆放时，要求场地平整坚实，排水良好，使桩堆放后不会因为场地沉陷而损伤桩身。桩应按规格、长度、使用的顺序分层叠置，堆放层数不应超过四层。桩下垫木宜设置两道，支承点的位置就在两点吊的吊
29、点处并保持在同一横断面上，同层的两道垫木应保持在同一水平上。从现场堆放点或现场制桩点将预制方桩运到打桩机前方的工作一般由履带吊机或汽车吊机来完成。现场预制的桩应尽量采用即打即取的方法，尽可能减少二次搬运。预制点若离打桩点较近且桩长小于18m的桩，可用吊机进行中转吊运，运输时桩身应保持水平，应有人扶住或用溜绳系住桩的一端，以防止桩身碰撞打桩架。,36,8.4.3 混凝土预制桩的接桩当桩长度较大时，受运输条件和打(压)桩架高度限制，一般应分成数节制作，分节打（压）入，在现场接桩。混凝土预制桩的连接可采用焊接、法兰接及机械快速连接(螺纹式、啮合式)。接桩材料对于焊接接桩，钢钣宜用低碳钢，焊条宜用E4
30、3，并应符合建筑钢结构焊接规程要求，同一工程内的质量探伤检测不得少于3个接头；对于法兰接桩，钢钣和螺栓宜用低碳钢。,37,1.焊接接桩采用焊接接桩除应符合现行建筑钢结构焊接规程的有关规定外，尚应符合下列规定：1）下节桩段的桩头宜高出地面0.5m；2）下节桩的桩头处宜设导向箍以方便上节桩就位。接桩时上下节桩段应保持顺直，错位偏差不宜大于2mm。接桩就位纠偏时，不得用大锤横向敲打；3）管桩对接前，上下端板表面应用铁刷子清刷干净，坡口处应刷至露出金属光泽；4）焊接宜在桩四周对称地进行，待上下桩节固定后拆除导向箍再分层施焊；焊接层数不得少于两层，第一层焊完后必须把焊渣清理干净，方可进行第二层(的)施焊
31、，焊缝应连续、饱满。管桩第一层焊缝宜使用直径不大于3.2mm的焊条；5）焊好后的桩接头应自然冷却后才可继续锤击，自然冷却时间不宜少于8min；严禁用水冷却或焊好即施打；6）雨天焊接时，应采取可靠的防雨措施；7）焊接接头的质量检查，对于同一工程探伤抽样检验不得少于3个接头。,38,2.机械快速螺纹接桩采用机械快速螺纹接桩，应符合下列规定：l）安装前应检查管桩两端头制作的尺寸偏差及连接件有无受损后方可起吊施工，其下节桩头宜高出地面0.8m；2）接桩时，卸下上下节桩两端头的保护装置后，应清理接头残物，涂上润滑脂。3）采用专用接头锥度对中，对准上下节桩进行旋紧连接；4）可采用专用链条式扳手进行旋紧(臂
32、长1m卡紧后人工旋紧再用铁锤敲击扳臂)，锁紧后两端板尚应有12mm的间隙。3.机械啮合接头接桩采用机械啮合接头接桩，应符合下列规定：l）将上下接头钣清理干净，用扳手将已涂抹沥青涂料的连接销逐根旋入上节桩I型端头钣的螺栓孔内，并用钢模板调整好连接销的方位；2）剔除下节桩II型端头钣连接槽内泡沫塑料保护块，在连接槽内注入沥青涂料，并在端头钣面周边抹上宽度20mm，厚度3mm的沥青涂料；若地基土、地下水含中等以上腐蚀介质，桩端钣板面应满涂沥青涂料；3）将上节桩吊起，使连接销与II型端头钣上各连接口对准，随即将连接销插入连接槽内；4）加压使上下节桩的桩头钣接触，接桩完成。,39,8.4.4 混凝土预制
33、桩的沉桩混凝土预制桩的打（压）桩方法较多，主要有锤击法沉桩和静力压桩法。锤击法沉桩和静力压桩法的施工方法、施工流程及施工要求在前面预应力管桩中已经详细进行了介绍。除了锤击法沉桩和静力压桩沉桩外，还有一些特殊的方法，如振动法沉桩、射水法沉桩、植桩法沉桩、斜桩沉桩法等。8.4.5 混凝土预制桩施工中的常见问题及注意事项在预制桩施工过程中，常会发生一些问题，如桩顶碎裂、桩身断裂、桩顶偏位或上升涌起、桩身倾斜、沉桩达不到设计控制要求以及桩急剧下沉等，当发生这些问题时，应综合分析其原因，并提出合理的解决方法，表8-5为预制桩施工中常见的问题及解决方法。,40,41,8.5 钢桩的施工,常用的钢桩主要包括
34、钢管桩（Steel Tubular Piles）、H型钢桩（H-shaped steel piles）和其他异型钢桩。钢桩具有强度高、施工方便的特点，但成本也最高而且要防腐蚀。钢桩的制作制作钢桩的材料应符合设计要求，现场制作钢桩应有平整的场地及挡风防雨措施。钢桩制作的容许偏差应符合表8-6的规定。用于地下水有侵蚀性的地区或腐蚀性土层的钢桩，应按设计要求作防腐处理。,42,8.5.2 钢桩的焊接根据建筑桩基技术规范，钢桩的焊接应符合下列规定：1.必须清除桩端部的浮锈、油污等脏物，保持干燥；下节桩顶经锤击后的变形部分应割除；2.上下节桩焊接时应校正垂直度，对口的间隙为23mm；3.焊丝(自动焊)或
35、焊条应烘干；4.焊接应对称进行；5.焊接应用多层焊，钢管桩各层焊缝的接头应错开，焊渣应清除；6.气温低于0或雨雪天，无可靠措施确保焊接质量时，不得焊接；7.每个接头焊接完毕，应冷却1min后方可锤击；8.焊接质量应符合国家钢结构工程施工质量验收规范和建筑钢结构焊接技术规程，每个接头除应按表8-7规定进行外观检查外，还应按接头总数的5做超声或2做X射线拍片检查，对于同一工程，探伤抽样检验不得少于3个接头。9.H型钢桩或其他异型薄壁钢桩，接头处应加连接板，其型式如无规定，可按等强度设置。,43,8.5.3 钢管桩的施工1施工准备 沉桩前，应认真处理高空、地上地下的障碍物。钢管桩施工时通常会对周围环
36、境造成较大的噪声、振动，施工前应制定出有效的降低噪声和防振措施。为了防止沉桩时，特别是大型群桩施工时受桩排挤的土向上或向四周水平移动而对附近建(构)筑物造成危害，打桩前还应对周围的建筑物、构筑物作全面检查，如有危房或危险构筑物，必须予以加固，必要时可在打桩场地与建(构)筑物之间挖掘沟槽或采用排土量少的开口桩，以减少地基变位的影响。,44,2确定打桩顺序 打桩设备确定后，应依据工程特点、打桩作业部分的面积、桩的型式及位置、地质水文条件、气象条件、周围环境及地貌、施工机械性能和设计条件确定打桩顺序。在确定打桩顺序时，应考虑以下几项原则：1)根据基础的设计标高，宜先深后浅；2)根据钢桩的规格，宜先长
37、后短、先大后小；3)当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施打；4)当场地中有重要管道、电缆或其他地下公共设施时，应先打靠近这些设施的桩，并使后打入各桩越来越远离已有设施；5)打桩顺序应满足业主或设计方的特殊要求，并注意优先打密集区的桩；6)为了能使在打桩机回转半径范围内的桩能一次流水施工完毕，应先组织好桩的供应，并安排好场地处理、放样桩和复核等配合工作；7)当场地狭小时，应特别注意防止分批进场堆放的桩因施工顺序安排不当而导致施工与运输的矛盾。,45,3.沉桩方法钢管桩沉桩方法较多，应结合工程场地具体地质条件、设备情况和环境条件、工期要求等选定打桩方法。目前常用的是冲击法和振动法，但由于
38、对噪声和振动的限制，目前采用压入法和挖掘法的工程逐渐增多。钢管桩的施工程序为：桩机安装桩机移动就位吊桩插桩锤击下沉、接桩锤击至设计标高内切割桩管精割、盖帽。在钢管桩的沉桩过程中，应注意以下几方面的问题：1)始终要注意观测钢管桩沉入情况，有无异常现象。如发现桩身下沉过快、桩身倾斜、桩锤回弹过高、桩架晃动等情况时，应立即停止锤击，查明原因后再开始继续施工。2)钢管桩在沉桩过程中应连续，尽量避免长时间停歇中断。3)桩的分节长度应合适，应结合穿透中间的坚硬土层，接桩时桩尖不宜停留在坚硬土层中，否则当继续施工时，由于阻力过大可能使桩身难以继续下沉。4)施工时，为了防止对周围建(构)筑物振动过大，可以在地
39、面开挖防振沟，消除地面振动，并可与其他防振措施结合使用。沉桩过程中，应加强邻近建筑物、地下管线的观测、监护。5)打长桩时，可在导杆上装配可以升降的防振装置，在桩发生横向振动时，可以防止桩的弯曲变形。,46,4.钢管桩施工常见问题及对策1)桩水平位移、倾斜钢管桩如果采用闭口桩则其排土量同预制桩一样，也是桩管体积的100，一般采用开口钢管桩可以减少挤土，但当其下沉至一定深度时，挤入管口的土体会将管口封闭，同样会引起挤土，一般情况下，随着桩管直径的增大，挤土量会逐渐减少。但尽管如此，当桩位较密时，桩的施工由一边向另一侧或由中间对称向四周推进，土体越挤越密，加之沉桩产生的超静水压力，使先打的桩上部挠曲
40、变形，使桩顶出现位移、倾斜。这种侧向应力的大小与工程地质、桩型、桩群密度、沉桩顺序、沉桩速率有关。施工时可以采取以下措施：（1)尽可能采用开口钢管桩，或采取预钻孔打入法，减少挤土。（2)采用长桩，提高单桩承载力，减少桩的数量，增大桩距，以减少对浅层土体的挤压影响。（3)选用合理的打桩流水方案，避免在基础混凝土灌注完毕的区域附近打桩。（4)选择合理的打桩顺序。具体要求和预制桩相同。（5)减慢打桩速度，减少单位时间内的挤土量。（6)增加辅助措施。钻孔设置排水砂井或插入塑料排水板，以减少超孔隙水压力。,47,2)打桩造成周围建筑物位移及振动影响沉桩时，钢管桩进入土层对软土产生挤压，使附近建筑物地下管
41、线产生水平和垂直方向的位移，严重时导致裂缝或损坏；同时采用柴油锤打桩引起的振动会使周围建筑物地基沉降陷落，还会使附近的设备及各种精密机械工作性能受到影响。施工时，为了减少挤土，除采用开口桩外，还可以在靠近建筑物的一侧设浅层防挤沟，减挤砂井或其他排水桩。防挤沟如较浅可采用空沟，如较深，可填入发泡塑料、砂等松散材料，将打桩传来的振动波吸收或反射，可以减振13110。3)钢管桩被打坏在采用下端开口钢管桩时，如果钢管桩壁过薄，那么在桩尖穿过坚硬黏土层或粗砂、砾石层时，容易使开口桩尖卷曲破坏。沉桩时应在钢管底端加焊一道钢套箍，以加强桩尖部分的刚度，另外如果遇到较大孤石、旧混凝土基础时，应在沉桩前清除，减
42、少沉桩阻力。此外，如果焊接材料、设备、技术不过关引起焊接质量下降时，在沉桩时由于桩锤的反复锤击，会使钢管桩在接头部破坏。因此焊接材料要好，而且必须严格按焊接规范施工，另外必须确保钢桩能垂直地沉入，沉桩前应调整好桩架，避免偏心打桩。,48,4)沉桩困难有两种情况，一是在整个沉桩过程中，中间有硬土层需要穿过，造成沉桩困难；二是桩尖快到持力层时，贯入度过小，难以达到实际标高。当贯入度过小，难以达到标高时，首先应对所选桩锤进行分析，其锤击能量、回跳高度是否足够，桩是否垂直。如果设备正常，则应采取前面提到的保证顺利沉桩措施。5)桩急剧下沉可能遇到软土层、土洞，或桩身弯曲。应该将桩拔起检查改正重打，或在原
43、桩位附近补桩并加强沉桩前的检查。,49,8.5.4 H型钢桩的施工1施工机械 H型钢桩的施工机械与钢管桩基本相同，可采用柴油锤和液压锤沉桩，但其断面刚度较小，抗锤击能力差，桩锤不应选得过大，最好不大于4、5t，并且在锤击过程中，桩架前应有横向约束装置，防止横向失稳。H型钢桩的桩帽，应根据桩的尺寸在现场用钢板焊接而成。2沉桩施工H型钢桩的沉桩工艺流程与钢管桩基本相同，但有以下几方面应稍作改变：1)钢桩截面刚度较小，接头处应加连接板，焊接时桩尖不能停在硬土层中。2)送桩不宜过深，否则容易使H型钢桩移位，或者因锤击过多而失稳，当持力层较硬时不宜采用送桩。3)场地准备应比钢管桩更严格。桩入场前应仔细检
44、查堆放场地，防止变形，沉桩前应清除地面层大石块、混凝土块等回填物，保证沉桩质量。4)H型桩不像钢管桩无方向性要求，其断面横轴向和纵轴向的抗弯能力是有差异的，应根据设计单位的图示方向插桩。5)锤击时必须有横向稳定措施，防止桩在沉入过程中发生侧向失稳而被迫停锤。有效措施是设铰链抱箍，抱箍可开启、可闭合，由于锤击是瞬间冲击荷载，横向振动较大，造成抱箍经常损坏，应有充分的准备。6)H型钢桩在沉入设计标高并完成基坑开挖后，应在其桩顶加盖桩盖。,50,3常见施工问题及措施 1)桩身扭转。沉桩过程中，桩周围土体发生变化，聚集在H型钢桩两翼缘间的土存在差异，且随着打桩入土深度的增加而加剧，致使桩朝土体弱的方向
45、转动。如入土深度不大，可拔出桩再次锤击入土。2)贯入度突然增大。具体表现是在沉桩过程中回弹量过大，锤击声音不很清脆，导致这种现象的原因很多，桩没有垂直插入土中，锤击过程中发生倾斜，而且越打越斜，桩架无抱箍，锤击时自由长度较大，如桩断面刚度太小，则横向无约束也造成倾斜沉入。施工场地用块石或混凝土块填成，桩位没有彻底清理，插桩时如块体夹在桩的一侧，强行沉入后，因两侧阻力不同造成桩身倾斜。对这类事故的防治措施是：彻底清理桩位下的障碍物，垂直插桩，桩架设抱箍以增加横向约束。,51,8.6 沉管灌注桩施工,沉管灌注桩（tube-sinking poured piles）属于挤土灌注桩，是目前采用广泛的一
46、种灌注桩。它按照沉管工艺的不同，可分为锤击沉管灌注桩、振动沉管灌注桩、振动冲击沉管灌注桩和内夯沉管灌注桩。锤击沉管灌注桩的施工 锤击沉管灌注桩（hammering tube-sinking poured piles）是利用桩锤的锤击作用，将带活瓣桩尖或钢筋混凝土预制桩尖的钢管锤击沉入土中，然后边灌注混凝土边用卷扬机拔出桩管成桩。建筑桩基技术规范规定，锤击沉管灌注桩施工应根据土质情况和荷载要求，分别选用单打法、复打法、反插法。1施工机械设备锤击法沉管的主要设备一般是锤击打桩机，主要由桩架、桩锤、卷扬机、桩管等组成，配套机具有上料斗、1t机动翻斗车、混凝土搅拌机等。1)锤击沉管打桩机锤击沉管打桩机
47、（如图8-13）在施工时应根据具体场地、土质、桩身需要选用。,52,53,2)桩锤锤击沉管打桩机的桩锤一般采用电动落锤、柴油锤和蒸汽锤三种，其中柴油锤应用较广，不同型号的柴油锤，其冲击部分的重量不同，适用于不同类型的锤击沉管打桩机，应根据具体工程情况选用。3)桩管与桩尖桩管一般选用无缝钢管，钢管直径一般为273600mm。桩管与桩尖接触部分宜用环形钢板加厚，加厚部分的最大外径应比桩尖外径小1020mm。桩管外表面应焊有表示长度的数字，以便在施工中观测入土深度。桩尖可采用活瓣桩尖、混凝土预制桩尖和封口桩尖等，见图8-14。一般情况不宜选用活瓣桩尖，如果采用时，则活瓣桩尖应有足够的刚度和强度，且活
48、瓣之间应贴合紧密，不得有较大缝隙。桩尖合拢后，其尖端应在桩管中轴线上，活瓣应张合灵活，否则易产生质量问题。采用钢筋混凝土预制桩尖时，其混凝土要有足够强度，其标号一般不应低于300号。桩管下端与桩尖接触处，应垫置缓冲材料，以防钢管将桩尖打碎而产生质量缺陷。桩尖入土如有损坏，应及时将桩管拔出，用土或砂填实，另换新桩尖重新打入；如采用活瓣桩尖，在沉管过程中，为防止水或泥浆进入桩管，应事先在桩管中灌入一部分混凝土方可沉管。,54,2施工程序锤击沉管灌注桩的施工应根据土质情况和荷载要求，分别选用单打法、复打法、反插法。锤击沉管灌注桩的施工过程可综合为：安放桩靴桩机就位校正垂直度锤击沉管至要求的贯入度或标
49、高测量孔深并检查桩靴是否卡住桩管下钢筋笼灌注混凝土边锤击边拔出钢管。工艺过程见图8-15。,55,3施工要点1)安放桩尖混凝土预制桩尖或钢桩尖的加工质量和埋设位置应与设计相符，桩管与桩尖的接触应有良好的密封性。2)桩机就位将桩管对准预先埋设在桩位上的预制桩尖或将桩管对准桩位中心，将桩尖活瓣合拢，再放松卷扬机钢丝绳，利用桩机及桩本身自重，把桩尖竖直地压入土中。在钢管与预制桩尖接口处应垫缓冲层。3)锤击沉管首先应检查桩管与桩锤、桩架等是否在同一垂线上，如桩管垂直度偏差不大于0.5时，即可用桩锤轻击，观察偏移在允许范围内，方可正常施打，直至符合设计深度要求。群桩基础和桩中心距小于4倍桩径或小于2m的
50、桩基，应提出保证邻桩桩身质量的措施，选择合适的打桩顺序，一般采用跳打法，中间空出的桩，应在邻桩混凝土强度达到设计强度的50后方可施打，以防桩管挤土而使新浇的邻桩断桩。如沉管过程中桩尖损坏，应及时拔出桩管，用土和砂填实后另安桩尖重新沉管。沉管全过程必须有专职记录员作好施工记录；每根桩的施工记录均应包括每米沉桩的锤击数和最后一米的锤击数；必须准确测量最后三阵，每阵10击的贯入度及落锤高度。测量沉管的贯入度应在下列条件下进行：桩尖未破坏，锤击无偏心，落距符合规定，桩帽和弹性垫层正常。,56,4)灌注混凝土沉管至设计标高后，应立即灌注混凝土，尽量减少时间间隔；灌注混凝土之前，必须检查桩管内有无吞桩尖或
