土 方 工 程 ——
习 题 课土方工程内容总结：
一,主要计算对象：
1,小型 场地
2,轻型井点二、小型场地平整
1,主要计算内容：
场地 设计 标高 的 确定,土方 工程量 的计算场地设计标高计算简图
a） 地形图上划分方格； b） 设计标高示意图
1— 等高线； 2— 自然地面； 3— 设计标高平面； 4— 自然地面与设计标高平面的交线（零线）
2,计算步骤
（ 1） 划分方格网方格网的边长大小 （ 10~40m)和地形有关 ；
(2) 计算方格网角点自然标高根据等高线用线性插值的方法计算
（ 3） 初步确定场地设计标高 H0
H0=(Σ H1+2Σ H2+3Σ H3+4Σ H4)/4N
2,计算步骤
（ 4） 对场地设计标高进行调整根据泄水坡度,双向泄水时的计算：
HN=H0?lxix?lyiy
(5) 计算方格网角点的施工高度
hn = Hn- Hn/ (设计标高 -自然标高 )
,+” 为填方,,-” 为挖方
（ 6） 确定零点,画出零线零点位置：相邻方格网角点施工高度变号零线,零点连线
2,计算步骤
（ 7） 确定方格类型,选用公式计算土方工程量
（ 8） 汇总挖,填土方工程量计算中易出现的问题 —— 泄水坡度调整
+,-的确定？
泄水坡度的方向 ix,iy 和 lx,ly方向一致为 -；
泄水坡度的方向 ix,iy 和 lx,ly方向相反为 +；
三、轻型井点降水计算
1,进行平面布置根据基坑的平面尺寸、深度、土的渗透性 —单排布置、双排布置、环形布置
2.进行高程布置确定井点管的埋深
3,验算公式适用条件
（ 2） 轻型井点布置
① 平面布置 。
i） 当坑顶宽度 B≤ 6m,降水深 S≤ 5m时,用单排线状井点,井点管放在上游一侧,
两端伸出长 ≥ B,I=1／ 4。
轻型井点平面及高程布置
ii） B＞ 6m或土质不良，则用双排井点；面积较大时，应用环状井点 I=1／ 10
iii） 井点管间距一般为 0.8-1.6m,一般
≧2 m,在总管拐弯处，靠河流处加密，
用多套抽水设备时，各段总管长度应大致相等，段与段之间断开。
② 高程布置井点管处降水深度 H≧ 6m,露出地面 0.2-0.3m，
滤管埋入透水层中,
井管埋设深度 H ≥ H1＋ h＋ IL
H1—总管平台面至基坑底面的距离 。
h –基坑底面至降水后地下水位的最小距离 0.5-
1.0m。
I—水力坡度
L—井管至基坑中心 （ 单排时至坑底远端 ）
的水平距离 。
如 H大于井管长,则可降低埋设面 。
H不够时,可以上部集水坑降水,下部井点降水 。 也可采用二级轻型井点 。
(3)轻型井点计算计算内容,
Q涌,井点的数量 n,井距 D,抽水设备选用等 。
涌水量计算以水井理论为依据 。
几种水井,无压井、承压井、完整井、不完整井组合成四种类型井。
无压完整井无压不完整井承压完整井承压不完整井井点降水涌水量计算公式
Q=1.366K (m3/d)
此为无压完整井的涌水量 Q涌 计算公式 。
rR
SSH
lglg
2
对 无压非完整井群井,以 H0代替 H
(m3/d)
H0--有效影响深度 （ 考虑井底吸水 ）
H0由 查表得到,S1--井管处降水深,
l--滤管长 。
若算出 H0＞ 实际 H,则取 H0=H
当 （ 长 ∕ 宽 ） ＞ 5或坑宽 B＞ 2R时,应分块计算 。
0
0
lglg
2
3 6 6.1
xR
SSH
KQ
ls
s
② 井点管数量 n与井距 D的确定
n = 1.1 1.1为备用系数；
Q--单根最大出水量,65π d l ；
d--滤管直径；
井点管间距 D = L/n
实际采用 D,
a)D≥ 15d（ 过密干扰大 ）
b)K较小时,D不宜过大
c)靠河流处,D宜适当减少
d)与总管接头相适应 0.8,1.2,1.6,2.0m
由实际采用的 D来定 n。
q
Q
q 3 K
（ 4） 轻型井点抽水设备选择
① 真空泵：常用 W5,W6型干式真空泵,W5
带总管长 ≤ 100m,W6带总管长 ≤ 120m
最低真空度,hk=10（ h+△ h） （ KPa）
h—降水深度 ； △ h— 水头损失 （ 1-1.5m）
3 桩基础工程
3,桩基础工程锤击沉桩振动沉桩
3.1 概述一、桩基础的组成桩、承台作用：
桩,穿越软弱土层挤密软弱土层承台,将各桩组成一个整体二、桩的分类根据建筑桩基技术规范（ JGJ94-94）,
按承载性能分为：
摩擦型桩,摩擦桩、端承摩擦桩端承型桩,端承桩、摩擦端承桩按桩身材料分：
混凝土桩（灌注桩、预制桩）
钢 桩组合材料桩桩的分类按桩径大小分类小 桩,桩径 ≤250㎜
中等直径桩,250＜桩径＜ 800㎜
大直径桩,桩径 ≥ 800㎜
按桩施工挤土影响分类非挤土桩,干作业法、泥浆护壁法、护壁法部分挤土桩,部分挤土灌注桩、预钻孔打入式预制桩、打入式敞口桩挤 土 桩,挤土灌注桩、挤土预制桩（打入、静压）
混凝土桩的分类按成桩施工方法分为：
预制桩灌注桩灌注桩施工优 点,能适应土层变化、做成大直径、大深度、无挤土、无噪声、无振动、节约钢材缺 点,桩身质量难保证、泥浆处理预制桩施工优 点,桩身质量易保证、施工速度快、
机械化程度高、且不受气候条件的影响缺 点,不能适应土层变化沉桩时有挤土、噪声、振动等三、桩的发展及趋势从预制桩开始 ——灌注桩 ——预制桩螺旋发展：
预制桩 ——振动、挤土、噪声灌注桩 ——泥浆、桩的质量低预制桩 ——静力压桩（无振动、噪声）
发展趋势 ——高质量、环保、文明施工、
人性化施工
3.2 混凝土预制桩施工一、定义：
是一种 先预制 桩构件，然后将其运至桩位处，用沉桩设备把它 沉入 或埋入土中而成的桩。
二、预制桩施工过程桩的 预制,桩的 沉入
3.2.1 桩的预制一、桩的形状,正方形（实心、边长 250~550㎜）
圆形（空心、外径 300~550 ㎜ ）
二、桩的长度,取决于预制 场地,运输 能力、
桩架 高度一般工厂预制不大于 12m,现场预制不大于 30m,同时要求桩长
L≤50倍截面边长或外径。
三,桩的预制,制作、起吊、
运输、堆放
1,桩的制作：
制作构造要求 ——按图纸要求（结构知识）
混凝土,不低于 C30,粗骨料为 5~40㎜
静压法不低于 C20
预应力不低于 C40
钢筋骨架：
主筋接头宜为焊接、接头位置间距大于
35d,且不小于 500 ㎜，接头面积不大于 50%。
桩顶 钢筋网片应加密，以承受冲击荷载,桩尖短钢筋应对正轴线，外露 50~100 ㎜。
桩的浇筑：
重 叠 法桩的浇筑要求模板 的形状、尺寸正确；
一般不超过四层 ;
场地应平整、坚实，防止渗水、沉降；
上、下层之间、邻桩之间应 刷隔离剂 ；
浇筑混凝土时邻桩混凝土强度应达到 30%；
混凝土浇筑由桩顶向桩尖,不得留置施工缝 ；
及时浇水养护，不得少于 7天；
工厂预制浇筑砼
2,桩的起吊条 件,应在混凝土的强度达到 70%以后方可起吊，达到 100%以后方可运输，
如果需要提前起吊，必须进行混凝土强度、抗裂度验算；
桩起吊之前应先 开桩 ——用千斤顶沿桩的轴线方向顶开桩，
让桩分离。
吊点 的设计 ——桩的配筋一般为对称配筋，吊点的设计应使桩的两侧弯矩相等。
常用吊点设计
0.293L 0.707L 0.207L 0.586L 0.207L
一个吊点 两个吊点
3,桩的运输混凝土强度达到 100%；
保护混凝土棱角；
平板拖车
4,桩的堆放堆放时应根据不同的规格堆放，各层之间应垫垫木,支点位置同吊点,位于同一条竖直线上。
3.2.2 桩的沉设一、沉设方法预制桩按沉桩设备和和沉桩方法可分为：
锤击沉桩、振动沉桩、静力压桩、水冲沉桩及其他沉桩方法。
我们主要介绍 锤击沉桩、静力压桩二、锤击沉桩
1,原 理：
利用桩锤撞击桩顶而产生的冲击动能而使桩沉入土中。
2,打桩机组成组成：
桩 锤 ——对桩施加冲击力的主要机具；
桩 架 ——吊装就位、固定桩的位置、
悬吊桩锤、打桩中引导桩锤和桩 的方向；
桩机图片桩 锤桩锤的种类,
落锤、汽锤,柴油锤,液压锤、电磁锤桩锤的选择：
同样的动能，两种选择,轻锤高击重锤低击从动量角度、频率,重锤低击桩锤的重量：锤重和桩重应达到一定的比值柴油机锤,混凝土桩 1.0~1.5；钢桩 2.0~2.5
柴 油 锤原 理：
汽缸油泵柴 油 锤优 点,移动方便、功效高缺 点,噪声、油滴飞散、排出废气适用范围,不适用于过硬或过软的土层 。
桩 架作 用,吊装就位、固定桩的位置、悬吊桩锤、打桩中引导桩锤和桩的方向；
选用标准：
1,装、拆、移动方便安全；
2,锤击准确、效率高；
3,桩架的高度满足打桩要求；
桩架高度 =桩长 +桩锤 +桩帽 +滑轮组 +1~2m起锤高度桩机图片三、沉设前的准备工作准备内容：
1,现场准备 ——地下、地面、空中、
抄平放线定桩位
2,技术准备 ——沉桩试验、确定打桩顺序沉桩试验正式施工前应作不小于 2根桩的沉桩工艺试验，了解桩的 沉入时间、标高、贯入度、承载力 及施工中可能出现的问题。
同时也是对 图纸设计 的检验。
工程实例,六合建工大厦（静力压桩）
扬大体育馆（灌注桩）
确定打桩顺序桩体进入土体以后,产生 挤土 ；
影响挤土的因素 ——桩的间距,沉桩速度,
桩的大小,桩长,沉桩顺序确定打桩顺序考虑的因素
1,挤土；
2,桩架移动是否方便（路线长短、退打、
顶打）；
3,预制桩构件运输是否方便；
常见的打桩顺序：
逐排打、分段打、由中央向四周对称打
3种打桩顺序考虑挤土打桩顺序
1)由中及外,从中间向四周打；
2)由近及远,从靠近现有建筑物或需保护的地下构筑物,管线最近的桩位开始打；
3)由深及浅,先打入土深度大的桩；
4)由大及小,先打断面大的桩 。
四,打 桩打桩工艺：
桩位定位 — 桩架移动和定位 —— 吊桩和定桩 —— 打桩 —— 接桩,截桩等打 桩定桩位 ——根据施工图纸放线、位置准确定桩架 ——桩架导杆的中心线应和打桩的方向一致，经核实无误后将其固定（稳定、安全）；
吊桩就位 ——桩起吊送入桩架的龙门导管内，桩尖准确对准桩位并与导杆相连，保证在打桩过程中不发生倾斜和移位，然后轻轻放下桩锤，
桩便会沉入土中一定深度，待下沉稳定之后再全面检查、校正桩位打 桩打桩 —— 先轻打，用小落距（ 0.5~0.8m）轻打，使桩沉入土中 1~2m后桩尖不发生偏移再逐渐加大落距正常施打。
停锤标准贯入度 ---指最后的贯入度,为最后 10击 （ 10击为 1阵 ）
桩的平均入土深度 。
对端承型桩,桩端位于坚硬,硬塑的粘性土,中密以上的粉土,砂土,碎石类土,风化岩时,以贯入度控制为主,桩尖标高作为参考 。
如贯入度已达到而标高未达到,则续打 3阵,按每阵
10击的平均贯入度 ≧ 规定 （ 一般 30-50mm） 加以确认 。
对摩擦型桩,桩端位于一般土层时,以桩端标高控制为主,贯入度作为参考 。
五,打桩注意事项：
① 控制好打桩的 垂直度
② 同根桩要 连续打入,间隙时间不能过长 。
③ 如打桩时桩突然 回弹 较大,说明可能遇到阻碍 。
此时减小落距,缓慢下沉 。 否则应暂停,分析原因 。
如 贯入度剧变,说明遇到软弱层 （ 空洞,软土层等 ） 或桩身已坏,暂停并分析处理 。
如桩顶桩身砼严重裂缝或破碎,应暂停,及时研究处理 。
④ 送桩 — 当桩顶在桩架导杆以下或桩顶需打入土中时需用送桩,送桩时注意 轴线一致 。 对桩孔及时回填或加盖 。
⑤ 若发现桩已 打斜,应将桩拔出,查明原因,排除障碍,用砂石填孔后,重新插入施打 。 若拔出有困难,可在原桩附近补打一根 。
⑥ 对周围环境的 监测
⑦ 打桩属隐蔽工程,施工过程中对每根桩施工情况,实测数据做好详细 施工记录,以便工程验收 。
六,打桩的质量控制
（ 1） 打桩前,
桩的外观,强度,龄期,焊条,半成品硫磺胶泥应有产品合格证书,或送有关部门检验 。
桩位放样验收：群桩允许偏差 20mm,单排桩 10mm。
（ 2） 施工过程中,
桩的垂直度,打桩,贯入情况,桩顶完整状况,电焊接桩质量,电焊后的停息时间等 。 对重要工程,应抽取电焊接头的 10%做焊缝探伤检查 。
（ 3） 打桩结束后：
1） 桩位验收预制桩桩位允许偏差序号 项 目 允许偏差 /mm
1 盖有基础梁的桩垂直于基础梁中心线 100+0.01H
沿基础梁中心线 150+0.01H
2 桩数为 1-3根桩基中的桩 100
3 桩数为 4-16根桩基中的桩 1/2桩径或边长
4 桩数大于 16根桩基中的桩最外边的桩 1/2桩径或边长中间桩 1/2桩径或边长
H— 施工现场地面标高与设计桩顶标高的距离 。
按标高控制的桩，桩顶标高的允许偏差为 -50～ +100mm。
斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的 15%。
2） 承载力检验一般在现场进行静载试验,检验桩数不应少于总数的 1%,且不应少于 3根,当总桩数少于
50根时,不应少于 2根 。
3） 桩基验收需提供的资料：
① 桩位测量放线图；
② 地质勘探报告；
③ 材料试验纪录；
④ 桩的制作,打桩纪录；
⑤ 桩位竣工平面图；
⑥静载、动载试验资料，打桩试验纪录。
七,打桩常见问题及分析处理
（ 1） 打不下
① 土中有硬层,夹砂层或一些孤石等,先低提慢打 → 否则查资料与设计协商 。
② 中途停打,由于土的固结,低提轻打 ─与设计单位联系 。
（ 2） 打歪
① 垂直度开始未掌握好,可靠桩帽来逐渐纠正；
② 制作上问题,桩尖未对准,仍以桩帽纠正；
③ 桩顶不平,以垫木解决,防止承受偏心荷载 。
（ 3） 打坏
① 桩顶击烂,说明桩顶承受冲击的能力较小,可加垫木或钢套使桩顶加强；
② 桩身断裂,打歪造成,拔掉重打,及时纠正偏心荷载；
③ 隐裂缝,也是由于打歪,过打,混凝土强度不足造成,可用角钢加固继续打入 。
八,打桩的安全要求
（ 1） 桩架要接地,防止雷击,打桩前应检查周围房屋,采取加固措施 。
（ 2） 现场统一指挥 。
（ 3） 按操作规程办事 。
（ 4） 雨天最好不作业,否则要有足够的措施 。
3.2.3 静力压桩
利用静压力将桩压入土中 ---适用于软土中垂直桩,当存在厚 2m以上中密砂夹层时,不宜使用 。
优点：无噪音,无振动,节约材料,降低成本,
有利质量,速度快 。
桩机有机械式和液压式,也可分为顶压式和抱压式 。 目前多用液压式静力压桩机,压力可达 6000kN。 根据土质情况配重 。
桩的拼接：要求接桩面平整,施工简便 。
接桩与锤击法类似 。
接桩时间尽量短,上下接轴线相同,桩头平整光滑 。
新型全液压静力压桩机
压桩施工,
一般情况下都采用分段压入、逐节接长的方法，
其程序如右图。施工时，
先将第一节桩压入土中，
当其上端与压桩机操作平台齐平时，
进行接桩。 a） 准备压第一段 b） 接第二段桩 c） 接第三段桩 d） 整根桩压平至地面 e） 采用送桩压桩完毕 1— 第一段桩 2— 第二段桩 3—
第三段桩 4— 送桩 5— 接桩处
（ 三 ） 振动沉桩
— 依靠偏心振动力打桩 。 振动器与桩顶相连,振动力通过桩身传给地基 。
适用于少粘性土,软土,不宜用于砾石土,密实的粘性土 。
（ 四 ） 水冲沉桩：
高压水经射水管射水冲松桩尖下面的土层,以减小 桩 下沉 的 阻力 。
用于砂土,砂石土,坚硬土层 。
要求在 距设计标高 1-2m时,停止水冲,
改用锤击或振动 。
注意,施工不当会造成地基沉陷 。
（ 五 ） 沉桩的公害 （ 对周围环境的影响 ） 及防治主要影响有,
（ 1） 土的挤压,隆起,位移 。
影响建筑物,道路,地下管线,会使墙体开裂,变形等 。
（ 2） 噪音,振动,废气污染 。
影响 人们的 工作和生活 。
为此,应加强邻近建筑物,地下管线的观测,
监护,同时为避免或减少挤土效应,可采取以下措施：
（ 1） 采用预钻孔沉桩法 。
（ 2） 设置袋装砂井或塑料排水板,消除部分超孔隙水压力,减少挤土现象 。
（ 3） 设隔离板桩,地下连续墙,水泥土搅拌桩等隔离措施 。
（ 4） 开挖地面防震沟 。 消除部分地面震动与挤土 。
（ 5） 限制打桩速率 。 使土的超孔隙水压力消散,
减少挤土现象 。
对噪音、废气污染，在城市中尽量避免锤击法，但可用静力压桩减少噪音，也可以选用
（人工）钻孔灌注桩等其他施工方法 。
思考题：见本章第 392页,3,6,8题。
静力压桩机第三节 灌注桩施工一,定义直接在桩位上成孔,然后在孔内安放钢筋笼,灌注混凝土而成 。 其施工过程主要是成孔及灌注砼 。
二,分类按成孔方法分,
干作业法,螺旋钻孔,洛阳铲成孔,
人工挖孔等泥浆护壁法,潜水钻,回旋钻成孔等沉管灌注桩法,锤击沉管,振动沉管成孔等爆扩成孔法 。
三、钻孔灌注桩定义 ——利用钻孔机械钻出桩孔并在孔中浇筑混凝土而成的桩。
分类
——干作业成孔灌注桩
——泥浆护壁钻孔灌注桩工艺特点：
无振动、无挤土、噪声小、对周围建筑物影响小；
承载力小，沉降量大；
1,干作业成孔灌注桩
----适用于地下水位以上的粘性土,粉土,填土,中密以上的砂土,风化岩层 。
1,工艺流程钻孔 ---清孔 ---放钢筋笼 ---浇混凝土步履式螺旋钻机
1— 上底盘； 2— 下底盘； 3— 回转滚轮；
4— 行车滚轮； 5— 钢丝滑轮； 6— 回转轴；
7— 行车油缸； 8— 支盘
2,泥浆护壁成孔灌注桩定义：
钻孔过程中注入泥浆保护孔壁防止坍孔，然后浇筑混凝土而成的桩 。
适用于：
地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、
填土、碎石土及风化岩层，以及地质情况复杂、夹层多、风化不均、软硬变化较大的岩层。
（ 1） 工艺流程确定桩位 — 埋设护筒 — 钻机就位
（ 制备泥浆 ） ---钻孔 （ 泥浆循环清渣 ）
---清孔 -----下钢筋笼 ---安装导管 ---水下浇筑混凝土 -------拔出护筒
（ 2） 成孔机械
（ 1） 回旋钻机
（ 2） 潜水钻机,可在水下切削土壤 P74。
（ 3） 冲击钻：用于岩土层 。
（ 3）施工准备同预制桩施工：
现场准备技术准备技术准备确定施工顺序,试桩、确定工艺参数如何确定施工顺序？
挤土、桩机移动方便；
无挤土时，一般按桩机路线最短；
有挤土时，每隔 1~2个桩孔成孔；在邻桩混凝土初凝前或终凝后成孔；群桩中先中间桩现成孔；爆扩桩先小桩后大桩；
(4) 钻孔灌注桩施工
a,护筒：
作用是,防止孔口土壁坍塌,定桩位,存贮泥浆并使浆面高于地下水位 。
护筒做法：可用钢板,埋入土中不宜小于
1m（ 粘土 ）,≥1.5m（ 砂土 ）,内径比钻头直径大 100以上,顶面高出地面 0.4-0.6m,上部设
1-2个溢水口 。
护筒施工要求：中心与桩位中心的偏差
≧ 50mm。 护筒外侧粘土填塞 。 施工期间泥浆面高出地下水位 1m以上 。
护壁泥浆泥浆作用：
护壁原理 ---注入的泥浆比重 1.1-1.15
（ >水的比重 ）,比地下水位高,能平衡地下水压力,并对孔壁形成一种 液态支撑 ；粘粒渗入孔四周,使周围土孔隙减少,并在孔内壁表层 形成一层泥皮,可保护孔壁 。
泥浆除护壁作用外，还有 携渣，润滑和冷却钻头，减少钻进阻力的作用 。
泥浆的组成与性能：
地基土为粘土时可用原土直接在孔中造浆；
地基土为砂土或有砂夹层时,要专门造浆 。
泥浆可用高粘性土或膨润土加水制备。
泥浆性能要求有 9项：
1、相对密度 1.05~1.25 2,粘度
8~25s 3 含砂率 <4% 4 胶体率 >98% 5 失水量 <30mL/30min 6 泥皮厚度 1~3mm/30min
7 静切力 1min 2~3Pa 10min 5~10Pa
8 稳定性 <0.03g/cm2 9 pH值 7~9
泥浆循环
① 正循环 回旋钻机成孔工艺泥浆由钻杆内部注入孔底,从钻杆底部喷出,携渣出孔,沉淀 （ 好的泥浆再注入钻杆,沉淀的土渣排出 ）
② 反循环 回旋钻机成孔工艺泥浆由钻杆与孔壁间的环状间隙流入孔内，由砂石泵在钻杆内形成真空，
将土渣从钻杆内吸出流向沉淀池。此法排渣快。孔深大于 30m的端承型桩宜用。
泥浆循环成孔工艺
a） 正循环； b） 反循环
1— 钻头； 2— 泥浆循环方向； 3— 沉淀池； 4— 泥浆池；
5— 泥浆泵； 6— 砂石泵； 7— 水龙头； 8— 钻杆； 9— 钻机回转装置清孔
— 清除 孔内 钻渣,沉淀层 。
注入的泥浆比重在 1.1左右,排出的在
1.2-1.3。
原孔造浆时,排除的泥浆比重为 1.1左右时,认为合格；
造浆入孔时,排除的泥浆密度 1.15左右时,
认为合格 。
特殊情况下可以适当放宽,浇砼前,孔底
500mm内的泥浆比重应＜ 1.25,含砂率 ≤ 8%，
粘度 ≤ 28 s。
底部沉渣会影响桩底混凝土质量,使桩沉降大,承载力下降 。
清孔标准：沉渣厚度端承桩 不大于 50mm；
摩擦端承桩、端承摩擦桩不大于
100mm；
摩擦桩小于 300mm.
混凝土浇筑水下混凝土浇筑三,套管成孔灌注桩 （ 打拔管 ）
用锤击或振动的方法，将钢套管（带混凝土桩靴 /钢活瓣桩尖）打入土中到规定深度后，在管内浇筑混凝土（放钢筋笼），随后边拔管边灌注，利用拔管时的锤击或振动使混凝土密实。
适用于粘性土、粉土、淤泥质土、
砂土及填土。
活瓣桩尖
1— 桩管； 2— 锁轴； 3— 活瓣沉管灌注桩施工过程
a） 就位； b） 沉套管； c） 初灌混凝土；
d） 放置钢筋笼、灌注混凝土； e） 拔管成桩
1— 钢管； 2— 桩靴； 3— 桩沉管灌注桩设备
1— 滑轮组； 2— 振动器； 3— 漏斗； 4— 桩管； 5— 吊斗； 6— 枕木；
7— 机架； 8— 拉索；
9— 架底； 10— 卷扬机特点：设备简单,桩长按地质要求
（ 灵活 ）,较经济 。 承载力低,软土中易颈缩,有挤土,振动,噪音,对临近建筑物有危害 。
施工工艺流程：安桩架 —吊桩套管、
关闭活瓣或套入桩靴 —沉钢套管 —吊放钢筋笼 —浇混凝土 —拔管成桩。
1,锤击沉管灌注桩
(1)单打法,为防地下水进入套管内,在桩尖与套管连接处加垫圈密封 （ 稻草绳 /麻绳 ） ；校正套管垂直度 ≤ 0.5%；打好后,用 吊铊检查孔内泥浆及渗水情况；将混凝土灌入钢套管内,
灌满套管后开始拔管；控制好拔管速度 （ 保持管内砼 ≥ 2m高,砼面略高于地面 ）,拔管速度均匀,宜 1m/min,低锤密击,直至全部拔出 。
(2)复打法 （ 在复打时放入钢筋笼 ）,拔出后立即清除套管外壁泥污,在原桩位 （ 位置与第一次重合 ） 放桩靴,作第二次成孔灌注 。
可见,复打法 使桩径扩大，承载力提高。
还可以减少打桩中出现的某些质量问题（如颈缩）。
(3)施工要求,
砼 ≥ C20,配筋时塌落度 80-100,无筋时 60-
80,碎石粒径 ≧ 40,预制桩尖砼 ≥ C30,桩尖中心与套管中心重合 。
砼连续浇,分层振捣,每层 1-1.5m,试块
≥ 1组,从拌制砼到最后拔出套管 ≧ 初凝时间 。
在群桩中,当桩的中心距＜ 4d时,要防止因挤土使前面的桩发生桩身断裂,防止方法：套管的打入要在邻桩砼初凝前完成,或用跳打法,跳过 （ 未打 ） 的桩在邻桩砼强度达 50%后方可再打 。
如沉桩时发现套管内有水及泥浆,则先在管内灌 1.5m高封底砼,再沉管 。
严格控制最后 3阵（每阵 10击）的灌入度。记录好每根桩的总锤击数、最后
1m沉入的锤击次数。
2,振动沉管灌注桩与锤击法的不同之处在于激振器振动,使 桩与土间的摩阻力减小,从而使桩下沉 。
（ 1） 单打法,宜用于含水量较小的土层,宜用预制桩靴 。 复打法,反插法用于饱和土层 。 在灌满砼后,先振 5-10s,再拔管,边振边拔,
每拔 0.5-1m,停拔并振 5-10s,拔管速度 1.2-
1.5m/min,在软弱土中 0.6-0.8m/min。
（ 2） 反插法,每次拔管 0.5-1m,向下反插 0.3-
0.5m,边 灌 砼边拔套管,砼面高于地下水位 1-
1.5m,拔管速度 ≧ 0.5m/min。 反插使桩的截面增大,承载力提高 。
活瓣之间缝隙严密 。
四,灌注桩钢筋笼与砼施工
1,吊放钢筋笼：笼长＞ 12m时,分段制作,
段 -段以焊接连接,每隔 2m在主筋外侧加
1直径 12的加强环箍筋以防变形,保护层
60-80（ 可用定位钢筋焊与骨架上 ）,绑在桩架或护筒上临时固定 。 定准钢筋笼位置 。
2,吊放导管,浇水下混凝土 （ 导管法 ）
导管 Φ200-250,壁厚 ≥ 3,宜用法兰连接,
接头处密封 。
混凝土要求,≥ C20,和易性好,塌落度
150-220,中粗砂,砂率 40-45%,粗骨料最大粒径不宜＞ 40,≧ 1/3最小净距,素砼粗骨料最大粒径 ≧ 1/4d,并不宜＞ 70mm。 钢筋笼放入后 4h内必须浇筑,连续不断,贯入混凝土量 ≦
计算体积,直径＞ 1m的桩每根试块不少于 1组 。
开始灌注时,隔水栓距孔底 300-500,料斗中要有足够的砼储备量,管底埋进砼 0.8m以上,
浇筑过程中保持埋入 2m以上,要求设专人测量导管内外砼高差,填写浇筑纪录 。
砼要连续浇筑，每根桩浇筑 总时间不超过初凝时间。桩顶不得偏低，将来将顶部薄弱部分凿除。
五,灌注桩施工质量控制质量检查主要有 3个工序：
成孔及清孔,钢筋笼制作及安放,砼制备及灌注 。
成孔的控制深度,对摩擦桩以设计桩长控制；
对端承摩擦桩必须保证设计桩长及桩端进入持力层深度,当采用锤击沉管法成孔时,桩管入土深度控制以标高为主,以贯入度控制为辅 。
对端承型桩,当采用钻,挖掘成孔时,必须保证桩孔进入设计持力层的深度,当采用锤击沉管法成孔时,沉管深度控制以贯入度控制为主,
设计标高为辅 。
成孔的中心位置,孔深,孔径,垂直度,孔底沉渣厚度等 。
孔底沉渣厚度,
端承桩 ≤ 50mm
摩擦端承桩 ≤ 100mm
摩擦桩 ≤ 300mm
桩的承载力检测,桩身质量检查 。
对一级建筑桩基和地质条件复杂或成桩质量可靠性较低的桩基工程,还应进行成桩质量检测。可用动测法，对大直径桩还可钻取岩心、
预埋管超声检测。
习 题 课土方工程内容总结：
一,主要计算对象：
1,小型 场地
2,轻型井点二、小型场地平整
1,主要计算内容：
场地 设计 标高 的 确定,土方 工程量 的计算场地设计标高计算简图
a） 地形图上划分方格； b） 设计标高示意图
1— 等高线； 2— 自然地面； 3— 设计标高平面； 4— 自然地面与设计标高平面的交线（零线）
2,计算步骤
（ 1） 划分方格网方格网的边长大小 （ 10~40m)和地形有关 ；
(2) 计算方格网角点自然标高根据等高线用线性插值的方法计算
（ 3） 初步确定场地设计标高 H0
H0=(Σ H1+2Σ H2+3Σ H3+4Σ H4)/4N
2,计算步骤
（ 4） 对场地设计标高进行调整根据泄水坡度,双向泄水时的计算：
HN=H0?lxix?lyiy
(5) 计算方格网角点的施工高度
hn = Hn- Hn/ (设计标高 -自然标高 )
,+” 为填方,,-” 为挖方
（ 6） 确定零点,画出零线零点位置：相邻方格网角点施工高度变号零线,零点连线
2,计算步骤
（ 7） 确定方格类型,选用公式计算土方工程量
（ 8） 汇总挖,填土方工程量计算中易出现的问题 —— 泄水坡度调整
+,-的确定？
泄水坡度的方向 ix,iy 和 lx,ly方向一致为 -；
泄水坡度的方向 ix,iy 和 lx,ly方向相反为 +；
三、轻型井点降水计算
1,进行平面布置根据基坑的平面尺寸、深度、土的渗透性 —单排布置、双排布置、环形布置
2.进行高程布置确定井点管的埋深
3,验算公式适用条件
（ 2） 轻型井点布置
① 平面布置 。
i） 当坑顶宽度 B≤ 6m,降水深 S≤ 5m时,用单排线状井点,井点管放在上游一侧,
两端伸出长 ≥ B,I=1／ 4。
轻型井点平面及高程布置
ii） B＞ 6m或土质不良，则用双排井点；面积较大时，应用环状井点 I=1／ 10
iii） 井点管间距一般为 0.8-1.6m,一般
≧2 m,在总管拐弯处，靠河流处加密，
用多套抽水设备时，各段总管长度应大致相等，段与段之间断开。
② 高程布置井点管处降水深度 H≧ 6m,露出地面 0.2-0.3m，
滤管埋入透水层中,
井管埋设深度 H ≥ H1＋ h＋ IL
H1—总管平台面至基坑底面的距离 。
h –基坑底面至降水后地下水位的最小距离 0.5-
1.0m。
I—水力坡度
L—井管至基坑中心 （ 单排时至坑底远端 ）
的水平距离 。
如 H大于井管长,则可降低埋设面 。
H不够时,可以上部集水坑降水,下部井点降水 。 也可采用二级轻型井点 。
(3)轻型井点计算计算内容,
Q涌,井点的数量 n,井距 D,抽水设备选用等 。
涌水量计算以水井理论为依据 。
几种水井,无压井、承压井、完整井、不完整井组合成四种类型井。
无压完整井无压不完整井承压完整井承压不完整井井点降水涌水量计算公式
Q=1.366K (m3/d)
此为无压完整井的涌水量 Q涌 计算公式 。
rR
SSH
lglg
2
对 无压非完整井群井,以 H0代替 H
(m3/d)
H0--有效影响深度 （ 考虑井底吸水 ）
H0由 查表得到,S1--井管处降水深,
l--滤管长 。
若算出 H0＞ 实际 H,则取 H0=H
当 （ 长 ∕ 宽 ） ＞ 5或坑宽 B＞ 2R时,应分块计算 。
0
0
lglg
2
3 6 6.1
xR
SSH
KQ
ls
s
② 井点管数量 n与井距 D的确定
n = 1.1 1.1为备用系数；
Q--单根最大出水量,65π d l ；
d--滤管直径；
井点管间距 D = L/n
实际采用 D,
a)D≥ 15d（ 过密干扰大 ）
b)K较小时,D不宜过大
c)靠河流处,D宜适当减少
d)与总管接头相适应 0.8,1.2,1.6,2.0m
由实际采用的 D来定 n。
q
Q
q 3 K
（ 4） 轻型井点抽水设备选择
① 真空泵：常用 W5,W6型干式真空泵,W5
带总管长 ≤ 100m,W6带总管长 ≤ 120m
最低真空度,hk=10（ h+△ h） （ KPa）
h—降水深度 ； △ h— 水头损失 （ 1-1.5m）
3 桩基础工程
3,桩基础工程锤击沉桩振动沉桩
3.1 概述一、桩基础的组成桩、承台作用：
桩,穿越软弱土层挤密软弱土层承台,将各桩组成一个整体二、桩的分类根据建筑桩基技术规范（ JGJ94-94）,
按承载性能分为：
摩擦型桩,摩擦桩、端承摩擦桩端承型桩,端承桩、摩擦端承桩按桩身材料分：
混凝土桩（灌注桩、预制桩）
钢 桩组合材料桩桩的分类按桩径大小分类小 桩,桩径 ≤250㎜
中等直径桩,250＜桩径＜ 800㎜
大直径桩,桩径 ≥ 800㎜
按桩施工挤土影响分类非挤土桩,干作业法、泥浆护壁法、护壁法部分挤土桩,部分挤土灌注桩、预钻孔打入式预制桩、打入式敞口桩挤 土 桩,挤土灌注桩、挤土预制桩（打入、静压）
混凝土桩的分类按成桩施工方法分为：
预制桩灌注桩灌注桩施工优 点,能适应土层变化、做成大直径、大深度、无挤土、无噪声、无振动、节约钢材缺 点,桩身质量难保证、泥浆处理预制桩施工优 点,桩身质量易保证、施工速度快、
机械化程度高、且不受气候条件的影响缺 点,不能适应土层变化沉桩时有挤土、噪声、振动等三、桩的发展及趋势从预制桩开始 ——灌注桩 ——预制桩螺旋发展：
预制桩 ——振动、挤土、噪声灌注桩 ——泥浆、桩的质量低预制桩 ——静力压桩（无振动、噪声）
发展趋势 ——高质量、环保、文明施工、
人性化施工
3.2 混凝土预制桩施工一、定义：
是一种 先预制 桩构件，然后将其运至桩位处，用沉桩设备把它 沉入 或埋入土中而成的桩。
二、预制桩施工过程桩的 预制,桩的 沉入
3.2.1 桩的预制一、桩的形状,正方形（实心、边长 250~550㎜）
圆形（空心、外径 300~550 ㎜ ）
二、桩的长度,取决于预制 场地,运输 能力、
桩架 高度一般工厂预制不大于 12m,现场预制不大于 30m,同时要求桩长
L≤50倍截面边长或外径。
三,桩的预制,制作、起吊、
运输、堆放
1,桩的制作：
制作构造要求 ——按图纸要求（结构知识）
混凝土,不低于 C30,粗骨料为 5~40㎜
静压法不低于 C20
预应力不低于 C40
钢筋骨架：
主筋接头宜为焊接、接头位置间距大于
35d,且不小于 500 ㎜，接头面积不大于 50%。
桩顶 钢筋网片应加密，以承受冲击荷载,桩尖短钢筋应对正轴线，外露 50~100 ㎜。
桩的浇筑：
重 叠 法桩的浇筑要求模板 的形状、尺寸正确；
一般不超过四层 ;
场地应平整、坚实，防止渗水、沉降；
上、下层之间、邻桩之间应 刷隔离剂 ；
浇筑混凝土时邻桩混凝土强度应达到 30%；
混凝土浇筑由桩顶向桩尖,不得留置施工缝 ；
及时浇水养护，不得少于 7天；
工厂预制浇筑砼
2,桩的起吊条 件,应在混凝土的强度达到 70%以后方可起吊，达到 100%以后方可运输，
如果需要提前起吊，必须进行混凝土强度、抗裂度验算；
桩起吊之前应先 开桩 ——用千斤顶沿桩的轴线方向顶开桩，
让桩分离。
吊点 的设计 ——桩的配筋一般为对称配筋，吊点的设计应使桩的两侧弯矩相等。
常用吊点设计
0.293L 0.707L 0.207L 0.586L 0.207L
一个吊点 两个吊点
3,桩的运输混凝土强度达到 100%；
保护混凝土棱角；
平板拖车
4,桩的堆放堆放时应根据不同的规格堆放，各层之间应垫垫木,支点位置同吊点,位于同一条竖直线上。
3.2.2 桩的沉设一、沉设方法预制桩按沉桩设备和和沉桩方法可分为：
锤击沉桩、振动沉桩、静力压桩、水冲沉桩及其他沉桩方法。
我们主要介绍 锤击沉桩、静力压桩二、锤击沉桩
1,原 理：
利用桩锤撞击桩顶而产生的冲击动能而使桩沉入土中。
2,打桩机组成组成：
桩 锤 ——对桩施加冲击力的主要机具；
桩 架 ——吊装就位、固定桩的位置、
悬吊桩锤、打桩中引导桩锤和桩 的方向；
桩机图片桩 锤桩锤的种类,
落锤、汽锤,柴油锤,液压锤、电磁锤桩锤的选择：
同样的动能，两种选择,轻锤高击重锤低击从动量角度、频率,重锤低击桩锤的重量：锤重和桩重应达到一定的比值柴油机锤,混凝土桩 1.0~1.5；钢桩 2.0~2.5
柴 油 锤原 理：
汽缸油泵柴 油 锤优 点,移动方便、功效高缺 点,噪声、油滴飞散、排出废气适用范围,不适用于过硬或过软的土层 。
桩 架作 用,吊装就位、固定桩的位置、悬吊桩锤、打桩中引导桩锤和桩的方向；
选用标准：
1,装、拆、移动方便安全；
2,锤击准确、效率高；
3,桩架的高度满足打桩要求；
桩架高度 =桩长 +桩锤 +桩帽 +滑轮组 +1~2m起锤高度桩机图片三、沉设前的准备工作准备内容：
1,现场准备 ——地下、地面、空中、
抄平放线定桩位
2,技术准备 ——沉桩试验、确定打桩顺序沉桩试验正式施工前应作不小于 2根桩的沉桩工艺试验，了解桩的 沉入时间、标高、贯入度、承载力 及施工中可能出现的问题。
同时也是对 图纸设计 的检验。
工程实例,六合建工大厦（静力压桩）
扬大体育馆（灌注桩）
确定打桩顺序桩体进入土体以后,产生 挤土 ；
影响挤土的因素 ——桩的间距,沉桩速度,
桩的大小,桩长,沉桩顺序确定打桩顺序考虑的因素
1,挤土；
2,桩架移动是否方便（路线长短、退打、
顶打）；
3,预制桩构件运输是否方便；
常见的打桩顺序：
逐排打、分段打、由中央向四周对称打
3种打桩顺序考虑挤土打桩顺序
1)由中及外,从中间向四周打；
2)由近及远,从靠近现有建筑物或需保护的地下构筑物,管线最近的桩位开始打；
3)由深及浅,先打入土深度大的桩；
4)由大及小,先打断面大的桩 。
四,打 桩打桩工艺：
桩位定位 — 桩架移动和定位 —— 吊桩和定桩 —— 打桩 —— 接桩,截桩等打 桩定桩位 ——根据施工图纸放线、位置准确定桩架 ——桩架导杆的中心线应和打桩的方向一致，经核实无误后将其固定（稳定、安全）；
吊桩就位 ——桩起吊送入桩架的龙门导管内，桩尖准确对准桩位并与导杆相连，保证在打桩过程中不发生倾斜和移位，然后轻轻放下桩锤，
桩便会沉入土中一定深度，待下沉稳定之后再全面检查、校正桩位打 桩打桩 —— 先轻打，用小落距（ 0.5~0.8m）轻打，使桩沉入土中 1~2m后桩尖不发生偏移再逐渐加大落距正常施打。
停锤标准贯入度 ---指最后的贯入度,为最后 10击 （ 10击为 1阵 ）
桩的平均入土深度 。
对端承型桩,桩端位于坚硬,硬塑的粘性土,中密以上的粉土,砂土,碎石类土,风化岩时,以贯入度控制为主,桩尖标高作为参考 。
如贯入度已达到而标高未达到,则续打 3阵,按每阵
10击的平均贯入度 ≧ 规定 （ 一般 30-50mm） 加以确认 。
对摩擦型桩,桩端位于一般土层时,以桩端标高控制为主,贯入度作为参考 。
五,打桩注意事项：
① 控制好打桩的 垂直度
② 同根桩要 连续打入,间隙时间不能过长 。
③ 如打桩时桩突然 回弹 较大,说明可能遇到阻碍 。
此时减小落距,缓慢下沉 。 否则应暂停,分析原因 。
如 贯入度剧变,说明遇到软弱层 （ 空洞,软土层等 ） 或桩身已坏,暂停并分析处理 。
如桩顶桩身砼严重裂缝或破碎,应暂停,及时研究处理 。
④ 送桩 — 当桩顶在桩架导杆以下或桩顶需打入土中时需用送桩,送桩时注意 轴线一致 。 对桩孔及时回填或加盖 。
⑤ 若发现桩已 打斜,应将桩拔出,查明原因,排除障碍,用砂石填孔后,重新插入施打 。 若拔出有困难,可在原桩附近补打一根 。
⑥ 对周围环境的 监测
⑦ 打桩属隐蔽工程,施工过程中对每根桩施工情况,实测数据做好详细 施工记录,以便工程验收 。
六,打桩的质量控制
（ 1） 打桩前,
桩的外观,强度,龄期,焊条,半成品硫磺胶泥应有产品合格证书,或送有关部门检验 。
桩位放样验收：群桩允许偏差 20mm,单排桩 10mm。
（ 2） 施工过程中,
桩的垂直度,打桩,贯入情况,桩顶完整状况,电焊接桩质量,电焊后的停息时间等 。 对重要工程,应抽取电焊接头的 10%做焊缝探伤检查 。
（ 3） 打桩结束后：
1） 桩位验收预制桩桩位允许偏差序号 项 目 允许偏差 /mm
1 盖有基础梁的桩垂直于基础梁中心线 100+0.01H
沿基础梁中心线 150+0.01H
2 桩数为 1-3根桩基中的桩 100
3 桩数为 4-16根桩基中的桩 1/2桩径或边长
4 桩数大于 16根桩基中的桩最外边的桩 1/2桩径或边长中间桩 1/2桩径或边长
H— 施工现场地面标高与设计桩顶标高的距离 。
按标高控制的桩，桩顶标高的允许偏差为 -50～ +100mm。
斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的 15%。
2） 承载力检验一般在现场进行静载试验,检验桩数不应少于总数的 1%,且不应少于 3根,当总桩数少于
50根时,不应少于 2根 。
3） 桩基验收需提供的资料：
① 桩位测量放线图；
② 地质勘探报告；
③ 材料试验纪录；
④ 桩的制作,打桩纪录；
⑤ 桩位竣工平面图；
⑥静载、动载试验资料，打桩试验纪录。
七,打桩常见问题及分析处理
（ 1） 打不下
① 土中有硬层,夹砂层或一些孤石等,先低提慢打 → 否则查资料与设计协商 。
② 中途停打,由于土的固结,低提轻打 ─与设计单位联系 。
（ 2） 打歪
① 垂直度开始未掌握好,可靠桩帽来逐渐纠正；
② 制作上问题,桩尖未对准,仍以桩帽纠正；
③ 桩顶不平,以垫木解决,防止承受偏心荷载 。
（ 3） 打坏
① 桩顶击烂,说明桩顶承受冲击的能力较小,可加垫木或钢套使桩顶加强；
② 桩身断裂,打歪造成,拔掉重打,及时纠正偏心荷载；
③ 隐裂缝,也是由于打歪,过打,混凝土强度不足造成,可用角钢加固继续打入 。
八,打桩的安全要求
（ 1） 桩架要接地,防止雷击,打桩前应检查周围房屋,采取加固措施 。
（ 2） 现场统一指挥 。
（ 3） 按操作规程办事 。
（ 4） 雨天最好不作业,否则要有足够的措施 。
3.2.3 静力压桩
利用静压力将桩压入土中 ---适用于软土中垂直桩,当存在厚 2m以上中密砂夹层时,不宜使用 。
优点：无噪音,无振动,节约材料,降低成本,
有利质量,速度快 。
桩机有机械式和液压式,也可分为顶压式和抱压式 。 目前多用液压式静力压桩机,压力可达 6000kN。 根据土质情况配重 。
桩的拼接：要求接桩面平整,施工简便 。
接桩与锤击法类似 。
接桩时间尽量短,上下接轴线相同,桩头平整光滑 。
新型全液压静力压桩机
压桩施工,
一般情况下都采用分段压入、逐节接长的方法，
其程序如右图。施工时，
先将第一节桩压入土中，
当其上端与压桩机操作平台齐平时，
进行接桩。 a） 准备压第一段 b） 接第二段桩 c） 接第三段桩 d） 整根桩压平至地面 e） 采用送桩压桩完毕 1— 第一段桩 2— 第二段桩 3—
第三段桩 4— 送桩 5— 接桩处
（ 三 ） 振动沉桩
— 依靠偏心振动力打桩 。 振动器与桩顶相连,振动力通过桩身传给地基 。
适用于少粘性土,软土,不宜用于砾石土,密实的粘性土 。
（ 四 ） 水冲沉桩：
高压水经射水管射水冲松桩尖下面的土层,以减小 桩 下沉 的 阻力 。
用于砂土,砂石土,坚硬土层 。
要求在 距设计标高 1-2m时,停止水冲,
改用锤击或振动 。
注意,施工不当会造成地基沉陷 。
（ 五 ） 沉桩的公害 （ 对周围环境的影响 ） 及防治主要影响有,
（ 1） 土的挤压,隆起,位移 。
影响建筑物,道路,地下管线,会使墙体开裂,变形等 。
（ 2） 噪音,振动,废气污染 。
影响 人们的 工作和生活 。
为此,应加强邻近建筑物,地下管线的观测,
监护,同时为避免或减少挤土效应,可采取以下措施：
（ 1） 采用预钻孔沉桩法 。
（ 2） 设置袋装砂井或塑料排水板,消除部分超孔隙水压力,减少挤土现象 。
（ 3） 设隔离板桩,地下连续墙,水泥土搅拌桩等隔离措施 。
（ 4） 开挖地面防震沟 。 消除部分地面震动与挤土 。
（ 5） 限制打桩速率 。 使土的超孔隙水压力消散,
减少挤土现象 。
对噪音、废气污染，在城市中尽量避免锤击法，但可用静力压桩减少噪音，也可以选用
（人工）钻孔灌注桩等其他施工方法 。
思考题：见本章第 392页,3,6,8题。
静力压桩机第三节 灌注桩施工一,定义直接在桩位上成孔,然后在孔内安放钢筋笼,灌注混凝土而成 。 其施工过程主要是成孔及灌注砼 。
二,分类按成孔方法分,
干作业法,螺旋钻孔,洛阳铲成孔,
人工挖孔等泥浆护壁法,潜水钻,回旋钻成孔等沉管灌注桩法,锤击沉管,振动沉管成孔等爆扩成孔法 。
三、钻孔灌注桩定义 ——利用钻孔机械钻出桩孔并在孔中浇筑混凝土而成的桩。
分类
——干作业成孔灌注桩
——泥浆护壁钻孔灌注桩工艺特点：
无振动、无挤土、噪声小、对周围建筑物影响小；
承载力小，沉降量大；
1,干作业成孔灌注桩
----适用于地下水位以上的粘性土,粉土,填土,中密以上的砂土,风化岩层 。
1,工艺流程钻孔 ---清孔 ---放钢筋笼 ---浇混凝土步履式螺旋钻机
1— 上底盘； 2— 下底盘； 3— 回转滚轮；
4— 行车滚轮； 5— 钢丝滑轮； 6— 回转轴；
7— 行车油缸； 8— 支盘
2,泥浆护壁成孔灌注桩定义：
钻孔过程中注入泥浆保护孔壁防止坍孔，然后浇筑混凝土而成的桩 。
适用于：
地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、
填土、碎石土及风化岩层，以及地质情况复杂、夹层多、风化不均、软硬变化较大的岩层。
（ 1） 工艺流程确定桩位 — 埋设护筒 — 钻机就位
（ 制备泥浆 ） ---钻孔 （ 泥浆循环清渣 ）
---清孔 -----下钢筋笼 ---安装导管 ---水下浇筑混凝土 -------拔出护筒
（ 2） 成孔机械
（ 1） 回旋钻机
（ 2） 潜水钻机,可在水下切削土壤 P74。
（ 3） 冲击钻：用于岩土层 。
（ 3）施工准备同预制桩施工：
现场准备技术准备技术准备确定施工顺序,试桩、确定工艺参数如何确定施工顺序？
挤土、桩机移动方便；
无挤土时，一般按桩机路线最短；
有挤土时，每隔 1~2个桩孔成孔；在邻桩混凝土初凝前或终凝后成孔；群桩中先中间桩现成孔；爆扩桩先小桩后大桩；
(4) 钻孔灌注桩施工
a,护筒：
作用是,防止孔口土壁坍塌,定桩位,存贮泥浆并使浆面高于地下水位 。
护筒做法：可用钢板,埋入土中不宜小于
1m（ 粘土 ）,≥1.5m（ 砂土 ）,内径比钻头直径大 100以上,顶面高出地面 0.4-0.6m,上部设
1-2个溢水口 。
护筒施工要求：中心与桩位中心的偏差
≧ 50mm。 护筒外侧粘土填塞 。 施工期间泥浆面高出地下水位 1m以上 。
护壁泥浆泥浆作用：
护壁原理 ---注入的泥浆比重 1.1-1.15
（ >水的比重 ）,比地下水位高,能平衡地下水压力,并对孔壁形成一种 液态支撑 ；粘粒渗入孔四周,使周围土孔隙减少,并在孔内壁表层 形成一层泥皮,可保护孔壁 。
泥浆除护壁作用外，还有 携渣，润滑和冷却钻头，减少钻进阻力的作用 。
泥浆的组成与性能：
地基土为粘土时可用原土直接在孔中造浆；
地基土为砂土或有砂夹层时,要专门造浆 。
泥浆可用高粘性土或膨润土加水制备。
泥浆性能要求有 9项：
1、相对密度 1.05~1.25 2,粘度
8~25s 3 含砂率 <4% 4 胶体率 >98% 5 失水量 <30mL/30min 6 泥皮厚度 1~3mm/30min
7 静切力 1min 2~3Pa 10min 5~10Pa
8 稳定性 <0.03g/cm2 9 pH值 7~9
泥浆循环
① 正循环 回旋钻机成孔工艺泥浆由钻杆内部注入孔底,从钻杆底部喷出,携渣出孔,沉淀 （ 好的泥浆再注入钻杆,沉淀的土渣排出 ）
② 反循环 回旋钻机成孔工艺泥浆由钻杆与孔壁间的环状间隙流入孔内，由砂石泵在钻杆内形成真空，
将土渣从钻杆内吸出流向沉淀池。此法排渣快。孔深大于 30m的端承型桩宜用。
泥浆循环成孔工艺
a） 正循环； b） 反循环
1— 钻头； 2— 泥浆循环方向； 3— 沉淀池； 4— 泥浆池；
5— 泥浆泵； 6— 砂石泵； 7— 水龙头； 8— 钻杆； 9— 钻机回转装置清孔
— 清除 孔内 钻渣,沉淀层 。
注入的泥浆比重在 1.1左右,排出的在
1.2-1.3。
原孔造浆时,排除的泥浆比重为 1.1左右时,认为合格；
造浆入孔时,排除的泥浆密度 1.15左右时,
认为合格 。
特殊情况下可以适当放宽,浇砼前,孔底
500mm内的泥浆比重应＜ 1.25,含砂率 ≤ 8%，
粘度 ≤ 28 s。
底部沉渣会影响桩底混凝土质量,使桩沉降大,承载力下降 。
清孔标准：沉渣厚度端承桩 不大于 50mm；
摩擦端承桩、端承摩擦桩不大于
100mm；
摩擦桩小于 300mm.
混凝土浇筑水下混凝土浇筑三,套管成孔灌注桩 （ 打拔管 ）
用锤击或振动的方法，将钢套管（带混凝土桩靴 /钢活瓣桩尖）打入土中到规定深度后，在管内浇筑混凝土（放钢筋笼），随后边拔管边灌注，利用拔管时的锤击或振动使混凝土密实。
适用于粘性土、粉土、淤泥质土、
砂土及填土。
活瓣桩尖
1— 桩管； 2— 锁轴； 3— 活瓣沉管灌注桩施工过程
a） 就位； b） 沉套管； c） 初灌混凝土；
d） 放置钢筋笼、灌注混凝土； e） 拔管成桩
1— 钢管； 2— 桩靴； 3— 桩沉管灌注桩设备
1— 滑轮组； 2— 振动器； 3— 漏斗； 4— 桩管； 5— 吊斗； 6— 枕木；
7— 机架； 8— 拉索；
9— 架底； 10— 卷扬机特点：设备简单,桩长按地质要求
（ 灵活 ）,较经济 。 承载力低,软土中易颈缩,有挤土,振动,噪音,对临近建筑物有危害 。
施工工艺流程：安桩架 —吊桩套管、
关闭活瓣或套入桩靴 —沉钢套管 —吊放钢筋笼 —浇混凝土 —拔管成桩。
1,锤击沉管灌注桩
(1)单打法,为防地下水进入套管内,在桩尖与套管连接处加垫圈密封 （ 稻草绳 /麻绳 ） ；校正套管垂直度 ≤ 0.5%；打好后,用 吊铊检查孔内泥浆及渗水情况；将混凝土灌入钢套管内,
灌满套管后开始拔管；控制好拔管速度 （ 保持管内砼 ≥ 2m高,砼面略高于地面 ）,拔管速度均匀,宜 1m/min,低锤密击,直至全部拔出 。
(2)复打法 （ 在复打时放入钢筋笼 ）,拔出后立即清除套管外壁泥污,在原桩位 （ 位置与第一次重合 ） 放桩靴,作第二次成孔灌注 。
可见,复打法 使桩径扩大，承载力提高。
还可以减少打桩中出现的某些质量问题（如颈缩）。
(3)施工要求,
砼 ≥ C20,配筋时塌落度 80-100,无筋时 60-
80,碎石粒径 ≧ 40,预制桩尖砼 ≥ C30,桩尖中心与套管中心重合 。
砼连续浇,分层振捣,每层 1-1.5m,试块
≥ 1组,从拌制砼到最后拔出套管 ≧ 初凝时间 。
在群桩中,当桩的中心距＜ 4d时,要防止因挤土使前面的桩发生桩身断裂,防止方法：套管的打入要在邻桩砼初凝前完成,或用跳打法,跳过 （ 未打 ） 的桩在邻桩砼强度达 50%后方可再打 。
如沉桩时发现套管内有水及泥浆,则先在管内灌 1.5m高封底砼,再沉管 。
严格控制最后 3阵（每阵 10击）的灌入度。记录好每根桩的总锤击数、最后
1m沉入的锤击次数。
2,振动沉管灌注桩与锤击法的不同之处在于激振器振动,使 桩与土间的摩阻力减小,从而使桩下沉 。
（ 1） 单打法,宜用于含水量较小的土层,宜用预制桩靴 。 复打法,反插法用于饱和土层 。 在灌满砼后,先振 5-10s,再拔管,边振边拔,
每拔 0.5-1m,停拔并振 5-10s,拔管速度 1.2-
1.5m/min,在软弱土中 0.6-0.8m/min。
（ 2） 反插法,每次拔管 0.5-1m,向下反插 0.3-
0.5m,边 灌 砼边拔套管,砼面高于地下水位 1-
1.5m,拔管速度 ≧ 0.5m/min。 反插使桩的截面增大,承载力提高 。
活瓣之间缝隙严密 。
四,灌注桩钢筋笼与砼施工
1,吊放钢筋笼：笼长＞ 12m时,分段制作,
段 -段以焊接连接,每隔 2m在主筋外侧加
1直径 12的加强环箍筋以防变形,保护层
60-80（ 可用定位钢筋焊与骨架上 ）,绑在桩架或护筒上临时固定 。 定准钢筋笼位置 。
2,吊放导管,浇水下混凝土 （ 导管法 ）
导管 Φ200-250,壁厚 ≥ 3,宜用法兰连接,
接头处密封 。
混凝土要求,≥ C20,和易性好,塌落度
150-220,中粗砂,砂率 40-45%,粗骨料最大粒径不宜＞ 40,≧ 1/3最小净距,素砼粗骨料最大粒径 ≧ 1/4d,并不宜＞ 70mm。 钢筋笼放入后 4h内必须浇筑,连续不断,贯入混凝土量 ≦
计算体积,直径＞ 1m的桩每根试块不少于 1组 。
开始灌注时,隔水栓距孔底 300-500,料斗中要有足够的砼储备量,管底埋进砼 0.8m以上,
浇筑过程中保持埋入 2m以上,要求设专人测量导管内外砼高差,填写浇筑纪录 。
砼要连续浇筑，每根桩浇筑 总时间不超过初凝时间。桩顶不得偏低，将来将顶部薄弱部分凿除。
五,灌注桩施工质量控制质量检查主要有 3个工序：
成孔及清孔,钢筋笼制作及安放,砼制备及灌注 。
成孔的控制深度,对摩擦桩以设计桩长控制；
对端承摩擦桩必须保证设计桩长及桩端进入持力层深度,当采用锤击沉管法成孔时,桩管入土深度控制以标高为主,以贯入度控制为辅 。
对端承型桩,当采用钻,挖掘成孔时,必须保证桩孔进入设计持力层的深度,当采用锤击沉管法成孔时,沉管深度控制以贯入度控制为主,
设计标高为辅 。
成孔的中心位置,孔深,孔径,垂直度,孔底沉渣厚度等 。
孔底沉渣厚度,
端承桩 ≤ 50mm
摩擦端承桩 ≤ 100mm
摩擦桩 ≤ 300mm
桩的承载力检测,桩身质量检查 。
对一级建筑桩基和地质条件复杂或成桩质量可靠性较低的桩基工程,还应进行成桩质量检测。可用动测法，对大直径桩还可钻取岩心、
预埋管超声检测。
