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第二章　地基与基础
第二节 桩基工程
当天然地基上的浅基础沉降量过大或基础稳定性不能满足建筑物的要求时,常采用桩基础,它由桩和桩顶承台组成,是一种深基础的形式。
一、钢筋混凝土预制桩施工
钢筋混凝土预制桩主要有实心桩和预应力管桩两种,沉桩方式有锤击式、振动式和静力压桩,以锤击式最为普遍。
1.钢筋混凝土预制桩的制作、起吊、运输和堆放
(1)预制桩的制作
(2)预制桩的起吊、运输和堆放
第二章　地基与基础
2.打桩机具
打桩用的机具主要包括桩锤、桩架和动力装置三部分:
3.打桩施工
(1)打桩前的准备工作
1)测定桩的轴线位置和标高,并经过检查办完预检手续。
2)处理高处和地下的障碍物。如影响邻近建(构)筑物的使用或安全时,应会同有关单位采取有效措施,予以处理。
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3)根据轴线放出桩位线,用木橛或钢筋头钉好桩位,并用白灰作标志,以便于施打。
4)场地应碾压平整,排水畅通,保证桩机的移动和稳定垂直。
5)打试验桩。施工前必须打试验桩,其数量不少于两根。确定贯入度并校验打桩设备、施工工艺和技术措施是否适宜。
6)要选择和确定打桩机的进出路线和打桩顺序,制订施工方案,做好技术交底。
7)准备好桩基沉桩记录和隐蔽工程验收记录表格,并安排好记录人员和监理人员。
第二章　地基与基础
(2)打桩顺序　打桩顺序的一般分为:由一侧开始向单一方向逐排打桩、自中央向两边打桩、自两边向中央打桩和分段打桩等方式(图2-5)。
图2-5　打桩顺序
a)逐排打桩　b)从中央向两边打桩　c)分段打桩
第二章　地基与基础
确定打桩顺序应遵循以下原则:
1)桩基的设计标高不同时,打桩顺序宜先深后浅。
2)不同规格的桩,宜先大后小。
3)在桩距大于或等于4倍桩径时,则与打桩顺序无关,只需从提高效率出发确定打桩顺序,选择倒行和拐弯次数最少的顺序。
4)不得自外向内或从周边向中央打桩,以免中间土体被挤密,桩难以打入,或虽勉强打入,但使邻桩发生侧移或上冒。
第二章　地基与基础
(3)打桩
1)预制桩施工的工艺流程:桩机就位→起吊预制桩→稳桩、打桩→接桩→送桩→中间检查验收→移动桩机至下一个桩位。
2)操作工艺
①　桩机就位。
②　起吊预制桩。
③　稳桩、打桩。
④　接桩方式。多节桩的接桩,可用焊接、法兰联接或硫磺胶泥锚接,前两种接桩方式适用于各类土层,硫磺胶泥锚接只适用于软弱土层。各类接桩均应严格按规范执行。
⑤　送桩。
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(4)暂停打桩情况　
打桩的过程中如遇下列情况应暂停施工,并及时与有关单位研究处理:
1)贯入度剧变。
2)桩身突然发生倾斜、位移或有严重回弹。
3)桩项或桩身出现严重裂缝或破碎。
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(5)打桩的质量控制
1)摩擦桩位于一般土层时,以控制桩端的设计标高为主,贯入度可作为参考。
2)端承桩的入土深度以最后贯入度控制为主,桩端标高作为参考。
3)当贯入度已达到设计要求,而桩顶标高未达到设计要求时,应继续锤击3阵,按每阵10击的贯入度不大于设计规定的数值加以确定。
(6)常见的质量问题
1)桩身断裂:桩身弯曲过大、强度不足及地下有障碍物等原因造成,或桩在堆放、起吊、运输的过程中发生断裂,没有发现。施工中应及时检查。
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2)桩顶碎裂:桩顶强度不够及钢筋网片不足、主筋距桩顶面太近,或桩顶不平、施工机具选择不当等原因造成。施工中应加强施工准备时的检查。
3)桩身倾斜:场地不平整,打桩机底盘不水平或稳桩不垂直,桩尖在地下遇坚硬障碍物等原因造成。施工中应严格按工艺操作规定执行。
4)接桩处拉脱开裂:连接处表面不干净,连接钢件不平整,焊接质量不符合要求,接桩的上下中心线不在同一条线上等原因造成。施工中应保证接桩的质量。
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二、静力压桩
静力压桩是用静力压桩机或锚杆将预制钢筋混凝土桩分节压入地基土中的一种沉桩施工工艺。
静力压桩适用于软土、填土及一般黏性土层,特别适合于在居民区、危房附近和对环境要求较严格的地区沉桩;但不宜用于地下有较多孤石、障碍物,或有厚度大于2m的中密以上砂夹层,以及单桩承载力超过1600kN的情况。
第二章　地基与基础
1.静力压桩机具设备
静力压桩机分为机械式和液压式两种。机械式静力压桩机由卷扬机、加压钢丝绳滑轮组和活动压梁组成,装配费用较低,但设备高大笨重,行走移动不便,压桩速度较慢,施压部分在桩顶端部。
2.施工工艺要点
静压预制桩的施工,一般采用分段压入、逐节接长的方法进行,其主要施工程序为:测量定位→压桩机就位→吊桩→插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再静压沉桩→送桩→终止压桩→切割桩头。
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3.压桩施工应注意的要点
1)静力压桩机应根据设计和土质情况配足额定重量。
2)桩帽、桩身和送桩的中心线应重合。
3)压同一根桩应缩短停歇时间。
4)采取技术措施,减小静压桩的挤土效应。
5)注意限制压桩速度。
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三、钢筋混凝土灌注桩施工
灌注桩是直接在施工现场的桩位上成孔,然后在孔内灌注混凝土或钢筋混凝土而成,与预制桩相比,具有施工噪声小、振动小、挤土影响小、无需接桩等优点。但成桩工艺复杂,施工速度较慢,质量影响因素较多。根据成孔工艺的不同,分为泥浆护壁钻孔灌注桩,套管成孔灌注桩,静态泥浆护壁、旋挖式钻孔灌注桩和人工挖孔灌注桩。
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四、桩基检测与验收
1.成桩检测
成桩的质量检验有两种基本方法:一种是静载试验法(或称为破坏试验),另外一种是动测法(或称为动力无损检测法)。
单桩承载力的动测法很多,国内有代表性的方法有:动力参数法、锤击贯入法、水电效应法、共振法、机械阻抗法、波动方程法等,最常用的是动力参数法和锤击贯入法两种。
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2.桩基验收规定
1)当桩顶设计标高与施工场地标高相同时,桩基工程的验收应在施工结束后进行。
2)当桩顶设计标高低于施工场地标高时,可对护筒位置做中间验收,待承台或底板开挖到设计标高后再进行最终验收。
3.桩验收
(1)预制桩　预制混凝土方桩、先张法预应力管桩、钢桩的桩位允许偏差见表2-5。
(2)灌注桩　灌注桩在成桩后的桩位偏差应符合表2-6的规定,桩顶标高至少要比设计标高高出500mm。桩底清孔按规范要求进行。每浇筑50m3必须有一组试件;小于50m3的桩,每根桩必须有一组试件。
第二章　地基与基础
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4.桩基资料验收
1)工程地质勘察报告、桩基施工图、图样会审纪要、设计变更及材料代用通知单等。
2)经审定的施工组织设计、施工方案及执行中的变更情况。
3)桩位测量放线图、包括工程桩位的复核签证单。
4)成桩质量检查报告。
5)单桩承载力检测报告。
6)基坑挖至设计标高的基桩竣工平面图及桩顶标高图。
第二章　地基与基础
五、桩基施工的安全要求及环保要求
1.桩基工程安全施工
1)打桩前应对现场进行详细的踏勘和调查,对地下的各类管道和周边的建(构)筑物有影响的,应采取有效的加固措施或隔离措施,以确保施工的安全。
2)机具进场要注意危桥、陡坡、陷地,并防止碰撞电线杆、房屋等以免造成事故。
3) 施工前应全面检查机械,发现问题及时解决,严禁带机械带故障作业。
第二章　地基与基础
4)机械设备的操作人员必须经过专门培训,熟悉机械的操作性能,经专业部门考核取得操作证后方能上岗作业。不违规操作,杜绝发生机械事故和车辆事故。
5)在打桩过程中遇有地坪隆起或下陷时,应随时对桩架及路轨进行调平或垫平。
6)护筒埋设完毕、灌注混凝土完毕后的桩坑应加以保护,避免人和物品掉入而发生事故。
7)打桩时桩头垫料严禁用手拨正,不要在桩锤未打到桩顶即起锤或过早制动,以免损坏桩机设备。
第二章　地基与基础
8)在操作成孔桩机时,钻机应安定平稳,以防钻架突然倾倒或钻具突然下落而发生事故。
9)所有现场作业人员应佩戴安全帽,特种作业人员应佩戴专门的防保工具。
10)所有现场作业人员严禁酒后上岗。
11)施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作;电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。
第二章　地基与基础
2.环保要求
1)受工程影响的一切公共设施与建(构)筑物,在施工期间应采取适当措施加以保护。
2)使用机械设备时,要尽量减少噪声、废气等的污染;施工场地的噪声应符合《建筑施工场地界噪声限值》(GB 12523—1990)的规定。
3)施工废水、生活污水不得直接排入农田、耕地、灌溉渠和水库,也不得排入饮用水源。
4)有粉尘发生的施工场地应有防尘设备,在运输细料和松散料时用帆布、盖套等遮盖物进行覆盖。
5)驶出施工现场的车辆应进行清理,避免携带泥土。
第二章　地基与基础
第三节 桩承台筏式基础施工
桩基础施工已全部完成,并按设计要求挖完土方,而且办完桩基施工验收记录后,即可进行桩承台施工。施工前先修整桩顶混凝土,剔完桩顶的疏松混凝土,如桩顶标高低于设计标高时,必须用同强度等级的混凝土进行接高,在达到桩身混凝土强度等级50%以上时,再将埋入承台梁内的桩顶部分剔毛、冲净。如桩顶标高高于设计标高时,应预先剔凿,使桩顶伸入承台梁的深度完全符合设计要求。
第二章　地基与基础
图2-18　筏式基础
筏式基础(图2-18)由钢筋混凝土底板、梁组成(梁板式)或由整板式底板(平板式)两种类型,适用于有地下室或地基承载力较低而上部荷载较大的基础,其外形和构造像倒置的钢筋混凝土楼盖,其优点是整体刚度较大。
第二章　地基与基础
1.构造要求
1)底板下宜铺设厚度≥100mm的强度等级不小于C10的素混凝土垫层,每边伸出基础底板不小于100mm。
2)基础的混凝土强度等级不宜低于C30,基础平面布置应尽量对称,以减少基础荷载的偏心矩,底板尽量做成等厚,其厚度不应小于300mm。
3)若为梁板式基础,梁应高出板的顶面不小于300mm,梁宽不小于250mm。
4)钢筋宜用HRB335和HPB235,钢筋的保护层厚度不宜小于35mm。
2.施工要点
1)基础施工必须在无水的情况下进行,如地下水位较高,应提前将地下水位降至基坑底面以下500mm。
2)筏体结构施工要根据筏体结构的情况和施工条件确定施工方案,一般有两种施工方案:第一种方案是先铺设垫层,在垫层上绑扎底板、梁的钢筋和柱子的插筋,浇筑底板混凝土,待达到25%设计强度后再在底板上支梁模板,继续浇筑完梁部分的混凝土;第二种方案是将底板和梁模板一次支好,梁侧模板采用支架支承并固定牢固,混凝土一次连续浇筑完成。
3)混凝土浇筑时一般不留施工缝,必须留设时,应按施工缝的要求处理,同时应有止水技术措施。
4)基础浇筑完毕,表面应覆盖和洒水养护。
第二章　地基与基础
第二章　地基与基础
复习思考题
1.地基处理的方法一般有哪几种 各有什么特点
2.地基施工中对古墓、古井、坑穴、暗塘等如何处理
3.换填法的材料要求及施工要点有哪些
4.简述灰土垫层的适用情况与施工要点。
5.简述砂石垫层的适用情况与施工要点。
6.简述强夯的地基加固机理。
7.挤密桩的构造要求及施工要点有哪些
第二章　地基与基础
8.预制桩吊点位置的确定原则是什么
9.应用最广泛的桩锤是哪种 打桩的桩锤的选用条件是什么
10.打桩的顺序有哪些 如何确定打桩顺序
11.简述灌注桩的施工方法。
12.试讲述正循环钻孔灌注桩与反循环钻孔灌注桩的应用条件。
13.套管成孔灌注桩的成孔方法有哪些
第二章　地基与基础
14.打桩对周围环境有什么影响 如何防止
15.预制桩和灌注桩各有什么优缺点
16.泥浆的作用是什么
17.人工挖孔桩有什么特点 施工中应注意哪些问题
18.灌注桩施工时护筒的作用是什么 埋设时有哪些要求
19.常见易发生的灌注桩的质量问题有哪些 如何防止

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