桩基础学习辅导

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1、第2 章 桩基础学习辅导1简述桩基础分类 桩按传力及作用性质不同分为端承桩和摩擦桩两种；桩按施工方法分为预制桩及灌注桩。2试述预制桩的制作、起吊、运输和堆放的要求较短的桩（长度10 m以下）多在预制厂制作；较长的桩可在施工现场附近露天就地预制。施工 现场预制桩多采用迭层浇筑，重迭生产的层数应根据施工条件和地基承载力确定。上层桩及 邻桩的混凝土浇筑，应在下层及邻桩混凝土达到设计强度等级的30%以上之后进行。对于两 个吊点以上的桩，由于桩架滑轮组有左右之分，所以预制时就根据打桩顺序、行走路线来确 定桩尖方向。钢筋混凝土预制桩的钢筋骨架宜采用对焊连接，主筋接头配置在同一截面内（指30倍钢筋直 径区域

2、之内，但不小于500 mm）的数量不得超过50%；同一钢筋两个相邻接头间应大于30 倍钢筋直径，且不小于500 mm；桩尖应正对轴线，桩尖模板应采用钢模板，也可用钢板焊 在钢筋骨架上。桩顶主筋上部以伸至最上一层钢筋网片之下为宜，应连接成“”形，以有 效地接受和传递冲击力。桩身混凝土保护层不可过厚，以25 mm为宜，否则打桩时易脱落。 钢筋混凝土预制桩见图2-1。制桩时，混凝土应由桩顶向桩尖浇筑，不得中断。桩顶及桩身表面应平整坚实，掉角深度不 应超过10 mm，且局部蜂窝和掉角损缺总面积不得超过全部表面积的0.5%，并不得过分集中。 由于混凝土收缩产生的裂缝，深度不得大于20 mm,宽度不得大于

3、0.25 mm；横向裂缝长度 不得超过边长或直径的一半；桩顶和桩尖处不得有蜂窝、麻面、裂缝和掉角；桩的制作允许 偏差要求范围之内。钢筋混凝土预制桩应在混凝土强度达到设计强度等级的 70%时方可起吊，达到 100%时才能 运输和打桩。如提前起吊，必须做强度和抗裂度验算，并采取必要措施。起吊时，吊点位置 应符合设计要求。无吊环时，绑扎点的数量和位置视桩长而定，当吊点或绑扎点不大于3个 时，其位置按正负弯矩相等原则计算确定；当吊点或绑扎点大于3个时，应按正负弯矩相等 且吊点反力相等的原则确定吊点位置。几种不同吊点位置见教材图2-2。桩的运输应根据打桩进度和打桩顺序确定，宜采用随打随运方法，这样可以减

4、少二次搬 运工作。当桩的运输距离较短时，可在桩的下面垫滚筒，用卷扬机托动桩身前进；当运距较 远时，可采用轻便轨道小平台车运输；对于工厂生产的短桩，可采用汽车运输。 桩在堆放和运输中，垫木位置应与吊点位置相同，保持在同一平面上，并上下对齐。最下层 垫木应适当加宽。堆放场地应平整坚实，堆放层数一般不宜超过4 层，不同规格的桩应分别 堆放。3简述打桩机具组成及选择 打桩机具主要有打桩机及辅助设备。打桩机主要包括桩锤、桩架和动力装置三部分。桩锤 桩锤是对桩施加冲击力，将桩打入土层中的主要机具。打入桩桩锤按动力源和动作 方式分为落锤、单动汽锤、双动汽锤和柴油锤。（2）桩架桩架的作用为吊桩就位，悬吊桩锤，

5、打桩时引导桩身方向。桩架要求稳定性好，锤击准确， 可调整垂直度；机动性、灵活性好，工作效率高。桩架的种类和高度，应根据桩锤的种类、 桩的长度和施工条件确定。桩架高度应为：桩长桩帽高度桩锤高度滑轮组高度起锤 工作伸缩的余位调节度（12 m）。若桩架高度不满足，则桩可考虑分节制作，现场接桩；若 采用落锤还应考虑落距高度。（3）动力设备打桩机械的动力装置及辅助设备主要根据选定的桩锤种类而定。4如何确定打桩顺序？ 打桩时，由于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

6、，为了保证质量和进度，防止周围建筑物破坏，打桩前应根据 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。 当桩较密集时（桩中心距小于 4 倍边长或直径），应采用由中间向两侧对称施打或由中间向四 周施打。这样，打桩时土体由中间向两侧或四周挤压，易于保证施工质量。当桩数较多时， 也可采用分区段施打。当桩较稀疏时（桩中心距4d）可采用由一侧单一方向进行施打的方式（图2&）,逐排施打。 当桩的规格、埋深、长度不同时，宜遵循先大后小、先深后浅、先长后短的原则施打。 5试述打桩施工的方法。（1）提锤吊桩 桩机就位后应平稳垂直,导杆中心线与打桩方向一致,并检查桩位是否正确。然后

7、将桩锤和 桩帽吊起,使锤底高度高于桩顶,以便进行吊桩。吊桩时,用桩架上的钢丝绳和卷扬机将桩提升就位,吊点数量和位置与桩运输起吊相同。桩 提离地面时,用拖绳稳住桩下部,防止桩身撞击桩架。桩提升到垂直状态后,送入桩架导杆 内,桩尖垂直对准桩位中心,扶正桩身,将桩缓缓下放插入土中。桩的垂直度偏差不得超过 0.5%。桩就位后,在桩顶放上弹性衬垫（如草纸、麻袋、草绳等）,扣上桩帽或桩箍,保证桩帽与桩 周围有510 mm间隙。待桩稳定后，即可脱去吊钩，再将桩锤缓慢落在桩帽上。桩锤底面、 桩帽上下面及桩顶应保持水平,桩锤、桩帽（送桩）和桩身应在同一中心线上。此时在锤重作 用下，桩沉入土中一定深度达到稳定位置

8、，再次校正桩位和垂直度后，即可打桩。（2）打桩初打应采用小落距轻击桩顶数锤，落距以0.50.8 m为宜，随即观察桩身与桩锤、桩架是否 在同一深度，桩尖不易发生偏移时，再全落距施打。打桩宜采用重锤低击方法。重锤低击对桩顶的冲量小，动量大，桩顶不易损坏，大部分能量 用于克服桩身摩擦力与桩尖阻力。另外，采用重锤低击的方法，可使桩身反弹小，反弹张力 波产生的拉力不致使桩身被拉坏，再者，由于桩锤的落距小，故打桩速度快，效率高。当采 用落锤或单动汽锤，落距不宜大于1 m；采用柴油锤应使锤跳动正常，落距不超过1.5 m。 打桩时应随时注意观察桩锤回弹情况。若桩锤经常性回弹较大，桩的入土速度慢，说明桩锤 太轻

9、，应更换桩锤；若桩锤发生突发的较大回弹，说明桩尖遇到障碍，应停止锤击，找出原 因后进行处理。如果继续施打，贯入度突增，说明桩尖或桩身遭受破坏。打桩时，还要随时 注意观察贯入度的变化，贯入度过小，可能在土中遇到障碍；贯入度突然增大，可能遇到软 土层、土洞或桩尖、桩身破坏。当贯入度剧变，桩身发生突然倾斜、移位或严重回弹，桩顶、 桩身出现严重裂缝或破坏，应暂停打桩并及时进行研究处理。打桩时，如果要将桩顶打入土中一定深度，则应采用送桩器施打，以减少预制的长度、节省 材料。送桩是将桩送入地下的工具式短桩，安放在桩顶承受锤击，通常用钢材制作，其长度 和截面尺寸视需要而定。送桩施打时，应保证桩与送桩尽量在同

10、一垂直轴线上。送桩器两侧 应设置拔出吊环，拔出送桩后，桩孔应及时回填。在城市中心或建筑群中打桩时，为减少噪 音和土体对原有建筑物、构筑物及地下管线的挤压，可采用钻孔排土打入桩。即先用长杆螺 旋钻在浅层钻孔排土，后插入桩进行施打。也可以采用挖防振沟、砂井排水、打隔离板桩等 方法减少噪音和土体挤压位移。打桩方向有顶打和退打两种。当桩顶实际标高在地面以下（如摩擦桩及采用送桩的端承桩）， 施打时可采用向前顶打方式，这样桩可预先布置，避免场地内二次搬运，但需将施打后的桩 顶孔铺平。当桩的顶部高于自然地面，只能采用向后退打方式，这种情况下，桩只能随打随 运。打桩工程属于隐蔽工程，为确保工程质量，应对每根桩

11、施工过程进行观测，并做好记录，作 为验收时鉴定质量的依据。若采用落锤、单动汽锤或柴油锤打桩，开始施打时应测量记录桩 身每沉入1 m的锤击次数及桩锤落距的平均高度，桩下沉接近设计标高时，应在规定落距下， 锤击一阵（每阵 10击）后测量其贯入度，直至当最后贯入度小于设计要求时，即停止打桩；当 采用双动汽锤和振动桩锤时，开始即应记录每沉入土中1 m的工作时间（同时将每分钟锤击次 数记入备注栏），以观测沉入速度及均匀程度，当桩下沉接近设计标高时，应测量记录每分钟 的沉入量，以保证桩的设计承载力。打桩时要测量桩顶的水平标高，可采用水平仪测量控制。通常在桩架导杆底部每隔1020 mm 划一准线，定出桩锤应

12、停止锤击的水平面数字，当桩锤上白线打至该数字时即应停止锤击。6预制桩的接桩及桩头处理的方法有哪些？预制桩现场接桩方法的焊接接桩和硫磺胶泥锚接接桩两种。（1 ）焊接接桩 焊接接桩是上下两节桩端部四角侧面及端面预埋低碳钢钢板，当下节桩打至便于焊接操作高 度（距地面1 m左右），同时桩尖避开硬土夹层时，将上节桩用桩架吊起，对准下节桩头。用 仪器校正垂直度，接头间隙不平处用铁片填实并与桩端面预埋铁板焊牢。检查无误后，用点 焊将四角连接角钢与预埋钢板临时焊接，再次检查位置及垂直度后，随即由2名焊工对角对 称施焊。焊接中应防止焊点出现由于温度应力而产生的焊接变形，否则容易引起桩身歪斜。焊缝应连续饱满，焊接

13、时间尽量缩短，以防止固结现象。焊接接桩适用各类土层。焊接节点 见教材图 2-12。（2）硫磺胶泥锚接接桩硫磺胶泥锚接法又称浆锚法。制桩时，在上节桩下端伸出4根锚筋，长度为15d（d为钢 筋直径）；下节桩上端预留4个锚筋孔，孔径为2.5d,孔深为15d+30 mm。接桩时，将上节 桩的锚筋插入下节桩的锚筋孔，上下桩间隙20 mm左右。然后在四周安设施工夹箍（由四块 木块，内衬人造革包裹40 mm厚树脂海绵块连接而成），将溶化的硫磺胶泥注满锚筋孔内， 并使之溢出桩面，然后将上节桩下落。当硫磺胶泥冷却后，拆除施工夹箍，则可继续压桩打 桩。见教材图2-13为硫磺胶泥锚接节点。7灌注桩与预制桩相比，主要

14、特点有哪些？灌注桩与预制桩相比，能适应持力层变化制成不同长度的桩，桩径大，具有节约钢筋、节省 模板、施工方便、工期短、成本低等优点，而且施工时无噪音、无振动，对土体和周围建筑 物无挤压（除套管成孔灌注桩之外）。但施工质量要求严格，出现问题不易观测。施工时，应 严格遵守操作规程和技术规范。8简述泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺。泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺流程：制备泥浆泥浆循环清渣测定桩位一埋设护筒一桩机就位-成孔一清孔一安放钢筋笼一浇筑水下混凝土泥浆护壁成孔灌注桩施工时，先在施工现场测量放线，定桩位，修筑泥浆池，安装桩架 和导管架等。9简述埋设护筒作用与方法。 护筒的作用是固定桩孔位置，防止地面水流入

15、，保护孔口，增高桩孔内水压力，防止塌孔， 成孔时引导钻头方向。护筒是用35 mm厚钢板制成的圆筒，护筒内径应大于钻头直径，采用回转钻时，宜大于 100 mm,采用冲击钻时，宜大于200 mm。埋设护筒时，先挖去桩孔处表土，将护筒埋入土 中，其埋设深度，在粘土中不宜小于lm,在砂土中不宜小于1.5 m。护筒中心线应与桩位中 心线重合，偏差不得大于50 mm,护筒与坑壁之间用粘土填实，以防漏水；护筒顶面应高于 地面0.40.6 m,并应保持孔内泥浆面高出地下水位1 m以上。 10泥浆护壁成孔灌注桩施工中泥浆作用及其制备方法。泥浆在桩孔内壁上形成泥皮，可以将土壁上的孔隙填堵渗密实，避免孔内壁漏水，保

16、持护筒 内水压稳定；泥浆大，可以加大孔内水压力，起到稳固土壁、防止塌孔的作用；泥浆有一定 粘度，通过循环泥浆可将切削碎的泥石碴屑悬浮后排出，起到携砂、排土的作用；同时，泥 浆还可对钻头有冷却和润滑作用。制备泥浆的方法应根据土质条件确定：在粘性土中成孔时，可在孔中注入清水，钻机旋转时， 切削土屑与水搅拌，用原土造浆，此时泥浆密度应控制在 1.11.2；在其它土中成孔时，泥 浆可就地选择塑性指数1三17的粘土在泥浆池中配制；在砂土和较厚的夹砂层中成孔时，泥 浆密度应控制在 1.11.3；在穿过夹砂卵石层或容易塌孔的土层中成孔时，泥浆密度控制在 1.31.5。施工中应经常测定泥浆密度，并定期测定粘度

17、、含砂率和胶体率。其控制指标为： 粘度1822 s；含砂率不大于4%8%；胶体率不小于90%。11泥浆护壁成孔灌注桩成孔的方法有哪几种？ 泥浆护壁成孔灌注桩成孔方法有钻孔、冲孔和抓孔三种。 12简述泥浆护壁成孔灌注桩的清孔作业。安放钢筋笼后，应立即清孔，即清除孔底沉渣、淤泥，以减少桩基础的沉降量。清孔宜在钢筋 笼下放后进行，否则下放钢筋笼时会将孔壁土层刮落，影响清孔效果。清孔方法有射水法、 置换法和空气吸泥机法等。13简述泥浆护壁成孔灌注桩常见工程质量事故及处理方法（1）孔壁坍塌 指成孔过程中孔壁土层不同程度坍落。主要原因是提升下落冲击锤、掏渣筒或钢筋骨架时碰 撞护筒及孔壁；护筒周围未用粘土紧

18、密填实，孔内泥浆液面下降，孔内水压降低等造成塌孔。 塌孔处理方法：一是在孔壁坍塌段用石子粘土投入，重新开钻，并调整泥浆密度和液面高度； 二是使用冲孔机时，填入混合料后低锤密击，使孔壁坚固后，再正常冲击。（2）偏孔 指成孔过程中出现孔位偏移或孔身倾斜。偏孔的主要原因是桩架不稳固，导杆不垂直或土层 软硬不均。对于冲孔成孔，则可能是由于导向不严格或遇到探头石及基岩倾斜所引起的。处 理方法为：将桩架重新安装牢固，使其平稳垂直；如孔的偏移过大，应填入石子粘土，重新 成孔；如有探头石，可用取岩钻将其除去或低锤密击将石击碎；如遇基岩倾斜，可投入毛石 于低处，再开钻或密打。（3）孔底隔层 指孔底残留石碴过厚，

19、孔脚涌进泥砂或塌壁泥土落底。造成孔底隔层的主要原因是清孔不彻 底，清孔后泥浆浓度减少或浇筑混凝土、安放钢筋骨架时碰撞孔壁造成塌孔落土。主要防止 方法为：做好清孔工作，注意泥浆浓度及孔内水位变化，施工时注意保护孔壁。（4）夹泥或软弱夹层 指桩身混凝土混进泥土或形成浮浆泡沫软弱夹层。其形成的主要原因是浇筑混凝土时孔壁坍 塌或导管下口埋入混凝土高度太小，泥浆被喷翻，掺入混凝土中。防治措施是经常注意混凝 土表面标高变化，保持导管下口埋入混凝土下的高度，并应在钢筋笼下放孔内4 小时内浇筑 混凝土。（5）流砂 指成孔时发现大量流砂涌塞孔底。流砂产生的原因是孔外水压力比孔内水压力大，孔壁土松 散。流砂严重时

20、可抛入碎砖石、粘土，用锤冲入流砂层，阻止流砂涌入。14简述锤击沉管灌注桩施工施工工艺锤击沉管灌注桩又称为打拔管式灌注桩，是用锤击沉桩设备（落锤、汽锤、柴油锤）将桩管打 入土中成孔。其施工工艺流程如下：桩机就位一安放桩尖一吊放桩管一扣上桩帽一锤击沉管至要求贯入度或标高用吊铊检查管内有无泥水 并测孔深一提起桩锤一安放钢筋笼一浇筑混凝土一拔管成桩。15.什么是复打法施工。复打是在第一次单打将混凝土浇筑到桩顶设计标高后，清除桩管外壁上污泥和孔周围地 面上的浮土，立即在原桩位上再次安放桩尖，进行第二次沉管，使第一次未凝固的混凝土向 四周挤压密实，将桩径扩大，然后第二次浇筑混凝土成桩。 复打施工时，桩管中

21、心线应与初打（单打）中心线重合；第一次灌注的混凝土应接近自然地面 16套管成孔灌注桩常见质量事故及处理方法（1）断桩 避免断桩的措施有以下几点：1）布桩不宜过密，过密时可采用跳打法或控制时间法以减少振动的影响。2）合理制订打桩顺序和桩架行走路线。3）当桩身混凝土强度较低时，应避免振动、挤压的影响。 断桩检查，可用锤敲击桩头侧面，同时用脚踏在桩头上，如桩已断，会感到浮振。断桩一旦 发现，应将断桩段拔出，略增大面积或用铁箍联接，再重新浇筑混凝土补做桩身。（2）缩径桩 缩径桩也称缩孔桩、瓶颈桩，指桩身某部分桩径缩小。缩径常出现在饱和淤泥质土中，产生 的主要原因是：1）在含水量高的粘性土中成孔时，土体

22、受到强扰动和挤压，产生很高的孔隙水压力，桩管拔 出后，这种水压力作用在新浇筑的塑性混凝土桩身上，使桩身产生不同程度的缩径。2）若拔管速度过快，管内混凝土量少或和易性差，使混凝土扩散性差，或者桩距过小，桩身 受挤压造成缩径。施工时应经常观测管内混凝土的下落情况，比较充盈系数。出现缩径可用复打法处理。（3）吊脚桩 是指桩底部混凝土隔空或混凝土混入泥砂而形成软弱夹层。造成吊脚桩的原因是：1）预制桩尖质量差，被打碎后泥砂挤入桩管，或桩尖挤进桩管内，而拔管时，管内混凝土高 度不足，振动不足，待桩管拔到一定高度时，桩尖才下落，卡在硬土层或悬在半空中。2）振动沉管时，活瓣桩尖抽管时不张开，至一定高度才张开，混凝土下落，但有空隙，不密 实。防止出现吊脚桩的措施有：施工前严格检查预制桩尖的规格、强度和质量；沉管时用吊铊检 查桩尖是否缩入桩管或活瓣桩尖是否张开，发现吊脚现象后应立即将桩管拔出，回填砂后再 沉管，也可用复打或反插法处理。(4) 桩尖进水或进泥砂 这种现象常见于地下水位高，含水量大的淤泥和粉砂土层。处理时可将桩管拔出，修复桩尖 缝隙后，用砂回填再打。地下水量大时，将桩管沉到地下水位附近，用水泥砂浆灌入管内约 0.5 m 作封底，再灌 1 m 高的混凝土然后把管桩打下。