2.2桩基础施工(课件）- 《建筑施工技术》同步教学（机械工业版）

第二章 地基与基础工程 第二节 桩基础施工 一、概述 天然地基上的基础，根据埋置深度和施工方法的不同，可分为浅基础和深基础两大类。 一般埋置深度小于5m，用一般施工方法即可施工的基础称为浅基础；埋置深度大于5m，需用特殊方法施工的基础称为深基础。 如果天然浅土层较弱，可进行人工加固，形成人工地基。如深部土层也软弱，或建（构）筑物的上部荷载较大，或对沉降有严格要求的高层建筑、地下建筑以及桥梁基础等，则需采用深基础。 桩基础是一种常用的深基础形式，它由设置于土中的桩和承接上部结构的承台组成（图2-4）。 1-持力层 2-桩 3-桩基承台 4-上部建筑物 5-软弱层 1）桩基础按桩身所用材料不同可分为：木桩、混凝土桩、钢桩、钢管混凝土桩等。 2）按照承载性质的不同，桩可分为端承型桩、摩擦端承型桩及摩擦型桩、端承摩擦型桩四类。端承型桩桩端嵌入坚硬土层，在极限承载力状态下，上部结构荷载通过桩传至桩端土层；摩擦型桩是利用桩侧的土与桩的摩擦力来支承上部荷载，在软土层较厚的地层中多为摩擦桩。摩擦端承型桩在极限承载力状态下，桩顶荷载主要由桩端阻力承受；端承摩擦型桩在极限承载力状态下，桩顶荷载主要由桩侧阻力承受。 3）按施工方法桩可分为预制桩和灌注桩两大类。预制桩是在工厂或施工现场制成的各种形式的桩，然后用锤击、静压、振动或水冲沉入等方法打桩入土。灌注桩则是就地成孔，而后在孔中放置钢筋笼、灌注混凝土成桩。 4）按桩的直径可分为小直桩（d≤250mm）、中等直径桩 （250mm <d< 800mm）、大直径桩（d≥800mm）。 二、钢筋混凝土预制桩施工 钢筋混凝土预制桩施工包括桩的制作、起吊、运输、堆放和沉桩、接桩等工艺。 （一）预制桩的制作、起吊、运输和堆放 1．预制桩的制作 预制混凝土实心方桩是常用的桩型之一。较短的桩（长度l0m以下）多在预制厂制作，较长的桩宜在施工现场附近露天就地预制。确定单节桩制作长度应考虑桩架的有效高度、制作场地大小、运输和装卸能力等，同时考虑接桩节点的竖向位置应避开硬夹层。 施工现场预制实心方桩多采用叠层浇筑，重叠生产的层数应根据施工条件和地基承载力确定，一般不宜超过4层。 预应力高强混凝土管其结构形状如图2-5所示。一般在预制厂用离心法成型，主要通过高效减水剂、外掺矿物状粉料和蒸汽、蒸压养护等手段获得高强混凝土。 2．预制桩的起吊、运输 混凝土预制桩达到设计强度的70%后方可起吊，达到设计强度100%后方可进行运输和打桩。如提前吊运，必须验算合格。 桩在起吊和搬运时，吊点应符合设计规定。设计未作规定时，应符合起吊弯矩最小的原则，按图2-6位置捆绑。 3．预制桩的堆放 预制桩的堆放场地必须平整坚实。 实心方桩各层垫木应位于同一垂直线上，垫木间距按吊点位置设定，堆放层数不宜超过4层。 预应力高强混凝土管桩如在地面上铺设一层粗砂或小碎石、砾石层，可使底层桩受力面增大，减少弯矩值。如用方木搁置，其支点位置距两端均为0.21L（L为桩长）。管桩堆高不超过三层，底层管桩边缘应用楔形木块塞紧，以防滚动。 （二）沉桩方法 1．锤击沉桩 锤击沉桩也称打入桩。是利用桩锤下落产生的冲击能量将桩沉入土中。 （1)打桩机具选择 1）桩锤。 桩锤是对桩施加冲击力，将桩打入土层中的主要机具。打如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。 落锤是靠电动卷扬机或人力将锤拉升到一定高度，然后自由落下，利用落锤自重夯击桩顶，将桩沉入土中。 单动汽锤是利用蒸汽或压缩空气的压力将桩锤的汽缸上举，然后自由下落冲击桩顶沉桩。 双动汽锤是利用蒸汽或压缩空气的压力将桩锤上举和下冲。双动汽锤打桩时，将锤固定在桩顶上，蒸汽或压缩空气由汽锤外壳的调节汽阀进入活塞下部，推动活塞升起，当活塞升到最上部位置时，蒸汽或压缩空气在压差作用下自动改变方向进入上部，将桩沉入土中。 柴油锤工作原理是利用燃油爆炸产生的力推动活塞上下往复运动进行沉桩。首先利用机械能将活塞提升到一定高度，然后自由下落，使燃烧室内压力增大、产生高温而使燃油燃烧爆炸，其作用力将活塞上抛，反作用力将桩沉入土中。 2）桩架 桩架的作用为吊桩就位、悬吊桩锤，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。 桩架高度应为：桩长＋桩帽高度＋桩锤高度＋滑轮组高度十起锤工作伸缩的余位调节度(1～2m)。 常用的桩架形式有三种：滚筒式桩架（图2-10）、多功能桩架（图2-11）、履带式桩架（图2-1