(b) 图8-4沉管灌注桩的施工程序示意 (a)打桩机就位;(b)沉管:(c)浇灌混凝土:(d)边拔罐边振动: (e)安放钢筋笼,继续浇筑混凝土;(r成型 1)沉管灌注桩 沉管灌注桩的沉管方法可选用锤击、振动和静压任何一种。其施工工序一般 包括四个步骤:沉管、放笼、灌注,拔管,如图8-4所示。沉管灌注桩的优点是 在钢管内无水环境中沉放钢筋笼和浇筑混凝土,从而为桩身混凝土的质量提供了 保障。沉管灌注桩的主要缺点有两个:其一是在拔除钢套管时,如果提管速度过 快就会造成缩颈、夹泥、甚至断桩;其二是沉管过程中的挤土效应除产生与预制 桩类似的影响外,还可能使混凝土尚未结硬的邻桩被剪断,对策是控制提管速度, 并使桩管产生振动,不让管内出现负压,提高桩身混凝土的密实度并保持连续性 采用“跳打”施工工序,待混凝土强度足够时再在它的近旁施打邻桩。 (2)钻孔灌注桩 它泛指各种再地面用机械方法取土成孔的灌注桩,其施工工序如图8-5所示, 主要三大步:成孔、沉放导管和钢筋笼、浇灌水下混凝土成桩。水下钻孔桩成孔 过程中,通常采用具有一定重度和黏度的泥浆进行护壁,泥浆不断循环,同时完 成携土和运土的任务。 钻机有 长螺旋钻机:目前常用直径为钻孔直径为300、400、500、60mm,较大的 可做到3000mm等,深度可达12m以上。利用电动机带动螺旋钻杆头,被切下 土体随旋转沿螺旋叶片上升,自动推出地面,用车运输,安全文明。 潜水钻机:500、600、800mm,深度可达50m以上,在水下钻进 回旋钻机:500、600、800mm,深度可达50m以上,用泥浆护壁 大直径钻机:800mm,用钢筋笼或泥浆护壁
图 8-4 沉管灌注桩的施工程序示意 (a)打桩机就位；(b)沉管；(c)浇灌混凝土；(d)边拔罐边振动； (e)安放钢筋笼，继续浇筑混凝土；(f)成型 （1）沉管灌注桩 沉管灌注桩的沉管方法可选用锤击、振动和静压任何一种。其施工工序一般 包括四个步骤：沉管、放笼、灌注，拔管，如图 8-4 所示。沉管灌注桩的优点是 在钢管内无水环境中沉放钢筋笼和浇筑混凝土，从而为桩身混凝土的质量提供了 保障。沉管灌注桩的主要缺点有两个：其一是在拔除钢套管时，如果提管速度过 快就会造成缩颈、夹泥、甚至断桩；其二是沉管过程中的挤土效应除产生与预制 桩类似的影响外，还可能使混凝土尚未结硬的邻桩被剪断，对策是控制提管速度， 并使桩管产生振动，不让管内出现负压，提高桩身混凝土的密实度并保持连续性； 采用“跳打”施工工序，待混凝土强度足够时再在它的近旁施打邻桩。 （2）钻孔灌注桩 它泛指各种再地面用机械方法取土成孔的灌注桩，其施工工序如图8-5所示， 主要三大步：成孔、沉放导管和钢筋笼、浇灌水下混凝土成桩。水下钻孔桩成孔 过程中，通常采用具有一定重度和黏度的泥浆进行护壁，泥浆不断循环，同时完 成携土和运土的任务。 钻机有： 长螺旋钻机：目前常用直径为钻孔直径为 300、400、500、600mm，较大的 可做到 3000mm 等，深度可达 12m 以上。利用电动机带动螺旋钻杆头，被切下 土体随旋转沿螺旋叶片上升，自动推出地面，用车运输，安全文明。 潜水钻机：500、600、800mm，深度可达 50m 以上，在水下钻进。 回旋钻机：500、600、800mm，深度可达 50m 以上，用泥浆护壁。 大直径钻机：800mm，用钢筋笼或泥浆护壁
泥浆泵或 高压水泵钻机 护筒 钻杆 钢筋笼一 泥浆 泥浆 钻头 导管 混凝土 ) ) (d) 图8-5钻孔灌注桩的施工程序示意 (a)成孔;(b)下导管和钢筋笼:(c)浇注水下混凝土;(d)成桩 钻孔桩的优点在于其施工过程无挤土、无振动、噪声小,对邻近建筑物及地 下管线危害较小,且桩径不受限制,是城区和高程建筑常用桩型。钻孔桩的最大 缺点是泥浆沉淀不易清除,以致其端部承载力不能充分发挥,并造成较大沉降。 为克服这一点,可在桩底夯填碎石消除淤泥沉淀或桩底注浆,使沉淀泥桨得以置 换与加固。但彻底解决这个问题的办法是,能创造一个无水环境下浇筑混凝土的 条件,从根本上避免护壁泥浆造成的一系列质量和承载力损失问题。 (3)挖孔灌注桩 它是指人工到井底挖土护壁的灌注桩,简称挖孔桩,其工艺特点是边挖土边 做护壁,逐层成孔。护壁有多种方式,现在多用混凝土现浇,整体性和防渗性好, 构造形式灵活多变,并可做成扩底。当地下水位很低,孔壁稳固时,亦可无护 壁挖土。某工程挖孔桩如图86所示 挖孔桩主要适用于黏性土和地下水位较低的条件,最忌在含水砂层中施工。 因易引起流砂塌孔,十分危险 挖孔桩有很多优点:其一就是直观性,一方面能在开挖面直接鉴别和检验孔 壁和孔底的直径及形状等,克服了地下工程的隐蔽性:其二是干作业,挖土和浇 灌混凝土都是在无水环境下进行,避免了泥水对桩身质量和承载力的影响;其三 是施工过程中对周围环境没有挤土影响;其四是不必采用大型机械,造价较低。 但挖孔桩的劳动条件较差,易发生工伤事故,若在降低地下水位后施工,应注意 地下水位对周围环境的不良影响。 挖孔桩最适宜做大直径桩,能提供很高的单桩承载力,从而有可能做到柱下 设单桩或墙下设单排桩
图 8-5 钻孔灌注桩的施工程序示意 (a)成孔；(b)下导管和钢筋笼；(c)浇注水下混凝土；(d)成桩 钻孔桩的优点在于其施工过程无挤土、无振动、噪声小，对邻近建筑物及地 下管线危害较小，且桩径不受限制，是城区和高程建筑常用桩型。钻孔桩的最大 缺点是泥浆沉淀不易清除，以致其端部承载力不能充分发挥，并造成较大沉降。 为克服这一点，可在桩底夯填碎石消除淤泥沉淀或桩底注浆，使沉淀泥桨得以置 换与加固。但彻底解决这个问题的办法是，能创造一个无水环境下浇筑混凝土的 条件，从根本上避免护壁泥浆造成的一系列质量和承载力损失问题。 （3）挖孔灌注桩 它是指人工到井底挖土护壁的灌注桩，简称挖孔桩，其工艺特点是边挖土边 做护壁，逐层成孔。护壁有多种方式，现在多用混凝土现浇，整体性和防渗性好， 构造形式灵活多变，并可做成扩底 。当地下水位很低，孔壁稳固时，亦可无护 壁挖土。某工程挖孔桩如图 8-6 所示。 挖孔桩主要适用于黏性土和地下水位较低的条件，最忌在含水砂层中施工。 因易引起流砂塌孔，十分危险。 挖孔桩有很多优点：其一就是直观性，一方面能在开挖面直接鉴别和检验孔 壁和孔底的直径及形状等，克服了地下工程的隐蔽性；其二是干作业，挖土和浇 灌混凝土都是在无水环境下进行，避免了泥水对桩身质量和承载力的影响；其三 是施工过程中对周围环境没有挤土影响；其四是不必采用大型机械，造价较低。 但挖孔桩的劳动条件较差，易发生工伤事故，若在降低地下水位后施工，应注意 地下水位对周围环境的不良影响。 挖孔桩最适宜做大直径桩，能提供很高的单桩承载力，从而有可能做到柱下 设单桩或墙下设单排桩
柱捕筋 摘筋 p8@200 主觞 22中22 加劲箍 22@2000 1400 〔插筋 护壁 I600 2000 2600 图8-6人工挖孔桩示例 四、桩及桩基础的构造要求 (1)摩擦型桩的中心距不宜小于桩身直径的3倍(见表8-1):扩底灌注桩的中 心距不宜小于扩底直径的1.5倍(见表8-2)。当扩底直径大于2m时,桩端净距不 宜小于1m。在确定桩距时尚应考虑施工工艺中挤土等效应对邻近桩的影响 桩的最小中心距表8-1 上类与成桩工艺 排数不少于3排且桩数不少于9根的摩擦型桩基 其他悖况 非挤七和郜分挤土濡注桩 穿越华饱和土 3.5d 3.0d 挤土瀋汁徙 穿越饱和软土 4.0d 挤十预制桩 3,5d 打入式敞口管桩和H形钢桩 3.5d 3.0d 注:d一桩身设计直径 灌注桩扩底端最小中心距表8-2
图 8-6 人工挖孔桩示例 四、桩及桩基础的构造要求 (1)摩擦型桩的中心距不宜小于桩身直径的 3 倍(见表 8-1)；扩底灌注桩的中 心距不宜小于扩底直径的 1.5 倍(见表 8-2)。当扩底直径大于 2m 时，桩端净距不 宜小于 1m。在确定桩距时尚应考虑施工工艺中挤土等效应对邻近桩的影响。 桩的最小中心距 表 8-1 注：d—桩身设计直径。 灌注桩扩底端最小中心距 表 8-2
成桩方法 最小中心距 钻,挖孔注桩 1.5D或D+1m(当D>2m时) 沉管夯扩藻注桩 2.0D 注:D一扩大端设计直径 (2)扩底灌注桩的扩底直径,不应大于桩身直径的3倍。 (3)桩底进人持力层的深度,根据地质条件、荷载及施工工艺确定,宜为桩 身直径的1~3倍。在确定桩底进人持力层深度时,尚应考虑特殊土、岩溶以及 振陷液化等影响。嵌岩灌注桩周边嵌入完整和较完整的未风华、微风化、中风化 硬质岩体的最小深度,不宜小于0.5m (4)布置桩位时宜使极基承载力合力点与竖向荷载标准组合合力作用点重 合 (5)预制桩的混凝土强度等级不应低于C30;灌注桩不应低于C20;预应力桩 不应低C40。 (6)桩的主筋应经计算确定。打入式预制桩的最小配筋率不宜小于0.8%;静 压预制桩的最小配筋率不宜小于0.6%;灌注桩的最小配筋率不宜小于0.2% 0.65%(小直径桩取大值) (7)配筋长度 1)受水平荷载和弯矩较大的桩,配筋长度应通过计算确定。 2)柱基承台下存在淤泥、淤泥质土或液化土层时,配筋长度应穿过淤泥、淤 泥质土或液化土层。 3)坡地岸边的桩、8度及8度以上的地震区的桩、抗拔校、嵌岩端承桩应通 长配筋 4)桩径大于600mm的钻孔灌注桩,构造钢筋的长度不宜小于桩长的2/3。 (8)桩顶嵌入承台内的长度不宜小于50mm。主筋伸入承台内的锚固长度不 宜小于钢筋直径的30倍(HPB235级)和钢筋直径的35(HRB35级、HB400级) 倍。对于大直径灌注桩,当采用一柱一桩时,可设置承台或将桩和柱直接连接。 柱纵筋插入桩身的长度应满足锚固长度的要求 (9)承台及地下室周围的回填中,应满足填土密实性的要求。 第二节桩的承载力 单桩竖向承载力 桩的承载力是设计桩基础的关键。单桩竖向承载力的确定,取决于两个力面 取决于桩本身的材料强度;二取决于地基土承能力。因此,设计时必须兼顾。 外荷载作用下,桩基础破坏大致可分为两类:①桩的自身材料强度不足,发生桩 身被压碎而丧失承载力的破坏:②地基土对桩支承能力不足而引起的破坏。因此, 桩的承载力设计时应取两者小值 单桩竖向承载力特征值的确定有静载荷试验、静力触探、规范公式以及动态 测试技术等。 我国确定桩的承载力的方法有两种,《建筑地基基础设计规范》:建筑桩基技 术规范。桩的承载力包括单桩竖向承载力、群桩竖向承载力和水平力等 (1)单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定。试验采用同规
注：D—扩大端设计直径。 (2)扩底灌注桩的扩底直径，不应大于桩身直径的 3 倍。 (3)桩底进人持力层的深度，根据地质条件、荷载及施工工艺确定，宜为桩 身直径的 1～3 倍。在确定桩底进人持力层深度时，尚应考虑特殊土、岩溶以及 振陷液化等影响。嵌岩灌注桩周边嵌入完整和较完整的未风华、微风化、中风化 硬质岩体的最小深度，不宜小于 0.5m。 (4)布置桩位时宜使极基承载力合力点与竖向荷载标准组合合力作用点重 合。 (5)预制桩的混凝土强度等级不应低于 C30；灌注桩不应低于 C20；预应力桩 不应低 C40。 (6)桩的主筋应经计算确定。打入式预制桩的最小配筋率不宜小于 0.8%；静 压预制桩的最小配筋率不宜小于 0.6%；灌注桩的最小配筋率不宜小于 0.2%～ 0.65%（小直径桩取大值）； (7)配筋长度： 1)受水平荷载和弯矩较大的桩，配筋长度应通过计算确定。 2)桩基承台下存在淤泥、淤泥质土或液化土层时，配筋长度应穿过淤泥、淤 泥质土或液化土层。 3)坡地岸边的桩、8 度及 8 度以上的地震区的桩、抗拔校、嵌岩端承桩应通 长配筋。 4)桩径大于 600mm 的钻孔灌注桩，构造钢筋的长度不宜小于桩长的 2/3。 (8)桩顶嵌入承台内的长度不宜小于 50mm 。主筋伸入承台内的锚固长度不 宜小于钢筋直径的 30 倍(HPB235 级)和钢筋直径的 35(HRB335 级、HRB400 级) 倍。对于大直径灌注桩，当采用一柱一桩时，可设置承台或将桩和柱直接连接。 柱纵筋插入桩身的长度应满足锚固长度的要求。 (9)承台及地下室周围的回填中，应满足填土密实性的要求。 第二节 桩的承载力 一、单桩竖向承载力 桩的承载力是设计桩基础的关键。单桩竖向承载力的确定，取决于两个力面： 一取决于桩本身的材料强度；二取决于地基土承能力。因此，设计时必须兼顾。 外荷载作用下，桩基础破坏大致可分为两类：①桩的自身材料强度不足，发生桩 身被压碎而丧失承载力的破坏；②地基土对桩支承能力不足而引起的破坏。因此， 桩的承载力设计时应取两者小值。 单桩竖向承载力特征值的确定有静载荷试验、静力触探、规范公式以及动态 测试技术等。 我国确定桩的承载力的方法有两种，《建筑地基基础设计规范》；建筑桩基技 术规范。桩的承载力包括单桩竖向承载力、群桩竖向承载力和水平力等。 (1)单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定。试验采用同规
格尺寸的桩进行,竖向静载荷试验直到破坏。单桩竖向极限承载力作为设计依据 也是确定单桩竖向承载力最可靠方法。进行在同一条件下的试桩数量,不宜少于 总桩数的1%,且不应少于3根。 当桩端持力层为密实砂卵石或其他承载力类似的土层时,对单桩承载力很高 的大直径端承型桩,可采用深层平板载荷试验确定桩端土的承载力特征值 2)地基基础设计等级为丙级的建筑物,可采用静力触探及标贯试验参数确 定承载力特征值 (3)初步设计时,单桩竖向承载力特征值可按公式估算。 ()静载试验法 1试验目的 在建筑工程现场实际工程地质条件下用与设计采用的工程桩规格尺寸完全 相同的试桩,进行静载荷试验,直至加载破坏,确定单桩竖向极限承载力,并进 步计算出单桩竖向承载力特征值。 2试验准备 (1)在工地选择有代表性的桩位,将与设计工程桩完全相同截面与长度的试 桩,沉至设计标高。 (2)根据工程的规模、试桩的尺寸、地质情况、设计采用的单桩竖向承载力 及经费情况确定加载装置。根据工程规模、桩尺寸、地质条件设计承载力及经费, 全面考虑确定。 (3)筹备荷载与沉降的量测仪表 (4)从成桩到试桩需间歇的时间。在桩身强度达到设计要求的前提下,对于 砂类土不应少于10d;对于粉土和一般性黏土不应少于15d;对于淤泥或淤泥质 土中的桩,不应少于25d。用以消散沉桩时产生的孔隙水压力和触变等影响,才 能反映真实的桩的端承力与桩侧摩擦力的大小。 3试验加载装置 般采用油压千斤顶加载,千斤顶反力装置常用下列形式 (1)锚桩横梁反力装置,见图8-7a)。试桩与两端锚桩的中心距不小于桩径, 如果采用工程桩作为锚桩时,锚桩数量不得少于4根,并应检测试验过程中锚桩 的上拔量。 (2)压重平台反力装置,见图8-7(b)。压重平台支墩边到试桩的净距不应小于 3倍桩径、并大于1.5m。压重量不得少于预计试桩荷载的12倍。压重在试验开 始加上,均匀稳定放置。 压重 小梁 千斤顶 百分表 支墩 百分表 试验桩 猫桩 试验桩
格尺寸的桩进行，竖向静载荷试验直到破坏。单桩竖向极限承载力作为设计依据。 也是确定单桩竖向承载力最可靠方法。进行在同一条件下的试桩数量，不宜少于 总桩数的 1%，且不应少于 3 根。 当桩端持力层为密实砂卵石或其他承载力类似的土层时，对单桩承载力很高 的大直径端承型桩，可采用深层平板载荷试验确定桩端土的承载力特征值。 (2)地基基础设计等级为丙级的建筑物，可采用静力触探及标贯试验参数确 定承载力特征值。 (3)初步设计时，单桩竖向承载力特征值可按公式估算。 (一)静载试验法 1.试验目的 在建筑工程现场实际工程地质条件下用与设计采用的工程桩规格尺寸完全 相同的试桩，进行静载荷试验，直至加载破坏，确定单桩竖向极限承载力，并进 一步计算出单桩竖向承载力特征值。 2.试验准备 (1)在工地选择有代表性的桩位，将与设计工程桩完全相同截面与长度的试 桩，沉至设计标高。 (2)根据工程的规模、试桩的尺寸、地质情况、设计采用的单桩竖向承载力 及经费情况确定加载装置。根据工程规模、桩尺寸、地质条件设计承载力及经费， 全面考虑确定。 (3)筹备荷载与沉降的量测仪表。 (4)从成桩到试桩需间歇的时间。在桩身强度达到设计要求的前提下，对于 砂类土不应少于 10d；对于粉土和一般性黏土不应少于 15d；对于淤泥或淤泥质 土中的桩，不应少于 25d。用以消散沉桩时产生的孔隙水压力和触变等影响，才 能反映真实的桩的端承力与桩侧摩擦力的大小。 3.试验加载装置 一般采用油压千斤顶加载，千斤顶反力装置常用下列形式： (1)锚桩横梁反力装置，见图 8-7(a)。试桩与两端锚桩的中心距不小于桩径， 如果采用工程桩作为锚桩时，锚桩数量不得少于 4 根，并应检测试验过程中锚桩 的上拔量。 (2)压重平台反力装置，见图 8-7(b)。压重平台支墩边到试桩的净距不应小于 3 倍桩径、并大于 1.5m。压重量不得少于预计试桩荷载的 1.2 倍。压重在试验开 始加上，均匀稳定放置