桩的类型及施工工艺.doc

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桩的类型及施工工艺浅谈

摘要：

桩基础是通过承台把若干根桩的顶部连接成整体，共同承受动静荷载的一种深基础。

而桩是是设置于土中的竖直或倾斜的基础构件。

随着桩基施工技术的不断发展，桩型的种类日益增多，工艺日趋成熟，对于某一个工程，往往并非只有某一种桩型可以选用。

本文从桩的材料、构造形式、功用和施工技术等不同的角度对桩进行分类和介绍，了解各种桩的结构、性质和适用条件以及不同桩的施工方法，对基桩有一个全面的认识。

Abstract:

pilecapbythenumberofpilesconnectedatthetopoftheoverall,staticloadtobearadeepfoundation.Thepileislocatedinthesoilintheverticalorinclinedbuildingblocks.WiththecontinuousdevelopmentofPileFoundationConstruction,increasingthetypesofpiles,processmaturityforaparticularproject,oftennotonlythechoiceofaparticularpile.Fromthepileofmaterial,structuralform,functionandconstructiontechnologyandotherperspectivesontheclassificationandpresentationofpiles,pileaboutavarietyofstructures,propertiesandapplicationconditionsandthedifferentpilesofconstructionmethods,pileacomprehensiveunderstanding.

关键字：

桩基础分类施工特点

Keywords:

PileFoundationConstructionFeaturesCategory

引言

桩基础是一种常用的基础形式，是深基础的一种，深基础主要有桩基础、沉井基、墩基础和地下连续墙等几种类型。

其中桩基础应用最为广泛。

我国在桩基础应用方面有着悠久的历史，七八千年前的新石器时代。

人们就在湖上和沼泽地里打下木桩，在上面筑平台建所谓“湖上住所”以防止敌人和猛兽袭击。

自人工挖孔桩一百年前在美国问世以来，灌注桩基础得到了极大的发展，出现很多新型桩。

随着生产水平和科学技术的发展，桩的种类和桩基的形式、施工工艺和设备以及桩基础设计理论和方法，都有了极大的发展和变化。

文章通过查阅一些参考文献，对桩基进行了详细分类，并介绍了其施工方法。

一、按桩体材料分类

根据桩的材料，可分为木桩、混凝土桩（包括钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土）、钢桩和组合桩。

1、木桩

天然原木是最早被用作桩的材料，也有经过加工后的方形等截面木桩。

常用松木、杉木做成。

单根木桩的长度一般最多为十多米，不利于接长，木桩经常会因为环境的原因而受到很大的限制，只能在具体工程中因地制宜的采用。

2.混凝土桩

混凝土桩是当前工程中大量应用的一类桩型。

它又可以分为预制混凝土桩和现场灌制混凝土桩两大类。

预制混凝土桩多为钢筋混凝土桩，可以在工厂集中生产，也可以在场地附近预制。

桩断面多为方形或圆形，单节长度十余米。

在预制过程中可以对钢筋及混凝土土体施加预应力，使用桩体在抗弯、抗拉以及抗裂等方面性能有很大的优越形成所谓的预应力钢筋混凝土桩。

桩基要求用长柱时，可将单节桩连接成所需的桩长。

现场灌注混凝土桩可以根据桩体的受力特征，放置不同深度的钢筋笼，直径可以根据设计要求确定。

3.钢桩

早期使用的是铸铁板桩，现使用的钢桩主要为型钢和钢管两大类。

型钢有各种形式的板桩，可以用作临时支挡结构或者永久性的码头工程；H型和I型钢则也用作支撑桩。

钢管桩由各种直径和厚壁的无缝钢管制成。

钢桩的桩身抗压强度高、抗弯强度也很大，其贯入性能好，能够穿越相当厚度的硬质土层，提供较高的竖向承载力；另外，钢柱的施工比较方便，易于连接，质量稳定，施工速度比较快。

钢桩应用的最大困难是造价比较昂贵，目前只有在一些重点工程中使用。

钢桩的应用还存在环境的腐蚀等问题，在设计和施工中要予以特别的关注。

4.组合桩

组合桩是指一根桩用两种材料组成，整个桩长分段采用木材、钢材或混凝土材料，或截面为组合材料，如钢管类浇灌混凝土，较早采用的是水下桩基，泥面以下用木桩而水中部分用混凝土桩。

组合桩常用于特殊地质条件以及施工技术条件下。

二.按功用分类

桩在基础工程中，可能主要承受轴向垂直荷载，或主要承受横向水平荷载，或两种荷载兼而有之。

在高耸的塔形建筑物和水中的高桩承台基础中，桩还要承受风、海浪冲刷所引起的往复拉压荷载，因此，桩基础按其功用可分为承压桩、抗拔桩、横向受荷桩等类型。

承压桩

一般工业民用建筑的桩基，在正常工作条件下，主要承受的就是上部结构传来的垂直荷载。

承桩进一步从桩的荷载传递机理又可分为：

（1）.摩擦型桩

摩擦桩：

在极限承载力作用下，外部荷载由桩身侧阻力承受，一般不考虑桩身部分承受的荷载。

端承摩擦桩：

在极限承载力作用下，外部荷载主要由桩身侧阻力承受，桩端阻力分担荷载的比例与桩径，桩长，土层厚度以及持力层厚度有关。

（2）.端承型桩

端承型桩是指在竖向荷载作用下，桩顶荷载全部或主要由桩端阻力承受，桩侧阻力相对桩端阻力而言较小，或可忽略不计的桩。

根据桩端阻力发挥的程度和分担荷载的比例，又可分为摩擦端承桩和端承桩两类。

桩端进入中密以上沙土，碎石类土或中，微化岩层，桩顶级限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，而主要由桩端阻力承受，称其为摩擦端承桩。

当桩的l/d较小（一般小于10），桩身穿越软弱土层，桩端设置在密实沙层，碎石类土层中，微风化岩层中，桩顶荷载绝大部分由桩端阻力承受，桩侧阻力很小可以忽略不计时，称其为端承桩。

对于钻（冲）孔灌注桩，桩侧与桩端荷载分担比还与孔底层渣有关，一般为摩擦型桩。

三．按施工工艺分类

桩按施工方法主要可以分为预制桩和灌注桩两大类。

1、预制桩

预制桩可以用混凝土，钢材或者木材在工地现场或者工厂制作，然后通过锤击，震动，打入，静压或旋入等方式将桩体就位。

预制桩除了木桩，钢桩外，目前大量使用的是刚筋混凝土桩。

预制桩的长度比较灵活，可以分段制作然后在打桩过程中接桩，预制桩的断面形状也比较多样，但方行和圆形比较多见。

（1）.预制钢筋混凝土桩

.预制钢筋混凝土桩最常用的时实心方桩，该桩质量可靠，制作方便，沉桩快捷，是近年来应用最普遍的一种桩。

分节制作的桩应保证桩头的质量，满足桩身承受轴力，弯矩和剪力的要求。

接桩的方法有：

钢板角钢焊接，法兰盘螺旋和硫磺胶泥锚固等。

当采用静压法沉桩时，常用空心方桩；亦有在软土层中采用三角形断面，以节省材料，增加侧面积和摩擦阻力。

（2）.预应力钢筋混凝土桩

预应力钢筋混凝土桩是预先将钢筋混土桩的部分或全部主筋作为预应力拉张，对桩身混凝土施加预应力，以提高桩的抗冲击能力与抗弯能力。

预应力钢筋混凝土桩与普通钢筋混凝土桩比较，其强度重量比大，含钢率低，耐冲击、耐久性和抗腐蚀能力高，以及穿透能力强，因此特别适合于用作超长桩和需要穿越夹沙层的情况，所以是高层建筑的理想桩型之一，但制作工艺要求复杂。

（3）.钢桩

钢桩有两种：

钢管桩和H型桩。

钢管桩由钢板卷焊而成，具有抗冲击疲劳性能好、贯入能力强、抗弯曲的刚度大、单桩承载力高、质量可靠、便于运输、沉桩速度快以及挤土影响小等优点；但它抗腐蚀能力较差，必须做表面防腐处理，且价格昂贵。

因此，在我国只在必须穿越沙层或其他桩型无法施工和质量难以保证，或必须控制挤土影响，或工期紧迫等情况下及重要工程才选用。

H型钢桩系一次轧制成型，与钢管相比，其挤土效应更小，割焊与沉桩更便捷、穿透性能更强。

H型钢不足之处是侧向刚度较弱，打桩时桩身易向刚度较弱的一侧倾斜，甚至产生施工弯曲。

在这种情况下，采用钢筋混凝土或预应力混凝土桩身加H型钢桩尖的组合桩则是一种性能优越的桩型。

2、灌注桩的种类

灌注桩系指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土、或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。

依照成孔方法不同，灌注桩分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几大类。

（1）.钻（冲）孔灌注桩

钻孔灌注桩（简称钻孔桩）与冲孔灌注桩（简称冲孔桩）是指在地面用机械方法取土成孔的灌注桩，其施工顺序主要分为三大步：

成孔、沉放钢筋笼、导管法浇灌水下混凝土成桩。

水下钻孔桩成孔过程，通常具有一定重度和粘度的泥浆进行护壁，泥浆不断循环，同时完成携土和运土的任务。

两者区别仅在于前者以旋转钻机成孔，后者以冲击钻孔成孔。

这种成孔工艺可穿过任何类型的地层，桩长可达100m，桩端不仅可进入微风化基岩而且可扩底。

施工过程无挤土、无（少）振动、无（低）噪音，环境影响小，在城市建设中获得了越来越广泛的运用。

（2）.人工挖孔灌注桩

人工挖孔灌注桩简称挖孔桩，是先用人力挖土形成桩孔，并在向下掘进的同时，将孔壁衬砌以保证施工安全，在清理完孔底之后，浇灌混凝土。

这种方法可以形成大尺寸的桩，满足可高层建筑对大直径桩的迫切需求，对周围环境也没有影响、

护壁可有多种形式，最早用木板钢环梁或套筒式金属壳等，现在多用混泥土现浇，整体性和防渗性更好，构造形式灵活多变，并可做成扩底。

当地下水位很低，控壁稳固时，亦可无护壁挖土。

由于人工在挖土时的安全问题，挖孔桩挖深有限，最忌在含水沙层中开挖，主要适用于场地土层条件较好，在地表下不深的位置有硬持力层，而且上部覆土透水性较低或地下水位较低的条件。

他可做成嵌岩端承桩，直身桩或扩底桩，实心桩或空心桩。

挖孔桩因为直径较大，相应的桩长较小，也称作为墩。

（3）.沉管灌注桩和夯扩灌注桩

沉管灌注桩又称套管成孔灌注桩，这类灌注桩是采用振动沉管打桩机或锤击沉管打桩机，将带有活瓣式桩尖或锥形封口桩尖。

或预制钢筋混凝土桩尖的钢管沉入土中，然后边灌注混凝土、边振动或边锤击、边拔出钢管而形成灌注桩。

该方法具有施工方便、快捷，造价低的优点，是国内目前采用的较为广泛的一种灌注桩。

沉管灌注桩是最早出现的现场灌注桩，其实供程序一般包括四个步骤：

沉管、放笼、灌注、拔管。

沉管灌注桩的优点是在钢管内无水环境中沉放钢筋笼并浇灌混泥土，从而为桩身混泥土的质量提供了保障。

夯扩灌注桩是在锤击陈管灌注桩的机械设备与施工方法的基础上加以改进，增加一根内夯管，按照一定的施工工艺，采用夯阔的方式将桩基现浇混泥土扩大成大头形的一种桩型，通过扩大桩端面积和挤密地基土，使桩端土的承载力有较大幅度的提高，同时桩身混泥土在柴油锤和内夯管的压力作用下成型，避免了“缩颈”现象，使桩身质量得以保证。

小结：

现在，随着科技的不断发展，出现了越来越多的新型的桩，具有更优良的特点和性能，新型桩的发展日新月异，作为二十一世纪的大学生，我们更应该熟悉各种桩的类型和特性，及时了解新型桩的信息，跟上时代的步伐，为以后进入社会和工地施工打下坚实的基础。

参考文献：

[1]叶志明主编土木工程概论[M]高等教育出版社,2009.

[2]郑刚.基础工程[M].北京：

中国建材工业出版社，2000.

[3]赵鸿佐，胡鹤钧.中国土木建筑百科辞典[M].北京：

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[4]阎西康.土木工程施工[M].北京：

中国建材工业出版社

[5]中国土木工程指南编写组.中国土木工程指南[M].北京：

科学出版社，1993.

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