桩基础发展现状与趋势

1向中富向中富2 基础？基础？工程结构物地面以下的部分结构构件，用来将上部结构荷载传给地基，是房屋、桥梁、工程结构物地面以下的部分结构构件，用来将上部结构荷载传给地基，是房屋、桥梁、码头及其他构筑物的重要组成部分。因此地基必须坚固、稳定而可靠。码头及其他构筑物的重要组成部分。因此地基必须坚固、稳定而可靠。基础主要形式：基础主要形式： 扩大基础扩大基础 桩基础桩基础 沉井基础沉井基础 地下连续墙基础地下连续墙基础 。3 桩基础？桩基础？ 桩基础由基桩和联接于桩顶的承台共同组成。桩基础由基桩和联接于桩顶的承台共同组成。 桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触低承台桩基；低承台桩基； 桩身上部露出地面，承台底位于地面以上桩身上部露出地面，承台底位于地面以上高承台桩基。高承台桩基。 建筑桩基通常为低承台桩基础。建筑桩基通常为低承台桩基础。 桥梁桩基础采应用高承台桩基较多桥梁桩基础采应用高承台桩基较多（因在水中修筑桥墩）（因在水中修筑桥墩）。4 桩基础？桩基础？桥梁中心线桩 底承 台 底承 台 顶塔 座 顶5 桩基础？桩基础？B23457113800138008650138003300013800132506 桩基础发展简况桩基础发展简况桩基早在桩基早在7000700080008000年前的新石器时代就已出现，最初是防止猛兽侵犯而在湖泊和沼泽地里年前的新石器时代就已出现，最初是防止猛兽侵犯而在湖泊和沼泽地里栽木桩筑平台来修建居住点。栽木桩筑平台来修建居住点。在中国，最早的桩基在浙江省河姆渡原始社会居住的遗址中发现。宋代桩基技术已经比较成在中国，最早的桩基在浙江省河姆渡原始社会居住的遗址中发现。宋代桩基技术已经比较成熟，明、清桩基技术更趋完善。熟，明、清桩基技术更趋完善。桩基是一种古老的基础型式，经几千年发展，无论是桩基材料和桩类型，还是施工方法都有桩基是一种古老的基础型式，经几千年发展，无论是桩基材料和桩类型，还是施工方法都有了巨大的发展，已成建筑、桥梁等主要的基础形式。了巨大的发展，已成建筑、桥梁等主要的基础形式。 经历次大地震考验证明，桩基是地质不良地基、基岩埋深过大地基、地震液化地基、结构嵌经历次大地震考验证明，桩基是地质不良地基、基岩埋深过大地基、地震液化地基、结构嵌固等需要的最有效基础形式固等需要的最有效基础形式。 7 桩基础的特点桩基础的特点 桩支承于坚硬的（基岩、密实的卵砾石层）或较硬的（硬塑粘性土、中密砂等）持力桩支承于坚硬的（基岩、密实的卵砾石层）或较硬的（硬塑粘性土、中密砂等）持力层，层，具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力，足以承担高层建筑、桥梁的全部竖向荷，足以承担高层建筑、桥梁的全部竖向荷载（包括偏心荷载）。载（包括偏心荷载）。 桩基桩基具有很大的竖向单桩刚度（端承桩）或群刚度（摩擦桩），具有很大的竖向单桩刚度（端承桩）或群刚度（摩擦桩），在自重或相邻荷载影在自重或相邻荷载影响下，可通过控制不均匀沉降，可实现建筑物、桥梁的倾斜控制要求。响下，可通过控制不均匀沉降，可实现建筑物、桥梁的倾斜控制要求。8 桩基础的特点桩基础的特点 借助巨大的单桩侧向刚度（大直径桩）或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力，借助巨大的单桩侧向刚度（大直径桩）或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力，抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载，抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载，保证高层建筑、桥梁的抗倾覆稳定性。保证高层建筑、桥梁的抗倾覆稳定性。 桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地震造成浅部土层液桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下，桩基借助深部稳固土层，化与震陷的情况下，桩基借助深部稳固土层，具有足够的抗压与抗拔承载力具有足够的抗压与抗拔承载力，从而确保，从而确保高层建筑、桥梁的稳定，且不产生过大的沉陷与倾斜。高层建筑、桥梁的稳定，且不产生过大的沉陷与倾斜。9摩擦桩：摩擦桩：利用地层与基桩间的摩擦力来承载的桩基础。可分为压利用地层与基桩间的摩擦力来承载的桩基础。可分为压 力桩及拉力桩，主要用于持力层（岩层）较深的地基。力桩及拉力桩，主要用于持力层（岩层）较深的地基。 端承桩（柱桩）：端承桩（柱桩）：基桩置于持力层（岩层）上的桩基础。主要用基桩置于持力层（岩层）上的桩基础。主要用 于持力层（岩层）较浅的地基。于持力层（岩层）较浅的地基。 摩擦端承桩（柱桩）：摩擦端承桩（柱桩）：基桩置于持力层（岩层）上，并考虑地层基桩置于持力层（岩层）上，并考虑地层 与基桩间的摩擦力的桩基础。与基桩间的摩擦力的桩基础。桩基础分类桩基础分类按荷载传递机理按荷载传递机理10桩基础分类桩基础分类按荷载传递机理按荷载传递机理按材料分按材料分按制作方法分按制作方法分按施工方法分按施工方法分钢筋混凝土桩钢筋混凝土桩预应力混凝土桩预应力混凝土桩钢桩钢桩组合材料组合材料预制桩预制桩现场灌筑桩现场灌筑桩沉入桩沉入桩就地灌筑桩就地灌筑桩锤击沉桩锤击沉桩射水沉桩射水沉桩振动沉桩振动沉桩静力沉桩静力沉桩沉管灌筑桩沉管灌筑桩钻孔灌筑桩钻孔灌筑桩挖孔灌筑桩挖孔灌筑桩按挤土条件分按挤土条件分挤土桩挤土桩非挤土桩非挤土桩部分挤土桩桩端压力注浆桩等部分挤土桩桩端压力注浆桩等11 上海金茂大厦 重庆嘉陵帆影 12 杭州湾跨海大桥钢管桩的最大直径1.6米，单桩最大长度89米，最大重量74吨，开创了国内外大直径超长整桩螺旋桥梁钢管桩之最。 13 苏通大桥主墩基础由131根长约120米、直径2.5米至2.8米的群桩组成，承台长114米、宽48米，面积有一个足球场大，是在40米水深以下厚达300米的软土地基上建起来的，是世界上规模最大、入土最深的群桩基础。 14建筑物、桥梁的特征：建筑物、桥梁的特征：结构类型、荷载性质、桩的使用功能、结构类型、荷载性质、桩的使用功能、 建筑物的安全等级等；建筑物的安全等级等；地形、工程地质条件：地形、工程地质条件：穿越土层、桩端持力层岩土特性；穿越土层、桩端持力层岩土特性；水文地质条件：水文地质条件：地下水类别、地下水类别、 地下水位、施工水位；地下水位、施工水位；施工设备、施工设备、 施工环境；施工环境；安全、质量；安全、质量；造价、工期。造价、工期。桩基础形式选择一般原则桩基础形式选择一般原则15沉入桩基础沉入桩基础 沉入方法：沉入方法： 锤击沉桩锤击沉桩 射水沉桩射水沉桩 振动沉桩振动沉桩 静力沉桩静力沉桩 等。等。 将各种预制桩（钢筋混凝土或预应力混凝土实心桩或管桩，也有钢桩或木桩）以不同的沉入方式沉至地基内达到所需要的深度。 16沉入桩基础沉入桩基础沉桩方法沉桩方法适用土类（参考）适用土类（参考）锤击沉桩法锤击沉桩法一般适用于松散、中密砂土、粘性土。桩锤有坠锤、一般适用于松散、中密砂土、粘性土。桩锤有坠锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油汽锤、液压锤等。可根据单动汽锤、双动汽锤、柴油汽锤、液压锤等。可根据土质情况选用性能适用的桩锤土质情况选用性能适用的桩锤 振动沉桩法振动沉桩法一般适用于砂土、硬塑及软塑的粘性圭和中密及较松一般适用于砂土、硬塑及软塑的粘性圭和中密及较松的碎石土的碎石土射水沉桩法射水沉桩法在密实砂土、碎石土的土层中，用锤击法或振动法沉在密实砂土、碎石土的土层中，用锤击法或振动法沉桩有困难时，可用射水法配合进行桩有困难时，可用射水法配合进行静力压桩法静力压桩法在标准贯入度在标准贯入度V20V20的软粘性土中，可用特制的液压或的软粘性土中，可用特制的液压或机力千斤顶或卷扬机设备等沉入各种类型桩机力千斤顶或卷扬机设备等沉入各种类型桩钻孔埋置桩钻孔埋置桩按照本章所述方法钻孔，然后将预制的钢筋混凝土圆按照本章所述方法钻孔，然后将预制的钢筋混凝土圆形有底空心桩埋入，并在桩周压注水泥砂浆固结而形有底空心桩埋入，并在桩周压注水泥砂浆固结而成，租用于粘性土、砂土、碎石土中埋置的大直径圆成，租用于粘性土、砂土、碎石土中埋置的大直径圆形空心桩形空心桩17沉入桩基础沉入桩基础 接桩方法接桩方法： 法兰盘连接；法兰盘连接； 钢板连接；钢板连接； 硫磺胶泥连接硫磺胶泥连接 等等 。18沉入桩基础沉入桩基础2022-4-618桩机就位吊桩打桩接桩送桩截桩19钻孔灌注桩基础钻孔灌注桩基础2022-4-619 采用不同的钻（挖）孔方法，在土中形成一定直径的采用不同的钻（挖）孔方法，在土中形成一定直径的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架（笼）吊入井孔中，井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架（笼）吊入井孔中，灌注混凝土形成为桩基础。灌注混凝土形成为桩基础。 根据成孔方法的不同可以分为干作业成孔、泥浆护壁成孔、套管成孔、人工挖孔等。 灌注桩与预制桩相比由于避免了锤击应力，桩的混凝土强度及配筋只要满足使灌注桩与预制桩相比由于避免了锤击应力，桩的混凝土强度及配筋只要满足使用要求就可以，因而具有用要求就可以，因而具有节省钢材、降低造价、无需接桩及截桩节省钢材、降低造价、无需接桩及截桩等优点。等优点。20钻孔灌注桩基础钻孔灌注桩基础2022-4-620序序 号号项项 目目沉沉 入入 桩桩钻钻 孔孔 灌灌 注注 桩桩1截面尺寸截面尺寸 截面尺寸较小。一般方桩或贺桩，其边或直径均小于截面尺寸较小。一般方桩或贺桩，其边或直径均小于60cm600cm的反循环钻机的反循环钻机2桩入土深桩入土深 采用射水配合沉桩，一般不超过采用射水配合沉桩，一般不超过30m 一般可喧一般可喧50cm，北镇黄河大桥有直径，北镇黄河大桥有直径1.5m长长100m的成功施工经验的成功施工经验3桩的承载力桩的承载力 由于桩径和桩长较小，一根桩的承载力较钻孔桩小，故一个墩台需用的桩数较多由于桩径和桩长较小，一根桩的承载力较钻孔桩小，故一个墩台需用的桩数较多 一根桩的承载力较沉入桩大，故一个墩台需用的桩数较少，有些桥墩只有一根桩的承载力较沉入桩大，故一个墩台需用的桩数较少，有些桥墩只有24根的孔桩根的孔桩4施工进度施工进度 按一根桩高，一般沉入桩较快。按一个墩台的桩基础计，沉入桩较慢按一根桩高，一般沉入桩较快。按一个墩台的桩基础计，沉入桩较慢 按一根桩计，钻孔桩较慢。按一个墩台的桩基础计，按一根桩计，钻孔桩较慢。按一个墩台的桩基础计，1占孔灌注桩较快占孔灌注桩较快5需用钢筋数量需用钢筋数量 由于预制桩在吊桩时要考虑跺装产生的吊装应力，沉桩时要考虑拉应力，矿需用钢筋由于预制桩在吊桩时要考虑跺装产生的吊装应力，沉桩时要考虑拉应力，矿需用钢筋数量较多数量较多 不考虑左置之度外情况的拉应力，长桩的下部有时可不设钢筋，矿需用钢筋数不考虑左置之度外情况的拉应力，长桩的下部有时可不设钢筋，矿需用钢筋数量较少量较少6对周围环境影响对周围环境影响 除静力压桩外，锤击的振动沉入的噪声和振动波影响附近环境和建筑物安全除静力压桩外，锤击的振动沉入的噪声和振动波影响附近环境和建筑物安全 噪声和振动波很小，对周围环境影响不大噪声和振动波很小，对周围环境影响不大7接桩问题接桩问题 由于桩架高度控制，一般桩长超过由于桩架高度控制，一般桩长超过20m的需接桩的需接桩 一般无需接桩一般无需接桩8沉桩或钻孔设置沉桩或钻孔设置 一般沉入桩桩架和沉桩设备较钻孔桩钻架和钻孔设备高大、笨重一般沉入桩桩架和沉桩设备较钻孔桩钻架和钻孔设备高大、笨重 一般钻孔钻、钻架和设备较矮小、轻便一般钻孔钻、钻架和设备较矮小、轻便9施工场地施工场地 就地预制桩时，需较大的制桩、堆桩场地和制桩用水泥、钢筋和砂石料场地，但沉桩就地预制桩时，需较大的制桩、堆桩场地和制桩用水泥、钢筋和砂石料场地，但沉桩时，战胜场地不大时，战胜场地不大 采用正、反循环回转钻孔需设置泥浆沉淀循环池，占地较大，其它钻孔工艺占采用正、反循环回转钻孔需设置泥浆沉淀循环池，占地较大，其它钻孔工艺占地不大。灌注混凝土时，需水泥、钢筋砂石料场地地不大。灌注混凝土时，需水泥、钢筋砂石料场地10用水情况用水情况 用射水配合沉桩时，用水量较大，否则用水量很少用射水配合沉桩时，用水量较大，否则用水量很少 用正、反循环回转钻孔进用水量较多，用其它工艺钻孔，只清孔进用水量较多。用正、反循环回转钻孔进用水量较多，用其它工艺钻孔，只清孔进用水量较多。总的说钻孔桩用水较多总的说钻孔桩用水较多11适应的土层适应的土层 对细粒土均可适应，但对较大的卵漂石层不能采用沉入桩对细粒土均可适应，但对较大的卵漂石层不能采用沉入桩 各种土层均适应，对狼漂石层可采用冲击锥工艺钻孔。遇到岩层时，正、反循各种土层均适应，对狼漂石层可采用冲击锥工艺钻孔。遇到岩层时，正、反循环采用牙轮钻头也可钻进环采用牙轮钻头也可钻进12施工中可能发生的质量问题施工中可能发生的质量问题桩尖遇到障碍下沉达不到设计标高桩尖遇到障碍下沉达不到设计标高桩身破裂桩身破裂钻孔进孔壁坍塌钻孔进孔壁坍塌灌注时如管理不善易发生各种质量问题详见后述灌注时如管理不善易发生各种质量问题详见后述21钻孔灌注桩基础钻孔灌注桩基础2022-4-621埋设护筒埋设护筒 制备泥浆制备泥浆 钻孔钻孔 清底清底 钢筋笼制作与吊装钢筋笼制作与吊装 灌注水下混凝土灌注水下混凝土 22钻孔灌注桩基础钻孔灌注桩基础2022-4-622正回转钻机成孔正回转钻机成孔反回转钻机成孔反回转钻机成孔潜水电钻法潜水电钻法 冲击钻成孔冲击钻成孔冲抓锥成孔冲抓锥成孔23钻孔灌注桩基础钻孔灌注桩基础2022-4-62324挖孔灌注桩基础挖孔灌注桩基础2022-4-624用用人工人工和适当的和适当的小型爆破小型爆破，配合简单机具挖掘成孔，灌，配合简单机具挖掘成孔，灌注混凝土（或钢筋混凝土）成桩，适用于注混凝土（或钢筋混凝土）成桩，适用于无地下水或少无地下水或少量地下水的土层和岩层量地下水的土层和岩层。 25桩基础新技术桩基础新技术旋挖钻斗钻成孔灌注桩旋挖钻斗钻成孔灌注桩2022-4-625 泥浆护壁法钻、冲孔灌注桩在地下水位高的软土地区虽然被较广泛地采用，但由于泥浆的使用造泥浆护壁法钻、冲孔灌注桩在地下水位高的软土地区虽然被较广泛地采用，但由于泥浆的使用造成施工现场不文明及泥浆排除成施工现场不文明及泥浆排除( (称为二次公害称为二次公害) )的困难。的困难。 旋挖钻斗钻成孔灌注桩旋挖钻斗钻成孔灌注桩( (即用旋挖钻机的钻斗钻头成孔而成的灌注桩即用旋挖钻机的钻斗钻头成孔而成的灌注桩) )，因其干取土作业加之所使，因其干取土作业加之所使用的稳定液可由专用的仓罐贮存，现场较为文明。用的稳定液可由专用的仓罐贮存，现场较为文明。 近近1010年来，青藏铁路、北京鸟巢工程及首都机场年来，青藏铁路、北京鸟巢工程及首都机场3 3号航站楼等均大量采用旋挖钻斗钻成孔灌注桩。号航站楼等均大量采用旋挖钻斗钻成孔灌注桩。 旋挖钻斗钻成孔法包括：全套管护壁钻进法和稳定液护壁的无套管钻进法。旋挖钻斗钻成孔法包括：全套管护壁钻进法和稳定液护壁的无套管钻进法。 26桩基础新技术桩基础新技术旋挖钻斗钻成孔灌注桩旋挖钻斗钻成孔灌注桩2022-4-626对孔下钻钻进提钻回转卸土对孔下钻钻进提钻回转卸土272022-4-627桩基础新技术桩基础新技术旋挖钻斗钻成孔灌注桩旋挖钻斗钻成孔灌注桩优点：优点： 振动小、噪声低。振动小、噪声低。 最适宜在粘性土中干作业钻成孔（此时不需要稳定液管理）。最适宜在粘性土中干作业钻成孔（此时不需要稳定液管理）。 钻机安装较简单，桩位对中容易。钻机安装较简单，桩位对中容易。 施工场地内移动方便。施工场地内移动方便。 钻进速度较快。钻进速度较快。 工程造价较。工程造价较。 工地边界到桩中心的距离较小。工地边界到桩中心的距离较小。 环境污染小。环境污染小。 成孔成桩质量高。成孔成桩质量高。282022-4-628桩基础新技术桩基础新技术旋挖钻斗钻成孔灌注桩旋挖钻斗钻成孔灌注桩缺点：缺点： 当卵石粒径超过当卵石粒径超过100 mm100 mm时，钻进困难。时，钻进困难。 稳定液管理不适当时，会产生坍孔。稳定液管理不适当时，会产生坍孔。 土层中有强承压水时，施工困难。土层中有强承压水时，施工困难。 废泥水处理困难。废泥水处理困难。 沉渣处理较困难，需用清渣钻斗。沉渣处理较困难，需用清渣钻斗。 因土层情况不同，孔径比钻头直径大因土层情况不同，孔径比钻头直径大7% 2 0 % 7% 2 0 % 。292022-4-629桩基础新技术桩基础新技术旋挖钻斗钻成孔灌注桩旋挖钻斗钻成孔灌注桩旋挖钻斗钻成孔灌注桩成孔直径多数为旋挖钻斗钻成孔灌注桩成孔直径多数为1-1.9m , 1-1.9m , 钻孔钻孔深度多数为深度多数为15 - 35 m 15 - 35 m 。成孔法适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、砂土层成孔法适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、砂土层以及短螺旋不易钻进的含有部分卵石、碎石的地层，如采以及短螺旋不易钻进的含有部分卵石、碎石的地层，如采用特殊措施，还可嵌入强风化岩层。嵌入中、微风化硬岩用特殊措施，还可嵌入强风化岩层。嵌入中、微风化硬岩层困难，工效低，钻头损耗大。层困难，工效低，钻头损耗大。302022-4-630桩基础新技术桩基础新技术全套管全套管沖沖抓取土灌注桩施工工法抓取土灌注桩施工工法 冲抓斗跟管钻进法全套管灌注桩即贝诺特灌注桩。自冲抓斗跟管钻进法全套管灌注桩即贝诺特灌注桩。自2020世纪世纪5050年代在法国问世年代在法国问世后，在欧美、日本及我国香港地区得到广泛应用与发展。后，在欧美、日本及我国香港地区得到广泛应用与发展。 该法利用摇动装置的摇动该法利用摇动装置的摇动( (或回转装置的回转或回转装置的回转) )使钢套管与土层间的摩擦阻力大使钢套管与土层间的摩擦阻力大大减少，边摇动大减少，边摇动( (或边回转或边回转) )边压入，同时利用冲抓斗挖掘取土，直至将套管下边压入，同时利用冲抓斗挖掘取土，直至将套管下到桩端持力层为止。到桩端持力层为止。312022-4-631桩基础新技术桩基础新技术全套管全套管沖沖抓取土灌注桩施工工法抓取土灌注桩施工工法322022-4-632桩基础新技术桩基础新技术全套管全套管沖沖抓取土灌注桩施工工法抓取土灌注桩施工工法332022-4-633桩基础新技术桩基础新技术全套管全套管沖沖抓取土灌注桩施工工法抓取土灌注桩施工工法全套管钻机是一种机械性能好，成孔深度大，全套管钻机是一种机械性能好，成孔深度大，成桩直径大的新型桩工机械，集取土、成孔、成桩直径大的新型桩工机械，集取土、成孔、护壁、吊放钢筋笼、灌注混凝土等作业工序于护壁、吊放钢筋笼、灌注混凝土等作业工序于一体，效率高，工序辅助费用低。一体，效率高，工序辅助费用低。配合各种类型抓斗，可在各种土层、强风化与配合各种类型抓斗，可在各种土层、强风化与中等风化岩层中施工；适用于直径为中等风化岩层中施工；适用于直径为0.8 m0.8 m、1.0 m1.0 m、1.2 m1.2 m和和1.5 m1.5 m及深度在及深度在45 m45 m以下的桩以下的桩孔施工；在厚度大于孔施工；在厚度大于5 m5 m的细砂层中施工时应的细砂层中施工时应采取措施。采取措施。342022-4-634桩基础新技术桩基础新技术钻孔扩底灌注桩钻孔扩底灌注桩钻孔扩底灌注桩是先将等直径钻孔方法形成的桩孔钻进到预定的深度，然后换上扩孔钻头，撑开钻孔扩底灌注桩是先将等直径钻孔方法形成的桩孔钻进到预定的深度，然后换上扩孔钻头，撑开钻头的扩孔刀刃使之旋转切削地层扩大孔底，成孔后放入钢筋笼，灌注混凝土形成扩底桩。钻头的扩孔刀刃使之旋转切削地层扩大孔底，成孔后放入钢筋笼，灌注混凝土形成扩底桩。钻扩桩与直孔桩相比，其极限荷载为相应直孔桩的钻扩桩与直孔桩相比，其极限荷载为相应直孔桩的1.71.77.07.0倍，单方极限荷载为相应直孔桩的倍，单方极限荷载为相应直孔桩的1.41.43.03.0倍。倍。352022-4-635桩基础新技术桩基础新技术三岔双向挤扩灌注桩三岔双向挤扩灌注桩 三岔双向挤扩灌注桩又称多节三岔挤扩灌注桩，简称三岔双向挤扩灌注桩又称多节三岔挤扩灌注桩，简称DXDX挤扩灌注桩或挤扩灌注桩或DXDX桩。桩。 DXDX挤扩灌注桩通过沿桩身不同部位设置的承力盘和承力岔，使等直径灌注桩成为挤扩灌注桩通过沿桩身不同部位设置的承力盘和承力岔，使等直径灌注桩成为变截面多支点的端承摩擦桩或摩擦端承桩，从而改变粧的受力机理，显著提高单变截面多支点的端承摩擦桩或摩擦端承桩，从而改变粧的受力机理，显著提高单桩承载力，既能提供较高的竖向抗压承载力，也能提供较高的竖向抗拔承载力。桩承载力，既能提供较高的竖向抗压承载力，也能提供较高的竖向抗拔承载力。362022-4-636桩基础新技术桩基础新技术三岔双向挤扩灌注桩三岔双向挤扩灌注桩 钻进成直孔钻进成直孔检查成孔质量检查成孔质量第一次孔底处理第一次孔底处理挤扩装置就位挤扩装置就位按设计盘位自上按设计盘位自上而下挤扩成腔而下挤扩成腔检查成腔质量检查成腔质量第二次孔底处理第二次孔底处理移走钻机及挤扩装置移走钻机及挤扩装置下放钢下放钢筋笼筋笼灌注混凝土。灌注混凝土。372022-4-637桩基础新技术桩基础新技术三岔双向挤扩灌注桩三岔双向挤扩灌注桩 DX液压挤扩装置（三岔双缸双向液液压挤扩装置（三岔双缸双向液压挤扩装置的简称）是在桩周土体压挤扩装置的简称）是在桩周土体中挤扩形成承力岔和承力盘腔体的中挤扩形成承力岔和承力盘腔体的DX液压挤扩专用设备。液压挤扩专用设备。382022-4-638桩基础新技术桩基础新技术三岔双向挤扩灌注桩三岔双向挤扩灌注桩三岔双向挤扩灌注桩是在预钻（冲）孔内，放入专用的三三岔双向挤扩灌注桩是在预钻（冲）孔内，放入专用的三岔双缸双向液压挤扩装置，用三岔双缸双向液压挤扩装置岔双缸双向液压挤扩装置，用三岔双缸双向液压挤扩装置在桩孔外侧沿径向对称挤扩，形成一定宽度的上下对称的在桩孔外侧沿径向对称挤扩，形成一定宽度的上下对称的楔形腔，此后岔腔与桩孔同时灌注混凝土所形成的楔形体，楔形腔，此后岔腔与桩孔同时灌注混凝土所形成的楔形体，称为称为承力岔。承力岔。承力盘是在桩孔同一标高处，用三岔双缸双向液压挤扩装承力盘是在桩孔同一标高处，用三岔双缸双向液压挤扩装置在桩孔外侧沿径向对称挤扩，经过转位挤扩，在桩孔周置在桩孔外侧沿径向对称挤扩，经过转位挤扩，在桩孔周围土体中形成一近似双圆锥盘状的上下对称扩大腔，此后围土体中形成一近似双圆锥盘状的上下对称扩大腔，此后盘腔与桩孔同时灌注混凝土形成的盘体，称为盘腔与桩孔同时灌注混凝土形成的盘体，称为承力盘承力盘。392022-4-639桩基础新技术桩基础新技术螺纹灌注桩螺纹灌注桩 螺纹灌注桩又称全螺旋灌注桩，该桩成螺纹灌注桩又称全螺旋灌注桩，该桩成桩工艺是用带有钻进自控装置和特制螺桩工艺是用带有钻进自控装置和特制螺纹钻杆的螺纹桩钻机钻进、提升、灌注纹钻杆的螺纹桩钻机钻进、提升、灌注混凝土、沉入钢筋笼，从而在土体中混凝土、沉入钢筋笼，从而在土体中形形成带螺纹的桩体成带螺纹的桩体。402022-4-640桩基础新技术桩基础新技术螺纹灌注桩螺纹灌注桩 螺纹桩的整个桩身均形成螺纹段，因其存在使土体抗剪强度大幅提高，从而使桩螺纹桩的整个桩身均形成螺纹段，因其存在使土体抗剪强度大幅提高，从而使桩侧阻力也有较大提高。另外螺纹桩在成孔过程中钻头对孔底有挤土作用，使桩端侧阻力也有较大提高。另外螺纹桩在成孔过程中钻头对孔底有挤土作用，使桩端阻力也有较大提高。阻力也有较大提高。 螺纹粧施工工艺简便，在正确操作的前提下不存在清底、排土、泥浆护壁、塌孔、螺纹粧施工工艺简便，在正确操作的前提下不存在清底、排土、泥浆护壁、塌孔、缩径和断桩等问题，桩身质量可靠，低噪声、低振动、无泥浆污染，属绿色环保缩径和断桩等问题，桩身质量可靠，低噪声、低振动、无泥浆污染，属绿色环保桩型。桩型。412022-4-641桩基础新技术桩基础新技术螺纹灌注桩螺纹灌注桩施工要点：施工要点：钻孔：钻孔：下钻过程中桩机自控系统严格控制钻杆下降速度和旋转速度，使下钻过程中桩机自控系统严格控制钻杆下降速度和旋转速度，使二者匹配，要求钻杆旋转一周，下降一个螺距，钻至设计深度，在土体二者匹配，要求钻杆旋转一周，下降一个螺距，钻至设计深度，在土体中形成螺纹状段。中形成螺纹状段。泵送混凝土：泵送混凝土：钻头钻至设计标高后，桩机反向旋转提升钻杆。与此同时钻头钻至设计标高后，桩机反向旋转提升钻杆。与此同时将制备好的细石混凝土采用泵送方式迅速填满由钻杆旋转提升所产生的将制备好的细石混凝土采用泵送方式迅速填满由钻杆旋转提升所产生的螺纹状空间。螺纹状空间。沉放钢筋笼：沉放钢筋笼：为确保钢筋笼顺利沉放，钢筋笼底部可做成圆台式或圆锥为确保钢筋笼顺利沉放，钢筋笼底部可做成圆台式或圆锥式。混凝士灌注结束后，将钢筋笼沉入混凝土桩体中。若钢筋笼长度较式。混凝士灌注结束后，将钢筋笼沉入混凝土桩体中。若钢筋笼长度较长，应设置下拉式刚性传力杆作为沉放的工具杆用，并采用平板振动器长，应设置下拉式刚性传力杆作为沉放的工具杆用，并采用平板振动器或振动锤将钢筋笼振动沉入混凝土桩体中。或振动锤将钢筋笼振动沉入混凝土桩体中。422022-4-642桩基础新技术桩基础新技术螺纹灌注桩螺纹灌注桩 螺杆灌注桩实质上是螺纹灌注桩的螺杆灌注桩实质上是螺纹灌注桩的变型体。桩的上部分为圆柱形，与变型体。桩的上部分为圆柱形，与普通的灌注桩相同，下部为带螺纹普通的灌注桩相同，下部为带螺纹状的桩体，与螺纹灌注桩相同，其状的桩体，与螺纹灌注桩相同，其上下两桩段的长度可根据地基土质上下两桩段的长度可根据地基土质情况进行调节。情况进行调节。432022-4-643桩基础新技术桩基础新技术桩端压力注浆桩桩端压力注浆桩桩端压力注浆桩是指在成桩后对桩端进行压力注浆的桩型。钻孔灌注桩待桩身混凝土达到一定强度后桩端压力注浆桩是指在成桩后对桩端进行压力注浆的桩型。钻孔灌注桩待桩身混凝土达到一定强度后, , 通过预埋在桩身的注浆管路通过预埋在桩身的注浆管路, , 利用高压注浆泵的压力作用利用高压注浆泵的压力作用, , 经桩端的预留压力注浆装置向桩端土层均匀经桩端的预留压力注浆装置向桩端土层均匀地注入水泥砂浆或化学浆液等。可大幅度提高桩的承载力地注入水泥砂浆或化学浆液等。可大幅度提高桩的承载力, , 技术经济效益显著。技术经济效益显著。442022-4-644桩基础新技术桩基础新技术桩端压力注浆桩桩端压力注浆桩浆液主要通过渗透、部分挤密、填充及固结作用浆液主要通过渗透、部分挤密、填充及固结作用, , 大幅度地提高持力层扰动面及持力层的强度和大幅度地提高持力层扰动面及持力层的强度和变形模量变形模量, ,并形成水泥土结石体扩大头并形成水泥土结石体扩大头, , 增大桩端受力面积增大桩端受力面积, ,提高桩端阻力。提高桩端阻力。在粗粒土其极限承载在粗粒土其极限承载力的增幅为力的增幅为5 0 % 5 0 % 2 6 0 % 2 6 0 % ，在细粒土中其极限承载力增幅通常在，在细粒土中其极限承载力增幅通常在14 % 14 % 8 8 % 8 8 % 。在非渗透性中等以上风化基岩的桩端持力层中注浆时在非渗透性中等以上风化基岩的桩端持力层中注浆时, , 压力浆液只能渗透填充到沉渣孔隙中压力浆液只能渗透填充到沉渣孔隙中, , 形形成浆泡成浆泡. . 挤压周围沉渣颗粒挤压周围沉渣颗粒, , 使沉渣间的泥浆充填物产生脱水、固结使沉渣间的泥浆充填物产生脱水、固结: : 在注浆压力足够大的情况在注浆压力足够大的情况下下, , 会产生劈裂注浆和挤密效应。会产生劈裂注浆和挤密效应。桩端压力注浆桩提高桩承载力的机理：桩端压力注浆桩提高桩承载力的机理：452022-4-645桩基础新技术桩基础新技术管柱基础管柱基础管柱基础适用于水文地质条件较复杂性，特别是深水岩管柱基础适用于水文地质条件较复杂性，特别是深水岩面不平、无覆盖或覆盖层很厚。面不平、无覆盖或覆盖层很厚。 管柱基础主要由三部分组成，即承台、多柱式柱身和嵌岩柱基。管柱基础主要由三部分组成，即承台、多柱式柱身和嵌岩柱基。 管柱一般包括管柱体、连接法兰盘和管靴三部分。管柱一般包括管柱体、连接法兰盘和管靴三部分。管柱体有钢筋混凝土、预应力混凝土和钢管柱等。管柱体有钢筋混凝土、预应力混凝土和钢管柱等。 462022-4-646桩基础技术发展趋势桩基础技术发展趋势长、大桩基础长、大桩基础低公害工法桩低公害工法桩异形桩、扩孔桩异形桩、扩孔桩组合式工艺桩组合式工艺桩高强度桩高强度桩复杂水文地质条件下的桩复杂水文地质条件下的桩472022-4-647桩基常见质量事故桩基常见质量事故 工程勘察：工程勘察： 地质剖面图、钻孔柱状图、土的物理力学性质指标以及地质剖面图、钻孔柱状图、土的物理力学性质指标以及 桩基建议设计参数不准桩基建议设计参数不准确等。确等。 桩基础设计：桩基础设计： 选型不当、设计参数选取不当等问题。不熟悉工程勘察资料、不了解施工工艺；选型不当、设计参数选取不当等问题。不熟悉工程勘察资料、不了解施工工艺；参数指标选取错误，桩质量不可控。参数指标选取错误，桩质量不可控。 482022-4-648桩基常见质量事故桩基常见质量事故 桩基础施工：桩基础施工： 人员素质、材料质量、施工方法、施工工序、施工质量控制手段、施工质量检人员素质、材料质量、施工方法、施工工序、施工质量控制手段、施工质量检验方法等导致。验方法等导致。 基桩检测：基桩检测： 检测理论不完善、人员素质差、检测方法不当等，均有可能对基桩完整性、基检测理论不完善、人员素质差、检测方法不当等，均有可能对基桩完整性、基桩承载力给出错误结论。桩承载力给出错误结论。 49 上海一幢13层楼房整体倾倒 紧贴7号楼北侧在短期内堆土过高，最高处达10米左右。同时，紧临大楼南侧的地下车库基坑正在开挖，开挖深度达4.6米。大楼两侧的压力差使土体产生水平位移，过大的水平力超过了桩基的抗侧能力，导致房屋倾倒。 环境条件：环境条件： 桩基础施工完成的其他基坑开挖、堆载等导致桩身质量问题。桩基础施工完成的其他基坑开挖、堆载等导致桩身质量问题。 桩基常见质量事故桩基常见质量事故502022-4-650桩基常见质量事故桩基常见质量事故 机械成孔灌注桩：机械成孔灌注桩： 钻孔倾斜钻孔倾斜 坍孔坍孔 充盈系数过大充盈系数过大 桩身缩径、夹泥、断桩桩身缩径、夹泥、断桩 孔底沉渣孔底沉渣 初灌方法不当造成的质量事故初灌方法不当造成的质量事故 桩头浮浆桩头浮浆 混凝土强度不足混凝土强度不足 钢筋笼钢筋规格、数量、构造等不符合设计要求等钢筋笼钢筋规格、数量、构造等不符合设计要求等512022-4-651桩基常见质量事故桩基常见质量事故挖孔灌注桩：挖孔灌注桩： 桩底积水桩底积水 混凝土的灌注不当导致混凝土离析、混凝土夹气、夹泥混凝土的灌注不当导致混凝土离析、混凝土夹气、夹泥 混凝土强度不足混凝土强度不足 钢筋笼钢筋规格、数量、构造等不符合设计要求等钢筋笼钢筋规格、数量、构造等不符合设计要求等52 人工挖孔桩存在的安全问题人工挖孔桩存在的安全问题 孔壁坍塌孔壁坍塌 施工排水施工排水 预防流砂和管涌冒砂预防流砂和管涌冒砂 杂物滚入伤人杂物滚入伤人 高坠高坠 触电触电 中毒中毒 窒息窒息 应急救援困难等应急救援困难等532022-4-653桩基础检测桩基础检测检测内容：检测内容：各类桩、墩、桩墙竖向或横向承载力检测，包括单桩及群桩承载力检测；各类桩、墩、桩墙竖向或横向承载力检测，包括单桩及群桩承载力检测；桩底持力层承载力及变形性状的检测；桩底持力层承载力及变形性状的检测；各类桩、墩及桩墙结构完整性检测；各类桩、墩及桩墙结构完整性检测；542022-4-654桩基础检测桩基础检测检测内容：检测内容：考虑桩土共同作用或复合地基中桩土荷载分担比的检测，桩体及土体应力考虑桩土共同作用或复合地基中桩土荷载分担比的检测，桩体及土体应力- -应变的检应变的检测；测；施工中对环境影响（如震动、噪音、土体变形）的检测；施工中对环境影响（如震动、噪音、土体变形）的检测；特殊条件下或事故处理中的其它检测。特殊条件下或事故处理中的其它检测。552022-4-655桩基础检测桩基础检测检测阶段划分：检测阶段划分：为设计提供依据的先期试验检测；为设计提供依据的先期试验检测；施工阶段的施工检测；施工阶段的施工检测；施工完毕后的验收检测；施工完毕后的验收检测；施工阶段或使用阶段的鉴定检测。施工阶段或使用阶段的鉴定检测。562022-4-656桩基础检测桩基础检测 有损检测有损检测静荷载试验法静荷载试验法钻桩取芯试验法钻桩取芯试验法 无损检测无损检测 高应变动力试桩法高应变动力试桩法 低应变动力试桩法低应变动力试桩法声波透射法声波透射法检测方法：检测方法：57 20112011版版公路桥涵施工技术规范公路桥涵施工技术规范规定：规定：挖孔灌注桩适用于无地下水或少量地下水，且较密实的土层或风化岩层。若孔内产生的空气污染物超挖孔灌注桩适用于无地下水或少量地下水，且较密实的土层或风化岩层。若孔内产生的空气污染物超过现行过现行环境空气质量标准环境空气质量标准（GB 3095GB 3095）规定的三级标准浓度限值时，必须采取通风措施，方可采）规定的三级标准浓度限值时，必须采取通风措施，方可采用人工挖孔施工。用人工挖孔施工。挖孔桩直径不应小于挖孔桩直径不应小于1200mm1200mm，挖孔的深度不宜大于，挖孔的深度不宜大于15m15m，孔深大于，孔深大于10m10m时必须强制采取机械通风措施。时必须强制采取机械通风措施。2011版版桥规桥规关于人工挖孔桩的规定关于人工挖孔桩的规定 5820112011版版公路桥涵施工技术规范公路桥涵施工技术规范关于挖孔桩施工安全的规定：关于挖孔桩施工安全的规定：施工前必须对作业人员进行安全技术交底。施工前必须对作业人员进行安全技术交底。挖孔作业，应详细了解地质、地下水文情况，不得盲目施工。挖孔作业，应详细了解地质、地下水文情况，不得盲目施工。每作业班组不得少于每作业班组不得少于3 3人，作业人员必须身体健康，井下作业人员必须人，作业人员必须身体健康，井下作业人员必须 戴安全帽、安全带，安全绳必须系在孔口。戴安全帽、安全带，安全绳必须系在孔口。井孔内设井孔内设100W100W防水带罩灯泡照明，电压为防水带罩灯泡照明，电压为12V12V低电压，电缆为防水绝缘低电压，电缆为防水绝缘 电缆。电缆。 2011版版桥规桥规关于人工挖孔桩的规定关于人工挖孔桩的规定5920112011版版公路桥涵施工技术规范公路桥涵施工技术规范关于挖孔桩施工安全的规定：关于挖孔桩施工安全的规定：人工挖孔作业时，应经常检查孔内空气情况。人工挖孔作业时，应经常检查孔内空气情况。 孔内遇到岩层需爆破时，应专门设计，宜采用浅眼松动爆破法，严格控制孔内遇到岩层需爆破时，应专门设计，宜采用浅眼松动爆破法，严格控制 用药量并在炮眼附近加强支护。用药量并在炮眼附近加强支护。 孔深大于孔深大于5m5m时必须采用电雷管爆破，并按国家现行的时必须采用电雷管爆破，并按国家现行的 爆破安全规程爆破安全规程 （GB6722-2003GB6722-2003）中的有关规定办理。）中的有关规定办理。 孔内爆破后应先通风排烟孔内爆破后应先通风排烟15min 15min 并经检查无有害气体后施工人员方可下井并经检查无有害气体后施工人员方可下井 继续施工。继续施工。 2011版版桥规桥规关于人工挖孔桩的规定关于人工挖孔桩的规定60 重庆市建设领域禁止、限制使用落后技术通告（第七号）：重庆市建设领域禁止、限制使用落后技术通告（第七号）： 1 1 桩基础桩基础 人工挖孔灌注桩人工挖孔灌注桩 禁止用于建筑工程禁止用于建筑工程 例外：例外：因施工技术、现场条件限制不能采用机械成孔；因施工技术、现场条件限制不能采用机械成孔； 开挖孔径大于开挖孔径大于1.21.2米（含米（含1.21.2米）、深度小于米）、深度小于3.03.0 米（含米（含3.03.0米）的岩石地基成孔米）的岩石地基成孔 20122012年年7 7月月1 1日开始执行。日开始执行。重庆市关于人工挖孔桩的规定重庆市关于人工挖孔桩的规定61 人工挖孔桩安全风险高，质量可控性相对较高；机械成孔桩安全可控性相对较高，人工挖孔桩安全风险高，质量可控性相对较高；机械成孔桩安全可控性相对较高，质量控制难度相对较大；立足安全？立足质量？看似矛盾，其实目标一致，禁用人工质量控制难度相对较大；立足安全？立足质量？看似矛盾，其实目标一致，禁用人工挖孔桩可规避直接安全问题，控制好机械成孔桩的质量则为规避间接安全问题，所以，挖孔桩可规避直接安全问题，控制好机械成孔桩的质量则为规避间接安全问题，所以，参建者务必高度重视机械成孔桩的质量。参建者务必高度重视机械成孔桩的质量。另外，机械成孔桩施工中也有安全问题，同另外，机械成孔桩施工中也有安全问题，同样需要参建者高度重视。样需要参建者高度重视。 机械成孔桩的质量与安全控制机械成孔桩的质量与安全控制62谢谢 谢！谢！