现代桩基施工技术 沈保汉

20102010--88--202011北京市建筑工程研究院北京市建筑工程研究院沈保汉沈保汉20102010--88--202022一、桩基础施工技术现状一、桩基础施工技术现状按施工方法可分为按施工方法可分为非挤土桩非挤土桩、、部分部分挤土桩挤土桩和和挤土桩挤土桩三大类型三大类型再细分桩的施工方法超过再细分桩的施工方法超过300300种种20102010--88--202033桩基础桩基础施工技施工技术现状术现状20102010--88--202044桩基础施工技术现状桩基础施工技术现状20102010--88--202055桩型选择原则桩型选择原则(1)(1)““因荷载制宜因荷载制宜””即上部结构传递给基础的荷载大小即上部结构传递给基础的荷载大小是控制单桩承载力要求的主要因素。是控制单桩承载力要求的主要因素。(2)(2)““因土层制宜因土层制宜””，即根据建筑物场地的工程地质条，即根据建筑物场地的工程地质条件、地下水位状况和桩端持力层深度等，通过比件、地下水位状况和桩端持力层深度等，通过比较各种不同方案桩结构的承载力和技术经济指较各种不同方案桩结构的承载力和技术经济指标，标，选择桩的类型。选择桩的类型。(3)(3)““因机械制宜因机械制宜””，即考虑本地区桩基施工单位现有，即考虑本地区桩基施工单位现有的桩工机械设备；如确实需要从其他地区引进桩的桩工机械设备；如确实需要从其他地区引进桩工机械时，则需要考虑其经济合理性。工机械时，则需要考虑其经济合理性。20102010--88--202066桩型选择原则桩型选择原则(4)(4)““因环境制宜因环境制宜””，即考虑设桩过程中对环境的影，即考虑设桩过程中对环境的影响，响，例如打入式预制桩和打入式灌注桩的场合，就要例如打入式预制桩和打入式灌注桩的场合，就要考虑振动、噪声以及油污对周围环境的影响；泥考虑振动、噪声以及油污对周围环境的影响；泥浆护壁钻孔桩和埋入式桩就要考虑泥水、泥土的浆护壁钻孔桩和埋入式桩就要考虑泥水、泥土的处理，否则会造成对环境的不利影响。处理，否则会造成对环境的不利影响。(5)(5)““因造价制宜因造价制宜””，即采用桩型，其造价应比较低廉。，即采用桩型，其造价应比较低廉。(6)(6)““因工期制宜因工期制宜””，当工期紧迫而环境又不允许，可，当工期紧迫而环境又不允许，可采用打入式预制桩，因其施工速度快；再如施工采用打入式预制桩，因其施工速度快；再如施工条件合适，也可采用人工挖孔桩，因该桩型施工条件合适，也可采用人工挖孔桩，因该桩型施工作业面可增多，施工进程也较快。作业面可增多，施工进程也较快。20102010--88--202077桩型选择桩型选择我国幅地辽阔，工程地质与水文地质条件复杂我国幅地辽阔，工程地质与水文地质条件复杂多变，东部与中西部地区经济发展不平衡，各类工多变，东部与中西部地区经济发展不平衡，各类工程要求又不相同。大量施工实践表明，我国常用的程要求又不相同。大量施工实践表明，我国常用的各种桩型从总体上看，具有以下特点：大直径桩与各种桩型从总体上看，具有以下特点：大直径桩与普通直径桩并存；预制桩与灌注桩并存；非挤土桩、普通直径桩并存；预制桩与灌注桩并存；非挤土桩、部分挤土桩与挤土桩并存；在非挤土灌注桩中钻孔、部分挤土桩与挤土桩并存；在非挤土灌注桩中钻孔、冲抓成孔与人工挖孔法并存；在挤土桩中锤击法、冲抓成孔与人工挖孔法并存；在挤土桩中锤击法、振动法与静压法并存；在部分挤土灌注桩的压浆工振动法与静压法并存；在部分挤土灌注桩的压浆工艺法中前注浆桩与后注浆桩并存；先进的、现代化艺法中前注浆桩与后注浆桩并存；先进的、现代化的工艺设备与传统的、较陈旧的工艺设备并存等等。的工艺设备与传统的、较陈旧的工艺设备并存等等。由此可见，各种桩型在我国都有合适的地层土质、由此可见，各种桩型在我国都有合适的地层土质、环境与需求，也有发展、完善和创新的条件。环境与需求，也有发展、完善和创新的条件。20102010--88--202088桩型选择要点桩型选择要点任何一种桩型都不是万能的，都有其任何一种桩型都不是万能的，都有其适用范围，关键在于找到切入点，扬长避适用范围，关键在于找到切入点，扬长避短；再好的桩型只要施工中不注意质量或短；再好的桩型只要施工中不注意质量或超过其适用范围，就会出现质量问题甚至超过其适用范围，就会出现质量问题甚至造成重大事故及经济损失。造成重大事故及经济损失。20102010--88--202099二、桩基础施工技术二、桩基础施工技术发展方向发展方向20102010--88--202010101.1.桩的尺寸向长大方向发展桩的尺寸向长大方向发展基于高层、超高层建筑物及大型桥主塔基础等基于高层、超高层建筑物及大型桥主塔基础等承载的需要，桩径越来越大，桩长越来越长。欧美承载的需要，桩径越来越大，桩长越来越长。欧美及日本的钢管桩长度已达及日本的钢管桩长度已达100m100m以上，桩径超过以上，桩径超过2500mm2500mm；；上海金茂大厦钢管桩桩端进入地面下上海金茂大厦钢管桩桩端进入地面下80m80m的砂层，桩径为的砂层，桩径为914.4mm914.4mm；；温州地区静压式钢筋混凝温州地区静压式钢筋混凝土预制桩长度已达土预制桩长度已达70m70m以上，桩断面以上，桩断面600600××600mm600mm22，，郑州某工程反循环钻成孔灌注桩直径为郑州某工程反循环钻成孔灌注桩直径为1000~1100mm1000~1100mm，，桩长桩长77.6m77.6m，，厦门某大厦反循环钻成厦门某大厦反循环钻成孔灌注桩深度达孔灌注桩深度达103m103m；；南京长江二桥主塔墩基础反南京长江二桥主塔墩基础反循环钻成孔灌注桩直径为循环钻成孔灌注桩直径为3m3m，，深度深度150m150m。。20102010--88--2020111120102010--88--202012122.2.桩的尺寸向短小方向发展桩的尺寸向短小方向发展基于老城区改造、老基础托换加固、基于老城区改造、老基础托换加固、建筑纠偏加固、建筑物增层以及补桩等需建筑纠偏加固、建筑物增层以及补桩等需要，小桩及锚杆静压桩技术日趋成熟，应要，小桩及锚杆静压桩技术日趋成熟，应用广泛用广泛。。20102010--88--20201313小小桩桩小桩又称微型桩或小桩又称微型桩或IMIM桩或树根桩，是法国索勒桩或树根桩，是法国索勒唐舍唐舍(SOLETANCHE)(SOLETANCHE)公司开发的一种灌注桩技术。公司开发的一种灌注桩技术。小桩实质上是小直径压力注浆桩；桩径为小桩实质上是小直径压力注浆桩；桩径为70~250mm(70~250mm(国内多用国内多用250mm)250mm)，，长径比大于长径比大于30(30(国国内桩长多用内桩长多用8~12m8~12m，，长径比通常为长径比通常为5050左右左右))，采用，采用钻孔钻孔((国内多用螺旋钻成孔国内多用螺旋钻成孔))、强配筋、强配筋((配筋率大于配筋率大于1%)1%)和压力注浆和压力注浆((注浆压力为注浆压力为1~2.5MPa)1~2.5MPa)工艺施工。工艺施工。用于旧房改造、房屋增层、古建筑加固纠偏、用于旧房改造、房屋增层、古建筑加固纠偏、防洪堤加固、建（构）筑物抗震加固、基坑开挖防洪堤加固、建（构）筑物抗震加固、基坑开挖的护坡桩及水池底板抗浮等基础工程。的护坡桩及水池底板抗浮等基础工程。20102010--88--20201414锚杆（锚固筋）静压桩锚杆（锚固筋）静压桩锚杆静压桩的断面为锚杆静压桩的断面为200200××200200~300~300××300mm300mm22；桩段长度取决于施工净空；桩段长度取决于施工净空高度和机具情况，为高度和机具情况，为1.0~3.0m1.0~3.0m，桩入土深度，桩入土深度3~30m3~30m。。¾¾适用于老城区改造，旧基础托换加适用于老城区改造，旧基础托换加固，狭小空间场地施工，对新建工程可采固，狭小空间场地施工，对新建工程可采用逆作法施工。用逆作法施工。20102010--88--20201515锚杆（锚固筋）静压桩锚杆（锚固筋）静压桩锚杆静压桩是锚杆和静力压桩二项技术巧妙结合锚杆静压桩是锚杆和静力压桩二项技术巧妙结合而形成的一种桩基施工新工艺，是一项地基加固处理而形成的一种桩基施工新工艺，是一项地基加固处理新技术。加固机理类同于打入桩及大型静力压桩，受新技术。加固机理类同于打入桩及大型静力压桩，受力直接、清晰，但施工工艺既不同于打入桩，也不同力直接、清晰，但施工工艺既不同于打入桩，也不同于大型静力压桩。锚杆静压桩的施工工艺是先在新建于大型静力压桩。锚杆静压桩的施工工艺是先在新建的建（构）筑物基础上预留压桩的桩位孔，并预埋好的建（构）筑物基础上预留压桩的桩位孔，并预埋好锚杆或在已建的建（构）筑物基础上开凿压桩孔和锚锚杆或在已建的建（构）筑物基础上开凿压桩孔和锚杆孔用粘结剂埋好锚杆，然后按照压桩架，用锚杆做杆孔用粘结剂埋好锚杆，然后按照压桩架，用锚杆做媒介，把压桩架与建（构）筑物基础连为一体，并利媒介，把压桩架与建（构）筑物基础连为一体，并利用建（构）筑物用建（构）筑物自重作反力（必要时可加配重），用自重作反力（必要时可加配重），用千斤顶将预制桩段逐段压入土中，当压桩力及压入深千斤顶将预制桩段逐段压入土中，当压桩力及压入深度达到设计要求后，将桩与基础浇注在一起，桩即可度达到设计要求后，将桩与基础浇注在一起，桩即可受力，从而达到提高地基承载力和控制沉降的目的。受力，从而达到提高地基承载力和控制沉降的目的。20102010--88--20201616微型桩（迷你桩）是由一个内径不超过微型桩（迷你桩）是由一个内径不超过300mm300mm的永久的永久性的钢套管，一个或一组位于桩孔中心的起承重作用的钢筋性的钢套管，一个或一组位于桩孔中心的起承重作用的钢筋及填充其间孔隙的水泥浆组成。桩体应以稍微小于套管的直及填充其间孔隙的水泥浆组成。桩体应以稍微小于套管的直径嵌入基岩。香港地区广泛应用的迷你桩多数为径嵌入基岩。香港地区广泛应用的迷你桩多数为219mm219mm直径直径的套管及的套管及190mm190mm直径的嵌入体或直径的嵌入体或273mm273mm直径的套管及直径的套管及235mm235mm直径的嵌入体组成。直径的嵌入体组成。迷你桩因其对成桩设备及施工场地的要求低，而承载力迷你桩因其对成桩设备及施工场地的要求低，而承载力较高，安全可靠等性质，所以在香港得到了广泛的应用。其较高，安全可靠等性质，所以在香港得到了广泛的应用。其主要应用于主要应用于隔音屏、行人天桥、运输带、小型别墅、小型商隔音屏、行人天桥、运输带、小型别墅、小型商场场等基础工程中，也可以当支护桩使用。等基础工程中，也可以当支护桩使用。迷你桩可在陡峭的山坡、狭窄的楼群之间、行人路、高迷你桩可在陡峭的山坡、狭窄的楼群之间、行人路、高速公路、闹市区、火车站台甚至建筑物内进行施工。小型的速公路、闹市区、火车站台甚至建筑物内进行施工。小型的施工设备只需施工设备只需要要2m2m××5m5m的地方已经足够。的地方已经足够。微型桩（迷你桩）微型桩（迷你桩）20102010--88--202017173.3.桩向攻克桩成孔难点方向桩向攻克桩成孔难点方向发展发展20102010--88--20201818以日本为例，成立由以日本为例，成立由6464家基础公司组家基础公司组成的岩层削孔技术协会，研究开发出成的岩层削孔技术协会，研究开发出2020余余种大直径岩层削孔工法，其中长螺旋钻进种大直径岩层削孔工法，其中长螺旋钻进成孔法成孔法33种，回转钻进成孔法种，回转钻进成孔法55种，冲击钻种，冲击钻进成孔法进成孔法77种以及全套管回转掘削孔法种以及全套管回转掘削孔法99种。种。国内也有不少单位成功地研究开发出岩层国内也有不少单位成功地研究开发出岩层钻进成孔法及大三石层钻进成孔法及大三石层((大卵砾石层、大抛大卵砾石层、大抛石层和大孤石层石层和大孤石层))钻进成孔法。钻进成孔法。201020