一级造价工程师

4.预压地基

预压地基又称排水固结法地基，在建筑物建造前，直接在天然地基或在设置有袋状砂井、塑料排水带等竖向排水体的地基上先行加载预压，使土体中孔隙水排出，提前完成土体固结沉降，逐步增加地基强度的、一种软土地基加固方法。适用于处理道路，仓库，罐体，飞机跑道，港口等各类大面积淤泥质土、淤泥及冲填土等饱和黏性土地基。预压荷载是其中的关键问题，因为施加预压荷载后才能引起地基土的排水固结。

5.振冲地基

振冲法又称振动水冲法，是以起重机吊起振冲器，启动潜水电机带动偏心块使振动器产生高频振动;同时启动水泵通过喷嘴喷射高压水流，在边振边冲的共同作用下，将振动器沉到土中的预定深度，经清孔后，从地面向孔内逐段填入碎石，或不加填料，使地基在振动作用下被挤密实，达到要求的密实度后即可提升振动器，如此重复填料和振密直至地面，在地基中形成一个大直径的密实桩体与原地基构成复合地基，从而提高地基的承载力，减少沉降和不均匀沆降，是一种快速、经济、有效的加固方法。

6.砂桩、碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩

碎石桩和砂桩合称为粗颗粒土桩;是指用振动、冲击或振动水冲等方式在软弱地基中成孔，再将碎石或砂挤压人孔，形成大直径的由碎石或砂所构成的密实桩体，具有挤密、置换、排水、垫层和加筋等加固作用。

水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的具有一定黏结强度的桩。桩的承载能力来自桩全长产生的摩阻力及桩端承载力，桩越长承载力越高，桩土形成的复合地基承载力提高幅度可达4倍以上且变形量小，适用于多层和高层建筑地基，是近年来新开发的一种地基处理技术。

褥垫层是保证桩和桩间土共同作用承担荷载，是水泥粉煤灰碎石桩形成复合地基的重要条件。褥垫层材料宜用中砂、粗砂、级配砂石和碎石，最大粒径不宜大于30mm。不宜采用卵石，由于卵石咬合力差，施工时扰动较大、褥垫厚度不容易保证均匀。褥垫层的位置位于CFG桩和建筑物基础之间，厚度可取200?300mm。褥垫层不仅仅用于CFG桩，也用于碎石桩、管桩等，以形成复合地基，保证桩和桩间土的共同作用。

7.土桩和灰土桩

土桩和灰土桩挤密地基是由粧间挤密土和填夯的粧体组成的人工“复合地基”。适用于处理地下水位以上，深度5?15m的湿陷性黄土或人工填土地基。土桩主要适用于消除湿陷性黄土地基的湿陷性，灰土桩主要适用于提高人工填土地基的承载力。地下水位以下或含水量超过25%的土，不宜采用。

土桩和灰土桩的施工方法是利用打入钢套管(或振动沉管)在地基中成孔、通过挤压作用，使地基上得到加密，然后在孔内分层填入素土(或灰土、粉煤灰加石灰)后夯实而成土粧或灰土桩。回填土料一般采用过筛(筛孔不大于20mm)的粉质黏土，并不得含有有机质物质;粉煤灰采用含水量为30%?50%湿粉煤灰;石灰用块灰消解3?4d形成的粗粒粒径不大于5mm的熟石灰。灰土(体积比例2:8或3:7)或二灰土应拌和均匀至颜色一致后及时回填夯实。

土桩挤密地基由桩间挤密土和分层填夯的素土桩组成，土粧面积约占地基面积的10%?23%。土桩桩体和桩间土均为被机械均匀挤密的同类土料，因此，土桩挤密地基可视为厚度较大的素土垫层。

在灰土桩挤密地基中，由于灰土桩的变形模量远大于桩间土的变形模量，因此只占地基面积约20%的灰土桩可以承担总荷载的1/2。而占地基总面积80%的桩间上仅承担其余1/2。这样就大大降低了基础底面以下一定深度内土中的应力，消除了持力层内产生大量压缩变形和湿陷变形的不利因素。同时，由于灰土粧对桩间土能起到侧向约束作用，限制土的侧向移动，粧间土只产生竖向压密，使压力与沉降始终呈线性关系。

除了上述土桩和灰土粧外，还有单独采用石灰加固软弱地基的石灰粧。石灰粧的成孔也是采用钢套管法成孔，然后在孔内灌入新鲜生石灰块，或在石灰块中掺人适量的水硬性掺和料粉煤灰和火山灰，一般的经验配合比为8:2或7:3。在拔管的同时进行振捣或捣密。利用生石灰吸取桩周土体中水分进行水化反应，生石灰的吸水、膨胀、发热以及离子交换作用，使桩周土体的含水量降低，孔隙比减小，使土体挤密和桩柱体硬化。柱和桩间共同承受荷载，成为一种复合地基。

8.深层搅拌桩地基

深层搅拌法是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性的并具有一定承载力的复合地基。

深层搅拌法适用于加固各种成因的淤泥质土、黏土和粉质黏土等，用于增加软土地基的承载能力，减少沉降量，提高边坡的稳定性和各种坑槽工程施工时的挡水帷幕。

施工前，应依据工程地质勘查资料，进行室内配合比试验，结合设计要求，选择最佳水泥掺入比，确定搅拌工艺。用于深层搅拌的施工工艺目前有两种，一种是用水泥浆和地基土搅拌的水泥浆搅拌(简称旋喷桩)，另一种是用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌的粉体喷射搅拌(简称粉喷桩)。竖向承载搅拌粧施工时，停浆(灰)面应高于桩顶设计标髙300?500mm。在开挖基坑时，应将搅拌桩顶端施工质量较差的桩段用人工挖除。

9.柱锤冲扩桩

柱锤冲扩桩法是指反复将柱状重锤提到髙处使其自由下落冲击成孔，然后分层填料夯实形成扩大桩体，与桩间土组成复合地基的处理方法。该方法施工简便，振动及噪声小。适用于处理杂填土，粉土，黏性土，素填土，黄土等地基，对地下水位以下饱和松软土层应通过现场试验确定其适用性。地基处理深度不宜超过6m，复合地基承载力特征值不宜超过160kPa。

柱锤冲扩粧法宜用直径300?500mm、长度2?6m、质量1?8t的柱状锤(柱锤).进行施工。桩位布置可采用正方形、矩形、三角形布置。桩体材料可采用碎砖三合土、级配砂石、矿渣、灰土、水泥混合土等。每个桩孔应夯填至桩顶设计标高以上至少0.5m，其上部桩孔用原槽土夯封。桩身填料夯实后的平均桩径可达600?800mm。柱锤冲扩桩法夯击能量较大，易发生地面隆起，造成表层桩和桩间土出现松动，从而降低处理效果，因此成孔及填料夯实的施工顺序宜间隔进行。

10.高压喷射注浆桩

高压喷射注浆桩是以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体。高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。高压喷射注浆法分旋喷、定喷和摆喷三种类别。根据工程需要和土质要求，施工时可分别采用单管法、二重管法、三重管法和多重管法。高压喷射注浆法固结体形状可分为垂直墙状、水平板状、柱列状和群状。

(1)单管法。利用一根单管喷射高压水泥浆液作为喷射流。成桩直径较小，一般为0.3?0.8m。

(2)二重管法。用同轴双通道二重注浆管复合喷射高压水泥浆和压缩空气两种介质，以浆液作为喷射流，但在其外围裹着一圈空气流成为复合喷射流。成桩直径为1.0m左右。

(3)三重管法。使用分别输送水、气、浆三种介质的三重注浆管，在以高压泵等高压发生装置产生20MPa左右的高压水喷射流的周围，环绕一股0.7MPa左右的圆筒状气流，进行高压水喷射流和气流同轴喷射冲切土体，形成较大的空隙，再另由泥浆泵注人压力2-5MPa的浆液填充，当喷嘴做旋转和提升运动时，便在土中凝固为直径较大的圆柱状固结体。成桩直径较大，一般有1.0----2.0m，但桩身强度较低(0.9---1.2MPa)。

(4)多重管法。首先在地面钻一个导孔，然后置人多重管，用逐渐向下运动的旋转超高压水(压力约为40MPa)射流，切削破坏四周的土体，经高压水冲击下来的土和水，随着你将立即用真空泵从多重管抽出。如此反复的冲和抽，便在土层中形成一个较大额定空间，然后根据工程要求选用浆液、砂浆、砾石等材料填充。最终在地层中形成一个大直径的柱状固结体，在砂性土中最大直径可达4m。

单管法、二重管法、三重管法和多重管法的施工程序基本一致，都是先把钻杆插人或打进预定土层中，自上而下进行喷射作业。

(二)桩基础施工

桩基础是由若干根桩和桩顶的承台组成的一种常用的深基础。它具有承载能力大、抗

震性能好、沉降量小等特点。采用桩基施工可省去大量土方、排水、支撑、降水设施，而

且施工简便，可以节约劳动力和压缩工期。

根据桩在土中受力情况的不同，可以分为端承桩和摩擦桩。端承桩是穿过软弱土层而达到硬土层或岩层的一种桩，上部结构荷载主要依靠桩墙反力支撑;摩擦桩是完全设置在软弱土层一定深度的一种桩，上部结构荷载主要由桩侧的摩阻力承担，而桩端反力承担的荷载只占很小的部分。

按施工方法的不用，桩身可以分为预制桩和灌注桩两大类。预制桩是在工厂或施工现

场制成各种材料和形式的桩(如钢筋混凝土桩、钢桩、木桩等)，然后用沉桩设备将桩打入、压人、旋人或振人土中。灌注桩是在施工现场的桩位上先成孔，然后在孔内灌注混凝土，也可加人钢筋后灌注混凝土。根据成孔方法的不用可分为:钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、冲孔灌注桩、沉管灌注桩和爆扩桩等。

1.钢筋混凝土预制桩施工

钢筋混凝土桩坚固耐久，不受地下水和潮湿变化的影响，可做成各种需要的断面和长

度，而且能承受较大的荷载，在建筑工程中广泛应用。

常用的钢筋混凝土预制桩断面有实心方桩与预应力混凝土空心管桩两种。方形桩边长

通常为200-550mm，桩内设纵向钢筋或预应力钢筋和横向钢筋，在尖端设置桩靴。预应力混凝土管桩直径为400----600mm，在工厂内用离心法制成。

(1)桩的制作、起吊、运输和堆放。

1)桩的制作。长度在10m以下的短桩，一般多在工厂预制，较长的桩，因不便于运输，通常就在打桩现场附近露天预制。

制作预制桩有并列法、间隔法、重叠法、翻模法等。现场预制桩多用重叠法预制，重叠层数不宜超过4层，层与层之间应涂刷隔离剂，上层桩或邻近桩的灌注，应在下层桩或邻近桩混凝土达到设计强度等级的30%以后方可进行。

2)起吊和运输。钢筋混凝土预制桩应在混凝土达到设计强度的70%方可起吊;达到100%方可运输和打桩。如提前吊运，应采取措施并经验算合格后方可进行。桩在起吊和搬运时，吊点应符合设计要求，满足吊桩弯矩最小的原则。

3)堆放。桩堆放时，地面必须平整、坚实，不得产生不均匀沉陷。桩堆放时应设置垫木，垫木的位置与吊点位置相同，各层垫木应上下对齐，堆放层数不宜超过4层。不同规格的桩应分别堆放。

(2)沉桩。沉桩的施工方法为将各种预先制作好的桩(主要是钢筋混凝土或预应力混凝土实心桩或管桩)以不同的沉人方式沉至地基内达到所需要的深度。

沉桩的方式主要有锤击沉桩(打入粧)、静力压粧(压入桩)、射水沉桩(旋入桩)和振动沉桩(振入桩)。

D锤击沉粧。锤击沉桩是利用粧锤下落时的瞬时冲击机械能，克服土体对桩的阻力，使其静力平衡状态遭到破坏，导致桩体下沉，达到新的静压平衡状态，如此反复地锤击桩头，桩身也就不断地下沉。锤击沉桩是预制桩最常用的沉桩方法。

.①适用范围。锤击沉桩法适用于桩径较小(一般桩径0.6m以下)，地基土土质为可塑性黏土、砂性土、粉土、细砂以及松散的碎卵石类土的情况。此方法施工速度快，机械化程度高，适应范围广，现场文明程度高，但施工时有挤土、噪声和振动等公害，对城市中心和夜间施工有所限制。

②锤击法施工。

a.打桩机具的选择。打桩机具主要包括桩锤、桩架和动力装置三部分。桩锤是对桩施工冲击力，将桩打入土中的主要机具，桩架是将粧吊到打桩位置，并在打粧过程中引导粧的方向，保证桩锤能沿要求的方向冲击打桩设备;动力装置包括驱动桩锤及卷扬机用的动力设备。在选择打桩机具时，应根据地基土壤的性质、工程的大小、桩的种类、施工期限、动力供应条件和现场情况确定。

桩锤的选择应先根据施工条件确定桩锤的类型，然后再决定锤重。要求锤重应有足够的冲击能，锤重应大于等于粧重。实践证明，当锤重大于桩重的1.5?2.0倍时，能取得良好的效果，但桩锤亦不能过重，过重易将桩打坏;当桩重大于2t时，可采用比桩轻的桩锤，但亦不能小于桩重的75%。这是因为在施工中，宜采用“重锤低击”，即锤的重量大而落距小，这样，桩锤不易产生回跃，不致损坏桩头，且桩易打人土中，效率高;反之，若“轻锤高击”，则桩捶易产生回跃，易损坏桩头，桩难以打人土中

b.打桩准备。打桩前，应认真处理地上、地下(地下管线、旧有基础、树木等)障碍物，打桩机进场及移动范围内的场地应平整压实，.以使地面有一定的承载力.，并保证桩机的垂直度。在打粧前应根据设计图纸确定桩基轴线，并将桩的准确位置测设到地面。

c.确定打桩顺序。打粧顺序是否合理，直接影响打桩进度和施工质量。确定打桩顺序时要综合考虑到粧的密集程度、基础的设计标高、现场地形条件、土质情况等。

一般当基坑不大时，打桩应从中间分头向两边或四周进行;当基坑较大时，应将基坑分为数段，而后在隔断范围内分别进行(见图4.1.9)。打桩应避免自外向内，或从周边向中间进行。当桩基的设计标高不同时，打桩顺序易先深后浅;当桩的规格不同时，打桩顺序宜先大后小、先长后短。

d.打桩方法。打桩机就位后，将桩锤和桩帽吊起来，然后吊桩并送至导杆内，垂直对准粧位缓缓送下插人土中，垂直度偏差不得超过0.5%,然后固定粧帽和粧锤，使桩、桩帽、桩锤在同一垂线上，确保桩能垂直下沉。在桩锤和桩帽之间应加弹性衬垫，桩帽与桩顶周围应有5?10mm的间隙，以防损伤桩顶。

打桩开始时，锤的落距应较小，待桩入土一定深度(约2m)并稳定后，再按要求的落距锤击，用落锤或单动汽锤打桩时，最大落距不宜大于1m;用柴油锤时应使锤跳动正常。在打桩过程中，遇有贯入度剧变，桩身突然发生倾斜、移位或有严重回弹，桩顶或桩身出现严重裂缝或破碎等异常情况时，应暂停打桩，及时研究处理。打桩工程是一项隐蔽工程，为了确保工程质量，必须在打桩过程中做好记录。

2)静力压桩。静力压桩是利用压桩架的自重及附属设备(卷扬机及配重等)的重量，通过卷扬机的牵引，由钢丝绳滑轮及压梁将整个压桩架的重量传至桩顶，将桩逐节压人土中。

静力压桩施工时无冲击力，噪声和振动较小，桩顶不易损坏，且无污染，对周围环境的干扰小，适用于软土地区、城市中心或建筑物密集处的桩基础工程，以及精密工厂的扩建工程。

静力压桩由于受设备行程的限制，在一般情况下是分段预制、分段压人、逐段压人、逐段接长，其施工工艺顺序为：测量定位压桩机就位吊桩、插桩桩身对中调制静压沉桩接桩再静压沉桩送桩终止压桩切割桩头。当第一节桩压入土中，其上端距地面0.5?1.0m左右时，将第二节桩接上，继续压人。静力压桩沉桩程序见图4.1.10。

3)射水沉桩。射水沉桩法是锤击沉桩的一种辅助方法。利用高压水流经过桩侧面或空心桩内部的射水管冲击桩尖附近土层，便于锤击沉桩。一般是边冲水边打桩，当沉桩至最后1?2m时停止冲水，用锤击至规定标高。射水沉桩法适用于砂土和碎石土，有时对于特别长的预制桩，单靠锤击有一定困难时，亦可用射水沉桩法辅助之。

射水沉桩法的选择应视土质情况而异，在砂夹卵石层或坚硬土层中，一般以射水为主，锤击或振动为辅;?在亚黏土或黏土中，为避免降低承载力，一般以锤击或振动为主，以射水为辅，并应适当控制射水时间和水量;下沉空心桩，一般用单管内射水。.

射水沉桩的施工要点是：吊插桩基时要注意及时引送输水胶管，防止拉断与脱落;基桩插正立稳后，压上桩帽桩锤，并开始用较小水压，使粧靠自重下沉。初期应控制桩身不使其下沉过快，以免阻塞射水管嘴，并注意随时控制和校正桩的方向;下沉渐趋缓慢时，可开锤轻击，沉至一定深度(8?10m)已能保持桩身稳定后，可逐步加大水压和锤的冲击动能;沉桩至距设计标高一定距离(2.0m以上)停止射水，拔出射水管，进行锤击或+振动使桩下沉至设计要求标高，以保证粧的承载力。

4)振动沉桩。，振动沉桩的原理是借助固定于桩头上的振动箱索产生的振动力，以减小桩与土壤颗粒之间的摩擦力，使粧在自重与机械力的作用下沉入土中。

振动沉桩主要适用于砂土、砂质黏土、亚黏土层。在含水砂层中的效果更为显著，但在沙砾层中采用此法时，尚需配以水冲法。

振动沉桩法的优点是：设备构造简单，使用方便，效能高，所消耗的动力少。附属机具设备亦少。其缺点是适用范围较窄，不宜用于黏性土以及土层中夹有孤石的情况。

(3)接粧与拔粧。钢筋混凝土预制桩受运输条件和打桩架的高度限制，一般分成数节制作，分节打入，在现场接桩。常用接桩方式有焊接、法兰接及硫黄胶泥锚接等几种形式，其中焊接接桩应用最多，前两种接桩方法适用于各种土层;后者只适用于软弱土层。焊接接桩钢板宜用低碳钢，焊条宜用E43，焊接时应先将四角点焊固定，然后对称焊接，并应确保焊缝质量和设计尺寸。法兰接桩时钢板和螺栓也宜用低碳钢并紧固牢靠。硫黄胶泥锚接桩使用的硫黄胶泥配合比应通过试验确定。

当已打人的混凝土预制桩由于某种原因拔出时，长桩可用拔桩机进行，一般桩可用人字桅杆借卷扬机或用钢丝绳捆紧桩头部借横梁用液压千斤顶抬起，采用气锤打桩可直接用蒸汽锤拔桩。

(4)桩头处理。各种预制桩在施工完毕后，按设计要求的桩顶标高将桩头多余的部分截去。截桩头时不能破坏桩身，要保证粧身的主筋伸入承台，长度应符合设计要求。当桩顶标高在设计标高以下时，在桩位上挖成喇叭口，凿掉粧头混凝土，剥出主筋并焊接接长至设计要求长度，与承台钢筋绑扎在一起，用桩身同强度等级的混凝土与承台一起浇筑接长桩身。

2.钢管桩

在我国沿海及内陆冲积平原地区，土质常为很厚(深达50?60m)的软土层，用常规钢筋混凝土和预应力混凝土桩难以适应时多选用钢管桩来加固地基。

钢管桩具有重量轻、刚性好，承载力高，桩长易于调节，排土量小，对邻近建筑物影响小，接头连接简单，工程质量可靠，施工速度快的优点。但钢管桩也存在钢材用量大，工程造价较高;打桩机具设备较复杂，振动和噪声较大;桩材保护不善、易腐蚀等缺点。

(1)钢管桩构造、型式及规格。钢管桩的管材，一般用普通碳素钢，抗拉强度为402MPa，屈服强度为235.2MPa，或按设计要求选用。按加工工艺区分，有螺旋缝钢管和直缝钢管两种，由于螺旋缝钢管刚度大，工程上使用较多。为便于运输和受桩架高度所限，钢管桩常分别由一根上节桩，一根下节粧和若干根中节粧组合而成，每节的长度一般为13m或15m。钢管桩的直径自φ406.4?2032.0mm,壁厚自6?25mm不等，应根据工程地质、荷载、基础平面、上部荷载以及施工条件综合考虑后加以选择。国内常用的有φ406.4mm、φ609.6mm和φ914.4mm等几种，壁厚用10.mm、11mm、12.7mm和13mm等几种。

作为钢管桩的附件，主要有用于承受上部荷载而焊在桩顶上的桩盖，和焊于钢桩顶部用的扁钢带及用于保护桩底的保护圈，以及用于桩节焊接的铜夹箍。

(2)打桩机械的选择。打桩机的选择要根据工程地貌、地质、配套锤的型号、外形尺寸、重量、桩的材质、规格及埋人深度、工程量大小、工期长短等而定。打桩机的型式很多，有桅杆式(履带行走)，柱脚式、塔式、龙门式等多种，其中以三点支撑桅杆式(履带行走)柴油打桩机使用较普遍。该设备具有桩架移动机动灵活，可全向转动，导杆垂直度可全方位调节，锤、导杆可自由上下移动，可各种角度微调，打桩精度较高，整机稳定性好，操作方便、安全，工效较高等优点。但对场地要求较高，要铺填厚100?300mm碎石并碾压密实。

(3)施工准备。包括平整和清理场地，测量定位放线，标出桩心位置并用石灰撒圈标出桩径大小和位置，标出打桩顺序和桩机开行路线并在桩机开行部位上铺垫碎石。

(4)打桩顺序。钢管桩施工，有先挖土后打桩和先打粧后挖土两种方法。在软土地区，一般表层土承载力尚可，深部地基承载力则往往很差，且地下水位较高，较难以排干。为避免基坑长时间大面积暴露被扰动，同时也为了便于施工作业，一般采取先打桩后挖土的施工法。

钢管桩的施工顺序是：桩机安装—桩机移动就位—吊桩—插桩—锤击下沉—接桩—锤击至设计深度—内切钢管桩—精割—焊桩盖—浇筑垫层混凝土—绑钢筋—支模板—浇筑混凝土基础承台。

(5)桩的运输与吊放。钢管桩可由平板拖车运至现场，用吊车卸于桩机一侧，按打桩先后顺序及桩的配套要求堆放，并注意方向。场地宽时宜用单层排列。吊钢管粧多采用一点绑扎起吊，待吊到桩位进行插桩，将钢管粧对准事先用石灰划出的样桩位置，做到桩位正、桩身直。

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