介绍

它用于：分析不同因素对打桩的影响；了解桩锤在系统的特定组合下的打桩能力;改进桩工机械与施工工艺;选择垫层材料及厚度，有时也用来确定单桩承载力。近百年来，打入桩都是以理想弹性体撞击理论为基础导出动力(打桩)公式。它可以粗略地推算桩的轴向承载力，但却不能分析说明各种打桩现象。

打桩时，锤击在桩内产生应力波。此时，自由支承的细长均匀的弹性杆件内纵向的一维波方程为

或

式中x、u为截面坐标及位移；E为弹性模量；ρ为质量密度；为弹性波的传播速度

1883年，法国A.J.C.B.de圣维南就已解得同打桩最相近的刚性块体与弹性杆的撞击课题，但到1931年始见波动理论用于分析打桩问题。然而波动方程的闭合解很难适应变化很大的打桩边界条件，未能广泛应用。电子计算机使得波动方程可以用数值方法求解。1950年，美国E.A.L.史密斯提出用桩的离散单元模型（见图）求解波动方程，后又建议各种计算参数值。此法将打桩作为锤-桩-土系统的运动过程：以刚性块体代表锤、桩单元的质量；单元间的弹簧反映材料的弹性；动、静土阻力及其非线性分别由弹簧、摩擦键及阻尼器模拟。计算时，分别假定不同的桩周静阻力，并将一次锤击过程在时间上离散成为微小的时间间隔 Δt。运动位移使弹簧力产生变化,再由平衡条件及牛顿运动定律算得下一个 Δt时间的速度变化,从而显示出纵向应力波的行进。单元的位移由土的弹性位移及不可恢复的塑性位移组成。计算从已知的锤击初速开始，逐个单元进行反复迭代，直到桩底单元不再贯入，或各单元的速度均已为负值或零为止。 　桩尖的最大塑性位移，为所取桩周静阻力条件下相应的贯入度（厘米/击数）。用贯入度的倒数──打桩阻力（击数/厘米）绘制的打桩反应曲线,以判别能否将桩打至要求的入土深度而具有要求的静阻力。在静阻力与桩的承载力间的关系已知时(如通过静荷载试验)，可从已知的贯入度推测桩的轴向承载力。从弹簧力可获得系统内各处的打桩应力。目前，选用计算参数还带有经验性；对土的打桩阻力机理也还不够清楚。

近年来，各国已经发展多种计算机程序模拟各式桩锤的性能，考虑桩周打桩残余应力和开口管桩内土塞形成等的影响。

将桩头实测锤击反应（位移、应力或加速度）作为波动方程分析的原始输入，可以减少参数不准引起的误差。已研制的打桩分析仪，可监测打桩和自动数字显示桩的承载力（误差约小于±20%）。此外。波动方程分析还可用来推测桩周土阻力的分布及检验桩身结构的完整性（见桩身质量检验）。

从1978年开始，中国在渤海石油平台桩基工程中已采用了波动方程分析。2100433B

武汉华威建筑桩工机械有限责任公司创办于1998年，现已具备一定的生产技术水平和相当的装备，是一个检测系统先进、技术力量雄厚、管理制度严谨的优秀民营企业。公司现有职工218人，在24名工程技术人员中，高级工程师3人，中级职称10人。厂区占地35亩，桩工机械制造所用的设备配套齐全。这里环境优美，属花园式文明生产厂区。

（一）放样定位

工程开工前，根据轴线及桩位布置情况，在场地内建立测量控制网，然后依据控制网测放各桩位中心点。

（二）旋挖机就位

钻机就位必须稳固、周正、水平，定位，钻头中心与桩位中心误差不大于10mm。

（三）埋设护筒

护筒直径应比桩孔直径大200mm，长度应满足护筒底进入黏土层不少于0.5m 的要求，护筒顶端高出地面0.3m，护筒埋设的倾斜度控制在1%以内，护筒埋设偏差不超过30mm，护筒四周用黏土回填，分层夯实。

（四）旋挖机成孔

结合以往施工经验，我方采用现代工具旋挖机进行成孔：在护筒埋设并定位后，使用SR-250 型转挖机钻进，该钻机扭矩大，转速高，成孔效率高，适合在中风化层中钻进。

钻机在就位时应重新测量、定位，在成孔过程中采用泥浆护壁。利用钻进过程中钻头对泥土的搅拌作用自然造浆，根据实际需要可对泥浆的比重进行调节，在施工过程中泥浆比重一般控制在1.2～1.3 之间，泥浆在循环过程中在孔壁表面形成泥皮，它和泥浆的自重对孔壁起到保护作用，防止孔壁坍塌。通过成孔施工，泥浆护壁效果比较好，完全可以满足施工的需要。可通过掏渣筒掏渣以及给孔内加清水的方法来调节泥浆的比重，根据实际施工需要，泥浆比重一般控制在1.3 以上，这样有利于钻进和孔壁的稳定。

（五）清孔

在钻机钻至设计孔深后，将钻头降至孔底，慢转，重点是清出扩大头扩出的余泥。

（六）钢筋笼制作与安放

1．钢筋笼制作

钢筋笼在现场分节制作，主筋与加强筋全部焊接，螺旋筋与主筋采

用隔点焊加固，钢筋笼制作符合设计要求外，还应符合表2 规定。

制作好的钢筋笼，即进行逐节验收，合格后挂牌存放。

2．钢筋笼孔内安放

钢筋笼长（超过16m）在孔口焊接，单面焊10d，焊缝高度≥0.3d，焊缝宽度≥0.8d。两段笼子应保持顺直，同截面接头不得超过配筋的50%，间距错开，不少于35d。钢筋焊接完好后，应缓慢下放入孔内，严禁砸笼。

（七）下导管

1．导管的选择

采用丝扣连接的导管，其内径φ250～φ280，底管长度为4m，中间每节长度一般为2.5m。在导管使用前，必须对导管进行外观检查、对接检查。

（1）外观检查：检查导管有无变形、坑凹、弯曲，以及有无破损或裂缝等，并应检查其内壁是否平滑，对于新导管应检查其内壁是否光滑及有无焊渣，对于旧导管应检查其内壁是否有混凝土粘附固结。

（2）对接检查：导管接头丝扣应保持良好。连接后应平直，同心度要好。

经以上检验合格后方可投入使用，对于不合格导管严禁使用。导管长度应根据孔深进行配备，满足清孔及水下混凝土浇筑的需要，即清孔时能下至孔底；水下浇筑时，导管底端距孔底0.5m 左右，混凝土应能顺利从导管内灌至孔底。

2．导管下放

导管在孔口连接处应牢固，设置密封圈，吊放时，应使位置居中，轴线顺直，稳定沉放，避免卡挂钢筋笼和刮撞孔壁。

（八）混凝土浇筑

1．混凝土车搅拌运输；混凝土坍落度控制在18～22cm；用搅拌车混凝土直接到孔口倒入料斗内。

2．水下混凝土浇筑：浇筑前，对不同直径、深度的桩孔分别计算出混凝土浇筑初灌量。施工中要保证浇筑初灌量。浇筑时导管埋深控制在2～6m，拆管前专人测量孔内混凝土面，并做记录，浇筑混凝土接近桩顶标高时，应控制最后一次浇筑量，确保桩顶标高符合设计要求。

3．试块制作：在浇桩过程中，随机抽取1～2 盘混凝土做试块，每支桩应做一组试块，制作好的试块在12h 后拆模，放置静水中养护。试块评定采用数理统计法评定。

（九）起拔护筒

混凝土浇筑结束后，即起拔护筒，并将浇筑设备机具清洗干净，堆放整齐。

（十）回填桩孔

桩孔混凝土浇筑完成后，应将上部未灌混凝土部分利用场地内护筒、沟、池、槽开挖出来的泥土、矿渣等进行回填，回填满后，用混凝土重新将孔口封住，变成整块硬地坪场地。

成孔内容

1．成孔前：需对钻具参数进行标定，包括钻头高度、直径、主杆长度、加杆长度、孔口及平台标高、孔底标高。

2．在钻进过程中应记录以下参数：泥浆比重、黏度、钻进速度、转速及进尺速度，各地层钻进异常情况描述。

3．终孔孔深及时记录，调节泥浆比重与时间记录，测量孔深记录，提钻时间记录。