因为地面建筑物如果要建在地面上,地面要承受很大的压力,就必须保证地面有足够的抵抗压力的强度,这个往往很难做到,所以就必须对承受建筑物的地面进行加固或者改善地面的承受方式,所以就想到在地基上打桩,让建筑物的大部分重量通过桩传到地面以下很深的位置,因为这个位置的地基比地面承受能力大得多。
打桩过程分为三个阶段:
①重锤自由下 落。先用卷扬设备将重锤提起,使其具有足够 的重力势能,重锤释放后作自由落体运动,其全 部重力势能转变为动能。
②重锤与桩的完全非弹性碰撞。由于重锤与桩 之间相互作用的冲力极大,桩所受到地面的阻 力可忽略,碰撞时重锤与桩的总动量保持守恒。 根据动量守恒定律,有mv=(m+M)V,其中 m与v为重锤的质量和其碰撞前的速度,M为桩的质量,V为重锤和桩在碰撞后的共同速度。
③重锤与桩共同运动。它们共同的质量为 m+M,初速度为V,所遇到的土壤阻力比其重 力大很多,重力可忽略。利用碰撞后重锤与桩 的剩余动能,使它们克服土壤的阻力作功而进入土层。
桩基由桩和桩承台组成(见桩基础)。桩施工法分为预制桩和灌注桩两大类。打桩方法的选定,除了根据工程地质条件外,还要考虑桩的类型、断面、长度、场地环境及设计要求。中国古代已有用石硪夯打木桩施工。其后桩长、桩径加大,石硪逐渐被拉动铸铁的落锤取代。17世纪80年代始有蒸汽锤问世。至19世纪30年代已应用导杆式柴油锤。随着建筑工业的发展,为了适应大型桩基工程的需要,桩基础施工技术既要增加锤重和改进起重、吊装操作工艺,又要减少震动噪声和对环境的污染。有的预制桩的施工以钻孔取土后沉桩的钻打(或钻压)结合工艺,取代原来单纯锤击挤土或压入挤土等方法。同时能量大、无公害的冲击体重达 60多吨的液压锤、125吨蒸汽锤和15吨柴油锤都已得到应用。灌注桩施工亦由原来泥浆护壁、套管成孔进展到无噪声、不排污、不挤土的全套管施工。
箍筋应采用螺旋式,直径不应小于6mm,间距宜为200~300mm;受水平荷载较大桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时,桩顶以下5d范围内的箍筋应加密,间距不应大于100mm;当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密;当考虑箍筋受力作用时,箍筋配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定;当钢筋笼长度超过4m时,应每隔2m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。