将木桩或石桩等砸进地里,为了使建筑物基础坚固。用专用机具将各种材料的桩打入、压入、振入或旋入地基土中的施工方法。常用的有锤击法、振动法、射水法和压桩法等。1876年《打桩汽机》:“地面土质松湿之处,欲起建房屋或工程之事,以打桩为极要之工。”
桩身材料
①钢筋混凝土桩
可以预制也可以现浇。根据设计,桩的长度和截面尺寸可任意选择。
②钢桩
常用的有直径250~1200mm的钢管桩和宽翼工字形钢桩。钢桩的承载力较大,起吊、运输、沉桩、接桩都较方便,但消耗钢材多,造价高。我国现今只在少数重点工程中使用。如上海宝山钢铁总厂工程中,重要的和高速运转的设备基础和柱基础使用了大量的直径914.4mm和600mm,长60cm左右的钢管桩。
③木桩
现已很少使用,只在某些加固工程或能就地取材临时工程中使用。在地下水位以下时,木材有很好的耐久性,而在干湿交替的环境下,极易腐蚀。
射水法
也称为射水沉桩法。是锤击法与振动法的一种辅助方法。利用高压水流,通过安装在桩侧面或空心桩内的射水管,冲松桩尖周围的土层,达到减少桩下沉阻力的目的。一般用于沙土层中,效率很高。当桩尖下沉到距设计标高约1~1.5米时,应停止射水,用锤击法或振动法将桩沉到设计标高。
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。