整理溷凝土预制桩沉桩施工方法.docx

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整理溷凝土预制桩沉桩施工方法

混凝土预制桩沉桩施工方法

静力压桩是利用静压力将桩压入土中，施工中虽然仍然存在挤土效应，但没有振动和噪音。

静力压桩适用于软弱土层，当存在厚度大于2m的中密以上砂夹层时，不宜采用静力压桩。

    静力压桩机有机械式和液压式之分，根据顶压桩的部位又分为在桩顶顶压的顶压式的压桩机以及在桩身抱压的抱压式压桩机。

目前使用的多为液压式静力压桩机，压力可达6000kN甚至更大，图2-6是一种采用抱压式的液压静力压桩机。

图2-6液压式静力压桩机

1一操纵室；2一电气控制台；3一液压系统；4一导向架；5一配重；6一夹持装置；

7一吊桩把杆；8一支腿平台；9一横向行走与回转装置；10一纵向行走装置；11一桩

    静力压桩压桩机应根据土质情况配足额定重量。

施工中桩帽、桩身和送桩的中心线应重合，压同一根（节）桩应缩短停顿时间，以便于桩的压入。

长桩的静力压入一般也是分节进行，逐段接长。

当第一节桩压入土中，其上端距地面1m左右时将第二节桩接上，继续压入。

对每一根桩的压入，各工序应连续。

其接桩处理与锤击法类似。

    如压桩时桩身发生较大移位、倾斜；桩身突然下沉或倾斜；桩顶混凝土破坏或压桩阻力剧变时，则应暂停压桩，及时研究处理。

锤击法

锤击法是利用桩锤的冲击克服土对桩的阻力，使桩沉到预定深度或达到持力层。

这是最常用的一种沉桩方法。

打桩机包括桩锤、桩架和动力装置。

打桩设备桩锤和桩架

桩锤是对桩施加冲击，将桩打入土中的主要机具。

桩锤主要有落锤、蒸汽锤、柴油锤和液压锤，目前应用最多的是柴油锤。

落锤

落锤构造简单，使用方便，能随意调整落锤高度。

轻型落锤一般均用卷扬机拉升施打。

落锤生产效率低、桩身易损失。

落锤重量一般为0.5~1.5t，重型锤可达数吨。

柴油锤

柴油锤利用燃油爆炸的能量，推动活塞往复运动产生冲击进行锤击打桩。

柴油锤结构简单、使用方便，不需从外部供应能源。

但在过软的土中由于贯入度过大，燃油不易爆发，往往桩锤反跳不起来，会使工作循环中断。

此外，柴油锤作业时造成噪音和空气污染等公害，故在城市中施工受到一定限制。

柴油锤冲击部分的质量有2.0t、2.5t、3.5t、4.5t、6.0t、7.2t等数种。

每分钟锤击次数约40～80次。

可以用于大型混凝土桩和钢管桩等。

蒸汽锤

蒸汽锤利用蒸汽的动力进行锤击。

根据其工作情况又可分为单动式汽锤与双动式汽锤。

单动式汽锤的冲击体只在上升时耗用动力，下降靠自重；双动式汽锤的冲击体升降均由蒸汽推动。

蒸汽锤需要配备一套锅炉设备。

   单动式汽锤的冲击力较大，可以打各种桩，常用锤重为3～10t。

每分钟锤击数为25～30次。

   双动式汽锤的外壳（即汽缸）是固定在桩头上的，而锤是在外壳内上下运动。

因冲击频率高（100～200次/min），所以工作效率高。

它适宜打各种桩，也可在水下打桩并用于拔桩。

锤重一般为0.6～6t。

液压锤

液压锤是一种新型打桩设备，它的冲击缸体通过液压油提升与降落。

冲击缸体下部充满氮气，当冲击缸下落时，首先是冲击头对桩施加压力，接着是通过可压缩的氮气对桩施加压力，使冲击缸体对桩施加压力的过程延长，因此每一击能获得更大的贯入度。

液压锤不排出任何废气，无噪音，冲击频率高，并适合水下打桩，是理想的冲击式打桩设备，但构造复杂，造价高。

   用锤击沉桩时，为防止桩受冲击应力过大而损坏

动力装置的配置取绝决于所选的桩锤。

当选用蒸汽锤时，则需配备蒸汽锅炉和卷扬机

桩架

桩架是支持桩身和桩锤，在打桩过程中引导桩的方向，并保证桩锤能沿着所要求方向冲击的打桩设备。

桩架的形式多种多样，常用的通用桩架（能适应多种桩锤）有两种基本形式：

一种是沿轨道行驶的多能桩架；另一种是装在履带底盘上的桩架。

   多能桩架（图2-2）由立柱、斜撑、回转工作台、底盘及传动机构组成。

它的机动性和适应性很大，在水平方向可作360°回转，立柱可前后倾斜，底盘下装有铁轮，可在轨道上行走。

这种桩架可适应各种预制桩，也可用于灌注桩施工。

缺点是机构较庞大，现场组装和拆迁比较麻烦。

图2-3履带式桩架

        1一桩锤；2一桩帽；3一桩；4一立柱；5一斜撑；6一车体

   履带式桩架（图2-3）以履带式起重机为底盘，增加立柱和斜撑用以打桩。

性能较好桩架灵活，移动方便，可适应各种预制桩施工，目前应用最多。

图2-3履带式桩架

1一桩锤；2一桩帽；3一桩；4一立柱；5一斜撑；6一车体

打桩顺序

打桩顺序合理与否，会直接影响打桩速度、打桩质量及周围环境。

当桩距小于4倍桩的边长或桩径时，打桩顺序尤为重要。

打桩顺序影响挤土方向。

打桩向哪个方向推进，则向哪个方向挤土。

根据桩群的密集程度，可选用下述打桩顺序：

由一侧向单一方向进行（图2-4a）；自中间向两个方向对称进行（图2-4b）；自中间向四周进行（图2-4c）。

第一种打桩顺序，打桩推进方向宜逐排改变，以免土朝一个方向挤压而导致土壤挤压不均匀，对于同一排桩，必要时还可采用间隔跳打的方式。

对于密集桩群，应采用自中间向两个方向或向四周对称施打的顺序；当一侧毗邻建筑物或有其他须保护的地下、地面构筑物、管线等时，应由毗邻建筑物处向另一方向施打。

a）由一侧向单一方向进行；b）由中间向两个方向进行；c）由中间向四周进行

图2-4打桩顺序

    此外，根据桩及基础的设计标高，打桩宜先深后浅；根据桩的规格，则宜先大后小，先长后短。

这样可避免后施工的桩对先施工的桩产生挤压而发生桩位偏斜。

打桩方法

打桩前应做好下列准备工作：

处理架空（高压线）和地下障碍物，场地应平整，排水应畅通，并满足打桩所需的地面承载力；设置供电、供水系统；安装打桩机等。

   施工强还应做好定位放线。

桩基轴线的定位点及水准点，应设置在不受打桩影响的区域，水准点设置不少于2个。

在施工过程中可据此检查桩位的偏差以及桩的入土深度。

打入预制桩－第一节桩体

打入预制桩－电焊接桩

打入预制桩－末节桩体

预制桩施工

打桩机就位后，将桩锤和桩帽吊起，然后吊桩并送至导杆内，垂直对准桩位缓缓送下插入土中，桩插入时的垂直度偏差不得超过0.5％。

桩插入土后即可固定桩帽和桩锤，使桩、桩帽、桩锤在同一铅垂线上，确保桩能垂直下沉。

在桩锤和桩帽之间应加弹性衬垫，如硬木、麻袋、草垫等；桩帽和桩顶周围四周应有5~10mm的间隙，以防损伤桩顶。

      打桩开始时，锤的落距应较小，待桩入土至一定深度且稳定后，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。

     如桩顶标高低于自然土面，则需用送桩管将桩送入土中时，桩与送桩管的纵轴线应在同一直线上，拔出送桩管后，桩孔应及时回填或加盖。

      混凝土预制桩的接桩方法有焊接、法兰接及硫磺胶泥锚接三种（图2-5），前二种可用于各类土层；硫磺胶泥锚接适用于软土层，且对一级建筑桩基、承受拔力以及抗震设防地区的桩宜慎重选用。

目前焊接接桩应用最多。

焊接接桩的钢钣宜用低碳钢，焊条宜用E43。

接桩时预埋铁件表面应清洁，上、下节桩之间如有间隙应用铁片填实焊牢，焊接时焊缝应连续饱满，并采取措施减少焊接变形。

接桩时，上、下节桩的中心线偏差不得大于10mm，节点弯曲矢高不得大于1‰桩长。

焊接时，应先将四角点焊固定，然后对称焊接，并确保焊缝质量和设计尺寸。

在焊接后应使焊缝在自然条件下冷却10min后方可继续沉桩。

a）焊接；b）法兰接；c）硫磺胶泥锚接

图2-5混凝土预制桩的接桩

1—下节桩；2—上节桩；3—桩帽；4—连接角钢；

5—连接法兰；6—预留锚筋孔；7—预埋锚接钢筋

    桩停止锤击的控制原则如下；

    桩端（指桩的全断面）位于一般土层时（摩擦型桩），以控制桩端设计标高为主，贯入度可作参考；桩端达到坚硬、硬塑的粘性土、中密以上粉土、砂土、碎石类土、风化岩时（端承型桩），以贯入度控制为主，桩端标高可作参考。

贯入度已达到而桩端标高未达到时，应继续锤击3阵，按每阵10击的贯入度不大于设计规定的数值加以确认，必要时施工控制贯入度应通过试验与有关单位会商确定。

当遇到贯入度剧变，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、破碎等情况时，应暂停打桩，并分析原因，采取相应措施。

    测量最后贯入度应在下列正常条件下进行：

桩顶没有破坏；锤击没有偏心；锤的落距符合规定；桩帽和弹性垫层正常；汽锤的蒸汽压力符合规定。

如果沉桩尚未达设计标高，而贯入度突然变小，则可能土层中夹有硬土层，或遇到孤石等障碍物，此时切勿盲目施打，应会同设计勘察部门共同研究解决。

此外，由于土的固结作用，打桩过程中断，会使桩难以打入，因此应保证施打的连续进行。

    打桩过程中，应做好沉桩记录，以便工程验收。

打桩质量控制

打桩的质量控制包括打桩前、打桩过程中的控制以及施工后的质量检查。

   施工前应对成品桩做外观及强度检验，锤击预制桩，应在强度与龄期均达到要求后，方可锤击。

接桩用焊条或半成品硫磺胶泥应有产品合格证书，或送有关部门检验。

    打桩开始前应对桩位的放样进行验收，桩位放样允许偏差对群桩为20mm、对单排桩为10mm。

   施工过程中应检查桩的桩体垂直度、沉桩情况、贯入情况、桩顶完整状况、电焊接桩质量、电焊后的停歇时间等。

对电焊接桩，重要工程应对电焊接头做10%的焊缝探伤检查。

   打桩时，桩顶破碎或桩身严重裂缝，应立即暂停，在采取相应的技术措施后，方可继续施打。

打桩时，除了注意桩顶与桩身由于桩锤冲击破坏外，还应注意桩身受锤击拉应力而导致的水平裂缝，在软土中打桩，在桩顶以下1/3桩长范围内常会因反射的张力波使桩身受拉而引起水平裂缝。

开裂的地方往往出现在吊点和混凝土缺陷处，这些地方容易形成应力集中。

采用重锤低速击桩和较软的桩垫可减少锤击拉应力。

   此外，还应监测打桩施工对周围环境有无造成影响。

    打桩施工结束后，应进行桩基工程的桩位验收。

打入桩的桩位偏差，必须符合表2-2的规定。

『正确答案』B序号

1）规划实施可能对相关区域、流域、海域生态系统产生的整体影响。

项目

允许偏差（mm）

1

盖有基础梁的桩

2.环境影响评价工程师职业资格制度垂直于基础梁中心线

100+0.01H

沿基础梁中心线

150+0.01H

2

桩数为1~3根桩基中的桩

定性评价方法有：

安全检查表、预先危险分析、故障类型和影响分析、作业条件危险性评价法、危险和可操作性研究等。

100

（二）环境影响经济损益分析的步骤3

2）应用环境质量标准时，应结合环境功能区和环境保护目标进行分级。

桩数为4~16根桩基中的桩

1/3桩径或边长

6.提出安全对策措施建议4

二、安全预评价桩数大于16根

桩基中的桩

专项规划中的指导性规划　环境影响篇章或说明最外边的桩

1/3桩径或边长

中间桩

1/2桩径或边长

注：

H为施工现场地面标高与设计桩顶标高的距离。

按标高控制的桩，桩顶标高的允许偏差为-50～+100mm。

斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15%（倾斜角系桩的纵向中心线与铅垂线间夹角）。

     打桩施工结束后，工程桩应进行承载力检验，一般采用静载荷试验的方法进行检验，检验桩数不应少于总数的1%，且不应少于3根，当总桩数少于50根时，不应少于2根．此外，还应对桩身质量应进行检验。

钢桩

包括钢管桩、H型桩及其他异型钢桩。

常用钢管桩与H型钢桩。

钢管桩直径有φ400～φ1000，钢管壁厚为9～18mm；H型钢则有200×200～400×400，其翼缘和腹板厚度为12～25mm。

钢桩的分段长度一般不宜超过12～15m。

钢桩的端部形式，应根据桩所穿越的土层、桩端持力层性质、桩的尺寸、挤土效应等因素综合考虑确定。

钢管桩常采用两种形式：

带加强箍或不带加强箍的敞口形式以及平底或锥底的闭口形式。

H型钢桩则可采用带端板和不带端板的形式，不带端板的桩端可做成锥底或平底。

钢桩沉桩施工的制作运输堆放

钢桩的制作前应检查桩的材料是否符合设计要求，并应检查出厂合格证和试验报告。

现场制作钢桩应有平整的场地及挡风防雨设施。

钢桩制作的容许偏差应符合有关规定。

 钢桩的运输与堆存除应满足一般的运输与堆存要求外，还应注意桩的两端应有适当保护措施，钢管桩应设保护圈；搬运时应防止桩体撞击而造成桩端、桩体损坏或弯曲；钢桩应按规格、材质分别堆放，堆放层数不宜太高，对钢管桩，φ900直径放置三层，φ600放置四层，φ400放置五层；对H型钢桩最多六层；支点设置应合理，钢管桩的两侧应用木楔塞住，防止滚动

沉桩施工

钢桩沉桩施工与混凝土桩类似。

钢管桩如锤击沉桩有困难，可在管内取土以助沉；H型钢桩断面刚度较小，采用柴油锤打桩时锤重不宜大于4.5t级，在锤击过程中桩架前应有横向约束装置，以防止横向失稳。

持力层较硬时，H型钢桩不宜送桩。

地表层如有大块石、混凝土块等回填物，则应在插入H型钢桩前进行触探并清除桩位上的障碍物，保证沉桩质量。

接桩

钢桩焊接头应采用等强度连接，使用的焊条、焊丝和焊剂及焊接质量应符合有关规定。

钢管桩应采用上下节桩对焊连，其构造见图2-7。

H型钢桩接头可采用对焊或采用连接板贴角焊，其构造见图2-8。

a）接桩构造；b）接口详图

图2-7钢管桩接桩构造

1—下节桩；2—上节桩；3—上节桩内衬套；4—焊缝；5—托块

图2-8H型钢桩接桩构造

1—下节桩；2—上节桩；3—连接钢板；4—焊缝

质量控制

钢桩的焊接时端部的浮锈、油污等脏物必须清除，保持干燥，下节桩顶经锤击后的变形部分应割除：

上下节桩焊接时应校正垂直度，对口的间隙为2~3mm；焊接应对称进行。

气温低于0℃或雨雪天，无可靠措施确保焊接质量时，不得焊接。

   焊接接头除应进行外观检查外，还应按接头总数的5％做超声或2％做X拍片检查，在同一工程内，探伤检查不得少于3个接头。