打沉入式预制桩施工样本.docx

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7-2-4 打( 沉) 入式预制桩施工
7-2-4-1 桩的制作、 运输和堆放
1．制作程序
现场制作场地压实、 整平→场地地坪作三七灰土或浇筑混凝土→支模→绑扎钢筋骨架、 安设吊环→浇筑混凝土→养护至30%强度拆模→支间隔端头模板、 刷隔离剂、 绑钢筋→浇筑间隔桩混凝土→同法间隔重叠制作第二层桩→养护至70%强度起吊→达100%强度后运输、 堆放。
2．制作方法
( 1) 混凝土预制桩可在工厂或施工现场预制。现场预制多采用工具式木模板或钢模板, 支在坚实平整的地坪上, 模板应平整牢靠, 尺寸准确。用间隔重叠法生产, 桩头部分使用钢模堵头板, 并与两侧模板相互垂直, 桩与桩间用塑料薄膜、 油毡、 水泥袋纸或刷废机油、 滑石粉隔离剂隔开, 邻桩与上层桩的混凝土须待邻桩或下层桩的混凝土达到设计强度的30%以后进行, 重叠层数一般不宜超过四层。混凝土空心管桩采用成套钢管模胎在工厂用离心法制成。
( 2) 长桩可分节制作, 单节长度应满足桩架的有效高度、 制作场地条件、 运输与装卸能力等方面的要求, 并应避免在桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中接桩。
( 3) 桩中的钢筋应严格保证位置的正确, 桩尖应对准纵轴线, 钢筋骨架主筋连接宜采用对焊或电弧焊, 主筋接头配置在同一截面内的数量不得超过50%; 相邻两根主筋接头截面的距离应不大于35dg( dg为主筋直径) , 且不小于500mm。桩顶1m范围内不应有接头。桩顶钢筋网的位置要准确, 纵向钢筋顶部保护层不应过厚, 钢筋网格的距离应正确, 以防锤击时打碎桩头, 同时桩顶面和接头端面应平整, 桩顶平面与桩纵轴线倾斜不应大于3mm。
( 4) 混凝土强度等级应不低于C30, 粗骨料用5~40mm碎石或卵石, 用机械拌制混凝土, 坍落度不大于6cm, 混凝土浇筑应由桩顶向桩尖方向连续浇筑, 不得中断, 并应防止另一端的砂浆积聚过多, 并用振捣器仔细捣实。接桩的接头处要平整, 使上下桩能互相贴合对准。浇筑完毕应护盖洒水养护不少于7d, 如用蒸汽养护, 在蒸养后, 尚应适当自然养护, 30d方可使用。
3．起吊、 运输和堆放
当桩的混凝土达到设计强度标准值的70%后方可起吊, 吊点应系于设计规定之处, 如无吊环, 可按图7-50所示位置设置吊点起吊。在吊索与桩间应加衬垫, 起吊应平稳提升, 采取措施保护桩身质量, 防止撞击和受振动。

图7-50 预制桩吊点位置
( a) 、 ( b) 一点吊法; ( c) 二点吊法; ( d) 三点吊法; ( e) 四点吊法;
( f) 预应力管桩一点吊法; ( g) 预应力管桩两点吊法
桩运输时的强度应达到设计强度标准值的100%。长桩运输可采用平板拖车、 平台挂车或汽车后挂小炮车运输; 短桩运输亦可采用载重汽车, 现场运距较近, 亦可采用轻轨平板车运输。装载时桩支承应按设计吊钩位置或接近设计吊钩位置叠放平稳并垫实, 支撑或绑扎牢固, 以防运输中晃动或滑动; 长桩采用挂车或炮车运输时, 桩不宜设活动支座, 行车应平稳, 并掌握好行驶速度, 防止任何碰撞和冲击。严禁在现场以直接拖拉桩体方式代替装车运输。
堆放场地应平整坚实, 排水良好。桩应按规格、 桩号分层叠置, 支承点应设在吊点或近旁处保持在同一横断平面上, 各层垫木应上下对齐, 并支承平稳, 堆放层数不宜超过4层。运到打桩位置堆放, 应布置在打桩架附设的起重钩工作半径范围内, 并考虑到起吊方向．避免转向。
7-2-4-2 打( 沉) 桩方法
1．施工准备
( 1) 整平场地, 清除桩基范围内的高空、 地面、 地下障碍物; 架空高压线距打桩架不得小于10m; 修设桩机进出、 行走道路, 做好排水措施。
( 2) 按图纸布置进行测量放线, 定出桩基轴线, 先定出中心, 再引出两侧, 并将桩的准确位置测设到地面, 每一个桩位打一个小木桩; 并测出每个桩位的实际标高, 场地外设2~3个水准点, 以便随时检查之用。
( 3) 检查桩的质量, 将需用的桩按平面布置图堆放在打桩机附近, 不合格的桩不能运至打桩现场。
( 4) 检查打桩机设备及起重工具; 铺设水电管网, 进行设备架立组装和试打桩。在桩架上设置标尺或在桩的侧面画上标尺, 以便能观测桩身入土深度。
( 5) 打桩场地建( 构) 筑物有防震要求时, 应采取必要的防护措施。
( 6) 学习、 熟悉桩基施工图纸, 并进行会审; 做好技术交底, 特别是地质情况、 设计要求、 操作规程和安全措施的交底。
( 7) 准备好桩基工程沉桩记录和隐蔽工程验收记录表格, 并安排好记录和监理人员等。
2．打( 沉) 桩程序
( 1) 根据地基土质情况, 桩基平面布置, 桩的尺寸、 密集程度、 深度, 桩移动方便以及施工现场实际情况等因素确定, 图7-51( a) 、 ( b) 、 ( c) 、 ( d) 为几种打桩顺序对土体的挤密情况。当基坑不大时, 打桩应逐排打设或从中间开始分头向周边或两边进行。

图7-51 打桩顺序和土体挤密情况
( a) 逐排单向打设; ( b) 两侧向中心打设; ( c) 中部向两侧打设;
( d) 分段相对打设; ( e) 逐排打设; ( f) 自中部向边沿打设; ( g) 分段打设
1-打设方向; 2-土的挤密情况; 3-沉降量大; 4-沉降量小
对于密集群桩, 自中间向两个方向或向四周对称施打, 当一侧毗邻建筑物时, 由毗邻建筑物处向另一方向施打。当基坑较大时, 应将基坑分为数段, 而后在各段范围内分别进行( 图7-51e、 f、 g) , 但打桩应避免自外向内, 或从周边向中间进行, 以避免中间土体被挤密, 桩难以打入, 或虽勉强打入, 但使邻桩侧移或上冒。
( 2) 对基础标高不一的桩, 宜先深后浅, 对不同规格的桩, 宜先大后小, 先长后短, 可使土层挤密均匀, 以防止位移或偏斜; 在粉质粘土及粘土地区, 应避免按着一个方向进行, 使土体一边挤压, 造成入土深度不一, 土体挤密程度不均, 导致不均匀沉降。若桩距大于或等于4倍桩直径, 则与打桩顺序无关。
3．吊桩定位
打桩前, 按设计要求进行桩定位放线, 确定桩位, 每根桩中心钉一小桩, 并设置油漆标志; 桩的吊立定位, 一般利用桩架附设的起重钩借桩机上卷扬机吊桩就位, 或配一台履带式起重机送桩就位, 并用桩架上夹具或落下桩锤借桩帽固定位置。
4．打( 沉) 桩方法
( 1) 打桩方法有锤击法、 振动法及静力压桩法等, 以锤击法应用最普遍。打桩时, 应用导板夹具, 或桩箍将桩嵌固在桩架两导柱中, 桩位置及垂直度经校正后, 始可将锤连同桩帽压在桩顶, 开始沉桩。桩锤、 桩帽与桩身中心线要一致, 桩顶不平, 应用厚纸板垫平或用环氧树脂砂浆补抹平整。
( 2) 开始沉桩应起锤轻压并轻击数锤, 观察桩身、 桩架、 桩锤等垂直一致, 始可转入正常。桩插入时的垂直度偏差不得超过0.5%。
( 3) 打桩应用适合桩头尺寸之桩帽和弹性垫层, 以缓和打桩的冲击。桩帽用钢板制成, 并用硬木或绳垫承托。落锤或打桩机垫木亦可用”尼龙6”浇铸件( 规格φ260mm×170mm, 重10kg) , 既经济又耐用, 一个尼龙桩垫可打600根桩而不损坏。桩帽与桩周围的间隙应为5~10mm。桩帽与桩接触表面须平整, 桩锤、 桩帽与桩身应在同一直线上, 以免沉桩产生偏移。桩锤本身带帽者, 则只在桩顶护以绳垫、 尼龙垫或木块。
( 4) 当桩顶标高较低, 须送桩入土时, 应用钢制送桩( 图7-52) 放于桩头上, 锤击送桩将桩送入土中。
振动沉桩与锤击沉桩法基本相同, 是用振动箱代替桩锤, 将桩头套入振动箱连固的桩帽上或用液压夹桩器夹紧, 便可按照锤击法启动振动箱进行沉桩至设计要求的深度。

图7-52 钢送桩构造
( a) 钢轨送桩; ( a) 钢板送桩
1-钢轨; 2-15mm厚钢板箍; 3-硬木垫; 4-连接螺栓
5．接桩形式和方法
混凝土预制长桩, 受运输条件和打( 沉) 桩架高度限制, 一般分成数节制作, 分节打入, 在现场接桩。常见接头方式有焊接、 法兰接及硫磺胶泥锚接等几种( 图7-53) 。前两种可用于各类土层; 硫磺胶泥锚接适用于软土层。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, 并确保焊缝质量和设计尺寸。法兰接桩, 钢板和螺栓亦宜用低碳钢并紧固牢靠; 硫磺胶泥锚接桩, 使用的硫磺胶泥配合比应经过试验确定, 其物理力学性能应符合表7-63要求, 其施工参考配合比见表7-64。硫磺胶泥锚接方法是将熔化的硫磺胶泥注满锚筋孔内并溢出桩面, 然后迅速将上段桩对准落下, 胶泥冷硬后, 即可继续施打, 比前几种接头形式接桩简便快速。锚接时应注意以下几点: ( 1) 锚筋应刷清并调直; ( 2) 锚筋孔内应有完好螺纹, 无积水、 杂物和油污; ( 3) 接桩时接点的平面和锚筋孔内应灌满胶泥; 灌筑时间不得超过2min; ( 4) 灌筑后停歇时间应满足表7-65要求; ( 5) 胶泥试块每班不得少于一组。

图7-53 桩的接头型式
( a) 、 ( b) 焊接接合; ( c) 管式接合; ( d) 管桩螺栓接合; ( e) 硫磺砂浆锚筋接合
1-角钢与主筋焊接; 2-钢板; 3-焊缝; 4-预埋钢管; 5-浆锚孔;
6-预埋法兰; 7-预埋锚筋; d-锚栓直径
硫磺胶泥的主要物理力学性能指标 表7-63
项次
项目
物理力学性能指标
1
物理性能
1．热变性: 60℃以内强度无明显变化; 120℃变液态; 140~145℃密度最大且和易性最好; 170℃开始沸腾; 超过180℃开始焦化, 且遇明火即燃烧
2．密度: 2.28~3.32t/m3
3．吸水率: 0.12%~0.24%
4．弹性模量: 5×105kPa
5．耐酸性: 常温下能耐盐酸、 硫酸、 磷酸、 40%以下的硝酸、 25%以下铬酸、 中等浓度乳酸和醋酸
2
力学性能
1．抗拉强度: 4MPa
2．抗压强度: 40MPa
3．握裹强度: 与螺纹钢筋为11MPa; 与螺纹孔混凝土为4MPa
4．疲劳强度: 对照混凝土的试验方法, 当疲劳应力比值p为0.38时, 疲劳修正系数＞0.8
硫磺胶泥的配合比及物理力学性能 表7-64
配合比
( 重量比)
硫磺
44
60
水泥
11
-
石墨粉
-
5
粉砂
40
-
石英砂
-
34.3
聚硫胶
1
-
聚硫甲胶
-
0.7
物理力学性能
密度( kg/m3)
2280~2320
吸水率( %)
0.12~0.24
弹性模量( MPa)
5×104
抗拉强度( MPa)
4
抗压强度( MPa)
40
抗折强度( MPa)
10
握裹强度( MPa)
与螺纹钢筋
11
与螺纹孔混凝土
4
注: 1．热变性: 在60℃以下不影响强度; 热稳定性: 92%;
2．疲劳强度: 取疲劳应力0.38经200万次损失20%。
硫磺胶泥灌筑后的停歇时间 表7-65
项次
桩截面
( mm)
不同气温下的停歇时间( min)
0~10℃
11~20℃
21~30℃
31~40℃
41~50℃
打桩
压桩
打桩
压桩
打桩
压桩
打桩
压桩
打桩
压桩
1
400×400
6
4
8
5
10
7
13
9
17
12
2
450×450
10
6
12
7
14
9
17
11
21
14
3
500×500
13
/
15
/
18
/
21
/
24
/
6．拔桩方法
当已打入的桩由于某种原因需拔出时, 长桩可用拔桩机进行。一般桩可用人字桅杆借卷扬机拔起或钢丝绳捆紧桩头部, 借横梁用液压千斤顶抬起; 采用汽锤打桩可直接用蒸汽锤拔桩, 将汽锤倒连在桩上, 当锤的动程向上, 桩受到一个向上的力, 即可将桩拔出。
7．打( 沉) 桩的质量控制
( 1) 桩端( 指桩的全截面) 位于一般土层时, 以控制桩端设计标高为主, 贯入度可作参考。
( 2) 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, 以贯入度控制为主, 桩端标高可作参考。
( 3) 当贯入度已达到, 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。
( 4) 振动法沉桩是以振动箱代替桩锤, 其质量控制是以最后3次振动( 加压) , 每次10min或5min, 测出每分钟的平均贯入度, 以不大于设计规定的数值为合格, 而摩擦桩则以沉到设计要求的深度为合格。
8．打( 沉) 桩控制贯入度的计算
打预制钢筋混凝土桩的设计质量控制, 一般是以贯入度和设计标高两个指标来检验, 打桩贯入度的检验, 一般是以桩最后10击的平均贯入度应该小于或等于经过荷载试验( 或设计规定) 确定的控制数值, 当无试验资料或设计无规定时, 控制贯入度能够按以下动力公式计算:
( 7-14)
式中 S——桩的控制贯入度( mm) ;
Q——锤重力( N) ;
H——锤击高度( mm) ;
q——桩及桩帽重力( N) ;
A——桩的横截面( mm2) ;
P——桩的安全( 或设计) 承载力( N) ;
m——安全系数; 对永久工程, m＝2; 对临时工程, m＝1.5;
n——与桩材料及桩垫有关的系数: 钢筋混凝土桩用麻垫时, n＝1; 钢筋混凝土桩用橡木垫时, n＝1.5; 木桩加桩垫时, n＝0.8; 木桩不加垫时, n＝1.0。
如已作静荷载试验, 应该以桩的极限荷载Pk( kN) 代替公式中的mP值计算。
9．打( 沉) 桩验收要求
( 1) 打( 沉) 入桩的桩位偏差按表7-66控制, 桩顶标高的允许偏差为-50mm, +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) 。
预制桩( PHC桩、 钢桩) 桩位的允许偏差 表7-66
项次
项目
允许偏差( mm)
1
盖有基础梁的桩:
1．垂直基础梁的中心线
2．沿基础梁的中心线

100＋0.01H
150＋0.01H
2
桩数为1~3根桩基中的桩
100
3
桩数为4~16根桩基中的桩
1/2桩径或边长
4
桩数大于16根桩基中的桩:
1．最外边的桩
2．中间桩

1/3桩径或边长
1/2桩径或边长
注: H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离。
( 2) 施工结束后应对承载力进行检查。桩的静载荷试验根数应不少于总桩数的1%, 且不少于3根; 当总桩数少于50根时, 应不少于2根; 当施工区域地质条件单一, 又有足够的实际经验时, 可根据实际情况由设计人员酌情而定。
( 3) 桩身质量应进行检验, 对多节打入桩不应少于桩总数的15%, 且每个柱子承台不得少于1根。
( 4) 由工厂生产的预制桩应逐根检查, 工厂生产的钢筋笼应抽查总量的10%, 但不少于5根。
( 5) 现场预制成品桩时, 应对原材料, 钢筋骨架( 表7-67) 、 混凝土强度进行检查; 采用工厂生产的成品桩时, 进场后应作外观及尺寸检查, 并应附相应的合格证、 复验报告。
( 6) 施工中应对桩体垂直度、 沉桩情况、 桩顶完整状况、 桩顶质量等进行检查, 对电焊接桩、 重要工程应作10%的焊缝探伤检查。
( 7) 对长桩或总锤击数超过500击的锤击桩, 必须满足桩体强度及28d龄期的两项条件才能锤击。
( 8) 施工结束后, 应对承载力及桩体质量做检验。
( 9) 钢筋混凝土预制桩的质量检验标准见表7-68。
预制桩钢筋骨架质量检验标准 表7-67
项
序
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
主控项目
1
主筋距桩顶距离
mm
±5
用钢尺量
2
多节桩锚固钢筋位置
mm
5
用钢尺量
3
多节桩预埋铁件
mm
±3
用钢尺量
4
主筋保护层厚度
mm
±5
用钢尺量
一般项目
1
主筋间距
mm
±5
用钢尺量
2
桩尖中心线
mm
10
用钢尺量
3
箍筋间距
mm
±20
用钢尺量
4
桩顶钢筋网片
mm
±10
用钢尺量
5
多节桩锚固钢筋长度
mm
±10
用钢尺量
钢筋混凝土预制桩的质量检验标准 表7-68
项
序
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
主控项目
1
桩体质量检验
按基桩检测技术规范
按基桩检测技术规范
2
桩位偏差
见表7-66
用钢尺量
3
承载力
按基桩检测技术规范
按基桩检测技术规范
一般项目
1
砂、 石、 水泥、 钢筋等原材料( 现场预制时)
符合设计要求
查出厂质保文件或抽样送检
2
混凝土配合比及强度( 现场预制时)
符合设计要求
检查称量及查试块记录
3
成品桩外形
表面平整, 颜色均匀, 掉角深度＜10mm, 蜂窝面积小于总面积0.5%
直观
4
成品桩裂缝( 收缩裂缝或起吊、 装运、 堆放引起的裂缝)
深度＜20mm, 宽度＜0.25mm, 横向裂缝不超过边长的一半
裂缝测定仪, 该项在地下水有侵蚀地区及锤击数超过500击的长桩不适用
5
成品桩尺寸: 横截面边长
桩顶对角线差
桩尖中心线
桩身弯曲矢高
桩顶平整度
mm
mm
mm

mm
±5
＜10
＜10
＜1/1000l
＜2
用钢尺量
用钢尺量
用钢尺量
用钢尺量( l为桩长)
水平尺量
6
电焊接桩: 焊缝质量
见表7-96
见表7-96
电焊结束后停歇时间
上下节平面偏差
节点弯曲矢高
min
mm
＞1.0
＜10
＜1/1000l
秒表测定
用钢尺童
尺量( l为两桩节长)
7
硫磺胶泥接桩:
胶泥浇筑时间
浇筑后停歇时间
min
min
＜2
＞7
秒表测定
秒表测定
8
桩顶标高
mm
±50
水准仪
9
停锤标准
设计要求
现场实测或查沉桩记录
7-2-4-3 特殊打( 沉) 桩方法
1．射水沉桩法
射水法沉桩又称水冲法沉桩, 是将射水管附在桩身上, 用高压水流束将桩尖附近的土体冲松液化, 以减少土对桩端的正面阻力, 同时水流及土的颗粒沿桩身表面涌出地面, 减少了土与桩身的摩擦力, 使桩借自重( 或稍加外力) 沉入土中。射水法沉桩的特点是: 当在坚实的砂土中沉桩, 桩难以打下或久打不下时, 使用射水法可防止将桩打断, 或桩头打坏; 比锤击法可提高工效2~4倍, 节省时间, 加快工程进度; 但需一套冲水装置。本法最适用于坚实砂土或砂砾石土层上的支承桩, 在粘性土中亦可使用。
( 1) 施工机具设备
射水法沉桩设备包括: 射水嘴、 射水管、 连接软管、 高压水泵等。射水喷嘴有圆形、 梅花形、 扁形等形式, 它的作用是将水泵送来的高压水流经过缩小直径以增加流速和压力, 可起到强力冲刷的效果。射水嘴尖端直径为20~25mm, 最大38mm, 侧孔( φ10mm) 与管壁成30°~45°角。圆形射水嘴的大小约为射水管面积的1/4, 射水管内径38~63mm, 每节长4.5~6.0m, 用丝扣连接。桩外射水时, 可在桩两侧或四侧各安一根射水管, 使彼此对称( 图7-54a) , 当下沉空心管桩时, 射水管则设在桩的中间( 图7-54b) , 可使桩下沉得更准确。射水管上端用橡皮软管连于高压( 耐压2.0MPa以上) 水泵上, 管子用滑车组吊起可顺着桩身上下自由升降, 能在任何高度上冲刷土体。高压水泵用电动离心式, 水压0.5~2.0MPa, 出水量0.2~2.0m3/min; 水冲法所需用射水管的数目、 直径、 水压及消耗水量等数值, 一般根据桩的断面、 土的种类及入土深度等数据而定, 可参考表7-69和表7-70选用。

图7-54 射水法沉桩装置
( a) 外射水管; ( b) 内射水管
1-预制实心桩; 2-外射水管; 3-夹箍; 4-木楔打紧; 5-胶管;
6-两侧外射水管夹箍; 7-管桩; 8-射水管; 9-导向环; 10-挡砂板;
11-保险钢丝绳; 12-弯管; 13-胶管; 14-电焊圆钢加强; 15-钢送桩
各种土层中水冲法沉桩的有关参数 表7-69
土的种类
入土深度
( m)
喷嘴处需要压力
( MPa)
射水管数量、 直径
( mm)
额定用水量
( L/min)
水泵压力
( MPa)
桩径
≤300mm
桩径
400~600mm
桩径
≤300mm
桩径
400~600mm
淤泥、 淤泥质粘土、 软粘土、 松散砂、 水饱和砂
＜8
0.4~0.6
2φ37
2φ50
400~700
700~1000
1.1
8~16
0.6~1.0
2φ50
2φ50
900~1200
900~1400
1.75
16~24
0.8~1.5
-
2φ63
-
1600~
1.75
密实砂、 混有砾石的砂、 中等密实粘土
＜8
0.8~1.5
2φ50
2φ50
900~1200
1000~1700
2.4
8~20
1.2~2.0
2φ63
2φ63
1800~2500
1800~2500
2.46
内射水时要求的水压与水量参考表 表7-70
土的种类
入土深度
( m)
喷嘴处需要的压力
( MPa)
每根桩用水量( L/min)
水泵水压
( MPa)
管桩直径300~500
( min)
管桩直径＞500
( mm)
淤泥、 松软粘土、 细砂、 粉质粘土、 粉土
15~25
0.7~1.0
1000~1200
1200~1500
1.75
25~35
1.0~1.5
1200~
1500~2500
1.75
＞35
1.5~2.0
~3000
2500~3500
2.4
密实砂、 粉土、 混有砾石的砂、 中等密度的粉质粘土及粘土
15~25
1.0~1.5
1500~
~2500
1.75
25~35
1.5~2.0
~3000
2500~3500
2.4
＞35
2.0~2.5
3000~4000
3500~5000
-
( 2) 施工工艺方法要点
1) 水冲法沉桩大多与锤击或振动相辅使用, 视土质情况可采取先用射水管冲桩孔, 然后将桩身随之插入( 锤可置于桩顶, 以增加下沉的重量) ; 或一面射水, 一面锤击( 或振动) ; 或射水锤击交替进行或以锤击或振动为主, 射水为辅等方式。一般多采取射水与锤击联合使用的方式, 以加速下沉; 亦可采取用射水管冲孔至离桩设计深度约1m左右, 再将桩吊入孔内, 用锤击打入到设计深度。
2) 沉桩时, 先将射水管装好使喷射管嘴离地面约0.5m, 当桩插正立稳后, 压上桩帽、 桩锤, 开启水泵阀门送水, 射水管便冲开桩尖下的土体, 慢慢沉入土中, 射水管一面下沉, 一面不断的上下抽动, 以使土体松动, 水流畅通, 此时桩即依靠其自重及配合桩锤冲击沉入土中。最初可使用较小水压, 以后逐步加大水压, 不使下沉过猛, 下沉渐趋缓慢时, 可开锤轻击, 下沉转快时停止锤击。
3) 下沉时应使射水管末端经常处于桩尖以下约0.3~0.4m处。射水进行中, 放水阀不可骤然大开, 以免水压, 水量突然降低, 涌入泥砂堵塞射水嘴; 再射水时, 射水管和桩必须垂直, 并要求射水均匀, 水冲压力一般为0.5~1.6MPa。
4) 当沉至距设计标高0.5~2m时应停止射水, 拔出射水管, 用锤击或振动打至设计标高, 以免将桩尖处土体冲坏, 降低桩的承载力。桩的间距应大于0.9m, 以免冲松邻近已打好的桩。
2．植桩法沉桩
植桩法沉桩又称钻孔植桩法, 它是为防止在软土地区打长桩对邻近建筑物和地下管线造成隆起和位移等危害的一种有效方法, 已在工程上广泛地采用。
( 1) 工艺方法及特点
植桩法沉桩系在沉桩部位, 按设计要求的孔径和孔深先用钻机钻孔, 钻出的土体经过湿法或干法排出地面外运, 在孔内再插入预制钢筋混凝土桩, 然后采用锤击或振动锤打入法, 将桩打入设计持力层标高, 即先钻孔, 后植桩, 见图7-55。一般钻孔深度为桩总长的1/3左右, 使保持一定的锚固长度和击入深度, 确保单桩承载力。

图7-55 钻孔植桩法工艺流程
( a) 钻孔; ( b) 插桩: ( c) 沉桩; ( d) 成桩
1-钻孔; 2-混凝土预制桩;
l-桩长; h-桩基深度
植桩法沉桩的特点是: 把排挤土桩改良为低排挤土桩, 大大减少了土的排挤量, 有效的防止土体隆起和位移, 以及超孔隙水压力的上升, 可保证邻近建( 构) 筑物、 地下管线、 道路交通的安全, 节省防护或加固费用; 同时可减少锤击噪声、 振动等危害, 减小锤击沉桩阻力, 现场施工文明; 但需两套沉桩机具设备, 增加一道工序。
( 2) 适用范围
1) 在软土地区, 城市闹市密集建筑群、 邻近马路、 邻近地下管线交叉繁多的部位, 用锤击法或振动锤沉桩, 会使土体产生大量的隆起和水平位移而严重影响建筑物、 地面交通道路和地下管线的安全时, 可采用植桩法。
2) 软土地区采用长桩沉桩时, 如遇较厚的硬土层, 采用锤击或振动锤打入法难于施工时, 宜采用植桩法。
3) 要求减低对城市的噪声、 振动时。
4) 用锤击或振动锤击打桩, 会使相邻桩相互挤压导致桩倾斜、 偏位, 而影响工程质量时, 宜用植桩法。
5) 当桩较长, 截面尺寸较大, 深部土层较坚硬, 且缺乏大能量桩锤时, 可采用植桩法。
( 3) 机具设备及材料要求
钻孔设备: 可采用GJC-40H型或SPC-150型回转钻机1台, 可钻孔径为400~500mm, 深8~20mm。
打桩设备: 采用25P-60C型履带式柴油打桩机1台。其导杆长33m, 吊重8t, 配K45柴油锤, 可打27m长桩。亦可采用三点支撑式柴油打桩机, 配有可水平旋转的互相垂直的双向龙门导轨, 在一侧配挂筒式柴油桩锤, 另一侧配挂长螺杆螺栓钻( 性能参见表7-59) , 本机可在钻孔后不用移动桩机, 即可迅速插桩施打。
排泥设备: 采用BW600/30H型泥浆泵1台。另配QY-16型汽车吊1台, 经纬仪2台, 水平仪1台等。
预制钢筋混凝土桩, 强度要求达到100%, 无断裂等情况。
( 4) 施工要点
1) 植桩法沉桩施工程序为: 放线定桩位→桩机就位→稳定钻杆、 校正垂直度→钻孔、 排出土外运→至要求植桩深度、 清理桩孔→植入钢筋混凝土预制桩→型钢接桩焊接、 校正→用锤击法沉桩至设计深度→拔送桩管( 有送桩时) →回填送桩孔。
2) 植打桩顺序为: 先打长桩, 后打短桩; 先打外围桩, 后打中间桩, 以防止土体位移对四周建筑物及各种设施造成的影响。一般宜采用钻一孔植打一孔的流水施工方法, 尽量保持钻孔和打桩机同步。对超软土宜间隔钻孔施打。
3) 钻机就位后, 应先将钻机转至桩架正前方对准桩位, 进行垂直度校正, 稳定钻机, 然后开动钻机徐徐钻进, 同时经由出土斗排土外运; 钻时要注意保持钻杆不停地旋转, 以防卡钻, 钻至预定深度后, 可清孔提钻, 清理地面附近积存余土, 即可移至下一桩位钻孔, 钻孔后应在1h内植桩施打, 以避免塌孔。钻孔直径, 方桩一般控制在内切圆或小于2/3桩截面。
4) 植打预制桩, 桩机要保持垂直平稳, 在孔内插入钢筋混凝土预制桩, 应用两台经纬仪进行垂直度双向校正后, 再锤击打桩, 直至设计标高。在施打三段接长桩最后一段时, 桩顶应加衬垫, 以防击坏桩头。打桩机与钻孔机应保持一定距离, 以避免互相干扰和击桩挤压使钻孔变形。
5) 沉桩时应随时检查钻孔质量、 桩身垂直度、 沉桩沉度、 最后贯入度以及超孔隙水压力上升、 土体隆起等对周围的影响等情况, 发现异常现象, 应及时采取相应解决处理的技术措施。
7-2-4-4 打( 沉) 桩常遇问题及预防处理方法
打( 沉) 桩常遇问题及预防处理方法参见表7-71。
打( 沉) 桩常遇问题及预防、 处理方法 表7-71
名称、 现象
产生原因
预防措施及处理方法
桩顶位移或上升涌起
( 在沉桩过程中, 相邻的桩产生横向位移或桩身上涌)
1．桩入土后, 遇到大块孤石或坚硬障碍物, 把桩尖挤向一侧
2．桩身不正直; 或两节桩或多节桩施工, 相接的两节桩不在同一轴线上, 造成歪斜
3．采用钻孔、 插桩施工时, 钻孔倾斜过大, 在沉桩过程中桩顺钻孔倾斜而产生位移
4．在软土地基施工较密集的群桩时, 如沉桩次序不当, 由一侧向另一侧施打, 常会使桩向一侧挤压造成位移或涌起
5．遇流砂; 或当桩数较多, 土体饱和密实, 桩间距较小, 在沉桩时土被挤过密而向上隆起, 有时使相邻的桩随同一起涌起
施工前用钎或洛阳铲探明地下障碍物, 较浅的挖除, 深的用钻钻透或爆碎; 对桩要吊线检查; 桩不正直, 桩尖不在桩纵轴线上时不宜使用, 一节桩的细长比不宜超过40; 钻孔插桩; 钻孔必须垂直, 垂直偏差应在1%以内, 插桩时, 桩应顺孔插入, 不得歪斜; 打桩注意打桩顺序, 同时避免打桩期间同时开挖基坑, 一般宜间隔14d, 以消散孔隙压力, 避免桩位移或涌起; 在饱和土中沉桩, 采用井点降水、 砂井或挖沟降水或排水措施; 采用”插桩法”; 减少土的挤密及孔隙水压力的上升, 桩的间距应不少于3.5倍桩直径
位移过大, 应拔出, 移位再打, 位移不大, 可用木架顶正, 再慢锤打入; 障碍物不深, 可挖去回填后再打; 浮起量大的桩应重新打入
桩身倾斜
( 桩身垂直偏差过大)
1．场地不平, 打桩和导杆不直, 引起桩身倾斜
2．稳桩时桩不垂直, 桩顶不平, 桩帽、 桩锤及桩不在同一直线上
3．桩制作时桩身夸曲超过规定, 桩尖偏离桩的纵轴线较大, 桩顶、 桩帽倾斜, 致使沉入时发生倾斜
4．同”桩顶位移”原因分析1、 2、 3
安设桩架场地应整平, 打桩机底盘应保持水平, 导杆应吊线保持垂直; 稳桩时桩应垂直, 桩帽、 桩锤和桩三者应在同一垂线上; 桩制作时应控制使桩身弯曲度不大于1%; 桩顶应使与桩纵轴线保持垂直; 桩尖偏离桩纵轴线过大时不宜应用; 产生原因4的防治措施同”桩顶位移”的防治措施
桩头击碎
( 打桩时, 桩顶出现混凝土掉角, 碎裂, 坍塌或被打坏; 桩顶钢筋局部或全部外露)
1．桩设计未考虑工程地质条件或机具性能, 桩顶的混凝土强度等级设计偏低, 钢筋网片不足, 造成强度不够
2．桩预制时, 混凝土配合比不准确, 振捣不密实, 养护不良, 未达到设计要求而被打碎
3．桩制作外形不合要求, 如桩顶面倾斜或不平, 桩顶保护层过厚
4．施工机具选择不当, 桩锤选用过大或过小, 锤击次数过多, 使桩顶混凝土疲劳损坏
5．桩顶与桩帽接触不平, 桩帽变形倾斜或桩沉入土中不垂直, 造成桩顶局部应力集中而将桩头破碎打坏
6．沉桩时未加缓冲桩或桩垫不合要求, 失去缓冲作用, 使桩直接承受冲击荷载
7．施工中落锤过高或遇坚硬砂土夹层、 大块石等
桩设计应根据工程地质条件和施工机具性能合理设计桩头, 保证有足够的强度; 桩制作时混凝土配合比要正确, 振捣密实, 主筋不得超过第一层钢筋网片, 浇筑后应有1~3个月的自然养生过程, 使其充分硬化和排除水分, 以增强抗冲击能力; 沉桩前, 应对桩构件进行检查, 如桩顶不平或不垂直于桩轴线, 应修补后才能使用, 检查桩帽与桩的接触面处及桩帽垫木是否平整等, 如不平整应进行处理后方能开打; 沉桩时, 稳桩要垂直; 桩顶应加草垫、 纸袋或胶皮等缓冲垫, 如发现损坏, 应及时更换; 如桩顶已破碎, 应更换或加垫桩垫, 如破碎严重, 可把桩顶剔平补强, 必要时加钢板箍, 再重新沉桩; 遇砂夹层或大块石, 可采用小钻孔再插预制桩的办法施打
桩身断裂
( 沉桩时, 桩身突然倾斜错位, 贯入度突然增大, 同时当桩锤跳起后, 桩身随之出现回弹)
1．桩制作弯曲度过大, 桩尖偏离轴线, 或沉桩时, 桩细长比过大, 遇到较坚硬土层, 或障碍物, 或其它原因出现弯曲, 在重复集中荷载作用下, 当桩身承受的抗弯强度超过混凝土抗弯强度时, 即产生断裂
2．桩在重复施打时, 桩身受到拉压, 大于混凝土的抗拉强度时, 产生裂缝, 剥落而导致断裂
3．桩制作质量差, 局部强度低或不密实; 或桩在堆放, 起吊、 运输过程中产生裂缝或断裂
4．桩身打断, 接头断裂或桩身劈裂
施工前查清地下障碍物并清除, 检查桩外形尺寸, 发现弯曲超过规定或桩尖不在桩纵轴线上时, 不得使用; 桩细长比应控制不大于40; 沉桩过程中, 发现桩不垂直, 应及时纠正, 或拔出重新沉桩; 接桩要保持上下节桩在同一轴线上; 桩制作时, 应保证混凝土配合比正确, 振捣密实, 强度均匀; 桩在堆放、 起吊、 运输过程中, 应严格按操作规程, 发现桩超过有关验收规定不得使用; 普通桩在蒸养后, 宜在自然条件下再养护一个半月, 以提高后期强度
已断桩, 可采取在一旁补桩的办法处理
接头松脱、 开裂
( 接桩处经锤击后, 出现松脱、 开裂等现象)
1．接头表面留有杂物、 油污未清理干净
2．采用硫磺胶泥接桩时, 配合比、 配制使用温度控制不当, 强度达不到要求, 在锤击作用下产生开裂
3．采用焊接或法兰连接时, 连接铁件或法兰平面不平, 存在较大间隙, 造成焊接不牢或螺栓不紧; 或焊接质量不好, 焊缝不连续, 不饱满, 存在夹渣等缺陷
4．两节桩不在同一直线上, 在接桩处产生弯曲, 锤击时, 接桩处局部产生应力集中而破坏连接
接桩前, 应将连接表面杂质、 油污清除干净; 采用硫磺胶泥接桩时, 严格控制配合比及熬制、 使用温度, 按操作要求操作, 保证连接强度; 检查连接部件是否牢固、 平整, 如有问题, 应修正后才能使用; 接桩时, 两节桩应在同一轴线上, 预埋连接件应平整服贴, 连接好后, 应锤击几下再检查一遍, 如发现松脱、 开裂等现象, 应采取补救措施, 如重接、 补焊、 重新拧紧螺栓并把丝扣凿毛, 或用电焊焊死
沉桩达不到设计控制要求
( 沉桩未达到设计标高, 或最后沉入度控制指标要求)
1．地质勘察资料粗糙, 地质和持力层起伏标高不明, 致使设计桩尖标高与实际不符, 达不到设计标高要求; 或持力层过高
2．设计要求过严, 超过施工机械能力和桩身混凝土强度
3．沉桩遇地下障碍物, 如大块石、 混凝土坑等, 或遇坚硬土夹层、 砂夹层
4．在新近代砂层沉桩, 同一层土的强度差异很大, 且砂层越挤越密, 有时出现沉不下去的现象
5．桩锤选择太小或太大, 使桩沉不到或超过设计要求的控制标高
6．桩顶打碎或桩身打断, 致使桩不能继续打入
7．打桩间歇时间过长, 摩阻力增大
详细探明工程地质情况, 必要时应作补勘; 正确选择持力层或标高, 根据地质情况和桩重, 合理选择施工机械、 桩锤大小、 施工方法和桩混凝土强度; 探明地下障碍物, 并清除掉, 或钻透或爆碎; 在新近代砂层沉桩, 注意打桩次序, 减少向一侧挤密的现象; 打桩应连续打入, 不宜间歇时间过长; 防止桩顶打碎和桩身打断, 措施同”桩顶破碎”、 ”桩身断裂”防治措施
桩急剧下沉