夹桩新关键技术研究应用.doc

夹桩新技术研究
刘忠友，葛浮春，张魏，刘卫东
(中交二航局 湖北武汉 邮编 430040)

摘 要：本文在总结了常规夹桩模式基本上，将研发三种新型夹桩技术作了较为详细简介，对比分析了其工艺优劣。夹桩形式虽各种各样，但必要结合实际选用，在保证安全基本上，尽量简化施工，减少造价。
核心词：夹桩 承载力 抱箍
Pile gripper of comparative analysis of facility performance
LIU Zhong-you，GE Fu-chun
(CCCC Second Harbor Engineering Co.Ltd.,Wuhan,Hubei 430040,China）
Abstract：This article summarizes the General pile gripper pattern on the basis of，will develop three new pile gripper gives a detailed introduction to the technique，are compared and analyzed their technology advantages and disadvantages. Pile gripper is varied，but it must be combined with practical use，on the basis of ensuring security，simplified construction as far as possible，reduce the cost.
Key word：pile load capacity bearingcapacityshroudring

前言：
对于采用桩基基本构筑物、特别是水上构筑物，为使上部构造荷载在施工期间有效传递到桩基上，普通都采用夹桩设施来解决，夹桩设施模式通过近年开发，形式各种各样，她们各有特点。咱们在前人基本上，开发了运用高强度钢丝绳传力刚柔结合体夹桩模式及采用楔形工字钢锁固钢抱箍夹桩模式。为了更好推广新技术，更好指引工程施工，现分别论述如下。
1 常规夹桩设施状况简介
1.1夹桩木模式
80年代前码头桩基以预制方桩为主，夹桩时大多采用夹桩木夹桩，夹桩木断面尺寸普通为200mm×150mm，拉杆普通采用Ф25圆钢加工而成，单层夹木承载能力普通按照2.5～3.5ｔ计算[1]。当需要较大承载力时，须采用多层夹木。见图1-1。对于管桩当前也有采用夹桩木构造情形，但大多采用型钢与木材组合物，借助于型钢刚度及木材宜加工性，将夹木做成圆弧状，大体情形与方桩夹木类似。夹木紧固后将围囹型钢放置在夹木上并固定好，普通状况下围囹型钢都采用螺栓对拉固定。

图1-1
1.2吊筋模式
用吊筋来承受构筑物荷载这种模式在内河及长江码头上用比较多，以桩头作为受力点，将吊筋吊挂在桩头上，下面吊住围囹型钢。见图1-2。由于钢材抗拉强度远不不大于抗剪强度，因而，吊筋转角处应做成圆弧形过渡。施工时先夹夹木，然后将围囹型钢放置在夹好夹木上再焊接吊筋。

图1-2
1.3牛腿模式
对于钢管桩构造，普通采用焊接钢牛腿来承受来自构筑物荷载，钢牛腿普通采用挂篮方式焊接，围囹型钢放置在牛腿上。见图1-3。

图1-3
1.4钢板包箍模式
钢包箍模式基本包具有两种构造形式，其一是两个半圆对扣模式，另一种是绞结对扣模式。分别见图1-4、1-5所示。当前在混凝土管桩夹桩方面用得比较广泛。
图1-4 图1-5
1.5吊挂模式
吊挂模式采用了两层承载梁，上层为挂梁，下层为支撑梁，见图1-6所示。挂梁用型钢支撑在桩头上，支撑梁通过拉杆挂在挂梁上。吊挂模式有两种情形，其一，上层挂梁仅有横梁，下层支撑梁仅在桩位处用拉杆挂在挂梁上；其二，上层挂梁采用纵梁，且刚度大，下层支撑梁规格较小，采用多拉杆挂在挂梁上。

图1-6
2 新开发夹桩模式
2.1钢丝绳索、型钢组合新型夹桩模式
钢丝绳索、型钢组合型夹桩构造见图2-1、2-2、2-3所示。
2.1.1构造阐明
（1）受力构造重要为型钢、钢丝绳等，运用了钢丝绳高强度；
（2）系统采用单侧受力模式，使构造体始终处在自锁状态，可防止构造体在受力状态下下滑；
（3）采用滑行楔块将钢丝绳张紧。
2.1.2使用阐明
（1）依照桩径、夹桩型钢尺寸拟定钢丝绳下料长度；
（2）将钢丝绳穿过夹桩型钢固定孔，然后将钢丝绳两端头用铝合金压制环套住、压紧；
（3）用双钢筋钩勾住夹桩型钢并挂在桩头上，将钢丝绳饶过桩体，把铝合金压制环放入夹桩型钢开敞式孔中；
（4）在铝合金压制环下垫好钢垫板，将楔型滑块插入，并用锤敲紧。
2.1.3优、特点分析
（1）由于其具备自锁性，构造体在受力状态下，在下滑很小距离后将不再下滑；
（2）有效运用了钢丝绳高强度特点，可承受很大垂直荷载；
（3）由于采用楔型滑块张紧钢丝绳，因而拆装以便；
（4）构造体重量相对较轻，操作可行性高；

（5）重要合用于管桩夹桩。

图2-1

图2-2

图2-3顶紧装置细部图
2.2楔形工字钢锁固式桩基钢抱箍
楔形工字钢锁固式钢抱箍构造见图2-4所示。
2.2.1构造阐明
（1）总体构造为钢抱箍，其由两个半圆构成，一侧用轴绞连接，另一侧采用楔形工字钢锁固；
（2）钢抱箍采用钢板卷制而成，内圆与桩外径吻合度要高，绞联构造应设立在抱箍外侧，并与抱箍钢板焊接牢固；
（3）钢抱箍牛腿上设有卡口槽，卡口槽尺寸应比楔形工字钢外口尺寸大5mm以上；
（4）楔形工字钢截面为工字型，侧视为A型，采用较厚钢板焊接加工而成，其坡口与钢抱箍牛腿坡口一致。
2.2.2使用阐明
（1）钢抱箍采用吊车吊放较为适当，当现场没有吊车时也可采用人工搬放，当采用人工直接搬放时，应设立钢抱箍吊挂绳，将其挂在桩头上。
（2）当吊放到设计高度时，将楔形工字钢从牛腿上卡口槽插入，并用锤敲紧；
（3）为防止楔形工字钢滑脱，可采用电焊将楔形工字钢点焊在钢抱箍牛腿上；
（4）拆除时用吊车吊住钢抱箍，用手锤向相反方向敲击楔形工字钢，即可将钢抱箍放松。
2.2.3优、特点分析
（1）构造简朴，施工迅速；
（2）由于楔形工字钢可以产生很大侧向压力，因而这种夹桩构造承载力大；
（3）易于拆除。

图2-4
3 夹桩模式对比分析
3.1夹桩木模式
这种模式应用较早，重要合用于方桩夹桩，用于管桩则效果较差。其长处是：夹桩木较为轻便，施工时不需要吊车配合；缺陷是：木材用量较大，承载力较低，由于层与层之间压缩变形较大，施工沉降较大；夹木拉杆完全靠人工手动紧固，可靠性不高。为了减少夹木下沉量，达到增大夹木承载力目，在施工荷载增长前，应用水将夹木打湿，让木材膨胀。
3.2吊筋模式
吊筋模式普通与夹桩木模式共同使用，重要靠吊筋承受荷载，重要验算吊筋抗剪强度。该种模式长处是承受荷载能力较大；缺陷是现场焊接工作量较大，并且不适于沿海工程项目；由于吊筋割除较为困难，锈蚀后也许会对构造产生不利影响。
3.3牛腿模式
该种模式重要合用于钢管桩。其长处是承载力很大，并且不会浮现沉降；缺陷是现场焊接工作量大，由于焊点处防腐解决级别较低，对钢管产生不利影响，沿海地区尤甚；仅合用于钢管桩。
3.4钢包箍模式
应用较多是两个半圆对扣式钢包箍。这种模式长处是承载力大，不会对桩及构造产生不利影响；缺陷是自重大，施工时需用吊车配合，并且需要先夹夹木，工效低、成本大。若采用铰接对扣模式，相对于对口模式可提高工效。钢包箍在使用时，为了增长包箍与桩摩擦力，包箍内应垫有增大摩阻系数橡胶垫板[2]。
3.5吊挂模式
这种模式在海上码头施工中应用较多，海上码头规定桩头伸入横梁或桩帽尺度较大，特别是受潮位影响区域采用较多。该种模式长处是减少了潮位对施工影响；缺陷是提高了施工成本。
3.6钢丝绳索、型钢组合新型夹桩模式
这种模式当前采用不多，仅在个别项目上有过实验，成果还是很成功。这种模式长处是有效运用了钢丝绳很高抗拉能力，在材料使用上较钢包箍模式节约不少材料，并且由于重量较轻，操作时不需要吊车配合，有助于减少施工成本；缺陷是当前还不是很成熟，下沉量无法精准计算。
3.7楔形工字钢锁固式桩基钢抱箍模式
这种模式当前处在开发阶段，没有通过实际施工检查。长处是操作快捷，形成压力大，拆除以便；缺陷是没有通过实践经验检查。
4总结
为施工上部构造，在桩基施工完毕后基本都需要夹桩，以便承受施工荷载，夹桩模式较多，前五种模式是惯用较为成熟模式。新开发三种夹桩模式当前已经在申报国家专利，并已经受理。
夹桩木与吊筋组合模式及其他组合模式也经惯用在工程施工中，并且效果不错。
咱们在施工中究竟采用哪种夹桩模式，并不是一成不变，应结合工程实际状况、多方案进行比较，在保证工程安全、质量状况下选用施工综合成本较低夹桩模式。例如在方桩夹桩方面，采用夹桩木及吊筋模式就是比较好模式。
参照文献：
[1] JTS167-1-高桩码头设计与施工规范[S].
[2] 周正兵.板桩码头及高桩码头施工技术[J].水运工程(10):133-136
作者简介：刘忠友（1963-），男，高档工程师，从事水运工程施工及管理。