钢管桩施工工艺与施工要点.doc

钢管桩施工工艺与施工要点1、打桩机械的选择打桩机械的选择要根据工程地貌、地质、配套锤的型号、外型尺寸、重量，桩的材质、规格及埋入深度、工程量大小、工期长短等而定。打桩机的型式很多，有桅杆式（履带行走）、柱脚式、塔式、龙门式等多种，其中以三点支撑桅杆式（履带行走）柴油打桩机（图1）使用较普遍。具有桩架移动机动灵活，可作全向转动，导杆垂直度可全方位调节，锤、导杆可自由上下移动，可作各种角度微调，打桩精度较高，整机稳定性好，操作方便、安全，工效较高等优点。但对场地要求较高，要铺填1030cm碎石并碾压密实。主要型号有日KH100、KH180型、IPD80、IPD90型和D308、D408型等。柴油桩锤主要有日MH72B、K25、K35、H45、K60及IDH35、IDH45型等。表1可供选用参考。图1 打（沉）钢管桩机表1 锤型选用桩径(mm）406.4609.6914.4锤型2535级3545级6072级2、施工准备施工准备包括：平整和清理场地；测量定位放线；标出桩心位置，并用石灰撒圈标出桩径大小和位置；标出打桩顺序和桩机开行路线，并在桩机开行部位上铺垫碎石。3、打桩顺序钢管桩施工，有先挖土后打桩和先打桩后挖土两种方法。在软土地区，一般表层土承载力尚可，深部地基承载力则往往很差，且地下水位较高，较难以排干。为避免基坑较长时间大面积暴露被扰动和便于施工作业，一般采取先打桩后挖土施工法。它的施工顺序是：现场三通一平打桩切桩安混凝土圆盖堵住桩头填沙将坑口填平设井点降低地下水位进行基坑机械化挖土施工清理基坑，修整边坡焊桩盖，浇筑垫层混凝土帮钢筋，支模板，浇筑混凝土基础承台。钢管桩的施工顺序是：桩机安装桩机移动就位吊桩插桩锤击下沉，接桩锤击至设计深度内切钢管桩精割、戴帽。为防止打桩过程中和相邻建（构）筑物造成较大位移和变位，并使施工方便，一般采取先打中间后打外围（或先打中间后打两侧），先打长桩后打短桩，先打大直径桩，后打小直径桩的程序进行。如有两种类型桩，则先打钢管桩，后打混凝土桩，这样有利于减少挤土和满足设计对打桩入土深度的要求。再在打桩机回转半径范围内的桩宜一次流水施打完毕，为此组织好桩的供应，并搞好场地处理，放样桩和复核等配合协调工作。4、桩的运输与吊放钢管桩可由平板拖车运至现场，用吊车卸于桩机一侧，按打桩先后顺序及桩的配套要求堆放，并注意方向。场地宽时，宜用单层排列。吊钢管桩多采用一点绑扎起吊，待吊到桩位进行插桩，将钢管桩对准事先用石灰划出的样桩位置，作到桩位正，桩身直。5、打桩方法为防止桩头在锤击时损坏，打桩前，要在桩头顶部放置特制的桩帽（图2）。其上直接经受锤击应力的部位，放置硬木制减震木垫。图2 桩帽结构打桩时，先用两台经纬仪，假设在桩架的正面和侧面，校正桩架导向杆及桩的垂直度，并保持锤、桩帽与桩在统一纵轴线上，然后空打12m，再次校正垂直度后正式打桩。当沉至某一深度并经复核沉桩质量良好时，再行连续打击，至桩顶高出地面6080cm时，停止锤击，进行接桩，再同样步骤至达到设计深度为止。若开始阶段发现桩位不正或倾斜，应调整或将钢管桩拔出重新插打。6、接桩钢管桩每节长15m，沉桩时需边打入边焊接接长，一般可采用日YM-505N型半自动无气体保护焊机焊接，具有效率高，质量好，焊接变形小，适应全位置焊接，操作方便等优点。焊丝采用日SAN53自动保护焊丝，直径3.2和2.4mm，由焊机的送丝机构自动送丝，靠人工手把（焊枪）焊接。焊接前应将下节桩管顶部变形损坏部分修整，上节桩管端部泥砂、水或油污清除，铁锈用角向磨光机磨光，并打焊接坡口。并将内衬箍放置在下节桩内侧的挡块上（图3），紧贴桩管内壁并分段点焊，然后吊接上节桩，使其坡口搁在焊道上，使上下节桩对口的间隙为24mm，再用经纬仪校正垂直度，在下节桩顶端外周安装好铜夹箍，再行电焊。施焊应对称进行，管壁厚小于9mm的焊两层，大于9mm的焊三层。焊接时注意：焊完每层焊缝后，及时清除焊渣；每层焊缝的接头应错开；充分熔化内衬箍，保证根部焊透；遇大风，要装挡风板；气温低于0，焊件上下各100mm要预热；焊接完毕后应冷却15min，再行锤击打桩。图3 钢管桩接头焊接7、贯入深度控制钢管桩一般都不设桩靴，直接开口打入。沉管时，土体由桩口涌入桩管内，至一定高度（一般为1/31/2的桩体贯入深度）后，即闭塞封死，其效用与闭口桩相似。贯入深度一般按以下标准控制：(1). 持力层较薄时，打到持力层厚度的1/31/2；当持力层厚时，以最后十次锤击每击的贯入量s2mm为限；当持力层坚固时，打入12倍桩径的深度；当持力层不大坚固时，打入桩径510倍的深度。(2). 锤击桩顶时，对桩产生的锤击应力应不超过钢管桩材料的允许应力（一般按80考虑），一般限制最后10m的锤击数在1500击以下（总锤击数不超过3000击）。(3). 以桩锤的容许负荷限制，避免桩锤的活塞受到过量冲击而损坏，一般限制每次冲击的最小贯入量不大于0.51mm作为控制。以上停打标准系以贯入深度为主，并结合打桩时的贯入量最后1m锤击数和每根桩的总锤击数等综合判定。打桩时要做好原始记录，记录桩号、打桩日期、桩锤型号、桩规格、打入深度、焊接质量、锤击次数、落锤高度、最后贯入度、回弹量、平面位移以及打桩过程中出现的问题及处理措施等等。8、桩管切割钢管桩打入地下，为便于基坑机械化挖土，基底以上的钢管要切割，由于周围被地下水和土层包围，只能在钢管桩的管内地下切割。切割设备有等离子体切桩机、手把式氧乙炔切桩机、半自动氧乙炔切桩机、旋吊式全回转氧乙炔自动切割机等，以前两种使用较普遍。工作时可调挂送入钢管桩内的任意深度，靠风动顶针装置固定在钢管桩内壁，割咀按预先调整好的间隙进行回转切割。割出短桩头，用图4所示内胀式拔桩装置，籍吊车拔出，能拔出地面以下15m深的钢管桩，拔出的短桩焊接接长后再用。图4 内胀式拔管装置9、降低水位与机械挖土降低地下水位，一般根据地质和地下水情况及需降水深度，采用一级井点或二级、多级轻型井点与喷射井点相结合方式。一级轻型井点降水深可达4.56.0m，两级轻型井点可达10m，一般降712d，即可开挖。一级轻型井点与喷射井点相结合，降水深可达14.5m。机械挖土，采用分层开挖、运土，深度在-10.0m左右时，通常采用反铲多层接力挖土施工法，一般两层接力挖土一次可挖深-10.0m，三层接力挖土可挖深到-15.0m。10、焊桩盖为使钢管桩与承台共同工作，设计在每个钢管桩加焊一个桩盖，并在外壁加焊812根20mm的锚固钢筋，桩盖形式有平桩盖和凹面形两种。当挖土至设计标高，使钢管桩外露，取下临时桩盖，按设计标高用气焊进行钢管桩顶的精割，方法是先用水准仪在每根钢管桩上按设计标高定上三点，然后按此水平标高固定一环作为割框的支承点，然后用气焊切割，切割清理平整后打坡口，放上配套桩盖。11、桩端与承台连接钢管桩顶端与承台的连接一般采用图6所示刚性接头，将桩头嵌入承台内的长度不小于1d（d钢管桩外径）长度或仅嵌入承台内100mm左右，再利用钢筋予以补强或在钢管桩顶端焊以基础锚固钢筋，再按常规方法施工上部基础或结构。