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1、第一章 钢筋混凝土预制桩及钢管桩施工 知识结构图 本章导学 掌握预制桩的方法，钢管桩的特点及沉桩工艺。 难点是锤击法沉桩及静压法沉桩的共工作原理、使用范围。对于预制桩的制桩要求、吊 点如何确定要求同学了解。知识学习 第一节 桩的预制、起吊、运输与堆 一、桩的预制1、预制方法1）预制厂预制 较短的桩（10m以下），多在预制厂预制；2）现场预制 较长的桩，一般情况下在打桩现场附近设置露天预制场进行预制。 照片一：预制桩露天现场预制 照片二：预制桩露天预制2、预制注意事项1）制场地的地面要平整夯实，并防止浸水沉陷。2）对于两个吊点以上的桩预制时，要根据打桩顺序来确定桩尖的朝向。因为桩在吊升 就位时，
2、桩架上的滑轮组有左右之分（图111）。若桩尖的朝向不恰当，则临时将桩调 头是很困难的。3）桩的主筋上端以伸至最上一层钢筋网以下为宜，与钢筋网应连成“冂”形（图112），这样能更好地接受和传递桩锤的冲击力，主筋必须位置正确。桩身混凝土保护层不可过 厚（以25mm左右为宜），否则，打桩时容易剥落。图111桩的提升示意图图112钢筋混凝土预制桩4）预制桩的混凝土应由桩顶向桩尖连续浇筑，严禁中断。5）叠浇预制桩时，桩与桩之间要做好隔离层（可涂抹皂脚或粘土石灰膏等）。以保证起 吊时不互相粘结。6）叠浇预制桩的层数，应根据浇注现场地面承载力和施工要求而定，一般不宜超过四 层。上层桩或邻桩的浇注，应在下层桩
3、或邻桩混凝土达到设计的强度等级的30以后方可 进行。照片三：预制桩堆放层数7）桩顶应制作平整，不然，易将桩打偏或打坏。每根桩上应标明编号和制作日期如不 预埋吊环，则应标明起吊绑扎位置。预制桩制作的允许偏差如下，横截面边长5mm；保护 层厚度5mm；桩顶对角线之差10mm；桩尖对中心线的位移10mm；桩身弯曲矢高不大于0.1桩长，且不大于20mm；桩顶平面对桩中心线的倾斜3mm。3、桩的制作质量要求1）桩的表面应平整、密实，掉角的深度不应超过10mm，且局部蜂窝和掉角的缺损总 面积不得超过该桩表面全部面积的0.5，并不得过分集中；2）由于混凝土收缩而产生的裂缝，深度不得超过20m，宽度不得大于0
4、.25mm，桩的 横向裂缝长度不得超过桩边长的一半；3）桩顶和桩尖处不得有蜂窝、麻面，裂缝和掉角。 二、桩的起吊 预制桩需待桩身混凝土达到设计强度等级的70%后方可起吊，达到10%才能运输和打 桩，若需提前起吊，必须作强度和抗裂度验算。 起吊时，吊点位置应符合设计规定。当吊点少于或等于3个时，其位置应按正、负弯矩 相等的原则计算确定；当吊点多于3个时， 其位置则应按反力相等的原则计算确定。长2030m的桩，一般采用3个吊点。常见的几吊点合理位置如图113所示。图113桩的合理吊点a）一点起吊；b）两点起吊；c）三点起吊 三、桩的运输和堆放 打桩前，需将桩从制作处运至现场堆放或直接运至桩架前以备
5、打入土中。一般情况下， 应根据打桩顺序和速度随打随运，这样可以减少二次搬运。 图113桩的合理吊点 起吊时，吊点位置应符合设计规定。当吊点少于或等于3个时，其位置应按正、负弯矩 相等的原则计算确定；当吊点多于3个时， 其位置则应按反力相等的原则计算确定。长2030m的桩，一般采用3个吊点。常见的几吊点合理位置如图113所示。 运桩之前,应检查桩的混凝土质量、尺寸、桩靴的牢固性以及打桩中使用的标志是否齐 全等。桩运到现场后 应进行外观复查如不符合要求，视情况可与设计单位共同研究解决。桩的运输方式：当运距不大时，可在枉芏下面垫以滚筒（桩与滚筒之间应放有托板），用卷 扬机拖动桩身前进；当运距较大时，
6、可采用轻便轨道小平台车运输（图114）。对于较 短的桩，也可采用汽车或拖拉机运输。桩在运输中的支点应与吊点位置一致。 图114用平台车运桩1铁轨；2平台车；3桩 桩堆放时，要求地面平稳坚实，支点垫木的间距应根据吊点位置确定。各层垫木应在同 一垂直线上：堆放层数不宜超过4层。不同规格的桩应分别堆放。 第二节 沉桩前的准备工作 一、处理障碍物 沉桩前现场准备工作有：处理障碍物、平整场地、抄平放线、铺设水电管网、沉桩机械 设备的进场安装以及桩的供应等。 一、处理障碍物 打桩前，应认真处理高空、地上和地下的障碍物，否则将带来不良后果。 此外，打桩前应对现场周围（一般10m以内）的建筑物作全面检查，如有
7、危房或危险 构筑物，必须予以加固，不然，打桩中由于振动的影响，可能引起倒塌。 二、平整场地1、在打桩机移动的路线上，应作适当平整。否则不仅打桩机移动困难，增加辅助工作。 降低效率，而且由于地面高低不平，往往难以使打入的桩保持垂直，以致影响工程质量。2、场地平整范围，一般为建筑物基线以外46m以内的整个区域； 或者根据打桩机 行驶路线的需要而进行平整。平整时，对松软土应作处理，作到平坦坚实。在桩架移动路线 上。地面坡度不得大于1。3、要修好运输道路。 三、抄平放线 在打桩现场或附近需设置水准点，数量不宜少于两个，用以抄平场地和检查桩的入土深 度。要根据建筑物的轴线控制桩，定出桩基础的每个桩位，其
8、偏差不得超过20mm。由于龙 门板容易被打桩机和运输车辆碰坏，故对于桩的轴线位置不用龙门板而用木桩标记 并应注 意作出标志。正式打桩之前，应对桩的轴线和桩位复查一次，以免因木桩挪动、丢失而影响施工。 第三节 沉桩方法 一、锤击沉桩 （一）桩锤与桩架选择 锤击沉桩俗称打桩。为了保证沉桩质量，要合理地选择打桩机具。打桩机具主要包括桩 锤，桩架和动力装置三部分。桩锤是对桩施加冲击，把桩打入土中的主要机具。桩架的作用 是将桩提升就位，并在打桩过程中引导桩的方向，以保证桩锤能沿所要求的方向冲击。动力 装置包括驱动桩锤及卷扬机用的动力设备（锅炉、空气压缩机等）和管道、滑轮组和卷扬机 等。1、桩锤1）桩锤类
9、型 有落锤、单动蒸气锤，柴油打桩锤和振动桩锤等。 落锤构造简单，使用方便，能随意调整其落锤高度，适合在粘土和含砾石较多的土中 打桩、但打桩速度较慢。落锤质量一般为0.51.5t。 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310t。每分钟锤击数为2530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（1020次/min），所以工作效率高。它适宜
10、打各种桩，也可在水下打桩并用于拔桩。 锤重一般为0.66t。 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。另一个缺点是会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。可以用于大型混凝土桩和钢管桩等。柴油打桩锤分杆式和筒式两种。杆式柴油打桩锤有0.6、1.2、1.8、2.5、3.5t数种；筒式柴油打桩锤近年来 采用较多、其规格有1.8、2.5、4.0、7.0t等，每分钟锤击次数约4080次。 振动桩锤在砂土中打桩最有效，并适合打
11、设钢筋混凝土管桩。振动沉桩的原理，系借助 于振动桩锤所产生的激振力，使得桩与土颗粒间的摩阻力大大减少，桩在自重与机械力的作 用下逐渐沉入土中。2）桩锤选择 根据现场情况及机具设备条件选定桩锤类型之后，即可进一步确定桩锤质量的大小。 桩锤过大，会过多地耗费能量，造成浪费，桩锤过小，又可能打不下桩，给施工带来困难， 有些施工单位根据桩的长度来选择桩锤质量。例如对于单动蒸气锤、当桩长不大干20m时，锤质量不大于5t；桩长为2030m时，锤质量用7t；桩长大于30m时、锤质量用10t或15t。对于柴油打桩锤，桩长在6m左右时，用0.6t桩锤；桩长为12m左右时，用1.2t桩锤；如桩更长，则选用质量更大
12、的柴油打桩锤。2、桩架 桩架是支持桩身和桩锤，在打桩过程中引导桩的方向，并保证桩捶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。1）多能桩架 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22多能桩架图23履带式桩架1桩锤；2桩帽；3桩；4立柱；5斜撑；6车体2）履带式桩架 以履带式起
13、重机为底盘，增加立柱和斜撑用以打桩。性能较多能桩架灵活，移动方便， 可适应各种预制桩施工，目前应用最多。JDJ1型打桩机架（图片）JDJ6、JDJ18、JDJ25A型打桩机架（图片）JDJ12、JDJ20型打桩机架（图片）JDJ1型打桩机架JDJ6、JDJ18、JDJ25A型JDJ12、JDJ20型 确定桩架高度时，应满足下述条件。3、动力装置 动力装置的配置取决于所选的桩锤。当选用蒸汽锤时，则需配备蒸汽锅炉和卷扬机。 图131锤击法打桩工艺流程 （二）打桩顺序 打桩顺序是否合理，直接影响打桩进度和施工质量。1、不合理的打桩顺序图132这样打桩，桩体附近的土朝着一个方向挤压，于是有可能使最后要
14、打入的桩难以打入土 中、或着桩的入土深度逐渐减少。2、合理打桩顺序1）考虑挤土方向确定打桩方向 根据上述原因，当相邻桩的中心距小于4倍桩的直径时，应拟定合理的打桩顺序。打桩 顺序影响。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a）；自中间向两个方向对称进行（图b）；自中间向四 周进行（图c）。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。 对于大面积的桩群， 宜采用后两种打桩顺序，以免土壤受到严重挤压，使桩难以打入，或使先打入的桩受挤压而 倾斜。
15、大面积的桩群，宜分成几个区域，由多台打桩机采用合理的顺序同时进行打设。 图1332）考虑打桩架移动的方便与否来确定打桩顺序 打桩顺序确定后，还需要考虑打桩机是往后“退打”还是往前“顶打”。 退打：当打桩地面标高接近桩顶设计标高时，打桩后，实际上每根桩的顶端还会高出地 面，桩顶高出地面往往是难免的。在这种情况下，打桩机只能采取往后退打的方法。此时， 桩不能事先都布置在地面上，只能随打随运。 顶打：当打桩后，桩顶的实际标高在地面以下时，打桩机则可以采取往前顶打的方法进 行施工。 （三）桩的提升就位桩运至桩架下以后，利用桩架上的滑轮组进行提升就位（又称插桩）。1）绑好吊索，将桩水平地提升到一定高度（为桩长的一半加0.30.5m）；2）提升其中的一组滑轮组使桩尖渐渐下降，从而桩身旋转至垂直于地面的位置，此时， 桩尖离地面0.30.5m。 图134是三吊点的桩的提升情况，左（面对桩架正面而言）滑轮组连接吊点A和B右滑轮组连接吊点C桩提升到垂直状态后，即可送入桩架的龙门导杆内。 图134桩的提升示意图1桩；2右滑轮组；3左滑轮组3）把桩准确地安放在桩位上，随着将桩和导杆相联结，以保证打桩时不发生移动和倾
