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1、 砼预制桩施工 1 砼预制桩的制作 2 预制桩的沉桩施工 3 预制桩的沉桩质量控制 4 预制桩头的截桩 桩的分类 桩基础由桩和承台组成 按承载性状分 端承桩磨擦桩 端承桩 磨擦端承桩 端承磨擦桩 磨擦桩 桩基础构造示意图 第5讲 砼预制桩施工 共32页 第1页 钢筋砼预制桩有实心桩 RC桩 和预应力管桩 PC管桩 两种 实心桩常为边长250 550mm的方形断面 一般在施工现 场预制 单根桩的最大长度 取决于打桩架的高度 长度不宜超过 30m 打30m以上的桩需考虑接桩 即整体分段预制 打桩过程 中逐段接长 管桩一般为外径400 500mm的空心园柱形截面 壁厚80 100mm 在工厂采用 离
2、心法 制成 分节长度8 10m 法兰连 接 管桩多采用先张法预应力工 艺 预应力钢筋砼管桩 共32页 第2页 第5讲 砼预制桩施工 1 砼预制桩的制作 现场制作砼预制桩一般采用 间隔重叠法 生产 桩与桩 间用塑料薄膜或隔离剂隔开 邻桩与上层桩的砼须待邻桩与下层桩 的砼达到设计强度的30 以后方可进行 重叠层数不超过四层 层 与层间之间涂刷隔离剂 1 1 钢筋砼方桩的预制 第一层预制方桩制作完毕 预制方桩的间隔生产 共32页 第3页 第5讲 砼预制桩施工 桩中钢筋应位置准确 主筋连接 宜采用对焊 主筋接头位置应相互错开 相邻两根主筋接头截面的距离应大于 35d 并不小于500mm 桩顶 桩尖一
3、定范围内不留接头 桩身钢筋绑扎 1 1 钢筋砼方桩的预制 桩尖钢筋构造 桩端钢筋构造 共32页 第4页 桩尖对准纵轴线 桩顶平面和接桩端面应平整 现场分段预制桩时 应整体支模 纵向主筋先通长铺设 再 在分段处切断 分段长度应考虑桩架有效高度 场地条件 装卸和 运输能力 并避免桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中接桩 预制桩的砼强度等级不低于C30 预应力砼桩的砼强度等级 不低于C40 纵向钢筋的保护层厚度不宜小于30mm 锤击预制桩的 粗骨料粒径宜为5 40mm 砼应机拌机 捣 由桩顶向桩尖连 续浇筑捣实 严禁中 断 养护不少于7 天 料斗 布料入模 砼振捣 密实 表面 拍实压光 共32页 第
4、5页 1 1 钢筋砼方桩的预制 桩的砼强度达到设计强度等级 的70 方可起吊 如需提前起吊 应 进行强度和抗裂度验算 1 2 预制桩的起吊 吊点应设在设计规定之处 设计 无规定时 应按吊桩弯距最小的原则 确定吊点位置 见右图 预制桩的 装车运输 共32页 第6页 1 砼预制桩的制作 1 3 预制桩的运输 堆放 桩运输时的砼强度应达到设计强度的100 打桩时桩宜随打随运 以避免二次搬运 桩的堆放场地须平整坚实 垫木间距应与吊点位置相同 各层垫木应在同一垂直面上 层数不超过四层 不同规格的桩应 分别堆放 运桩和堆 放的桩尖方向应 符合吊升的要求 以免临时再需将 桩调头 1 砼预制桩的制作 预制桩的
5、堆放 共32页 第7页 2 预制桩的沉桩施工 预制桩的沉桩施工方法有锤击法 静力压桩法 振动法和水冲法 锤击法 共32页 第8页 第5讲 砼预制桩施工 静力压桩法 振动法 打桩设备包括桩锤 桩架和动力设备 2 1 1 桩锤 2 1 锤击法 落锤 构造简单 施工方便 锤重一般0 5 1 5t 用 卷扬机拉升施打 可随意调整落锤高度 速度慢 效率低 对桩身 损伤大 汽锤 利用蒸汽或压缩空气为动力进行锤击 有单动 和双动之分 单动式汽锤锤重3 15t 锤击频率40 60次 min 落 距短 速度快 效率高 适宜打各类桩 双动式汽锤锤重0 6 3 5t 锤击频率100 135次 min 可打斜桩 水下
6、打桩和拔桩 目前已 较少使用 2 预制桩的沉桩施工 共32页 第9页 柴油锤 构造简单 施工方便 有 导杆式和筒式两种 锤重2 7 2t 由于噪音 振动和空气污染等公害 在城市施工日益受到 限制 不适用硬土和软土中打桩 液压打桩锤 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 造价较高 国内最大的 D180筒式柴油锤 HHP系列液压打桩锤 点击动画点击动画 柴油锤柴油锤 2 1 锤击法 共32页 第10页 柱锤的选择 锤击法沉桩施工 桩锤选择是关键 首先应根据施工 条件选择桩锤的类型 然后决定锤重 一般锤重大于桩重 的1 5 2倍时效果较为理想 桩重大于2t 时可
7、采用比桩轻 的锤 但不宜小于桩重的75 施工中应 重锤轻击 锤的重量大而 落距小 这样桩极易打入土中 不会打 坏桩头 也不会产生桩身回跃 回弹 桩锤过轻时 则会出现 轻锤高击 极易损坏桩头 桩也难以打入土中 共32页 第11页 2 1 锤击法 2 1 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的设备 常用的桩架有多功能桩架和履带式桩架 多功能桩架 由立柱 斜撑 回转工作台 底盘及传动 机构组成 优点 机动性 和适应性较大 水平方向可 作3600回转 立柱可倾斜 可适应各种预 制桩和灌注桩 缺点 机构 庞大 组装拆 迁较麻烦 共32页 第12页 2 1 锤击法 履带式桩架 以履带式
8、起重机为底盘 加装立 柱及传动机构用以打桩 性能灵活 移 动方便 适应各类预制桩或灌注桩的施 工 共32页 第13页 2 1 锤击法 2 1 3 打桩前的施工准备工作 清除地上或地下障碍物 平整场地 定位放 线 通电 通水 安设打桩机 桩基轴线的定位点应设置 在不受打桩影响处 每个桩位打一个小木桩 打桩地区附近设置不少于2 个水准点 供施工过程中检查桩位 的偏差和桩的入土深度 注意 打桩前对桩管进行检查 共32页 第14页 2 1 锤击法 2 1 4 打桩顺序 直接影响打桩速度和打桩质量 应综合桩距大小 桩机性 能 工程特点和工期要求综合考虑 由一侧向单一方向打 逐排打 桩的就位和起吊方 便
9、打桩效率高 但土壤向一个方向挤压 桩距 4倍桩径时 土壤 的挤压影响可忽略不予考虑 小于4倍桩径时可产生桩身倾斜或浮 桩 应考虑跳打或变换打桩顺序 自中间向两个方 向打 适宜大面积的桩群 自中间向四周打 适宜大面积的桩群 共32页 第15页 2 1 锤击法 注意 对标高不一的桩应遵循 先深后浅 的原则 对不同规格 的桩 应遵循 先大后小 先长后短 的原则 点击动画 锤击法沉桩 共32页 第16页 2 1 锤击法 2 1 5 打桩方法 桩插入土中时的垂直度偏差不超过0 5 固定桩锤和桩帽 使桩 桩帽 桩锤在同一铅垂线上 确保桩能垂直下沉 开始沉桩应起锤轻压并轻 击数锤 观察桩身 桩架 桩锤 等垂
10、直一致 始可转入正常施 打 打桩过程中 如遇桩身倾 斜 桩位位移 贯入度剧变 桩 顶或桩身严重裂缝或破碎等异常 情况 应暂停打桩 处置后再行 施工 桩身定位 共32页 第17页 2 1 锤击法 采用送桩法将桩顶标高低于地面的桩送入土中 时 桩与送桩杆应在同一轴线上 拔出送桩杆后 桩孔 应及时回填 安装送桩杆 送桩施打 桩已打入地面以下 共32页 第18页 2 1 锤击法 2 1 6 多节桩的接桩 常用接桩方法有焊接 法兰连接或硫磺胶泥锚接 前二种方法 适用于各类土层 后一种适用于软土层 焊接接桩 钢板宜用低碳 钢 焊条宜用E43 先四角点焊固定 再对称焊接 法兰接桩 钢板 和螺栓亦宜用低碳钢并
11、紧固牢靠 硫磺胶泥锚接桩的硫磺胶泥配合 比应通过试验确定 焊接接桩 共32页 第19页 2 1 锤击法 2 2 静力压桩 静力压桩是利用静压力将桩压入土中 施工中无振动 无噪音 但存在挤土效应 适用于软弱土层和邻近有怕振动的建 构 筑 物的情况 当存在厚度大于2m的中密砂夹层时 不宜采用静力压 桩 静力压桩机有 机械式和液压式之 分 目前使用的多 为液压式静力压桩 机 压力可达 7000kN 2 预制桩的沉桩施工 共32页 第20页 静力压桩多采用分段预制 分节压入 逐段接长 当下节桩 压入土中后上端距地面0 8 1m时 接长上节桩 继续压入 每根桩 的压入 接长应连续 初压时如桩身发生较大移
12、 位 倾斜 压入过程中桩身突 然下沉或倾斜 桩顶砼破坏或 压桩阻力剧变时 应暂停压桩 及时研究处理 静力压桩的分节压入 接长 静力压桩施工现场 2 2 静力压桩 共32页 第21页 桩机就位 吊起管桩 静力压桩 GZY700D全液压 高效静力压桩机 点击动画 静力压桩 共32页 第22页 2 2 静力压桩 2 3 振动沉桩 振动法是将振动锤吊至预制桩顶上 将桩头套入与振动箱连接 的桩帽或液压夹桩器内夹紧 振动锤产生的激振力通过桩身带动土体 振动 使土颗粒间的摩擦力大大减小 桩在自重和机械力作用下沉入 土中 振动法沉桩设备构造简单 使用方便 效率较高 适用于沉钢板 桩 钢管桩及长 度在15m内的
13、细长 钢筋砼预制桩 在砂土中效率最 高 粘土中略 差 DZM100液压振动锤 共32页 第23页 2 预制桩的沉桩施工 二台桩锤联动打钢管桩 DZJ135 振动桩锤 白马河特大桥振动沉桩 2 3 振动沉桩 共32页 第24页 世界最大的液压振动锤 APE公司在大直径超重钢圆筒和砼圆筒振沉设备方面居于世 界领先地位 最大的APE600型振动锤偏心力矩为230kg m 激振 力为4830KN APE600型振动锤 APE600锤构造 APE600型振动锤4台联动在 美国奥克兰 旧金山大桥沉桩施工 共32页 第25页 2 3 振动沉桩 2 4 射水沉桩 射水沉桩法往往与锤击 或振动 法同时使用 在砂
14、夹卵石层 或坚硬土层中 一般以射水为主 锤击或振动为辅 在粉质粘土或 粘土中 一般以锤击或振动为主 射水为辅 并控制射水时间和水 量 水压与流量根据地质条件 沉桩机具 沉桩深度和射水管直 径 数目等因素确定 通常在沉桩施工前经过试桩选定 下沉空心桩 一般用单管桩内射水 当下沉较深或土层较密 实 可用锤击或振动配合射水 下沉实心桩 将射水管对称装在 桩身两侧 并可沿桩身上下自由移动 以便在任何高度上射水冲 土 2 预制桩的沉桩施工 共32页 第26页 吊插桩时要注意及时引送射水胶管 防止拉断或脱落 桩插正 立稳后 压上桩帽桩锤 开始桩主要靠自重下沉 用较小水压控制 桩身缓慢下沉 并注意控制和校正
15、桩身垂直度 下沉渐趋缓慢时 可开锤轻击 沉至一定深度 8 10m 已能保持桩身垂直度后 可逐步加大水压和锤的冲击动能 注意 不论采取何种射水施工方法 在沉至距设计标高1 1 5m时 应停止射水 拔出射水管 用锤击或振动沉桩 至设计深度 以保证桩的承载力 射水沉桩施工要点 2 4 射水沉桩 共32页 第27页 2 5 水中沉桩 桥梁施工常需进行水下沉桩 当河流水浅时 可搭设施工便桥 或脚手架安置桩架进行水中沉桩施工 当河流较宽较深时 可采用 先筑围堰后沉桩法 临近河岸 水不深的桩可采用 先沉桩后筑围堰法 适用较深水中沉桩 先沉桩后吊放钢吊箱围堰 先沉桩后筑钢板桩围堰 2 预制桩的沉桩施工 共32
16、页 第28页 在较深较宽的江 面上使用专用沉桩船 进行水中沉桩 沉桩船沉桩 金塘大桥 钢管桩沉桩施工 多功能打桩船 2 5 水中沉桩 共32页 第29页 用吊箱围堰施工水中桩基 在深水中修筑高桩承台 可采用吊箱围堰法拼装水上工作平 台 进行沉桩施工和承台砼浇筑 其施工程序是 近岸边水上拼装 吊箱围堰 吊箱围堰 水上浮运 下沉 插 打外围堰定位桩 固 定吊箱围堰 插打桩 基 灌注水下封底砼 抽水并拆除送桩 灌注承台砼 灌注墩 身砼 共32页 第30页 2 5 水中沉桩 3 预制桩的沉桩质量控制 桩的垂直偏差应控制在1 以内 平面位置的偏差 单排桩 不大于100mm 多排桩为1 2 1个桩的直径或边长 承受轴向荷载的磨擦桩的入土深度控制 以标高为主 贯 入度为参考 按标高控制的桩 桩顶标高的允许误差为 50mm 端承桩的入土深度以最后贯入度控制为主 标高作为参考 如遇桩顶位移或上升涌起 桩身倾斜 桩头击碎严重 桩身 断裂 沉桩达不到设计标高等严重情况时 应暂停施工 采取相应 措施处理后方可继续施打 共32页 第31页 第5讲 砼预制桩施工 4 预制桩头的截桩 承台施工前要按承台底标高对已验
