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1、浅析钢管桩的沉桩施工工艺1、钢管桩的特点规格众多,选择性强。目前定型生产的钢管桩直径有316-2500mm,有近几十种规格,壁厚6.5-25mm,且同管径有多种壁厚,可根据受力情况,选用几种合适的规格同时使用,使强度充分利用,以满足安全经济要求。承载能力大。钢管桩目前大多采用1%号低碳钢,材料的抗压、抗拉、抗剪强度很高,加工成钢管后抗弯能力很强,在持力层好的地质情况下选用,可以大大地发挥其受力特性,提高单桩承载力,减少布桩数量、缩小基础承台尺寸。桩长容易调整,经济效益高。钢管桩常规每节长6m,采用焊接接长,当持力层埋深变化时,根据沉桩实际情况可以任意切割或焊接,切割部分还可以接到其它钢管桩上,
2、不会象其它桩型造成浪费,并可以准确控制桩顶设计标高,对施工极为有利。挤土有限。钢管桩大多采用敞口式,加之管壁薄,压桩过程中土可以进入桩身,形成土塞效应,从而降低挤土和表土隆起,减小土的扰动,降低对场地周边设施的影响。并可以在小面积场地上进行非常密集的施工。2钢管桩的沉桩施工分析2.1施工顺序安排原则制定施工顺序前应对工程性质、地质资料、桩的特点桩的规格、布局情况、密度、工程量,地貌环境、设计要求、工程期限以及拟采用的施工机械等等予以切实掌握,综合分析,然后规划打桩施工。由于大量桩体的逐渐打入土中,造成地基的压缩,土密度的增高,桩周围的土向侧向及垂直方向位移,形成打桩场地的沉陷或者隆起,而且波及
3、的范围较广钢桩的截面积较小,钢管桩下端开口,与其它打入式实心桩体相比,挤土量较其它类型实心桩为小,但毕竟仍存在一定的挤土量,这些挤土影响,也会造成已打好桩的位移,和对周围地下管线及建筑物的危害。因此,合理安排钢桩施工顺序,将有利于保证桩的施工质量与打桩进度。这对桩数多、桩距密的群桩基础尤为重要。选择施工顺序的基本原则是:对桩数少的基础或条形基础:先长桩后短桩;先实心桩后空心桩;先小直径桩后大直径桩。对桩数多、桩距密的群桩除遵照上述原则外,尚须注意:先打中间桩,逐渐向外围扩展;往后退打;处于桩机回转半径范围内的桩可安排在同一流水范围内;桩机运行路线较短,移动次数少;桩机下铺设的厚钢板要布置得当,
4、尽可能做到多留出些样桩数,减少倒运钢板作业。2.2沉桩施工2.2.1钢桩的堆放钢桩应予以妥善堆放保存。场地要平坦,大型车辆能够直达,场地低洼处要在搁支点下方做人工加固(铺道碴、垫道木等)。四周挖排水沟。钢桩应按规格分别堆放(即上节桩、中节桩、下节桩),这样配套运输方便。堆放支点以不使钢桩产生变形为原则,一般堆叠层数为三层(高度在2m以内),支点用枕木为妥,钢管桩堆放时,为了防止底层的桩滚动,应在枕木支点的两侧各用木楔塞牢。H型钢桩堆放时,所有上下支点应设置在同一垂线上。钢管桩的现场堆放,应放在桩机起吊范围之内。由于钢桩起吊采用一点吊,要求所有桩顶端应朝向桩机,并按打入的先后次序逐根排列,离桩顶
5、端3m附近的下方用道木垫高,便于穿钢丝绳起吊。2.2.2桩的就位移动打桩机至桩位,少量位置的调整可用旋转桩机或顶升导杆滑块来实现。钢桩起吊前,需对每节桩作详尽的外观检查,尤其要注意钢管桩的椭圆度,H型钢桩的端面正方度,并作好记录,符合要求者,方准起吊。钢桩可采用一点起吊,使桩顶套入桩帽之中。把桩底端对准石灰线插正。H型钢桩外围呈矩形,桩的布置又有方位要求,务必纵横两个方向插正。在桩机的正前方和侧面呈直角方向用二台经纬仪监控导杆的垂直度,使桩锤、桩帽及桩身成一垂线。2.2.3 打钢桩钢桩的打入精度与下节桩的就位位置和垂直度密切相关。由于桩、桩帽及锤的自重,下节桩会自行逐渐沉入土中,这一自沉进程应
6、控制缓慢进行,待稳定后再行锤击,最初阶段即使用锤击,亦宜使柴油锤处于不燃烧燃料的空打状态。在此期间,要随时跟踪观测沉桩质量情况,发现问题,立即设法纠正,必要时需把桩拔出重新插正,并采取强制措施按预定轨迹下沉。待确认下节桩的沉桩质量良好后,再转入正常的连续锤击,直至将钢桩锤击到其顶端高出地面约60-80cm时停止锤击,以备接桩。钢桩沉桩的基本要求:对每一根样桩进行测量复核;桩机导杆垂直,锤、桩帽和桩成同一垂直线,并与导杆平行;对特殊要求的工程,为做到垂直度精确,可将导杆底端加以顶住,防止起吊锤时导杆前倾;长径比比较大且易产生扭转的桩(特别是H型钢桩),宜在桩机导杆底端装活络抱箍。考虑H型钢桩施工
7、特点,抱箍能开启或闭合,同时能适应x和Y方向的变位均可使用。穿越中间硬土层。为充分发挥桩材的强度,设计要求的钢桩往往很长,桩底端选择在标准贯入击数N值大于50,埋深较厚的砂土层,以期取得较高的单桩承载能力,并减少建筑物的沉降。在深长桩施工中,常会遇到中间硬土层,这对设计和施工来说,需要认真考虑打桩穿透的可能性。根据目前打桩机械性能和钢桩承受锤击应力的容许范围,通常钢桩施工穿透中间硬层的可能性可作如下判断:中间硬土层在地表下20m左右时,容易穿透;N值为50以上的砂层,厚度大于5mm,穿透较困难;中间硬层以下的下卧层为软土层,则穿透硬层是容易的。为有利于穿透中间硬土层,可在桩底端预先焊一加强箍效
8、果较好。沉桩注意事项:桩在打入过程中,尽量避免长时期的停歇中断;超长钢桩施工,必须选用重锤,但应控制桩材的锤击应力;大口径的钢管桩,若打至持力层有困难时,除采用桩底端加箍外,也可在沉桩过程中把管内上芯设法取出等综合工法,也能取得较好效果。3沉桩公害的防护措施在饱和软土地基中进行打桩,因土体发生垂直和水平方向的变位,孔隙水压力的增高,常使邻近建筑物和地下管线等遭受不同程度的损坏,成为一种公害。因此,在掌握工程特点的前提下,应采取周密的防护措施,确保在打桩过程中,周围建筑物和地下管线的安全。防护措施大致有以下几种:合理安排打桩流程序。有针对性地设置钢板桩围护和防挤沟,减少浅层挤土影响,保护浅埋式地
9、下管线和基础是有效的。打设塑料排水板,它由截面为4mm X 100mm的塑料芯板外加涤纶无纺布的滤水薄膜套构成,打桩挤压时,水可从芯板和薄膜套之间的沟槽排出,设置深度约可达12-20m,间距lm,排距0.2m,呈梅花形布局,可以减少打桩引起的超静孔隙水压力。敏感区域要时刻严格限制沉桩速率。监测跟踪。事先对周围建筑物及地下管线进行设点,观测所有布点因打桩而引起的水平或垂直位移值,每天测三次,以科学数据信息化指导打桩,调整打桩流水顺序和控制沉桩速率。尽量选用挤土量小的桩种和桩型。目 录一、工程概况二、场地地质条件三、设计技术要求四、施工准备工作五、施工方案六、主要机械设备七、安全及文明施工措施八、
10、安全保证体系框图九、现场文明施工十、质量保证措施十一、施工组织机构及管理人员配备十二、竣工验收及资料一、工程概况 本工程在9#楼和10#楼之间，由于9#楼和主体已经完工的10#楼部分外墙距离比较近，且9#楼开挖后基坑底面的标高比10#楼基础底面的标高低2.5m，为了防止9#楼基坑土方开挖时对10#楼主体产生影响，设计要求在9#楼和10#主体相距比较近的区域中间施工一排钢管桩，并设两排锚杆，隔桩一锚。第一排锚杆为注浆花管（与冠梁整体浇筑），下部一排锚杆为B25钢筋（采用16a槽钢围檩作为围檩）。二、场地地质条件本场地在勘探深度范围内所分布的地层除表层分布有(1-1)杂填土和（1-2）素填土(Qm
11、l)外，其下为第四系全新统冲洪积成因(Q4al+pl)的粘性土、上更新统冲洪积成因 (Q3al+pl) 的粘性土、残坡积成因(Qdl+el)的粘性土，下伏基岩为白垩第三系（K-E）泥岩、石炭系（C）泥质白云岩，各岩土层的情况及特征详见下表。各土层的分布埋藏及主要特征一览表层号及名称地层年代及成因分 布范 围层面埋深(m)层厚(m)颜色状态及密 度压缩性包含物及其它特征(1-1)杂填土Qml全场地00.2-2.0杂色松散主要由建筑垃圾混少量粘性土组成，结构松散。(1-2)素填土Ql局部地段0.3-2.00.4-3.1褐色松散高主要由粘性土等组成，夹少量植物根系、建筑垃圾。该层土土质不均、结构松散
12、。(2)粉质粘土Q4al+pl局部地段0.2-2.00.7-2.8黄褐灰褐色可塑中含氧化铁及少量铁锰质，干强度一般，韧性一般。(3-1)粉质粘土Q3al+pl全场地0.2-4.11.1-6.0黄褐色硬塑中含氧化铁，局部少量铁锰质，干强度较高，韧性一般。(3-2) 粉质粘土Q3al+pl局部地段1.7-5.50.7-4.6褐黄褐红色可硬塑中低含氧化铁、铁锰质结核及少量条带状高岭土，局部夹少量碎石，干强度高，韧性强。(3-3)粘土Q3al+pl全场地2.5-8.7最大揭露厚度20.0m褐黄褐红色硬塑坚硬中低含氧化铁、云母片、铁锰结核及团块状灰白色高岭土，干强度较高，韧性强。(4)粘土Qdl+el局
13、部分布16.3-24.3最大揭露厚度6.0m褐黄色可硬塑中为残坡积成因的粘性土，含氧化铁、铁锰质结核及高岭土，夹少量未完全风化的基岩碎块，局部夹块石，成分主要为砂岩和灰岩。(5-1)强风化泥岩K-E大部分地段18.7-30.00.44.5浅黄色中低原岩结构基本已破坏，大部分风化成土状，夹少量中风化碎块，遇水易软化崩解。(5-2)中风化泥岩大部分场地20.2-31.5最大揭露厚度10.0m灰黄灰色该层属软岩，岩体较破碎，岩石基本质量等级为V级，岩石碎屑及基质组份主要有石英粉砂、泥质、绢云母、细晶方解石等，具泥质结构，岩芯呈短、长柱状，节理裂隙发育，锤击声脆、易碎。(6)中风化泥质白云岩C部分场地
14、24.0-32.0最大揭露厚度7.6m深灰色灰黑色该层属较硬岩，岩体较破碎，岩石基本质量等级为级，岩芯呈短、长柱状，节理裂隙发育，锤击声脆。局部含泥质和碳质。有少许溶蚀现象发育（如31#孔附近），表面见溶孔凹槽，未发现溶洞。三、设计技术要求钢管桩孔径200mm间距400mm，长度9m，钢管直径114m，壁厚10mm。在施工钢管桩的同时，用气锤隔一根钢管桩打入一根6m长、外径48mm壁厚5mm的花管（花管段长度为4m），钢管桩和花管施工完成后注入42.5硅酸盐水泥浆。最后在钢管桩上部做一条锁口梁，锁口梁截面尺寸为400mm300mm，总长度为23.46m，采用强度等级为C30砼，9#楼基坑土方开
15、挖后每隔一根钢管桩施工一根锚杆长度分别为16m，锚杆孔径为150mm，钢筋为B 25mm，注42.5硅酸盐水泥浆，然后用16a槽钢作为围檩，使钢管桩和锚杆连成一个整体，最后在钢管桩外壁及锁口梁上部挂网喷砼，喷锚采用C20喷射砼，厚60-80mm，尺寸6.9m23.46m。四、施工准备工作(1) 根据设计单位提供的设计图纸进行平面定位，报业主、监理认可。(2) 在监理见证下，对工程所用材料在外观和质量保证验收合格后进行见证取样送检，检验合格后方可使用。本工程钢管桩和锚杆采用千米钻施工，花管用气锤打入。五、施工方案1、施工工艺施工流程1、根据测量放线及钢管桩平面布置图合理安排钻机就位；2、进行成孔作业：千米钻泥浆护壁法成孔，成孔深度约为9m。3、安置钢管：钢管直径114m，壁厚10mm，将钢管桩安置在孔洞的正中间。5、注浆：向钢管桩和花管内插入胶管再注浆，水泥采用42.5硅酸盐，水灰比0.5，
