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摘要:桩基础施工在工业与民用建筑中占着重中之中的地位,没有过硬、稳定、高质量的基础工程,再豪华的建筑也摆脱不了坍塌的命运。本文对桩基施工中打(沉)桩机械设备的选用和施工方法进行了探讨。
关键词:建筑工程;桩基;施工技术;分析
前言:
随着现代科学技术的发展,桩的种类和桩基形式、施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法,都有了很大的演进。桩基已成为在土质不良地区修建各种建筑物特别是高层建筑,重型厂房和具有特殊要求的构筑物所广泛采用的基础形式。
一、打(沉)桩机械的种类
目前,常用打(沉)桩机械设备的种类有七种:主要有落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油桩锤、振动桩锤、射水沉桩和静压力桩七种。这几种打(沉)机械的适用范围和优劣比较如下:
1 落锤
1)所谓落锤,就是指用人力或卷扬机拉起桩锤,然后自由下落,利用锤重夯击桩顶使桩人土。这种桩锤主要适用于打木桩及细长尺寸的混凝土桩,在一般土层及粘土、含有砾石的土层均可使用。
2 单动汽锤
1)指利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举及下冲,增加夯击能量。这种机械适用打各种桩,最适用的是套管法打就地灌注混凝土桩。
3 双动汽锤
1)利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举。然后自由下落冲击桩顶。此种汽锤适用于打种各种桩。可用于打斜桩。使用压缩空气时,可用于水下打桩;也可用于拔桩、吊锤打桩。
4 柴油桩锤
1)利用燃油爆炸,推动活塞。引起锤头跳动夯击桩顶。这种锤最适用于打钢板桩、木桩,在软弱地基打20米以下的混凝土桩。
5 振动桩锤
1)指利用偏心轮引起激振,通过刚性联结的桩帽传到桩上。这种锤设备适用打钢板桩、钢管桩、长度在15米以内的打人式灌注桩;适用于粉质粘土、松散砂土、砾石和密实的粘性土地基。
6 射水沉桩
1)指利用水压力冲刷桩尖处土层,再配以锤击沉桩。这种锤常与锤击法联合使用,适用于大截面积混凝土和空心管桩。可用于多种土层,而以砂土、砂砾土或其他坚硬的土层最适宜。不能用于粗卵石、极坚硬的粘土层或厚度超过半米的泥炭层。
7 静压力桩
1)系采用液压桩或利用桩架自重及附属设备的重量,通过卷扬机的牵引传至桩顶。将桩逐节压人土中。此种桩适用于软土地基及打桩振动影响邻近建筑物或设备的情况:可压截面60mm×60cm以内的钢筋混凝土和直径60cm以下的空心管桩。
二、不同土层和不同地质情况下对锤重的选择(参见下表1)
注:本表仅供施工参考用;本表适用于20~60cm长预钢筋混凝土桩及40~60cm长钢管桩,且桩尖进入硬土地有一定深度。
三、打(沉)桩方法的选用范围和标准
3.1锺击法打桩:适用于软塑或可塑的粘性土层中沉桩。打桩锤可分落锤、蒸汽锤、柴油锤几中,主要设备包括桩锤、桩架、动力设备等。
1)落锤打桩:用钢或木制桩架,高一般为6~15米.用0.5~2.0t的铸铁锤,用卷扬机提升,落锤高度1米以内。
2)蒸汽锤打桩分单动式锤和双动式锤,。
3)单动式锤打桩时,锤直接放在桩顶,由导柱固定位置。重锤连接在筒内活塞杆上,在筒内滑行,每分钟锤击40~70次,锺重在3~15t之间。
4)双动式汽锤的举起和下落都借助蒸汽压力,冲击力加大,每分钟达100~135次,锺重为5~7t。
5)柴油锤打桩,有导杆式和筒式两种,多用后者,其技术性能不再详说。打桩机带有桩锺、桩架、卷扬机等全部设备,当遇砂土、砂砾石或其他坚硬土层,锤击法打不穿时,常辅以射水法。
3.2振动法沉桩:适用于沉、拔钢板桩及钢管桩,在砂土中效率最高,在粘性土中较差,需较大功率的振动器。主要设备为一个大功率的振动器及附属加压装置和起吊机械设备、混凝土上料斗等。常用振动沉桩机主要性能许多工程施工规范中均可查到。
施工方法:沉桩时,使桩头套入振动器(箱)连同的桩帽或液压夹桩器内夹紧,开动振动箱,使桩在振动和自重下沉入土中。如遇硬土下沉过慢,可加压下沉或将桩略提高0.6~1.0m,然后重新快速下冲。沉桩机需要激振力根据土的性质、含水性及桩种类、构造而定,约为
100—4O0kN。
3.3射水法(水冲法)沉桩:适用于淤泥、淤泥质土、软及中等密实粘土、粉质粘土、粉土、松散的砂、水饱和砂、密实砂、混有砾石的砂,特别适用于与锤击法振动法配合使用。不能用于粗卵石、极坚硬的粘土层或厚度较大的泥炭层。
施工方法:
1)将射水管对称附在桩两侧,用压水流将桩类附近的土冲开,以减少阻力,使桩借自重或辅助锤击(松动)沉入土中。射水管內径38~63mm,最大100mm,每节长4.5~6.0米.用螺栓缩接,空心桩射水管设在中间。射水喷嘴出口内径约12.7~38mm.最大75mm,侧孔与管壁成30~45º,射水管上端用Ф100mm软管连于水泵上,管子用滑车组吊起使之能顺桩身上下自由升降,水冲法所需射水管数目直径、水压及消耗水量等可参考相关施工工程规范。
2)水冲沉桩可采取先冲孔后插桩,或一面射水一面锤击或振动,或射水、锤击交替进行等方式。射水管应处于桩尖下0.3~0.4m,水冲压力一般为0.5MPa,桩尖沉至最后1~1.5m应停止射水,拔出射水管用锤击或震动打至设计标高。
3.4插(钻、打)桩法沉桩:适用于软土地基打入大量密集预制桩;对附近30--40米范围内会造成土体大量隆起和水平位移,危害邻近的地下管道、地面交通和建筑物的安全情况下使用;对坚硬土层难以打入时,也可采用。
1)主要设备:采用三点支撑式柴油打桩机,应具有可水平旋转的互相垂直的双向龙门导轨,在一侧配挂筒式柴油桩锤,另一侧配挂长、螺杆螺旋转钻机,使其在钻孔后不用移动桩机,即可迅速插桩施打。
2)施工方法:沉桩时,桩机就位后,先将钻机转至桩架正前方对准桩位,开动桩机徐徐钻进,同时经由出土斗排土外运。钻时要保持钻杆不停地旋转,以防卡钻。钻至预定标高后,即可清孔提钻,然后再将打桩机水平旋转,使桩机导轨定位.吊桩插于孔中施打。一般钻孔深为8~10米,其余长度用打桩机打入,钻孔后应在半小时插桩施打,避免塌孔。
四、结论
综上所述,桩基础施工面对的对象千变万化.施工技术的日新月异,很难用较短的篇幅加以全面概括,必须在具体工程施工中有所创新。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:建筑工程;桩基;施工技术;分析
前言:
随着现代科学技术的发展,桩的种类和桩基形式、施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法,都有了很大的演进。桩基已成为在土质不良地区修建各种建筑物特别是高层建筑,重型厂房和具有特殊要求的构筑物所广泛采用的基础形式。
一、打(沉)桩机械的种类
目前,常用打(沉)桩机械设备的种类有七种:主要有落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油桩锤、振动桩锤、射水沉桩和静压力桩七种。这几种打(沉)机械的适用范围和优劣比较如下:
1 落锤
1)所谓落锤,就是指用人力或卷扬机拉起桩锤,然后自由下落,利用锤重夯击桩顶使桩人土。这种桩锤主要适用于打木桩及细长尺寸的混凝土桩,在一般土层及粘土、含有砾石的土层均可使用。
2 单动汽锤
1)指利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举及下冲,增加夯击能量。这种机械适用打各种桩,最适用的是套管法打就地灌注混凝土桩。
3 双动汽锤
1)利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举。然后自由下落冲击桩顶。此种汽锤适用于打种各种桩。可用于打斜桩。使用压缩空气时,可用于水下打桩;也可用于拔桩、吊锤打桩。
4 柴油桩锤
1)利用燃油爆炸,推动活塞。引起锤头跳动夯击桩顶。这种锤最适用于打钢板桩、木桩,在软弱地基打20米以下的混凝土桩。
5 振动桩锤
1)指利用偏心轮引起激振,通过刚性联结的桩帽传到桩上。这种锤设备适用打钢板桩、钢管桩、长度在15米以内的打人式灌注桩;适用于粉质粘土、松散砂土、砾石和密实的粘性土地基。
6 射水沉桩
1)指利用水压力冲刷桩尖处土层,再配以锤击沉桩。这种锤常与锤击法联合使用,适用于大截面积混凝土和空心管桩。可用于多种土层,而以砂土、砂砾土或其他坚硬的土层最适宜。不能用于粗卵石、极坚硬的粘土层或厚度超过半米的泥炭层。
7 静压力桩
1)系采用液压桩或利用桩架自重及附属设备的重量,通过卷扬机的牵引传至桩顶。将桩逐节压人土中。此种桩适用于软土地基及打桩振动影响邻近建筑物或设备的情况:可压截面60mm×60cm以内的钢筋混凝土和直径60cm以下的空心管桩。
二、不同土层和不同地质情况下对锤重的选择(参见下表1)
注:本表仅供施工参考用;本表适用于20~60cm长预钢筋混凝土桩及40~60cm长钢管桩,且桩尖进入硬土地有一定深度。
三、打(沉)桩方法的选用范围和标准
3.1锺击法打桩:适用于软塑或可塑的粘性土层中沉桩。打桩锤可分落锤、蒸汽锤、柴油锤几中,主要设备包括桩锤、桩架、动力设备等。
1)落锤打桩:用钢或木制桩架,高一般为6~15米.用0.5~2.0t的铸铁锤,用卷扬机提升,落锤高度1米以内。
2)蒸汽锤打桩分单动式锤和双动式锤,。
3)单动式锤打桩时,锤直接放在桩顶,由导柱固定位置。重锤连接在筒内活塞杆上,在筒内滑行,每分钟锤击40~70次,锺重在3~15t之间。
4)双动式汽锤的举起和下落都借助蒸汽压力,冲击力加大,每分钟达100~135次,锺重为5~7t。
5)柴油锤打桩,有导杆式和筒式两种,多用后者,其技术性能不再详说。打桩机带有桩锺、桩架、卷扬机等全部设备,当遇砂土、砂砾石或其他坚硬土层,锤击法打不穿时,常辅以射水法。
3.2振动法沉桩:适用于沉、拔钢板桩及钢管桩,在砂土中效率最高,在粘性土中较差,需较大功率的振动器。主要设备为一个大功率的振动器及附属加压装置和起吊机械设备、混凝土上料斗等。常用振动沉桩机主要性能许多工程施工规范中均可查到。
施工方法:沉桩时,使桩头套入振动器(箱)连同的桩帽或液压夹桩器内夹紧,开动振动箱,使桩在振动和自重下沉入土中。如遇硬土下沉过慢,可加压下沉或将桩略提高0.6~1.0m,然后重新快速下冲。沉桩机需要激振力根据土的性质、含水性及桩种类、构造而定,约为
100—4O0kN。
3.3射水法(水冲法)沉桩:适用于淤泥、淤泥质土、软及中等密实粘土、粉质粘土、粉土、松散的砂、水饱和砂、密实砂、混有砾石的砂,特别适用于与锤击法振动法配合使用。不能用于粗卵石、极坚硬的粘土层或厚度较大的泥炭层。
施工方法:
1)将射水管对称附在桩两侧,用压水流将桩类附近的土冲开,以减少阻力,使桩借自重或辅助锤击(松动)沉入土中。射水管內径38~63mm,最大100mm,每节长4.5~6.0米.用螺栓缩接,空心桩射水管设在中间。射水喷嘴出口内径约12.7~38mm.最大75mm,侧孔与管壁成30~45º,射水管上端用Ф100mm软管连于水泵上,管子用滑车组吊起使之能顺桩身上下自由升降,水冲法所需射水管数目直径、水压及消耗水量等可参考相关施工工程规范。
2)水冲沉桩可采取先冲孔后插桩,或一面射水一面锤击或振动,或射水、锤击交替进行等方式。射水管应处于桩尖下0.3~0.4m,水冲压力一般为0.5MPa,桩尖沉至最后1~1.5m应停止射水,拔出射水管用锤击或震动打至设计标高。
3.4插(钻、打)桩法沉桩:适用于软土地基打入大量密集预制桩;对附近30--40米范围内会造成土体大量隆起和水平位移,危害邻近的地下管道、地面交通和建筑物的安全情况下使用;对坚硬土层难以打入时,也可采用。
1)主要设备:采用三点支撑式柴油打桩机,应具有可水平旋转的互相垂直的双向龙门导轨,在一侧配挂筒式柴油桩锤,另一侧配挂长、螺杆螺旋转钻机,使其在钻孔后不用移动桩机,即可迅速插桩施打。
2)施工方法:沉桩时,桩机就位后,先将钻机转至桩架正前方对准桩位,开动桩机徐徐钻进,同时经由出土斗排土外运。钻时要保持钻杆不停地旋转,以防卡钻。钻至预定标高后,即可清孔提钻,然后再将打桩机水平旋转,使桩机导轨定位.吊桩插于孔中施打。一般钻孔深为8~10米,其余长度用打桩机打入,钻孔后应在半小时插桩施打,避免塌孔。
四、结论
综上所述,桩基础施工面对的对象千变万化.施工技术的日新月异,很难用较短的篇幅加以全面概括,必须在具体工程施工中有所创新。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。