预制桩,是在工厂或施工现场制成的各种材料、各种形式的桩,用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中。下面本文将详细介绍预制桩的打桩顺序以及锤击沉桩、静力压桩、振动沉桩、射水沉桩等几个常用施工方法。
一、预制桩的打桩顺序
1、打桩时,由于桩对土体的挤密作用,先打入的桩被后打入的桩水平挤推而造成偏移和变位或被垂直挤拔造成浮桩;而后打入的桩难以达到设计标高或入土深度,造成土体隆起和挤压,截桩过大。所以,群桩施工时,为了保证质量和进度,防止周围建筑物破坏,打桩前根据桩的密集程度、桩的规格、长短以及桩架移动是否方便等因素来选择正确的打桩顺序。
2、在打桩前,应根据设计图纸确定桩基轴线,并将桩的准确位置测设到地上。要综合考虑到桩的密集程度、基础的设计标高、现场地形条件、土质情况等,以确定打桩顺序。
3、常用的打桩顺序一般有下面几种:
由一侧向单一方向进行,自中间向两个方向对称进行,自中间向四周进行。
一般基坑不大时,应从中间开始分头向两边或周边进行;当基坑较大时,应将基坑分成数段,而后在各段范围内分别进行。打桩应避免自外向内,或从周边向中间进行。
第一种打桩顺序,打桩推进方向宜逐排改变,以免土壤朝一个方向挤压,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。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进行打设。打桩时对不同基础标高的桩,宜先深后浅,对不同规格的桩,宜先大后小,先长后短,宜防止桩的位移或偏斜。
为减少挤土影响,确定沉桩顺序的原则应入下:
a、从中间向四周沉设,由中及外;
b、从靠近现有建筑物最近的桩位开始沉设,由近及远;
c、先沉设入土深度深的桩,由深及浅;
d、先沉设断面大的桩,由大及小。
e、先沉设长度大的桩,由长及短。
二、预制桩基础的施工方法
1、锤击沉桩的施工方法(打入法)
锤击沉桩的施工方法是利用桩锤落到桩顶上的冲击力来克服土对桩的阻力,使桩沉到预定的深度或达到持力层的一种打桩施工方法。锤击沉桩是混凝土预制桩常用的沉桩方法,它施工速度快,机械化程度高,适用范围广,但施工时有冲撞噪声和对地表层有振动,在城区和夜间施工有所限制。
打桩机械:打桩机具主要包括桩锤、桩架和动力装置三个部分。
桩锤是对桩施加冲击力,将桩打入土中的机具;施工中常见的桩锤有落锤、蒸汽锤(单动汽锤、双动汽锤)、柴油汽锤和液压锤(振动锤)。
桩架是支持桩身和桩锤,在打桩过程中引导桩的方向及维持桩的稳定,并保证桩锤沿着所要求方向冲击的设备。一般由底盘、导向杆、起吊设备、撑杆等组成。根据桩的长度、桩锤的高度及施工条件等选择桩架和确定桩架高度。桩架高度=桩长+桩锤高度+滑轮组高。桩架用钢材制作,按移动方式有轮胎式、履带式、轨道式等。
动力装置包括驱动桩锤及卷扬机用的动力设备。根据所选桩锤而定的。当采用空气锤时,应配备空气压缩机;当选用 蒸汽锤时,则要配备蒸汽锅炉和绞盘。
A. 准备工作
(1)场地准备:清除地上、地下障碍物,平整、压实场地,设置排水沟;
(2)放轴线、定桩位、设置水准点 (≮2个);
(3)确定打桩顺序:挤土直接影响打桩进度、施工质量以及周围环境。
(4)接通现场的水、电管线,准备好施工机具;做好对桩的质量检验。
(5)进行打桩试验:≮2根,检验工艺、设备是否符合要求。
B.打桩顺序
根据桩的密集程度,打桩顺序一般分为逐段打设、自中部向四周打设和由中间向两侧打设三种。
当桩的中心距不大于4倍桩的直径或边长时,应由中间向两侧对称施打,或由中间向四周施打。
当桩的中心距大于4倍桩的边长或直径时,可采用上述两种打法,或逐排单向打设。
根据基础的设计标高和桩的规格,宜按先深后浅、先大后小、先长后短的顺序进行打桩。
C.打桩工艺顺序
设置标尺→桩架就位→吊桩就位→扣桩帽、落锤、脱吊钩→低锤轻打→正式打(接桩,截桩,静、动载试验,承台施工)。
要点:采用重锤低击,开始要轻打;连续施打,减少回弹固结;注意贯入度变化,做好打桩记录(编号、每米锤击数、桩顶标高、最后贯入度…);如遇异常情况(贯入度剧变;桩身突然倾斜、位移、回弹;桩身严重裂缝或桩顶破碎),暂停施打,与有关单位研究处理。
2、静力压桩的施工方法
静力压桩是在均匀软弱土中利用压桩架(型钢制作)的自重和配重,由钢丝绳、滑轮和压梁,将整个桩机的重力(800~1500kN)反压在桩顶上,以克服桩身下沉时与土的摩擦力,迫使预制桩下沉,将桩逐节压入土中的一种沉桩方法。这种沉桩方法无振动、无噪音、对周围环境影响小,适合在城市中施工。压桩施工一般采取分节压入、逐段接长的施工方法。
接桩的方法目前有三种:焊接法、法兰螺栓连接法、硫磺浆锚法。
压桩与打桩相比:由于避免了锤击应力,桩的混凝土强度及其配筋只要满足吊装弯矩和使用期受力要求就可以,因而桩的断面和配筋可以减小;压桩引起的挤土也小的多,因此压桩是软土地区一种较好的沉桩方法。
3、振动沉桩的施工方法
工作原理:其主要装置为振动器,利用振动器所产生的激振力,使桩身产生高频振动。这时桩在其自重或很小的附加压力作用下沉入土中,或是在较小的提升力作用下而拔出土。
4、水冲法沉桩(射水沉桩)的施工方法
射水沉桩方法往往与锤击(或振动)法同时使用,具体选择应视土质情况而定。必须注意,不论采取任何射水施工方法,在沉入最后阶段1~1.5m至设计标高时,应停止射水,用锤击或振动沉入至设计深度,以保证桩的承载力。
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