錘擊樁施工工法

1、錘 擊 樁 工 法一、工作原理與特點(diǎn)3二、適用范圍3三、施工工藝3四、施工及操作要點(diǎn)4五、施工機(jī)具6六、勞動(dòng)組織8七、質(zhì)量要求14八、施工安全注意事項(xiàng)15九、經(jīng)濟(jì)效益分析16錘擊樁是高層建筑樁基礎(chǔ)施工中常用的樁型之一。早期的錘擊樁采用的是鋼筋混凝土預(yù)制實(shí)心樁，這種樁擠土很大，引起土體隆起，對(duì)周圍環(huán)境造成很大影響,所以只適用于郊外空地施工。近幾年來(lái)，為減少擠土效應(yīng)對(duì)周圍環(huán)境的危害，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁、鋼管樁、h型鋼樁等應(yīng)運(yùn)而生，同時(shí)在環(huán)保方面，對(duì)沉樁噪音、振動(dòng)、擠土等的監(jiān)控、檢測(cè)和防護(hù)措施綜合技術(shù)有了很大發(fā)展，有效地減少了錘擊樁對(duì)周圍環(huán)境的不利影響，因而，在近幾年的高層建筑樁基礎(chǔ)中，錘擊樁仍占

2、有一席之地。一、工作原理與特點(diǎn) 錘擊樁就是利用各種樁錘(包括落錘、蒸汽錘、柴油錘、液壓錘和振動(dòng)錘等)的反復(fù)跳動(dòng)沖擊力和樁體的自重,克服樁身的側(cè)壁摩阻力和樁端土層的阻力,將樁體沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高的一種施工方法。多種樁錘中,又以筒式柴油錘為使用最為廣泛的一種,它是以輕質(zhì)柴油為燃料,利用沖擊部分的沖擊力和燃燒壓力為驅(qū)動(dòng)力,引起錘頭跳動(dòng)夯擊樁頂。 該工法具有振動(dòng)大、噪聲高、擾民嚴(yán)重、在n30的砂層中沉樁困難等缺點(diǎn),同時(shí),它也存在著施工簡(jiǎn)單、施工質(zhì)量易控制、工期短、在相同土層地質(zhì)條件下單樁承載力最高、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。二、適用范圍本工法主要用于高層建筑的樁基礎(chǔ)施工,尤其適合在郊區(qū)及周圍建筑物稀少或無(wú)重要地下管線通

3、過(guò)的區(qū)域施工。施工區(qū)域的土層宜以淤泥質(zhì)粘土、粘土、粉土和n30的土層或碎石土為主的土層,則會(huì)給沉樁帶來(lái)一定的困難。對(duì)于所選用的樁,有鋼筋混凝土預(yù)制樁、鋼管樁及鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力管樁等,宜根據(jù)土層的好壞、不同的樁尖持力層及單樁承載力要求分別選用。三、施工工藝(一)工藝流程(見(jiàn)圖3.1)(二)施工工藝 (1)樁機(jī)就位調(diào)整,使樁架(或挺桿)處于鉛垂?fàn)顟B(tài),并在擬打樁的側(cè)面或樁架上設(shè)置標(biāo)尺。 (2)根據(jù)樁長(zhǎng),采用合適的吊點(diǎn)將下節(jié)樁吊起,并令其垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心,將樁錘下的樁帽(已加好緩沖墊材)徐徐松下套住樁頂,解除吊鉤,檢查并使樁錘、樁帽與樁三者處于同一軸線上,且垂直插入土中。 (3)起錘輕壓或錘擊,在兩臺(tái)

4、經(jīng)緯儀的校核下,使樁保持垂直,即可正式沉樁。(4)當(dāng)下節(jié)樁頂近地表50cm,即可停打,用同樣方法吊起上節(jié)樁,與下樁的垂直度是否小于0.5%樁長(zhǎng)制訂沉樁流水現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放線定樁位沉樁機(jī)械進(jìn)場(chǎng)安裝樁基就位、樁位探模達(dá)100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度的樁運(yùn)至沉樁地點(diǎn)樁位正前方與正側(cè)方架設(shè)經(jīng)緯儀兩垂直方向校正樁的垂直度插樁沉樁接樁繼續(xù)沉樁樁基中間驗(yàn)收送樁樁頂標(biāo)高測(cè)量沉樁達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高拔出送樁器，填蓋樁孔否是是3.1錘擊樁工藝流程圖節(jié)樁對(duì)正后,即可接樁。 (5)焊接接樁完畢后,方可繼續(xù)沉上節(jié)樁。 (6)當(dāng)上節(jié)樁樁頂距地表50cm,選用合適的送樁器送樁,并使送樁器中心線與樁身中心線吻合一致。送樁到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,再拔出送樁器。 (7

5、)樁機(jī)移位,進(jìn)入下一根樁位。四、施工及操作要點(diǎn) (1)打樁場(chǎng)地首先要求平整,其次,場(chǎng)地要有一定的承載力,能夠承受打樁機(jī)的壓力。通常達(dá)到0.20.3mpa以上即可滿足要求。當(dāng)原地基的承載能力低于0.20.3mpa時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行地基加固。一般可采用填土、鋪砂石、鋼道板、枕木等施工措施，也可同時(shí)采用其中多種方法。 (2)預(yù)制樁應(yīng)在強(qiáng)度與齡期均達(dá)到要求后，方可錘擊。 (3)沉樁前,要先進(jìn)行樁位探摸,確定樁位下無(wú)障礙物時(shí)方可插樁。 (4)在市區(qū)施工或周圍建筑物及管線較復(fù)雜時(shí),應(yīng)先采取一定的環(huán)保措施,確保周圍環(huán)境不受影響。如控制打樁時(shí)間及打樁速率、鉆打結(jié)合、開挖防震溝、打應(yīng)力消散孔等。 (5)合理安排沉樁流

6、水,避免向單一方向推進(jìn)。當(dāng)樁距小于3.5倍樁徑(樁寬時(shí)),打樁順序應(yīng)符合下列規(guī)定:對(duì)于密集樁群,自中間向兩個(gè)方向或向四周對(duì)稱施打;當(dāng)一側(cè)毗鄰建筑物時(shí),由建筑物一側(cè)向另一側(cè)施打;應(yīng)嚴(yán)格遵守“先密后稀、先深后淺、先長(zhǎng)后短”三原則施打。 (6)如為鋼筋混凝土預(yù)制樁,當(dāng)其經(jīng)過(guò)起吊運(yùn)輸,至達(dá)到打樁位置時(shí),對(duì)樁的外觀要進(jìn)行一次檢查(一般在混凝土表面澆水后,裂縫暴露較明顯)。如裂縫不大,可用角鐵局部加固,如有貫通橫向裂縫或較長(zhǎng)的縱向裂縫,則應(yīng)將該樁剔除不用。 (7)在開始錘擊時(shí),落距宜小些,或采用“冷錘”。當(dāng)入土一定深度,并待樁穩(wěn)定且經(jīng)經(jīng)緯儀雙向校正其垂直度合格后,再按正常的落距沉樁。沉樁過(guò)程中,注意樁身是

7、否發(fā)生位移或傾斜,若有不正常,應(yīng)及時(shí)糾正,并同時(shí)做好沉樁記錄。 (8)如打鋼管樁,焊接宜采用多層焊,且每層焊縫的接頭應(yīng)錯(cuò)開,焊渣應(yīng)清除。 (9)鋼管樁焊接時(shí)，氣溫低于0oc或雨雪天，無(wú)可靠措施確保焊接質(zhì)量時(shí)，不得焊接。 (10)如打鋼筋混凝土預(yù)制樁,則焊接用的角鋼宜用低碳鋼,焊條宜用結(jié)e43。 (11)接樁時(shí),上下樁的中心線偏差不得大于5mm,節(jié)點(diǎn)彎曲矢高不得大于樁長(zhǎng)的0.5%,且不大于20mm。 (12)預(yù)制樁焊接時(shí),預(yù)埋件應(yīng)保持清潔,上下節(jié)樁之間若有間隙應(yīng)用楔形鐵片填實(shí)焊牢。 (13)預(yù)制樁焊接時(shí),宜采用對(duì)角同時(shí)焊接。焊縫要求連續(xù)飽滿,符合技術(shù)規(guī)范要求。 (14)焊接完畢后,應(yīng)會(huì)同有關(guān)工程

8、各方檢查焊縫質(zhì)量。經(jīng)檢驗(yàn)合格后繼續(xù)沉樁。 (15)送樁帽內(nèi)的緩沖彈性襯墊應(yīng)平整,且應(yīng)經(jīng)常更換，以免打壞樁頭。 (16)送樁時(shí),記錄員應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)樁頂高程及水準(zhǔn)儀的高度,計(jì)算出送樁深度,并經(jīng)復(fù)核無(wú)誤后,在送樁器上作出深度標(biāo)記,將樁送至設(shè)計(jì)標(biāo)高。 (17)打樁過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)打樁的貫入度突然過(guò)小,有嚴(yán)重回彈、發(fā)生傾斜或位移時(shí),應(yīng)立即停錘,并及時(shí)向有關(guān)方匯報(bào),經(jīng)有關(guān)單位研究后方可繼續(xù)沉樁。 (18)樁基施工中的停打標(biāo)準(zhǔn): 樁尖位于軟土層時(shí),以標(biāo)高控制為主,貫入度僅作參考; 當(dāng)樁尖位于堅(jiān)硬、硬塑的粘性土、碎石土、中等密實(shí)以上的砂土等土層時(shí),以貫入度控制為主,樁端標(biāo)高作參考; 貫入度已滿足要求,而樁尖未到達(dá)標(biāo)

9、高時(shí),應(yīng)繼續(xù)錘擊3陣,每陣為10擊的平均貫入度不大于設(shè)計(jì)規(guī)定的數(shù)量加以確認(rèn),必要時(shí)施工控制貫入度應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)與有關(guān)單位會(huì)商確定。 當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)變化較復(fù)雜時(shí)，有時(shí)尚可以“樁的總錘擊數(shù)控制”法和“最后5m錘擊數(shù)控制”法來(lái)判定樁是否停打的輔助標(biāo)準(zhǔn)，以避免樁身錘擊數(shù)過(guò)多和錘擊應(yīng)力過(guò)大而產(chǎn)生疲勞破損現(xiàn)象。五、施工機(jī)具 每臺(tái)班施工主要機(jī)具樁錘、樁架及其配套設(shè)備詳見(jiàn)表5.1。每臺(tái)班施工主要機(jī)具及配套設(shè)備一覽表 表5.1序 號(hào)機(jī) 具 名 稱型 號(hào)、規(guī) 格數(shù) 量備 注1樁 錘dlmg系列mh系列kb系列1臺(tái)每個(gè)系列分別有3.0、4.0、4.5、5.0、6.0、6.2、7.2、8.0等噸位2樁 架ipd系列dh系列p

10、d系列dju系列1臺(tái)三點(diǎn)支撐式全液壓履帶打樁架3吊 車15t以上1臺(tái)樁的起吊、運(yùn)輸及喂樁4電 焊 機(jī)bx1-500-2f2臺(tái)電焊接樁5氣割設(shè)備1套切割角鋼等6經(jīng) 緯 儀j22臺(tái)定樁位、校正樁垂直度7水 準(zhǔn) 儀ds31臺(tái)測(cè)定高程及控制樁頂標(biāo)高8送 樁 桿1根根據(jù)送樁深度選定其長(zhǎng)度 (一)樁錘 1.樁錘的種類 (1)柴油錘 筒式柴油錘最經(jīng)濟(jì),應(yīng)用最廣,按打樁功能可分為直打式和斜打式,如圖1(a)、(c);按打樁錘的冷卻方式,可分為水冷式和風(fēng)冷式,如圖1(d)、(c);按打樁的潤(rùn)滑方式，可分為飛濺潤(rùn)滑和自動(dòng)潤(rùn)滑；按打樁錘的應(yīng)用方式，可分為陸上型和水上型，如圖1(a)、(b)。常用國(guó)內(nèi)外柴油錘的型號(hào)、

11、規(guī)格和技術(shù)性能見(jiàn)表5.1.1。 (2)蒸汽錘 蒸汽錘是以飽和蒸汽作為動(dòng)力源的沖擊型打樁錘,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠,能適應(yīng)各種土層,操作維修容易。 (3)振動(dòng)沉拔樁錘 振動(dòng)沉拔樁錘具有沉樁和拔樁的雙重作用,在樁基施工中得到廣泛應(yīng)用。 (4)液壓打樁錘 液壓打樁錘也屬于沖擊樁錘。 2.樁錘的選擇 選擇合適的錘型和錘級(jí)必須對(duì)樁的形狀、尺寸、重量、埋入長(zhǎng)度、結(jié)構(gòu)形式以及土質(zhì)、氣象等作綜合分析，再按照樁錘的特性進(jìn)行選定，有時(shí)幾種錘配合使用往往更為有效。但是無(wú)論如何都必須使用錘擊力超過(guò)沉樁阻力的樁錘。樁的打入阻力包括樁尖阻力、樁的側(cè)面摩阻力、樁的彈性位移所產(chǎn)生的能量損失等。樁重與錘重必須相適應(yīng)，樁錘和樁重的

12、比值變化會(huì)產(chǎn)生不同的打樁效率。施工中無(wú)論大錘打小樁或小錘打大樁，均易把樁頭打碎，因此，采用“重錘輕擊”的施工方法。同時(shí)，樁錘選擇時(shí)，還應(yīng)以樁的材質(zhì)強(qiáng)度來(lái)控制打樁應(yīng)力。 綜上所述，選擇樁錘一般原則如下： (1)保證樁能打穿較厚的土層(包括硬夾層)，進(jìn)入持力層，達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)定的深度。 (2)樁的錘擊應(yīng)力應(yīng)小于樁材的容許強(qiáng)度，保證樁不致遭受破壞。 (3)打樁時(shí)的總錘擊數(shù)和全部錘擊時(shí)間應(yīng)適當(dāng)控制，以避免樁的疲勞和破壞或降低樁錘效率或施工生產(chǎn)率。錘擊數(shù)建議控制詳見(jiàn)表5.1.2。 錘擊數(shù)建議控制值表5.1.2樁 型總 錘 擊 數(shù)最后5m錘擊數(shù)鋼3500400010001200預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土20002500

13、700800鋼筋混凝土1500200077砂一般進(jìn)入深度(m)1.01.0-1.51.5-2.02-2.51.0-1.51.0-1.51.5-2.02.0-2.52.0-3.02.5-3.53.5-5.0土樁尖可達(dá)標(biāo)準(zhǔn)擊數(shù)n值20-2520-3030-4040-5025-3535-4540-5045-50505050軟質(zhì)樁尖可進(jìn)強(qiáng)風(fēng)化0.50.5-10.8-1.30.5-1.00.5-1.51.0-1.51.5-2.52-32.5-3.03.0-4.0巖石入深度(m)中等風(fēng)化表層0.2-0.4表層表層0.50.5-11-1.51.5-22-2.5錘的常用控制貫入度(cm/10擊)3-53-53

14、-53-52-33-43-53-54-84-85-10設(shè)計(jì)單樁極限承載力(kn)900-15001500-30002500-40003500-50001500-3000250040003000500040008000500090007000110001000016000適宜的樁重(t)1.5-3.52.5-5.52.5-6.53.5-8.02.5-6.03.0-7.03.5-8.05.0-10.06.0-12.07.0-15.010.0-40.0注：本表僅供選錘參考，不能作為確定貫入度和承載力有依據(jù)。常用三點(diǎn)支撐式履帶打樁架(主機(jī))技術(shù)性能 表5.2.1生主 機(jī)操 作傳 動(dòng)主 機(jī)回 轉(zhuǎn)行 駛主

15、 機(jī)額定發(fā)動(dòng)卷?yè)P(yáng) 速度(m/min)主機(jī) 尺寸(mm)作 業(yè)時(shí)最 大產(chǎn)型 號(hào)方 式方 式爬 坡速 度速 度質(zhì) 量輸出機(jī)轉(zhuǎn)速主 卷 揚(yáng) 筒副 卷 揚(yáng) 筒導(dǎo) 桿 卷 揚(yáng) 筒總總 寬 度總 高 度履帶 擴(kuò)回 轉(zhuǎn)廠能 力（)(r/min)(km/h)(kg)功率(kw)(r/min)提升時(shí)下降時(shí)提升時(shí)下降時(shí)提升時(shí)下降時(shí)長(zhǎng)度作業(yè)時(shí)運(yùn)輸時(shí)作業(yè)時(shí)運(yùn)輸時(shí)張 后寬 度(mm)半 徑(mm)石川島建機(jī)ipd85ipd95ipd105液壓液壓液壓液壓液壓液壓2222223.53.53.50.7-1.20.7-1.20.8-1.411911911921002100210027-5427-5430-6027-5427-

16、5430-6027-5427-5430-6027-5427-5430-60628362836283520052005200330033003300517066256625422042204300365036503650日本車輛制造dhp-70dh408-95mdh508-105mdh608-120m液壓液壓液壓液壓液壓液壓液壓液壓22222216.73.53.32.42.91.41.11.00.82800036100380004420092114114136200020002000200032.5-6533-6633-6630-6032.5-6533-6633-6630-6032.5-6533

17、-6633-6630-6032.5-6533-6633-6630-60484848486470716071607843401053145314531433003300330033005034668466847280330532503250329940104153438045003980528252635340神戶鋼制所80p85pii110p液壓液壓液壓機(jī)械機(jī)械液壓1818182.8-4.12.8-4.32.90.770.680.44-0.87360003130038200779611216001800200046-5032-4545-5918-2820-2828-3632-4545-59自由

18、下落455947-6541-5430-43自由下落679572857605500050005000330033003320556055905650340034363450396039604400430048004795日立建機(jī)pd80pd90pd100液壓液壓液壓液壓液壓液壓2222223.33.12.71.01.00.8413004000040000909711220002000200027-5426-5230-6027-5426-5230-6026-5226-523940453940456805739072454010401043003300330033005650636067753270

19、32703300401040104300429048504500國(guó)產(chǎn)dju-95ah液壓液壓222.50.6-1.23700011826-5226-5226-5226-524848700033003300七、質(zhì)量要求(一)主要標(biāo)準(zhǔn) (1)樁位允許偏差(如表7.1.1所示)預(yù)制樁(鋼樁)位置允許偏差 表7.1.1序 號(hào)項(xiàng) 目允 許 偏 差1234單排或雙排條形樁基(1)垂直于條形樁基縱軸方向(2)平行于條形樁基縱軸方向樁數(shù)為13根樁基中的樁樁數(shù)為416根樁基中的樁樁數(shù)大于16根樁基中的樁(1)最外邊的樁(2)中間樁1001501001/3樁徑或1/3邊長(zhǎng)1/3樁徑或1/3邊長(zhǎng)1/2樁徑或1/2邊

20、長(zhǎng) (2)樁垂直度:偏差0.5%,設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)。 (3)樁頂標(biāo)高:以側(cè)壁摩阻力為主的樁,樁頂標(biāo)高控制為-5+10cm;以端承力為主的樁,樁頂標(biāo)高以貫入度控制為主,標(biāo)高控制為輔。如貫入度已達(dá)到而樁端標(biāo)高未達(dá)到時(shí)，一般按最后三陣(每陣10擊)的貫入度不大于38cm/10擊標(biāo)準(zhǔn)要求施工。 (二)樁的檢測(cè) (1)樁的靜載試驗(yàn) 一級(jí)建筑樁基和地質(zhì)條件復(fù)雜、樁的施工質(zhì)量或確定單樁豎向承載力的可靠性低、樁數(shù)多的二級(jí)建筑樁基，在工程樁施工前應(yīng)用靜載試驗(yàn)對(duì)工程單樁豎向承載力進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)數(shù)量不宜小于樁數(shù)的1%，且不宜小于3根。 (2)樁基動(dòng)測(cè) 未進(jìn)行單樁靜載試驗(yàn)的一級(jí)、二級(jí)建筑樁基及三級(jí)建筑樁基，基坑開挖后均可采用

21、動(dòng)測(cè)法進(jìn)行樁基檢測(cè)，以判斷樁身質(zhì)量的完整性及單樁承載力是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。八、施工安全注意事項(xiàng) (一)當(dāng)使用筒式柴油錘施工時(shí),需注意以下操作要點(diǎn): (1)樁錘起動(dòng)前,應(yīng)注意使樁錘,樁帽和樁在同一軸線上,防止偏心打樁。 (2)在打樁過(guò)程中,應(yīng)有專人負(fù)責(zé)拉好曲臂上的控制繩,如出現(xiàn)意外情況方可緊急停錘。 (3)沖擊部分起跳高度嚴(yán)禁超過(guò)2.5m。 (4)當(dāng)最終貫入度每10擊小于或等于2mm時(shí),應(yīng)立即停打。 (5)打樁過(guò)程中,嚴(yán)禁任何人進(jìn)入離樁軸線4m半徑范圍內(nèi)。 (6)初打時(shí)應(yīng)關(guān)閉供油泵的油門，使錘冷打。當(dāng)樁貫入度小于10cm/擊時(shí)，方可逐漸開啟油門。 (7)打樁過(guò)程中應(yīng)注意觀察沖擊部分的潤(rùn)滑油是否從油

22、孔中泄出。下活塞的潤(rùn)滑油應(yīng)每隔15分鐘注入一次最長(zhǎng)間隔時(shí)間不應(yīng)超過(guò)30分鐘。 (8)在吊樁、套送樁、跑架子時(shí)，樁錘一定要作好保險(xiǎn)，吊樁作業(yè)時(shí)，龍門前(即下風(fēng))嚴(yán)禁站人。 (二)三點(diǎn)支撐式履帶打樁架安全操作要點(diǎn): (1)打樁架行走、回轉(zhuǎn)及提升樁錘不得同時(shí)進(jìn)行 。 (2)打樁架嚴(yán)禁偏心吊裝。正前方吊樁,其水平距離對(duì)于混凝土預(yù)制樁不得大于4m,對(duì)于鋼管樁不得大于7m。 (3)當(dāng)風(fēng)速超過(guò)15m/s時(shí),應(yīng)停止作業(yè)并將樁錘下到最低位置;當(dāng)風(fēng)速超過(guò)30m/s時(shí)應(yīng)將導(dǎo)桿放倒。 (4)作業(yè)區(qū)內(nèi)架空輸電線路距導(dǎo)桿的距離不得小于5m。 (5)樁架帶錘行走時(shí),必須將樁錘放至最低位置。 (6)施打斜樁時(shí),嚴(yán)禁導(dǎo)桿后仰使樁架回轉(zhuǎn)及行走。 (7)嚴(yán)禁樁架在斜坡上回轉(zhuǎn)。 (8)吊樁“千斤”中發(fā)現(xiàn)10絲以上斷裂時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換，嚴(yán)禁繼續(xù)使用。九、經(jīng)濟(jì)效益分析 (一)錘擊預(yù)制樁與鉆孔灌注樁經(jīng)濟(jì)比較 錘擊樁在基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用,其經(jīng)濟(jì)效益很明顯。以上海匯麗花園工地為例,該建筑物位于上海鬧市區(qū)武寧路-長(zhǎng)壽路口,一幢為28層的辦公樓,一幢為24層的住宅樓,再加上6層的裙房?，F(xiàn)根據(jù)地質(zhì)報(bào)告就錘擊預(yù)制樁和鉆孔灌注柱兩者經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析如表9.1.1所示。兩種樁型經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 表9.1.1擬建物樁型樁徑(mm)樁長(zhǎng)(m)樁 尖標(biāo) 高(m)樁尖入-1層深度(m)單樁垂直承載力(kn./