精選對工業(yè)與民用建筑的樁基工程施工技術(shù)探討

1、精選對工業(yè)與民用建筑的樁基工程施工技術(shù)探討對工業(yè)與民用建筑的樁基工程施工技術(shù)探討 摘要: 本文結(jié)合筆者多年的工程實踐, 參考國家最新施工規(guī)范, 主要對樁基施工中打( 沉) 樁機(jī)械設(shè)備的選用和施工方法進(jìn)行了探討, 謹(jǐn)供同行參考。關(guān)鍵詞: 樁基工程; 打樁設(shè)備; 選用標(biāo)準(zhǔn)“萬丈高樓平地起”, 樁基礎(chǔ)施工在工業(yè)與民用建筑中占著重中之中的地位, 沒有過硬、穩(wěn)定、高質(zhì)量的基礎(chǔ)工程, 再豪華的建筑也擺脫不了坍塌的命運。本文結(jié)合筆者多年的工程實踐, 參考國家最新施工規(guī)范, 對樁基施工中打( 沉) 樁機(jī)械設(shè)備的選用和施工方法進(jìn)行了探討, 謹(jǐn)供同行參考。一、打( 沉) 樁機(jī)械的種類目前, 常用打( 沉) 樁機(jī)械

2、設(shè)備主要有落錘、單動汽錘、雙動汽錘、柴油樁錘、振動樁錘、射水沉樁和靜壓力樁七種。這幾種打( 沉) 機(jī)械的適用范圍和優(yōu)劣比較如下:1.1 落錘1) 所謂落錘, 就是指用人力或卷揚機(jī)拉起樁錘, 然后自由下落, 利用錘重夯擊樁頂使樁入土。這種樁錘主要適用于打木樁及細(xì)長尺寸的混凝土樁, 在一般土層及粘土、含有礫石的土層均可使用。2) 落錘的構(gòu)造簡單, 使用方便, 沖擊力大, 能隨意調(diào)整落距, 但錘擊速度慢( 每分鐘約6 20 次) , 效率低。1.2 單動汽錘1) 指利用蒸汽或壓縮空氣的壓力將錘頭上舉及下沖, 增加夯擊能量。這種機(jī)械適用打各種樁, 最適用的是套管法打就地灌注混凝土樁。2) 特點: 結(jié)構(gòu)

3、簡單, 落距小, 對設(shè)備和樁頭不易損壞, 打樁速度及沖擊力較落錘大, 效率高。1.3 雙動汽錘1) 利用蒸汽或壓縮空氣的壓力將錘頭上舉, 然后自由下落沖擊樁頂。此種汽錘適用于打種各種樁, 可用于打斜樁。使用壓縮空氣時, 可用于水下打樁; 也可用于拔樁、吊錘打樁。2) 特點: 沖擊次數(shù)較多, 沖擊力大, 工作效率高, 但設(shè)備笨重, 移動較困難。1.4 柴油樁錘1) 利用燃油爆炸, 推動活塞, 引起錘頭跳動夯擊樁頂。這種錘最適用于打鋼板樁、木樁, 在軟弱地基打20 米以下的混凝土樁。2) 特點: 附有樁架、動力等設(shè)備, 不需要外部能源, 機(jī)架輕, 移動便利, 打樁快, 燃料消耗少; 但樁架高度低,

4、 遇硬土或軟土不宜使用。1.5 振動樁錘1) 指利用偏心輪引起激振, 通過剛性聯(lián)結(jié)的樁帽傳到樁上。這種錘設(shè)備適用打鋼板樁、鋼管樁、長度在15 米以內(nèi)的打入式灌注樁; 適用于粉質(zhì)粘土、松散砂土、礫石和密實的粘性土地基。2) 特點: 沉樁速度快, 適用性強(qiáng), 施工操作簡易安全, 能打種種樁并能幫助卷揚機(jī)拔樁; 但不適用打斜樁。1.6 射水沉樁1) 指利用水壓力沖刷樁尖處土層, 再配以錘擊沉樁。這種錘常與錘擊法聯(lián)合使用, 適用于大截面積混凝土和空心管樁?？捎糜诙喾N土層, 而以砂土、砂礫土或其他堅硬的土層最適宜。不能用于粗卵石、極堅硬的粘土層或厚度超過半米的泥炭層。2) 特點: 可適用于堅硬土層, 打

5、樁效率高, 樁不易損壞; 但設(shè)備較多, 當(dāng)附近有建筑物時, 水流易使建筑物沉陷; 不能用于打斜樁。1.7 靜壓力樁1) 系采用液壓樁或利用樁架自重及附屬設(shè)備的重量, 通過卷揚機(jī)的牽引傳至樁頂, 將樁逐節(jié)壓入土中。此種樁適用于軟土地基及打樁振動影響鄰近建筑物或設(shè)備的情況; 可壓截面60cm60cm 以睛的鋼筋混凝土和直徑60cm 以下的空心管樁。2) 特點: 壓樁無振動, 對周圍無干擾, 不需打樁設(shè)備; 樁配筋簡單,短樁可接, 便于運輸, 節(jié)約鋼材; 但不能適應(yīng)多種土的情況, 如用樁架壓樁, 需要搭架設(shè)備, 自重大, 運輸安裝不便。二、不同土層和不同地質(zhì)情況下對錘重的選擇( 參見下表1)三、打(

6、 沉) 樁方法的選用范圍和標(biāo)準(zhǔn)3.1 鍾擊法打樁: 適用于軟塑或可塑的粘性土層中沉樁。打樁錘可分落錘、蒸汽錘、柴油錘幾中, 主要設(shè)備包括樁錘、樁架、動力設(shè)備等。1) 落錘打樁: 用鋼或木制樁架, 高一般為615 米, 用0.52.0t 的鑄鐵錘, 用卷揚機(jī)提升, 落錘高度1 米以內(nèi)。表1 錘重選擇表注: 本表僅供施工參考用; 本表適用于2060cm 長預(yù)預(yù)鋼筋混凝土樁及4060cm 長鋼管樁, 且樁尖進(jìn)入硬土地有一定深度。2) 蒸汽錘打樁分單動式錘和雙動式錘, 其技術(shù)性能分別表2 和表3。表2 單作用蒸汽錘規(guī)格和技術(shù)性能3) 單動式錘打樁時, 錘直接放在樁頂, 由導(dǎo)柱固定位置, 重錘連接在筒內(nèi)

7、活塞桿上, 在筒內(nèi)滑行, 每分鐘錘擊4070 次, 鍾重在315t 之間, 落距1m 以內(nèi)。表3 雙作用蒸汽錘規(guī)格與技術(shù)性能4) 雙動式汽錘的舉起和下落都借助蒸汽壓力, 沖擊力加大, 每分鐘達(dá)100135 次, 鍾重為57t。5) 柴油錘打樁, 有導(dǎo)桿式和筒式兩種, 多用后者, 其技術(shù)性能不再詳說。打樁機(jī)帶有樁鍾、樁架、卷揚機(jī)等全部設(shè)備, 當(dāng)遇砂土、砂礫石或其他堅硬土層, 錘擊法打不穿時, 常輔以射水法。3.2 振動法沉樁: 適用于沉、拔鋼板樁及鋼管樁, 在砂土中效率最高, 在粘性土中較差, 需較大功率的振動器。主要設(shè)備為一個大功率的振動器及附屬加壓裝置和起吊機(jī)械設(shè)備、混凝土上料斗等。常用振動

8、沉樁機(jī)主要性能需多工程施工規(guī)范中均可查到。施工方法: 沉樁時, 使樁頭套入振動器( 箱) 連同的樁帽或液壓夾樁器內(nèi)夾緊, 開動振動箱, 使樁在振動和自重下沉入土中。如遇硬土下沉過慢, 可加壓下沉或?qū)堵蕴岣?.61.0m, 然后重新快速下沖。沉樁機(jī)需要激振力根據(jù)土的性質(zhì)、含水性及樁種類、構(gòu)造而定, 約為100- 400kN。3.4 射水法( 水沖法) 沉樁: 適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、軟及中等密實粘土、粉質(zhì)粘土、粉土、松散的砂、水飽和砂、密實砂、混有礫石的砂, 特別適用于與錘擊法振動法配合使用。不能用于粗卵石、極堅硬的粘土層或厚度較大的泥炭層。施工方法:1) 將射水管對稱附在樁兩側(cè), 用壓水流將樁

9、類附近的土沖開, 以減少阻力, 使樁借自重或輔助錘擊( 松動) 沉入土中。射水管內(nèi)徑3863mm, 最大100mm, 每節(jié)長4.56.0 米,用螺栓縮接,空心樁射水管設(shè)在中間。射水噴嘴出口內(nèi)徑約12.738mm,最大75mm,側(cè)孔與管壁成3045射水管上端用100mm 軟管連于水泵上, 管子用滑車組吊起使之能順樁身上下自由升降, 水沖法所需射水管數(shù)目直徑、水壓及消耗水量等可參考相關(guān)施工工程規(guī)范。2) 水沖沉樁可采取先沖孔后插樁, 或一面射水一面錘擊或振動,或射水、錘擊交替進(jìn)行等方式。射水管應(yīng)處于樁尖下0.30.4m, 水沖壓力一般為0.5MPa,樁尖沉至最后11.5m 應(yīng)停止射水,拔出射水管用

10、錘擊或震動打至設(shè)計標(biāo)高。3.5 插( 鉆、打) 樁法沉樁: 適用于軟土地基打入大量密集預(yù)制樁;對附近3040 米范圍內(nèi)會造成土體大量隆起和水平位移, 危害鄰近的地下管道、地面交通和建筑物的安全情況下使用; 對堅硬土層難以打入時, 也可采用。1) 主要設(shè)備: 采用三點支撐式柴油打樁機(jī), 應(yīng)具有可水平旋轉(zhuǎn)的互相垂直的雙向龍門導(dǎo)軌, 在一側(cè)配掛筒式柴油樁錘, 另一側(cè)配掛長、螺桿螺旋轉(zhuǎn)鉆機(jī), 使其在鉆孔后不用移動樁機(jī), 即可迅速插樁施打。2) 施工方法: 沉樁時, 樁機(jī)就位后, 先將鉆機(jī)轉(zhuǎn)至樁架正前方對準(zhǔn)樁位, 開動樁機(jī)徐徐鉆進(jìn), 同時經(jīng)由出土斗排土外運。鉆時要保持鉆桿不停地旋轉(zhuǎn), 以防卡鉆。鉆至預(yù)定

11、標(biāo)高后, 即可清孔提鉆, 然后再將打樁機(jī)水平旋轉(zhuǎn), 使樁機(jī)導(dǎo)軌定位, 吊樁插于孔中施打。一般鉆孔深為810 米, 其余長度用打樁機(jī)打入, 鉆孔后應(yīng)在半小時插樁施打, 避免塌孔。3.6 靜力壓樁法沉樁: 適用于軟土、淤泥質(zhì)土, 沉設(shè)截面積小于60cm60cm 以下的鋼筋混土樁或空心樁; 或打樁振動會影響鄰近建筑物正常使用或設(shè)備安全的情況下使用。1) 靜力壓樁法沉樁設(shè)備有機(jī)械式和液壓式兩種。其中機(jī)械式靜力壓樁機(jī)體積龐大, 比較笨重, 操作較復(fù)雜, 壓樁速度較慢工效低, 運輸、安裝、移動不便。液壓式靜力壓力樁機(jī)用液壓操縱, 自動化程度高, 結(jié)構(gòu)緊湊, 行走方便、施壓部位在樁的側(cè)面, 送樁定位方便、迅

12、速, 壓樁效率高, 勞動強(qiáng)度低, 移動方便、迅速, 是一種新型的靜壓樁方式, 已逐步取代機(jī)械式靜力壓樁。下面就介紹一下液壓式。2) 施工方法: 液壓式系采用液壓式靜力壓樁機(jī)進(jìn)行, 該機(jī)由壓拔機(jī)械、行走機(jī)構(gòu)及起吊機(jī)構(gòu)三部分組成; 壓拔機(jī)構(gòu)是壓樁機(jī)的主體, 當(dāng)樁被送入該機(jī)構(gòu)后便被夾緊并壓入( 或拔出) 土中; 行走機(jī)構(gòu)可自行移動, 進(jìn)行縱、橫向運動, 并能小角度旋轉(zhuǎn), 以適應(yīng)自找樁位和纖偏的需要; 起吊機(jī)構(gòu)可作360回轉(zhuǎn)吊裝、送樁。靜壓力樁機(jī)的靜壓力9006500kN。壓樁時, 先用起吊機(jī)構(gòu)將樁吊入到壓機(jī)主機(jī)壓樁部位后, 用液壓夾樁器將樁頭夾緊, 開動壓樁油缸, 利用伸長之力將樁壓入土中, 接著回程再吊上第二節(jié)樁, 用硫磺膠泥接樁后, 繼續(xù)壓入, 反復(fù)操作, 至全部樁段壓入土中, 然后開動行走機(jī)構(gòu), 移至下一樁位壓樁。四、結(jié)論工業(yè)與民