樁基礎(chǔ)工程-錘擊沉樁施工工藝

錘擊沉樁施工工藝（上）（1）處理障礙物打樁前，宜向城市管理、供水、供電、煤氣、電信、房管等有關(guān)單位提出要求，認(rèn)真處理高空、地上和地下的障礙物，然后對現(xiàn)場周圍（一般為10m以內(nèi)）的建筑物、地下管線等做全面檢查，如有危房或危險構(gòu)筑物必須予以加固或采取隔振措施或拆除，以免在打樁過程中由于振動的影響而引起倒塌。打樁前的準(zhǔn)備工作01樁基礎(chǔ)施工前，應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模的大小和復(fù)雜程度來編制整個分部工程施工組織設(shè)計或施工方案。在沉樁前，現(xiàn)場準(zhǔn)備工作的內(nèi)容有處理障礙物、平整場地、抄平放線、鋪設(shè)水電管網(wǎng)、沉樁機械設(shè)備的進場和安裝以及樁的供應(yīng)等。（2）平整場地打樁場地必須平整、堅實，必要時宜鋪設(shè)道路，經(jīng)壓路機碾壓密實，場地四周應(yīng)挖排水溝以利于排水。打樁前的準(zhǔn)備工作01樁基礎(chǔ)施工前，應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模的大小和復(fù)雜程度來編制整個分部工程施工組織設(shè)計或施工方案。在沉樁前，現(xiàn)場準(zhǔn)備工作的內(nèi)容有處理障礙物、平整場地、抄平放線、鋪設(shè)水電管網(wǎng)、沉樁機械設(shè)備的進場和安裝以及樁的供應(yīng)等。（3）抄平放線在打樁現(xiàn)場附近設(shè)水準(zhǔn)點，其位置應(yīng)不受打樁影響，數(shù)量不得少于2個，用以抄平場地和檢查樁的入土深度。要根據(jù)建筑物的軸線控制樁定出樁基礎(chǔ)的每個樁位，可用小木樁標(biāo)記。在正式打樁之前，應(yīng)對樁基的軸線和樁位復(fù)查一次，以免因小木樁挪動、丟失而影響施工。樁位放線的允許偏差為20mm。打樁前的準(zhǔn)備工作01樁基礎(chǔ)施工前，應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模的大小和復(fù)雜程度來編制整個分部工程施工組織設(shè)計或施工方案。在沉樁前，現(xiàn)場準(zhǔn)備工作的內(nèi)容有處理障礙物、平整場地、抄平放線、鋪設(shè)水電管網(wǎng)、沉樁機械設(shè)備的進場和安裝以及樁的供應(yīng)等。（4）進行打樁試驗施工前，應(yīng)做數(shù)量不少于2根樁的打樁工藝試驗，用以了解樁的沉入時間、最終沉入度、持力層的強度、樁的承載力以及施工過程中可能出現(xiàn)的各種問題和反常情況等，以便檢驗所選的打樁設(shè)備和施工工藝，確定是否符合設(shè)計要求。打樁前的準(zhǔn)備工作01樁基礎(chǔ)施工前，應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模的大小和復(fù)雜程度來編制整個分部工程施工組織設(shè)計或施工方案。在沉樁前，現(xiàn)場準(zhǔn)備工作的內(nèi)容有處理障礙物、平整場地、抄平放線、鋪設(shè)水電管網(wǎng)、沉樁機械設(shè)備的進場和安裝以及樁的供應(yīng)等。錘擊沉樁施工工藝02錘擊沉樁也稱為打入樁，是利用樁錘下落產(chǎn)生的沖擊能量，克服土體對樁的阻力，將樁沉入土中。錘擊沉樁法是混凝土預(yù)制樁最常用的沉樁法。該法施工速度快，機械化程度高，適應(yīng)范圍廣，但在施工時有噪聲和振動，對于城市中心和夜間施工有所限制。（1）打樁設(shè)備及選擇打樁所選用的機具設(shè)備主要包括樁錘、樁架及動力裝置三部分。錘擊沉樁施工工藝02樁錘的作用是對樁施加沖擊力，將樁打入土中。1樁架的作用是支持樁身和樁錘將樁吊到打樁位置，并在打入過程中引導(dǎo)樁的方向，保證樁錘沿著所要求的方向沖擊。2動力裝置包括啟動樁錘用的動力設(shè)施，如卷揚機、鍋爐、空氣壓縮機等。3錘擊沉樁施工工藝02樁錘是把樁打入土中的主要機具，有落錘、單動汽錘、雙動汽錘、柴油樁錘、振動樁錘等。樁錘類型的選擇應(yīng)該依據(jù)施工現(xiàn)場的情況、機具設(shè)備條件及工作方式和工作效率等條件來確定，不同樁錘的使用條件和適用范圍見表5-1。①樁錘選擇錘擊沉樁施工工藝02表5-1樁錘適用范圍參考表樁錘種類優(yōu)缺點適用范圍落錘（一般由鑄鐵制成，質(zhì)量一般為0.5~1.5t。用人力或卷揚機拉起樁錘，然后自由下落，利用錘重夯擊樁頂使樁入土）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（6~12次/min），效率不高，貫入能力低，對樁的損傷較大（1）適于打細長尺寸的混凝土樁（2）在一般土層及粘土、含有礫石的土層中均可使用單動汽錘（錘重0.5~15t，是利用高壓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）結(jié)構(gòu)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，效率較高，每分鐘錘擊60~80次（1）適于各種樁在各類土中施工（2）最適于套管法灌筑混凝土樁雙動汽錘（錘重0.6~6.0t，利用高壓蒸汽或壓縮空氣的壓力將錘頭上舉及下沖，增加夯擊能量）打樁速度快，沖擊頻率高，每分鐘達100~120次，但設(shè)備笨重，移動較困難（1）一般打樁工程都可使用，并能用于打鋼板樁、斜樁（2）使用壓縮空氣時，可用于水下打樁（3）可用于拔樁，吊錘打樁柴油樁錘（目前應(yīng)用較廣的一種樁錘，錘重0.6~7.0t，利用燃油爆炸，推動活塞，引起錘頭跳動夯擊樁頂）附有樁架、動力等設(shè)備，不需要外部能源，機架輕，移動便利，打樁快（40~80次/min），燃料消耗少；但樁架高度低，遇硬土或軟土不宜使用。（1）最適于打鋼板樁、木樁（2）在軟弱地基打12m以下的混凝土樁振動樁錘（利用偏心輪引起激振，通過剛性聯(lián)結(jié)的樁帽傳到樁上）沉樁速度快，適用性強，施工操作簡易安全，能打各種樁，并能幫助卷揚機拔樁；但不適于打斜樁（1）適于打鋼板樁、鋼管樁、長度在15m以內(nèi)的打入式灌筑樁（2）適于粉質(zhì)粘土、松散砂土、黃土和軟土，不宜用于巖石、礫石和密實的粘性土地基錘擊沉樁施工工藝02關(guān)于錘重的選擇，在做功相同且錘重與落距乘積相等的情況下，宜選用重錘低擊，這樣可以使樁錘動量大而沖擊回彈能量小。如果樁錘過重，所需動力設(shè)備大，能源消耗大，不經(jīng)濟；如果樁錘過輕，在施打時必定增大落距，使樁身產(chǎn)生回彈，樁不易沉入土中，常常打壞樁頭，或使混凝土保護層脫落。輕錘高擊所產(chǎn)生的應(yīng)力，還會使距樁頂1/3樁長范圍內(nèi)的薄弱處產(chǎn)生水平裂縫，甚至使樁身斷裂。因此，選擇稍重的錘、用重錘低擊和重錘快擊的方法效果好，一般可根據(jù)地質(zhì)條件、樁型、樁的密集程度、單樁豎向承載力及現(xiàn)有施工條件等決定。①樁錘選擇錘擊沉樁施工工藝02電渣壓力焊過程分為引弧過程、電弧過程、電渣過程、頂壓過程四個階段。樁架是支持樁身和樁錘，在打樁過程中引導(dǎo)樁的方向及維持樁的穩(wěn)定，并保證樁錘沿著所要求的方向沖擊的設(shè)備。樁架一般由底盤、導(dǎo)向桿、起吊設(shè)備、撐桿等組成。根據(jù)樁的長度、樁錘的高度及施工條件等選擇樁架和確定樁架高度，樁架高度=樁長+樁錘高度+滑輪組高度+樁帽高度+起錘工作高度（1~2m）。①樁錘選擇錘擊沉樁施工工藝02樁架的形式多種多樣，常用的樁架有三種基本形式：滾筒式樁架、多功能樁架和履帶式樁架。①樁錘選擇錘擊沉樁施工工藝02滾筒式樁架靠兩根鋼滾筒在墊木上滾動，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，但在平面轉(zhuǎn)彎、調(diào)頭方面不夠靈活，操作人員較多，適用于預(yù)制樁和灌注樁施工，如圖5-1所示。②樁架的選擇圖5-1滾筒式樁架（單位：mm）錘擊沉樁施工工藝02多功能樁架由立柱、斜撐、回轉(zhuǎn)工作臺、底盤及傳動機構(gòu)組成。多功能樁架的機動性和適應(yīng)性很大，在水平方向可做360°回轉(zhuǎn)，導(dǎo)架可以伸縮和前、后傾斜，底座下裝有鐵輪，底盤在軌道上行走。這種樁架可適用于各種預(yù)制樁及灌注樁施工，其缺點是機構(gòu)較龐大，現(xiàn)場組裝和拆卸比較麻煩，如圖5-2所示。②樁架的選擇圖5-2多功能樁架（單位：mm）錘擊沉樁施工工藝02履帶式樁架以履帶式起重機為底盤，增加導(dǎo)桿和斜撐組成，用以打樁。它操作靈活、移動方便，適用于各種預(yù)制樁和灌注樁的施工，如圖5-3所示。②樁架的選擇圖5-3履帶式樁架錘擊沉樁施工工藝02打樁機械的動力裝置是根據(jù)所選擇的樁錘而定。③動力裝置的選擇錘擊沉樁施工工藝02（2）確定打樁順序打樁順序直接影響到樁基礎(chǔ)的質(zhì)量和施工速度，應(yīng)根據(jù)樁的密集程度、樁的規(guī)格、長短、樁的設(shè)計標(biāo)高、工作面布置、工期要求等綜合考慮，合理確定打樁的順序。根據(jù)樁的密集程度，打樁順序一般分為逐排打設(shè)、自兩則向中間打設(shè)、自中部向四周打設(shè)和自中間向兩側(cè)打設(shè)四種，如圖5-4所示。當(dāng)樁的中心距不大于樁直徑或邊長的4倍時，應(yīng)由中間向兩側(cè)對稱施打，或由中間向四周施打；當(dāng)樁的中心距大于樁直徑或邊長的4倍時，可采用自兩側(cè)向中間施打，或逐段單向施打。錘擊沉樁施工工藝02（a）從兩側(cè)向中間打設(shè)（b）逐排打設(shè)（c）自中間向四周打設(shè)（d）自中間向兩側(cè)打設(shè)圖5-4打樁順序錘擊沉樁施工工藝（下）打樁施工工藝03按既定的打樁順序，先將樁架移動至樁位處并用纜風(fēng)繩拉牢，然后將樁運至樁架下，利用樁架上的滑輪組，由卷揚機提升樁。當(dāng)樁提升至直立狀態(tài)后，即可將樁送入樁架的龍門導(dǎo)管內(nèi)，同時把樁尖準(zhǔn)確地安放到樁位上，并與樁架導(dǎo)管相連接，以保證打樁過程中不發(fā)生傾斜或移動。吊樁就位（1）圖5-5自落錘樁帽的構(gòu)造示意圖打樁施工工藝03樁插入時的垂直偏差不得超過0.5%。樁就位后，為防止擊碎樁頂，在樁錘與樁帽、樁帽與樁頂之間應(yīng)放上硬木、粗草紙或麻袋等樁墊作為緩沖層，樁帽與樁頂四周應(yīng)留5~10mm的間隙，如圖5-5所示，然后進行檢查，使樁身、樁帽和樁錘在同一軸線上，即可開始打樁。圖5-5自落錘樁帽的構(gòu)造示意圖吊樁就位（1）打樁施工工藝03打樁時用“重錘低擊”可取得良好效果，因為這樣樁錘對樁頭的沖擊小，回彈也小，樁頭不易損壞，大部分能量都用于克服樁身與土的摩阻力和樁尖阻力上，樁就能較快地沉入土中。打樁（2）打樁施工工藝03初打時地層軟、沉降量較大，宜低錘輕打，隨著沉樁加深（1~2m），速度減慢，再酌情增加起錘高度，要控制錘擊應(yīng)力。打樁時應(yīng)觀察樁錘回彈的情況，如果經(jīng)常回彈較大，則說明錘太輕，不能使樁下沉，應(yīng)及時更換。至于樁錘的落距以多大為宜，應(yīng)根據(jù)實踐經(jīng)驗確定。在一般情況下，單動汽錘以0.6m左右為宜，柴油錘不超過1.5m，落錘不超過1.0m為宜。打樁（2）打樁施工工藝03（1）打樁時要隨時注意貫入度的變化情況，當(dāng)貫入度驟減，樁錘有較大回彈時，表示樁尖遇到障礙物，此時應(yīng)使樁錘落距減小，加快錘擊。如果上述情況仍存在，則應(yīng)停止錘擊，查明原因再進行處理。打樁（2）打樁施工工藝03在打樁過程中，如果突然出現(xiàn)樁錘回彈、貫入度突增、錘擊時樁彎曲、傾斜、顫動、樁頂破壞加劇等情況，則表明樁身可能已破壞。打樁最后階段，當(dāng)沉降太小時，要避免硬打；如果難沉下，要檢查樁墊、樁帽是否適宜，需要時可更換或補充軟墊打樁（2）打樁施工工藝03在預(yù)制樁施工中，由于受到場地、運輸及樁機設(shè)備等的限制，常將長樁分為多節(jié)進行制作，分節(jié)打入，在現(xiàn)場接樁。接樁時要注意新接樁節(jié)與原樁節(jié)的軸線一致。目前預(yù)制樁的接樁工藝主要有硫磺膠泥漿錨法、焊接和法蘭螺栓連接等三種。前一種適用于軟松土層，后兩種適用于各類土層。圖5-6焊接法接樁節(jié)點構(gòu)造接樁（3）打樁施工工藝03當(dāng)采用焊接法接樁時，如圖5-6所示，必須對準(zhǔn)下節(jié)樁并垂直無誤后，用點焊將拼接角鋼連接固定，再次檢查位置正確后進行焊接。施焊時，應(yīng)兩人同時對稱地進行，以防止節(jié)點變形不勻而引起樁身歪斜，焊縫要連續(xù)飽滿。圖5-6焊接法接樁節(jié)點構(gòu)造接樁（3）打樁施工工藝03當(dāng)采用漿錨法接樁時，如圖5-7所示，首先將上節(jié)樁對準(zhǔn)下節(jié)樁，使4根錨筋插入錨筋孔中（直徑為錨筋直徑的2.5倍），下落壓梁并套住樁頂，然后將樁和壓梁同時上升約200mm（以4根錨筋不脫離錨筋孔為宜）。此時，安裝好施工夾箍（由4塊木板，內(nèi)側(cè)用人造革包裹40mm厚的樹脂海綿塊而成），將熔化的硫磺膠泥注滿錨筋孔內(nèi)和接頭平面上，然后將上節(jié)樁和壓梁同時下落，當(dāng)硫磺膠泥冷卻并拆除施工夾箍后，即可繼續(xù)加荷施壓。圖5-7漿錨法接樁節(jié)點構(gòu)造（單位：mm）接樁（3）打樁施工工藝03為保證錨接樁質(zhì)量，應(yīng)做到以下幾點：圖5-7漿錨法接樁節(jié)點構(gòu)造（單位：mm）①錨筋應(yīng)刷清并調(diào)直；②錨筋孔內(nèi)應(yīng)有完好螺紋，無積水、雜物和油污；③接樁時接點的平面和錨筋孔內(nèi)應(yīng)灌滿膠泥；灌筑時間不得超過2min；④灌筑后停歇時間應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)定；⑤膠泥試塊每班不得少于一組。接樁（3）打樁施工工藝03當(dāng)樁頂設(shè)計標(biāo)高在地面以下，或由于樁架導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)及樁機平臺高程等原因而無法將樁直接打至設(shè)計標(biāo)高時，需要使用送樁。錘擊沉樁送樁應(yīng)符合下列規(guī)定：①送樁深度不宜大于2.0m；②當(dāng)樁頂打至接近地面，應(yīng)測出樁的垂直度并檢查樁頂質(zhì)量，合格后應(yīng)及時送樁；③送樁的最后貫入度應(yīng)參考相同條件下不送樁時的最后貫入度并修正；④送樁后遺留的樁孔應(yīng)立即回填或覆蓋；⑤當(dāng)送樁深度超過2.0m且不大于6.0m時，打樁機應(yīng)為三點支撐履帶自行式或步履式柴油打樁機；樁帽和樁錘之間應(yīng)用豎紋硬木或盤圓層疊的鋼絲繩作“錘墊”，其厚度宜取150