錘擊管樁施工工法

錘擊預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁施工工法單位：中冶京唐路橋工程公司言 2 2適用范圍 23工藝原理 34工藝流程及操作要點(diǎn) 35材料與設(shè)備 76質(zhì)量控制 87安全措施 108環(huán)保措施 109效益分析 11 2前言預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(PHC樁)因其單樁承載力高，施工周期短等特點(diǎn)，在我國(guó)乃至世界建筑被越來越廣泛的應(yīng)用。在承德新新釩鈦鋼鐵有限公司工程、中冶京唐曹妃甸工業(yè)園工程、唐山中厚板材有限公司一期配套項(xiàng)目3500mm中厚板工程中我們采用了錘擊管樁進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工，經(jīng)檢驗(yàn)證明該工藝是成功的，并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在同一建筑物基礎(chǔ)中，可使用不同直徑的管樁，容易解決布樁問題，可充分發(fā)揮每根樁的承載能力，單樁可接成任意長(zhǎng)度，不受施工機(jī)械能力和施工條件局限，既適用于多層建筑，也適用于50層樁體采用工廠化生產(chǎn)，其混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C80，單樁承載力高，樁身質(zhì)量可靠。只要嚴(yán)格執(zhí)行沉樁操作規(guī)程，成樁質(zhì)量較好，沉樁后樁長(zhǎng)和樁身質(zhì)量可用直接手段進(jìn)行檢測(cè)。樁身耐錘擊和抗裂性好，穿透力強(qiáng)。3-2／3，為灌注樁的3/4，并節(jié)省鋼材。施工速度快，文明施工，無泥漿排放。適用范圍錘擊管樁適用性較強(qiáng)，多用于粉土、粘土、人工填土、淤泥質(zhì)土、砂土、黃土等土層中。預(yù)應(yīng)力有堅(jiān)硬隔層時(shí)不宜應(yīng)用或慎用。原理由打樁架和筒式柴油錘組成該工藝主要施工設(shè)備，打樁架實(shí)際是一臺(tái)打樁專用的起重和導(dǎo)向設(shè)備，樁錘用來產(chǎn)生沉樁所需的能量。錘的沖擊體在圓筒形的氣缸內(nèi)，根據(jù)二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的原理，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，使樁體逐4工藝流程及操作要點(diǎn)4.1工藝流程底樁就位，對(duì)中調(diào)底樁就位，對(duì)中調(diào)直施工準(zhǔn)備錘擊沉樁測(cè)量定位再錘擊、接樁再錘擊、接樁打至持力層接樁4.2操作要點(diǎn)1整平場(chǎng)地，清除樁基范圍內(nèi)的高空、地面、地下障礙物；架空高壓線距打樁架不得小于10m；修設(shè)樁機(jī)進(jìn)出、行走道路，做好排水措施。2按圖紙布置進(jìn)行測(cè)量放線，定出樁基軸線，先定出中心，再引出兩側(cè)，并將樁的準(zhǔn)確位置測(cè)設(shè)到地面，每一個(gè)樁位打一個(gè)小木樁；并測(cè)出每個(gè)樁位的實(shí)際標(biāo)高，場(chǎng)地外設(shè)2~3個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，以便隨時(shí)3檢查樁的質(zhì)量，將需用的樁按平面布置圖堆放在打樁機(jī)附近，不合格的樁不能運(yùn)至打樁現(xiàn)場(chǎng)。4選擇打樁設(shè)備1)樁架的選擇樁機(jī)。打樁機(jī)的樁架由支架、導(dǎo)向桿、起吊設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備、移動(dòng)裝備等組成，樁架分節(jié)組裝，選擇樁架高度按樁長(zhǎng)+滑輪組高+樁錘帽高度+起吊移位高度的總和另加0.5~1m的富余量。打樁機(jī)的樁架必須具有足夠的承載力、剛度和穩(wěn)定性，并應(yīng)與所掛樁錘相匹配。本工法樁架選用DH558型履帶行走式樁架，其最大特點(diǎn)是移動(dòng)靈活，使用方便，運(yùn)行機(jī)構(gòu)為履帶，對(duì)路面要求比較低。2)樁錘的選擇選擇樁錘時(shí)，必須充分考慮樁的形狀、尺寸、重量、入土長(zhǎng)度、結(jié)構(gòu)形式以及土質(zhì)等條件，并掌握各種錘的特性。樁錘的夯擊能量必須克服樁的貫入阻力，包括克服樁尖阻力、樁側(cè)摩阻力和樁的回彈產(chǎn)生的能量損失等。如果樁錘的能量不能滿足上述要求，則會(huì)引起樁頭部的局部壓曲，難以將樁送到設(shè)計(jì)標(biāo)高。樁錘分為落錘、氣動(dòng)錘、柴油錘、液壓錘等類型。以上幾種樁錘中，柴油錘爆發(fā)力強(qiáng)，錘擊能量大，功效高，錘擊作用時(shí)間比自由落錘作用時(shí)間長(zhǎng)，因此錘擊應(yīng)力相應(yīng)低一些，沖擊體沖擊距離(原距)隨樁阻力的大小而自動(dòng)調(diào)整，比較適合于管樁的施打。針對(duì)承德、京唐港、曹妃甸工程3)樁帽和墊層樁帽應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐打性。樁帽宜做成圓筒型，套樁頭用的筒體深度宜為35~40cm。內(nèi)徑應(yīng)比管樁外徑大2~3cm，并設(shè)有導(dǎo)向角與樁架導(dǎo)軌相連，保證與柴油錘的中心線重合。樁帽應(yīng)設(shè)有樁墊層和錘墊層兩部分。“錘墊”設(shè)在樁帽的上部，是保護(hù)柴油錘和樁頭的，一般用豎紋硬木或盤圓層疊的鋼絲繩制作，厚度宜取15~20cm?！皹秹|”設(shè)在樁帽的下部套筒的里面，與管樁頂部相接觸，它可以延長(zhǎng)錘擊作用時(shí)間，降低錘擊應(yīng)力，保護(hù)樁頭，一般是用麻袋、硬紙板、水泥紙袋、膠合板等材料制作，要求厚度均勻，軟硬合適，錘擊后壓實(shí)厚度不應(yīng)小于12cm。平整平整的硬木墊層肋板δ＝12鋼板4)送樁器送樁器宜做成圓筒形，并有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐打性。長(zhǎng)度宜做成送樁深度的1.5倍，應(yīng)與管樁匹配，本工法采用套筒式送樁器，套筒深度宜取250~350mm，內(nèi)徑應(yīng)比管樁外徑大20~30mm。面畫上標(biāo)尺，以便能觀測(cè)樁身入土深度。6打樁場(chǎng)地建(構(gòu))筑物有防震要求時(shí)，應(yīng)采取必要的防護(hù)措施。7學(xué)習(xí)、熟悉樁基施工圖紙，并進(jìn)行會(huì)審；做好技術(shù)交底，特別是地質(zhì)情況、設(shè)計(jì)要求、操作規(guī)程和安全措施的交底。布條作為“樣樁”。4.2.3底樁就位，對(duì)中、調(diào)直管樁就位時(shí)，由于其重量輕、節(jié)長(zhǎng)較短，一般應(yīng)用單點(diǎn)吊裝。吊樁時(shí)應(yīng)先將樁頭送入樁帽，再用人工輔助樁管下端將樁尖對(duì)中“樣樁”。并注意保證樁身垂直度偏差不得大于0.5％，還應(yīng)使樁身、樁帽和樁錘的中心線重合。1在預(yù)應(yīng)力管樁施工時(shí)，要特別注意安全。打第一節(jié)樁時(shí)必須采用樁錘自重或冷錘(不掛檔位)將樁徐徐打入，直至管樁沉到某一深度不動(dòng)為止，同時(shí)用儀器觀察管樁的中心位置和角度，確認(rèn)無誤后，再轉(zhuǎn)為正常施打，必要時(shí)，宜拔出重插，直至滿足設(shè)計(jì)要求。2正常打樁宜采用重錘低擊，打樁順序應(yīng)根據(jù)樁的密集程度及周圍建(構(gòu))筑物的關(guān)系確定：1)若樁較密集場(chǎng)地且距周圍建(構(gòu))筑物較遠(yuǎn)，施工場(chǎng)地開闊時(shí)宜從中間向四周進(jìn)行。2)若樁較密集場(chǎng)地狹長(zhǎng)，兩端距建(構(gòu))筑物較遠(yuǎn)時(shí)，宜從中間向兩端進(jìn)行。3)若樁較密集且一側(cè)靠近建筑物時(shí)，宜從毗鄰建筑物的一側(cè)開始，由近及遠(yuǎn)地進(jìn)行。4)根據(jù)樁入土深度，宜先長(zhǎng)后短。5)根據(jù)管樁規(guī)格，宜先大后小。6)根據(jù)高層建筑塔樓(高層)與群房(低層)的關(guān)系，宜先高后低。面0.5~1.0m時(shí)，可用鋼絲刷將兩個(gè)對(duì)接樁頭上的泥土、鐵銹刷凈，露出金屬光澤，然后在四周均勻?qū)ΨQ點(diǎn)焊4~6點(diǎn)，待樁固定后拆除夾具在正式焊接。為防止產(chǎn)生接樁偏斜，應(yīng)用兩個(gè)焊工對(duì)稱操作，焊接層數(shù)不小于三層，待焊縫冷卻8~10min后便可繼續(xù)錘擊沉樁。對(duì)承載力較大的摩擦端承樁，送樁深度不宜過大，否則樁頭容易被打碎，樁頂位移也大。打樁至送樁宜連續(xù)進(jìn)行，防止周圍土體固結(jié)，承載力增加而使沉樁困難。收錘標(biāo)準(zhǔn)對(duì)打樁工程質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用，收錘標(biāo)準(zhǔn)定得恰當(dāng)可以滿足設(shè)計(jì)要求的承載力，減少打樁破損率，保證樁身質(zhì)量。設(shè)計(jì)明確規(guī)定以樁端標(biāo)高作控制的摩擦樁，除應(yīng)保證設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)外，尚應(yīng)按設(shè)計(jì)、施工等部門共同確認(rèn)的收錘標(biāo)準(zhǔn)收錘。一般情況下施工中常以最后貫入度作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行收錘，但最后貫入度是受外界影響較大的一個(gè)變量。柴油錘型號(hào)不同，貫入度不一樣；樁長(zhǎng)不同，貫入度不同；不同時(shí)間測(cè)得的每米沉樁錘擊數(shù)及最后1m沉樁錘擊數(shù)、樁端持力層的巖土類別及樁尖進(jìn)入持力層深度等指標(biāo)給出。樁與基礎(chǔ)的連接是整個(gè)基礎(chǔ)施工中的關(guān)鍵工序之一，必須認(rèn)真進(jìn)行，具體參照《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁圖集》(03SG409)施工。5材料與設(shè)備PHC－AB－600(110)、PHC－AB－500(100)、PHC－AB－400(80)筋@100@50螺旋箍筋預(yù)應(yīng)力鋼筋質(zhì)量控制J(GB50026-93)執(zhí)行。1預(yù)應(yīng)力管樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)外徑無蜂窩、露筋、裂縫、色感均勻、樁頂處無空隙。樁徑±5mm、管壁厚度±5mm、樁尖中心線表6.1.2預(yù)制樁(PHC樁)樁位的允許偏差項(xiàng)項(xiàng)目1．垂直基礎(chǔ)梁的中心線2．沿基礎(chǔ)梁的中心線允許偏差(mm)100＋0.01H150＋0.01H項(xiàng)次12341．最外邊的樁1/3樁徑或邊長(zhǎng)2．中間樁電焊結(jié)束后停歇時(shí)間＞8.0min、上下節(jié)平面偏差＜10mm、節(jié)點(diǎn)彎曲矢高＜1/1000L(L為兩節(jié)樁長(zhǎng))，以上項(xiàng)目用秒表、鋼尺量測(cè)。偏差±50mm，用水準(zhǔn)儀量測(cè)。1樁端(指樁的全截面)位于一般土層時(shí)，以控制樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高為主，貫入度可作參考。2樁端達(dá)到堅(jiān)硬、硬塑的粘性土，中密以上粉土、砂土、碎石類土、風(fēng)化巖時(shí)，以貫入度控制為主，樁端標(biāo)高可作參考。擊3陣，按每陣10擊的貫入度不大于設(shè)計(jì)規(guī)定的數(shù)值加以確認(rèn)。施工結(jié)束后應(yīng)對(duì)承載力和樁體質(zhì)量進(jìn)行檢查。樁的靜載荷試驗(yàn)根數(shù)應(yīng)不少于總樁數(shù)的1%，且不經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況由設(shè)計(jì)人員酌情而定。樁身質(zhì)量的檢驗(yàn)，對(duì)多節(jié)打入樁不應(yīng)少于樁總數(shù)的20%，3施工質(zhì)量問題分析及對(duì)策產(chǎn)產(chǎn)生原因分析1、打樁機(jī)導(dǎo)桿不垂直。2、施打時(shí)樁錘、樁帽、樁身中心線不在同一直線上。3、樁墊或錘墊不平。4、先打的樁被擠斜。5、樁尖在土層內(nèi)一側(cè)遇石塊等障礙物。6、土層有陡的傾斜面，使樁沿斜面陡坡滑下。防止措施及處理方法1、平整鋪墊施工場(chǎng)地，使打樁機(jī)站位水平。2、調(diào)直對(duì)中要準(zhǔn)確無誤。3、檢查樁墊或錘墊，若有不平進(jìn)行整修或更換。4、合理選擇打樁順序。5、障礙物不深，可挖除回填后再打。6、須查明土層徒坡方向，采取適當(dāng)措施。常遇問題樁身傾斜1、分析產(chǎn)生原因，差別及時(shí)糾正1、分析產(chǎn)生原因，差別及時(shí)糾正。1、將浮起量大的樁重新打入。1、如情況與鉆探數(shù)據(jù)符合，屬于正常現(xiàn)象。2、將樁撥起改正重打，或在靠近原樁位處作加樁處理。1、填方時(shí)不應(yīng)將大石塊填入建筑場(chǎng)地內(nèi)，如遇較大塊石可錘擊，埋設(shè)物，地基土與鉆探數(shù)據(jù)相符屬正常情況。2、應(yīng)根據(jù)正確地質(zhì)資料改用鉆孔灌注為宜。1、檢查原因，采取措施使樁穿過或避開障礙物，如入土不深應(yīng)撥起避開或換樁重打。1、樁尖遇堅(jiān)硬土層或障礙物。。1、遇軟土層，土洞、暗涌等。2、接頭破裂或樁尖劈裂，樁身彎曲或有嚴(yán)重的橫向裂縫。1、遇舊埋設(shè)物或碰到土中大塊石。2、打到了堅(jiān)硬土層或砂層。1、樁尖遇樹根或堅(jiān)硬土層。樁頭打壞樁涌起樁急劇下沉樁打不下去或達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高樁錘回彈安全措施JGJ05)、《建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程》(JGJ33-2001)執(zhí)行。7.0.1按照責(zé)任制要求，施工前進(jìn)行安全施工交底。施工時(shí)隨時(shí)檢察安全情況；7.0.2電工、焊工、機(jī)械工必須持證上崗。雨天禁止操作，若必須施工時(shí)，需采取保證安全施工的措7.0.3吊樁時(shí)，回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)不得站人。每班組工作前要檢查鋼絲繩,如有破損及時(shí)更換。洞進(jìn)行封堵。環(huán)保措施錘擊管樁由于樁體在沖擊作用下于短時(shí)間內(nèi)沉入土中，會(huì)對(duì)周圍環(huán)境帶來下述危害：由于樁體入土后擠壓周圍土層造成的。打樁過程中在樁錘沖擊下，樁體產(chǎn)生振動(dòng)，使振動(dòng)波向四周傳播，會(huì)給周圍的設(shè)施造成危害。中含的水分在樁體擠壓下產(chǎn)生很高的壓力，此很高壓力的水向四周滲透時(shí)亦會(huì)給周圍設(shè)施帶樁錘對(duì)樁體沖擊產(chǎn)生的噪聲，達(dá)到一定分貝時(shí)，亦會(huì)對(duì)周圍人民的生活和工作帶來不利影響。為避免和減輕上述打樁產(chǎn)生的危害，根據(jù)過去的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，可采取下述措施：即控制單位時(shí)間(如1d)打樁的數(shù)量，可避免產(chǎn)生嚴(yán)重的擠土和超靜水壓力。一般在打樁的推進(jìn)方向擠土較嚴(yán)重，為此，宜背向保護(hù)對(duì)象向前推進(jìn)打設(shè)。8.2.3挖應(yīng)力釋放溝(或防振溝)在打樁區(qū)與被保護(hù)對(duì)象之間挖溝(深2m左右)，此溝可隔斷淺層內(nèi)的振動(dòng)波，對(duì)防振有益。如在溝底再鉆孔排土，則可減輕擠土影響和超靜水壓力。8.2.4埋設(shè)塑料排水板或袋裝砂井可人為造成豎向排水通道，易于排除高壓力的地下水，使土中水壓力降低。在淺層土中鉆孔(樁長(zhǎng)的1/3左右)，可大大減輕淺層擠土影響。9效益分析利用該工藝優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，對(duì)樁架和樁錘進(jìn)行合理選型，保證施工質(zhì)量。錘擊管樁施工速度快，單樁承載力高，方案安全可靠，費(fèi)用節(jié)省。因此，該工藝是一種值得推薦的方法。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)該工藝采用的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁單樁承載力高，為中空型樁，節(jié)省材料，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)條件要求不高，采用該工藝比方樁施工節(jié)省費(fèi)用10％左右；比混凝土灌注樁施工節(jié)省費(fèi)用20％左右。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混