樁基礎(chǔ)施工-鋼筋混凝土預(yù)制樁施工（建筑施工技術(shù)）

樁基礎(chǔ)工程【教學(xué)要求】了解預(yù)制樁的制作，掌握預(yù)制樁和灌注樁的施工，熟悉灌注樁的常見(jiàn)問(wèn)題?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】灌注樁和預(yù)制樁的施工【教學(xué)難點(diǎn)】灌注樁的施工【時(shí)間安排】本章共2講預(yù)制樁施工樁的分類樁基礎(chǔ)由樁和承臺(tái)組成：樁基礎(chǔ)構(gòu)造示意圖按承載性狀分端承樁磨擦樁端承樁磨擦端承樁端承磨擦樁磨擦樁鋼筋砼預(yù)制樁有實(shí)心樁(RC樁)和預(yù)應(yīng)力管樁(PC管樁)兩種：實(shí)心樁常為邊長(zhǎng)250～550mm的方形斷面，一般在施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制，單根樁的最大長(zhǎng)度，取決于打樁架的高度，長(zhǎng)度不宜超過(guò)30m。打30m以上的樁需考慮接樁，即整體分段預(yù)制、打樁過(guò)程中逐段接長(zhǎng)；管樁一般為外徑400～500mm的空心園柱形截面，壁厚80～100mm,在工廠采用“離心法”制成，分節(jié)長(zhǎng)度8～10m，法蘭連接。管樁多采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝。預(yù)應(yīng)力鋼筋砼管樁1.砼預(yù)制樁的制作1.1鋼筋砼方樁的預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)制作砼預(yù)制樁一般采用“間隔重疊法”生產(chǎn)，樁與樁間用塑料薄膜或隔離劑隔開(kāi)，鄰樁與上層樁的砼須待鄰樁與下層樁的砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%以后方可進(jìn)行；重疊層數(shù)不超過(guò)四層、層與層間之間涂刷隔離劑。01預(yù)制方樁的間隔生產(chǎn)第一層預(yù)制方樁制作完畢樁中鋼筋應(yīng)位置準(zhǔn)確，主筋連接宜采用對(duì)焊，主筋接頭位置應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)，相鄰兩根主筋接頭截面的距離應(yīng)大于35d，并不小于500mm；樁頂、樁尖一定范圍內(nèi)不留接頭。02樁身鋼筋綁扎樁尖鋼筋構(gòu)造樁端鋼筋構(gòu)造樁尖對(duì)準(zhǔn)縱軸線、樁頂平面和接樁端面應(yīng)平整。03現(xiàn)場(chǎng)分段預(yù)制樁時(shí)，應(yīng)整體支模、縱向主筋先通長(zhǎng)鋪設(shè)，再在分段處切斷；分段長(zhǎng)度應(yīng)考慮樁架有效高度、場(chǎng)地條件、裝卸和運(yùn)輸能力，并避免樁尖接近硬持力層或樁尖處于硬持力層中接樁。04預(yù)制樁的砼強(qiáng)度等級(jí)不低于C30，預(yù)應(yīng)力砼樁的砼強(qiáng)度等級(jí)不低于C40，縱向鋼筋的保護(hù)層厚度不宜小于30mm；錘擊預(yù)制樁的粗骨料粒徑宜為5～40mm。05砼應(yīng)機(jī)拌機(jī)搗、由樁頂向樁尖連續(xù)澆筑搗實(shí)，嚴(yán)禁中斷，養(yǎng)護(hù)不少于7天。06料斗布料入模砼振搗密實(shí)表面拍實(shí)壓光1.2預(yù)制樁的起吊

樁的砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的70%方可起吊，如需提前起吊，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度和抗裂度驗(yàn)算。吊點(diǎn)應(yīng)設(shè)在設(shè)計(jì)規(guī)定之處，設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定時(shí)，應(yīng)按吊樁彎距最小的原則確定吊點(diǎn)位置。見(jiàn)右圖：預(yù)制樁的裝車運(yùn)輸1.3預(yù)制樁的運(yùn)輸、堆放樁運(yùn)輸時(shí)的砼強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%。打樁時(shí)樁宜隨打隨運(yùn)，以避免二次搬運(yùn)。樁的堆放場(chǎng)地須平整堅(jiān)實(shí)，墊木間距應(yīng)與吊點(diǎn)位置相同，各層墊木應(yīng)在同一垂直面上，層數(shù)不超過(guò)四層，不同規(guī)格的樁應(yīng)分別堆放。運(yùn)樁和堆放的樁尖方向應(yīng)符合吊升的要求,以免臨時(shí)再需將樁調(diào)頭。預(yù)制樁的堆放2.預(yù)制樁的沉樁施工預(yù)制樁的沉樁施工方法有錘擊法、靜力壓樁法、振動(dòng)法和水沖法。錘擊法靜力壓樁法振動(dòng)法2.1錘擊法打樁設(shè)備包括樁錘、樁架和動(dòng)力設(shè)備。

2.1.1樁錘

⑴落錘——構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便，錘重一般0.5～1.5t，用卷?yè)P(yáng)機(jī)拉升施打，可隨意調(diào)整落錘高度。速度慢、效率低、對(duì)樁身?yè)p傷大。⑵汽錘——利用蒸汽或壓縮空氣為動(dòng)力進(jìn)行錘擊。有單動(dòng)和雙動(dòng)之分，單動(dòng)式汽錘錘重3～15t，錘擊頻率40～60次/min，落距短、速度快、效率高、適宜打各類樁；雙動(dòng)式汽錘錘重0.6～3.5t，錘擊頻率100～135次/min，可打斜樁、水下打樁和拔樁。目前已較少使用。⑶柴油錘——構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便，有導(dǎo)桿式和筒式兩種，錘重2～7.2t，由于噪音、振動(dòng)和空氣污染等公害，在城市施工日益受到限制，不適用硬土和軟土中打樁；⑷液壓打樁錘——無(wú)噪音、沖擊頻率高，并適合水下打樁，是理想的沖擊式打樁設(shè)備，但構(gòu)造復(fù)雜、造價(jià)較高。國(guó)內(nèi)最大的D180筒式柴油錘HHP系列液壓打樁錘柱錘的選擇錘擊法沉樁施工，樁錘選擇是關(guān)鍵。首先應(yīng)根據(jù)施工條件選擇樁錘的類型，然后決定錘重，一般錘重大于樁重的1.5～2倍時(shí)效果較為理想（樁重大于2t時(shí)可采用比樁輕的錘，但不宜小于樁重的75%）。施工中應(yīng)“重錘輕擊”(錘的重量大而落距小)，這樣樁極易打入土中，不會(huì)打壞樁頭，也不會(huì)產(chǎn)生樁身回躍(回彈)；樁錘過(guò)輕時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)“輕錘高擊”，極易損壞樁頭，樁也難以打入土中。2.1.2樁架樁架是支持樁身和樁錘、在打樁過(guò)程中引導(dǎo)樁的方向的設(shè)備。常用的樁架有多功能樁架和履帶式樁架。⑴多功能樁架：由立柱、斜撐、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、底盤及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。優(yōu)點(diǎn)：機(jī)動(dòng)性和適應(yīng)性較大，水平方向可作3600回轉(zhuǎn)，立柱可傾斜，可適應(yīng)各種預(yù)制樁和灌注樁；缺點(diǎn)：機(jī)構(gòu)龐大，組裝拆遷較麻煩。⑵履帶式樁架

以履帶式起重機(jī)為底盤，加裝立柱及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用以打樁。性能靈活，移動(dòng)方便，適應(yīng)各類預(yù)制樁或灌注樁的施工。2.1.3打樁前的施工準(zhǔn)備工作清除地上或地下障礙物→平整場(chǎng)地→定位放線→通電、通水→安設(shè)打樁機(jī)。HHP系列液壓打樁錘①樁基軸線的定位點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在不受打樁影響處；②每個(gè)樁位打一個(gè)小木樁；③打樁地區(qū)附近設(shè)置不少于2個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，供施工過(guò)程中檢查樁位的偏差和樁的入土深度。注意2.1.4打樁順序直接影響打樁速度和打樁質(zhì)量，應(yīng)綜合樁距大小、樁機(jī)性能、工程特點(diǎn)和工期要求綜合考慮。⑴由一側(cè)向單一方向打(逐排打)：樁的就位和起吊方便，打樁效率高，但土壤向一個(gè)方向擠壓，樁距≥4倍樁徑時(shí)，土壤的擠壓影響可忽略不予考慮，小于4倍樁徑時(shí)可產(chǎn)生樁身傾斜或浮樁，應(yīng)考慮跳打或變換打樁順序；⑵自中間向兩個(gè)方向打：適宜大面積的樁群；⑶自中間向四周打：適宜大面積的樁群。注意對(duì)標(biāo)高不一的樁應(yīng)遵循“先深后淺”的原則；對(duì)不同規(guī)格的樁，應(yīng)遵循“先大后小、先長(zhǎng)后短”的原則。點(diǎn)擊動(dòng)畫(huà)2.1.5打樁方法⑴樁插入土中時(shí)的垂直度偏差不超過(guò)0.5%，固定樁錘和樁帽,使樁、樁帽、樁錘在同一鉛垂線上，確保樁能垂直下沉。⑵開(kāi)始沉樁應(yīng)起錘輕壓并輕擊數(shù)錘，觀察樁身、樁架、樁錘等垂直一致，始可轉(zhuǎn)入正常施打。⑶打樁過(guò)程中，如遇樁身傾斜、樁位位移、貫入度劇變、樁頂或樁身嚴(yán)重裂縫或破碎等異常情況，應(yīng)暫停打樁，處置后再行施工。樁身定位⑷采用送樁法將樁頂標(biāo)高低于地面的樁送入土中時(shí)，樁與送樁桿應(yīng)在同一軸線上，拔出送樁桿后，樁孔應(yīng)及時(shí)回填。安裝送樁桿送樁施打樁已打入地面以下2.1.6多節(jié)樁的接樁常用接樁方法有焊接、法蘭連接或硫磺膠泥錨接。前二種方法適用于各類土層，后一種適用于軟土層。焊接接樁：鋼板宜用低碳鋼，焊條宜用E43，先四角點(diǎn)焊固定，再對(duì)稱焊接；法蘭接樁：鋼板和螺栓亦宜用低碳鋼并緊固牢靠；硫磺膠泥錨接樁的硫磺膠泥配合比應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。焊接接樁2.2靜力壓樁靜力壓樁是利用靜壓力將樁壓入土中，施工中無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音，但存在擠土效應(yīng)。適用于軟弱土層和鄰近有怕振動(dòng)的建（構(gòu)）筑物的情況。當(dāng)存在厚度大于2m的中密砂夾層時(shí)，不宜采用靜力壓樁。靜力壓樁機(jī)有機(jī)械式和液壓式之分，目前使用的多為液壓式靜力壓樁機(jī)，壓力可達(dá)7000kN。靜力壓樁多采用分段預(yù)制、分節(jié)壓入、逐段接長(zhǎng)。當(dāng)下節(jié)樁壓入土中后上端距地面0.8～1m時(shí)接長(zhǎng)上節(jié)樁，繼續(xù)壓入。每根樁的壓入、接長(zhǎng)應(yīng)連續(xù)。初壓時(shí)如樁身發(fā)生較大移位、傾斜，壓入過(guò)程中樁身突然下沉或傾斜，樁頂砼破壞或壓樁阻力劇變時(shí)，應(yīng)暫停壓樁，及時(shí)研究處理。靜力壓樁施工現(xiàn)場(chǎng)靜力壓樁的分節(jié)壓入、接長(zhǎng)2.3振動(dòng)沉樁振動(dòng)法是將振動(dòng)錘吊至預(yù)制樁頂上，將樁頭套入與振動(dòng)箱連接的樁帽或液壓夾樁器內(nèi)夾緊，振動(dòng)錘產(chǎn)生的激振力通過(guò)樁身帶動(dòng)土體振動(dòng)，使土顆粒間的摩擦力大大減小，樁在自重和機(jī)械力作用下沉入土中。振動(dòng)法沉樁設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單、使用方便、效率較高。適用于沉鋼板樁、鋼管樁及長(zhǎng)度在15m內(nèi)的細(xì)長(zhǎng)鋼筋砼預(yù)制樁，在砂土中效率最高，粘土中略差。DZM100液壓振動(dòng)錘DZJ135振動(dòng)樁錘白馬河特大橋振動(dòng)沉樁二臺(tái)樁錘聯(lián)動(dòng)打鋼管樁2.4射水沉樁射水沉樁法往往與錘擊（或振動(dòng)）法同時(shí)使用。在砂夾卵石層或堅(jiān)硬土層中，一般以射水為主，錘擊或振動(dòng)為輔；在粉質(zhì)粘土或粘土中，一般以錘擊或振動(dòng)為主，射水為輔，并控制射水時(shí)間和水量。水壓與流量根據(jù)地質(zhì)條件、沉樁機(jī)具、沉樁深度和射水管直徑、數(shù)目等因素確定，通常在沉樁施工前經(jīng)過(guò)試樁選定。下沉空心樁，一般用單管樁內(nèi)射水，當(dāng)下沉較深或土層較密實(shí)，可用錘擊或振動(dòng)配合射水；下沉實(shí)心樁，將射水管對(duì)稱裝在樁身兩側(cè)，并可沿樁身上下自由移動(dòng)，以便在任何高度上射水沖土。射水沉樁施工要點(diǎn)吊插樁時(shí)要注意及時(shí)引送射水膠管，防止拉斷或脫落；樁插正立穩(wěn)后，壓上樁帽樁錘，開(kāi)始樁主要靠自重下沉，用較小水壓控制樁身緩慢下沉，并注意控制和校正樁身垂直度。下沉漸趨緩慢時(shí)，可開(kāi)錘輕擊。沉至一定深度（8～10m）已能保持樁身垂直度后，可逐步加大水壓和錘的沖擊動(dòng)能。注意不論采取何種射水施工方法，在沉至距設(shè)計(jì)標(biāo)高1-1.5m時(shí)，應(yīng)停止射水，拔出射水管，用錘擊或振動(dòng)沉樁至設(shè)計(jì)深度，以保證樁的承載力。3預(yù)制樁的沉樁質(zhì)量控制⑴樁的垂直偏差應(yīng)控制在1%以內(nèi)，平面位置的偏差，單排樁不大于100mm，多排樁為1/2～1個(gè)樁的直徑或邊長(zhǎng)。⑵承受軸向荷載的磨擦樁的入土深度控制，以標(biāo)高為主，貫入度為參考；按標(biāo)高控制的樁，樁頂標(biāo)高的允許誤差為±50