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预制桩施工技术的知识(真空吸的原理)
发布日期:2022/01/23    浏览量:95    所属分类:行业动态

预制桩施工技术的知识(真空吸的原理)

预制桩是在工厂或施工现场预制成型后,通过锤击、振动打入、静压或旋入等方式于土中设置而成的桩基。

预制桩的截面形状有实心方形(图2-3)、空心方形(图2-4a)、圆形管桩(图2-4b)等多种。空心方形桩和圆形管桩均为预应力桩。若设计桩长超过每节桩长,则需接桩。接桩方法有焊接、法兰连接和硫磺胶泥锚结三种。

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(一)钢筋混凝土预制桩的制作

1.制作程序

预制桩可以在工厂或施工现场预制。一般桩长≤12 m时多在预制厂生产,采用蒸汽养护;桩长在27m以下时则在施工现场预制,采用自然养护。现场制作预制桩可采用重叠法生产,间隔制作。制作工艺流程为:现场布置→场地平整→场地地坪混凝土浇筑→支模→绑扎钢筋、安装吊环→浇筑混凝土→养护至设计强度的30%拆模→支上层模板、涂刷隔离剂→重叠制作第二层桩→养护至设计强度的70%起吊→达到100%设计强度后运输&ra基础工程与地基处理rr;堆放→沉桩。

2.制作方法

现场预制桩的制作方法多采用重叠法,重叠层数应根据地面承载力和吊装要求而定,一般不宜超过四层。

预制时可采用木模板或钢模,模板应在坚实、平整的场地上,立模时必须保证桩身及桩尖部分的形状尺寸和相互位置正确。

桩主筋应通至桩顶钢筋网之下,并与钢筋网焊接在一起,以承受和传递打桩时的冲击力;为保证顺利沉桩,桩尖处主筋应与一根22或25的粗钢筋焊接在一起,箍筋应加密,如图2-3所示。主筋的接长宜用闪光对焊或气压焊,在桩的同一截面内,焊接接头的截面面积不得超过主筋截面面积的50%,相邻两根主筋接头截面的距离应≥35d(d为主筋直径),并不小于500 mm。

桩混凝土的强度等级不应低于C30,浇筑时应由桩顶向桩尖连续进行,严禁中断。浇筑完毕后,覆盖洒水养护不应少于7d,且应自然养护一个月。

3.质量要求

钢筋混凝土实心桩所用混凝土的强度等级不宜低于C30(即抗压强度标准值为30 N/mm2)。采用静压法沉桩时,可适当降低,但不宜低于C20,预应力混凝土桩的混凝土的强度等级不宜低于C40。主筋根据桩断面大小及吊装验算确定,一般为4~8根,直径12~25 mm,不宜小于14,箍筋直径为6~8 mm,间距不大于200 mm;打入桩桩顶2~3d长度范围内箍筋应加密,并设置钢筋网片。预制桩纵向钢筋的混凝土保护层厚度不宜小于30 mm。桩尖处可将主筋合拢焊在桩尖辅助钢筋上,在密实砂和碎石类土中,可在桩尖处包以钢板桩靴,加强桩尖。

预制桩的制作质量应符合下列规定:

(1)桩的表面应平整,颜色均匀,掉角深度<10 mm,蜂窝面积小于总面积的0.5%。

(2)混凝土收缩产生的裂缝深度<20 mm,宽度<0.25 mm,横向裂缝不超过边长的一半。

(3)桩几何尺寸的允许偏差为:横截面边长±5 mm;桩顶对角线差<10 mm;桩尖中心线偏差<10 mm;桩身弯曲矢高<1%桩长;桩顶平整度<2 mm。

(二)钢筋混凝土预制桩的起吊、运输和堆放

1.起吊

预制塑料排水板管厂吸桩混凝土强度达到设计值的70%方可起吊。起吊时,吊点位置应符合设计规定。常见吊点位置的设置情况如图2-5所示。

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2.运输

预制桩混凝土强度达到设计值的100%后方可运输。一般情况下,宜根据沉桩进度随打随运,以减少桩的二次搬运。桩的运输方式:对现场制作的桩,运距不大时,可在桩下垫以滚筒,用卷扬机托动桩前进;运距较大时,可采用平板拖车运输;严禁在场地上以直接拖拉桩体方式代替装车运输。

3.堆放

桩堆放时,地面必须平整、坚实,垫木位置应与吊点保持在同一横断面平面上,各层垫木应上下对齐,堆放层数不宜超过四层。

(三)钢筋混凝土预制桩的沉桩

1.静力压桩法

静力压桩是在软土地基上,利用机械或液压静力压桩机的自重及配重,产生无振动各种地基处理对比的静压力,将预制桩沉入土中的一种沉桩工艺。

机械静力压桩机是通过安置在压桩机底盘上的卷扬机、钢丝绳和压梁,将整个桩机的重量反作用于桩顶,使桩克服入土时的阻力而下沉,如图2-6所示

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液压静力压桩机如图2-7所示,其由液压起重机、液压夹持和压桩机构、短船行走及回转机构、液压系统,电控系统及压重等部分组成。

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2.锤击沉桩法

锤击沉桩法亦称打入桩法,是利用桩锤下落产生的冲击能量,克服土对桩的阻力,将桩沉入土中。锤击沉桩法是钢筋混凝土预制桩最常用的沉桩方法,该法施工速度快,机械化程度高,适用范围广。但施工时有挤土、噪音和振动现象,使得在市区和夜间施工受到限制。

打桩所用机具设备主要包括桩锤、桩架和动力设备三部分。

(1)桩锤。常见的桩锤有落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油锤等。

(2)桩架。桩架是打桩时用于起重和导向的设备,其作用是:吊桩就位、起吊桩锤和支承桩身,在打桩过程中引导锤和桩的方向,移动桩位。常见桩架有滚筒式、多功能和履带式桩架。

(3)动力设备。动力设备的设置取决于所选用的桩锤,如选用单动汽锤或双动汽锤,则需配备空压机、蒸汽锅炉和卷扬机。其作用在于提供打桩时的动力设施。

打桩前的准备工作主要有准备场地、施工定位放线和确定打桩顺序。

(1)准备场地。打桩施工前应查明场地的工程地质和水文地质条件,清除现场妨碍施工的高空和地下障碍物,并平整场地。场地地基承载力必须满足桩机作业要求,若土质较软,可在地表铺设碎石垫层,以提高地表土的强度。场地排水应保持通畅。

(2)施工定位放线。沉桩施工前,应根据桩基平面设计图,将桩基轴线和桩位准确测设在地面上,以利桩基定位。为控制桩顶水平标高,应在施工现场附近不受沉桩影响的地方设置水准点,作为水准测量之用。水准点一般不超过2个。

(3)确定打桩顺序地基处理基础埋深。打入式钢筋混凝土预制桩属挤土桩,桩体对土有横向挤密作用,先打入的桩体可能因此产生偏移桩位、被垂直挤出等现象;而后打入的桩体又难以达到设计标高。因此,施打群桩前,应根据桩的几何尺寸、桩距等因素正确选择打桩的顺序。常见的打桩顺序如图2-8所示。

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焊接法接桩的节点构造如图2-9所示。当下节桩打至桩顶离地面1 m左右时,吊起上节桩开始接桩施工,上桩垂直对准下桩后,下落上节桩,经检查位置正确后,再由两人同时按对角对称的方法进行施焊,且应保证焊缝连续饱满。

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法兰接桩法节点构造如图2-10所示。上下桩间通过法兰盘用螺栓连接起来,接桩速度快,一般用于预应力钢筋混凝土管桩。

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硫磺胶泥锚结法接桩节点构造如图2-11所示。

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3.水冲沉桩法

水冲沉桩法一般与锤击沉桩法联合使用。它是借助安装于桩身底部的射水管,通过高压水泵产生高压水流冲刷桩尖下土壤,从而减少桩身与土间摩阻力,使桩体在自重或锤击作用下,沉入土中。

水冲沉桩法适用于砂土和碎石土层,不能用于粗卵石和极坚硬的黏性土层。

【注意】水冲沉桩施工时,当桩体下落到最后1~2m,应停止射水,并改用锤击打至设计标高。

4.振动沉桩法

振动沉桩法是借助固定于桩头上的振动沉桩机产生高频振动,使桩周土体产生液化,从而减少桩侧与土体间摩阻力,再靠振动桩锤和桩体自重将桩沉入土中。

振动沉桩机由电动机、弹簧支承、偏心振动块和桩帽组成,如图2-12所示。

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