計(jì)劃第5講混凝土預(yù)制樁施工

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1、,土木工程施工,第,5,講 砼預(yù)制樁施工,1,砼預(yù)制樁的制作,2,預(yù)制樁的沉樁施工,3,預(yù)制樁的沉樁質(zhì)量控制,4,預(yù)制樁頭的截樁,第,2,章 地基處理與樁基工程,樁的分類,樁基礎(chǔ)由樁和承臺(tái)組成：,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,樁基礎(chǔ)構(gòu)造示意圖,第,5,講 砼預(yù)制樁施工,共,32,頁 第,1,頁,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,30m,。打,30m,以上的樁需考慮接樁，即整體分段預(yù)制、打樁過程

2、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,共,32,頁 第,2,頁,第,5,講 砼預(yù)制樁施工,1,砼預(yù)制樁的制作,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，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)不超過四層、層與層間之間涂刷隔離劑。,1.1,鋼筋砼方樁的預(yù)制,第一層預(yù)制方樁制作完畢,預(yù)制方樁的間隔生產(chǎn),共,32,頁 第,3,頁,第,5,講 砼預(yù)制樁施工,樁中鋼筋

3、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，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。,樁身鋼筋綁扎,1.1,鋼筋砼方樁的預(yù)制,樁尖鋼筋構(gòu)造,樁端鋼筋構(gòu)造,共,32,頁 第,4,頁,樁尖對(duì)準(zhǔn)縱軸線、樁頂平面和接樁端面應(yīng)平整。,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。,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

4、粒徑宜為,5,40mm,。,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。,料斗,布料入模,砼振搗,密實(shí),表面,拍實(shí)壓光,共,32,頁 第,5,頁,1.1,鋼筋砼方樁的預(yù)制,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。,1.2,預(yù)制樁的起吊,吊點(diǎn)應(yīng)設(shè)在設(shè)計(jì)規(guī)定之處，設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)，應(yīng)按吊樁彎距最小的原則確定吊點(diǎn)位置。見右圖：,預(yù)制樁的,裝車運(yùn)輸,共,32,頁 第,6,頁,1,砼預(yù)制樁的制作,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

5、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。,1,砼預(yù)制樁的制作,預(yù)制樁的堆放,共,32,頁 第,7,頁,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,共,32,頁 第,8,頁,第,5,講 砼預(yù)制樁施工,靜力壓樁法,振動(dòng)法,打樁設(shè)備包括樁錘、樁架和動(dòng)力設(shè)備。,2.1.1,樁錘,2.1,錘擊法,落錘,構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便，錘重一般,0.5,1.5t,，用卷揚(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)樁身損傷大。,汽錘,利用蒸汽或壓縮空氣為動(dòng)力

6、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。,2,預(yù)制樁的沉樁施工,共,32,頁 第,9,頁,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；,液壓打樁錘,無噪音、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

7、壓打樁錘,點(diǎn)擊動(dòng)畫,柴油錘,2.1,錘擊法,共,32,頁 第,10,頁,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。,共,32,頁 第,11,頁,2.1,錘擊法,2.1.2,樁架,樁架是支持樁身和樁錘、在打樁過程中引導(dǎo)樁的方向的設(shè)備。常用

8、的樁架有多功能樁架和履帶式樁架。,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。,共,32,頁 第,12,頁,2.1,錘擊法,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。,共,32,頁 第,13,頁,2.1,錘擊法,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)。,樁基軸線的定位點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在不受打樁影響處；,每個(gè)樁位打一個(gè)小

9、木樁；,打樁地區(qū)附近設(shè)置不少于,2,個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，供施工過程中檢查樁位的偏差和樁的入土深度。,注意：,打樁前對(duì)樁管進(jìn)行檢查,共,32,頁 第,14,頁,2.1,錘擊法,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。,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；,自中間向兩個(gè)方向打：適宜大面積的樁群；,自中間向四周打：適宜大面積的樁群。,共,32,頁 第,15,頁,2.1,錘擊法,

10、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,錘擊法沉樁,共,32,頁 第,16,頁,2.1,錘擊法,2.1.5,打樁方法,樁插入土中時(shí)的垂直度偏差不超過,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。,開始沉樁應(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。,打樁過程中，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,共,32,頁 第,17,頁,2.1,錘擊法,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

11、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,共,32,頁 第,18,頁,2.1,錘擊法,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)通過試驗(yàn)確定。,焊接接樁,共,32,頁 第,19,頁,2.1,錘擊法,2.2,靜力壓樁,靜力壓樁是利用靜壓力將樁壓入土中，施工中無振動(dòng)、無噪音，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)

12、）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,。,2,預(yù)制樁的沉樁施工,共,32,頁 第,20,頁,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。,靜力壓樁的分節(jié)壓入、接長(zhǎng),靜力壓樁施工現(xiàn)場(chǎng),2.2,靜力壓樁,共,32,頁 第,21,頁,樁機(jī)就位,吊起管樁,靜力壓樁,GZY7

13、00D,全液壓,高效靜力壓樁機(jī),點(diǎn)擊動(dòng)畫,靜力壓樁,共,32,頁 第,22,頁,2.2,靜力壓樁,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,共,32,頁 第,23,頁,2,預(yù)制樁的沉樁施工,二臺(tái)樁錘聯(lián)動(dòng)打鋼管樁,DZJ135,振動(dòng)樁錘,白馬河特大橋振動(dòng)沉樁,2.3,振動(dòng)沉樁,共

14、,32,頁 第,24,頁,世界最大的液壓振動(dòng)錘,APE,公司在大直徑超重鋼圓筒和砼圓筒振沉設(shè)備方面居于世界領(lǐng)先地位。最大的,APE600,型振動(dòng)錘偏心力矩為,230kg.m,，激振力為,4830KN,。,APE600,型振動(dòng)錘,APE600,錘構(gòu)造,APE600,型振動(dòng)錘,4,臺(tái)聯(lián)動(dòng)在,美國(guó)奧克蘭,-,舊金山大橋沉樁施工,共,32,頁 第,25,頁,2.3,振動(dòng)沉樁,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

15、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。,2,預(yù)制樁的沉樁施工,共,32,頁 第,26,頁,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)

16、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。,射水沉樁施工要點(diǎn),2.4,射水沉樁,共,32,頁 第,27,頁,2.5,水中沉樁,橋梁施工常需進(jìn)行水下沉樁。當(dāng)河流水淺時(shí)，可搭設(shè)施工便橋或腳手架安置樁架進(jìn)行水中沉樁施工。當(dāng)河流較寬較深時(shí)，可采用：,先筑圍堰后沉樁法：臨近河岸、水不深的樁可采用。,先沉樁后筑圍堰法：適用較深水中沉樁。,先沉樁后吊放鋼吊箱圍堰 先沉樁后筑鋼板樁圍堰,2,預(yù)制樁的沉樁施工,共,32,頁 第,28,頁,在較深較寬的江面上使用專用沉樁船進(jìn)行水中沉樁。,沉樁船沉樁,金塘大橋,鋼管樁沉樁施工,多功能打樁船,2.5,水中沉樁,共,32,頁 第,29,頁,用吊箱圍堰施工水中樁基,在深水中修筑高樁承臺(tái)，可采用吊箱圍堰法拼裝水上工作平臺(tái),進(jìn)行沉樁施工和承臺(tái)砼澆筑。其施工程序是：,近岸邊水上拼裝吊箱圍堰吊箱圍堰水上浮運(yùn)下沉插打外圍堰定位樁固定吊箱圍堰插打樁基灌注水下封底砼抽水并拆除送樁灌注承臺(tái)砼灌注墩身砼,共,32,頁 第,30,頁,2.5,水中沉樁,3,預(yù)制樁的沉樁質(zhì)量控制,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