锤击沉入桩施工作业指导书

1、锤击沉入桩施工作业指导书2.2.1 工艺概述锤击沉桩是通过桩锤撞击桩头将桩打入地下土层中，使上部结构的荷载穿过软弱土层传递到更 坚硬的土层或基岩上的沉桩方法。本工艺一般适用于松散、中密砂土、软塑和可塑的粘性土。锤击 沉桩主要适用桩的类型有钢筋混凝土桩、预应力混凝土管桩、钢管桩、木桩。本工艺不包括海上大 型打桩船施工。2.2.2 作业内容 本工艺主要作业内容有：施工准备，打桩机安装，桩位放线，打桩机就位，吊桩、插桩、沉桩，接桩，送桩、截桩。2.2.3 质量标准及检验方法铁路桥涵工程施工质量验收标准TB10415-2003铁路混凝土工程施工质量验收标准TB104242010高速铁路桥涵工程施工质量

2、验收标准TB107532010铁路工程基桩检测技术规程（TB102182008）2.2.4 工艺流程图施工准备打桩机就位插桩沉桩接桩沉桩送桩沉桩至设计标高2.2.5 工艺步骤及质量控制 一、施工准备1. 施工场地图 2.2.4-1 锤击沉桩施工工艺流程图（1）清除妨碍施工的地上和地下的障碍物。在桩位以外 46m 范围内的整个区域或桩机进出场 地及移动路线上，应作适当平整压实，并做适当坡度，保证场地具有良好的排水。（2）桩机进场后，按施工顺序铺设道路，选定位置架设桩机和设备，接通水电源，进行试机， 并移机至桩位，使桩架平稳垂直。（3）打桩场地附近的建筑物或构筑物，如有震动要求或影响安全时，打桩前

3、应会同有关产权单 位或个人采取措施予以处理。（4）根据测量设置定位点，定位点应设置在不受打桩影响的地点，打桩地区附近需设置不少于2 个的水准点，在施工过程中可据此检查桩位的偏差以及桩的入土深度。打桩施工前，应在桩架或桩侧面设置标尺，以观测、控制桩的入土深度。2. 技术准备（1）应取得工程地质资料、桩基施工相关图纸。（2）桩基的轴线和高程均应测设完毕，并经过检查，办理复核手续。（3）正式沉桩前应作数量不少于 2 根桩的打桩工艺试验，用以了解桩的贯入度、持力层强度、 桩的承载力，以及施工过程中遇到的各种问题和反常情况等。并检验打桩设备、打桩方案是否可行， 以保证桩的施工质量。（4）根椐设计方及监理

4、对施工图及施工质量的交底，召开内部技术质量要求交底会，使每个施 工参与人员牢记工程施工的质量要求和各工序的质量控制要点。（5）群桩施工时，为了保证质量和进度，防止周围建筑物破坏，打桩前根据桩的密集程度、桩 的规格、长短以及桩架移动是否方便等因素来选择正确的打桩顺序。沉桩顺序的原则按以下原则确定：从中间向四周沉设，由中及外；从靠近现有建筑物最近的桩 位开始沉设，由近及远；先沉设入土深度深的桩，由深及浅；先沉设断面大的桩，由大及小；先沉 设长度大的桩，由长及短。3. 材料准备（1）钢筋混凝土预制桩、预应力管桩的规格、质量必需符合施工图纸和验收标准的规定、并有 出厂合格证明。（2）垫木、桩帽和送桩

5、当施工需要时准备垫木和桩帽，桩锤与桩帽之间放置垫木，可以减轻桩锤对桩帽的直接冲击。垫木应采用硬杂木制作，为增加锤击次数，垫木上配置一道钢箍。垫木下为桩帽，桩帽由扁钢焊成， 其内孔尺寸视桩截面而定，一般不大于桩截面尺寸 12 厘米，深度为 1/21/3 桩的边长或直径。在打桩时，若要使桩顶打入土中一定深度，则需设置送桩。送桩器的设计原则是打入阻力不能 太大，容易拔出，能将冲击力有效地传到桩上，并能重复使用。送桩应有足够的强度、刚度和长度， 其长度和截面尺寸应视需要而定。二、打桩机就位桩机就位并调整桩架使之处于铅垂状态，并在拟打桩的侧面或桩架上每隔 1.0m 设置刻度标志， 送桩器上每隔 0.1m

6、 设置刻度标志，以之作为锤击，停锤以及贯入度等的控制依据。三、吊桩、插桩 桩机就位后，复查桩位、桩身、桩架质量，确认合格后，将桩机吊具捆绑于桩上端约 1/4 处，起吊第一节预制桩，桩尖垂直对准桩位中心，将桩锤下桩帽（加好垫木）徐徐下放套住桩顶，松下 吊钩，使锤、桩帽和桩三者处于同一铅垂线上。插桩必需垂直，其垂直度偏差不得超过 0.3%。然后 利用锤的自重使管桩下沉，桩不再下沉后再次调整桩机导向杆、桩帽以及桩的轴线，保持插桩垂直。四、沉桩1沉桩 沉桩前，检查桩锤、桩帽与桩身的中心线，在纵、横两个方向应在同一轴线上；检查桩位和直桩垂直度或斜桩倾斜角应符合规定。 锤击沉桩开始时应用较低落距，并在纵横

7、两方向观察、控制桩位和桩的竖直度或倾斜度，待桩入土一定深度并确认位置正确和方向无误后，再按规定落距进行锤击。坠锤落距不宜大于 2m，单打 汽锤落距不宜大于 1m，柴油锤应使锤芯冲程正常。在桩的沉入过程中，应观察桩锤、桩帽和桩身是 否保持在同一轴线上。锤击沉桩应连续进行，不应中途停顿。沉桩时宜“重锤轻击”。锤重、落距低可以延长锤击接触时间，从而降低锤的冲击应力，避免损 坏桩头，重锤比轻锤的冲击效率高。沉桩过程随时注意桩的位移或倾斜，若有不正常应及时纠正。 沉桩时，每根桩均应及时填写沉桩记录和沉桩记录整理表，并按每一墩、台桩基绘制桩位示意图。2停锤桩尖设计位于硬塑及半干硬状态的黏性土、碎石土、中密

8、状态以上的砂类土或风化岩层时， 按贯入度变化和工程地质资料，经与有关单位会商，确认桩尖已沉入设计土层，贯入度符合要求时 即可停锤。当设计考虑硬层有冲刷时，应采取措施使桩尖达到设计高程。桩尖设计位于一般土层时，应以桩尖设计高程控制为主，贯入度为辅。桩尖达到设计高程， 但贯入度与试桩所确定的最终贯入度相比，或与地质资料对比有出入时，应与设计部门研究停锤控 制标准。当设计无规定时应按以下方法确定停打贯入度：用坠锤沉桩时，记录每下沉 1m 的锤击数和全桩的总锤击数；同时记录最后 1m 左右每下沉 10cm 的锤击数；最后加打 5 锤，记录桩的下沉量；算出每锤平均值，作为停打贯入度，单位以毫米计。 用柴

9、油锤、双动气锤时，记录每下沉 1m 的锤击时间和全桩的总锤击时间；在剩余 1m 左右时，记录每 10cm 的锤击时间，取最后 10cm 的每分钟平均值作为停打的贯入度，单位以毫米计。有时沉桩到位后需要进行基桩复打，复打应符合下列规定： a、对发生“假极限”现象的桩、有上浮现象的桩，必须复打。 b、复打前的“休息”天数和复打要求，应符合铁路现行相关标准的有关规定。 c、复打应经休息后进行。休息时间按土质不同而不同，可由试验确定，一般不宜少于下列天数：桩穿过砂类土，桩尖位于大块碎石类土或紧密的砂类土，或坚硬的粘土上，不少于 1 天；在粗、中 砂和不饱和细砂里，不少于 3 天；在黏性土和饱和的粉细砂

10、里，不少于 6 天。d、复打时最终贯入度的按以下方法取值：使用坠锤时，取复打最后 5 锤的平均值；对柴油锤、 双动气锤、取复打最后锤击 10cm 所需时间每分钟的平均值。五、吊桩、接桩 当桩的长度较大时，由于桩架高度以及制作运输等条件限制，往往需要分段制作和运输，沉桩时，分段之间就需要接头。一般混凝土预制桩接头不宜超过 2 个，预应力管桩接头不宜超过 4 个， 应避免在桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中时接桩。桩的接头应有足够的强度，能传递轴向力、弯矩和剪力，接桩方法有：法兰连接、焊接连接及 浆锚法。前二者适用于各类土层，后者适用于软土层。（1）焊接法接桩 当桩沉至操作平台时，在混凝土管桩下

11、节桩上端部焊接角钢，该角钢与桩的主筋或预留钢板焊在一起；然后把上节桩吊起，在其下端主筋或预留钢板上焊接短角钢，最后把上、下两节桩对准将 已焊接的角钢连接，使之成为一个整体。有时也采用预埋钢件进行接桩，接桩时应将预埋件上下表面清洁，上下节之间用薄钢板抄垫牢 靠，焊接时应采取措施对称焊接，以减少变形，焊接焊缝应连续饱满。焊接后应进行外观检查，焊 缝不得有凹痕、咬边、焊瘤、夹碴、裂缝等表面缺陷，发现缺陷时应返修，但同一条焊缝返修次数 不得超过 2 次。焊接结束后，应让其自然冷却方可进行继续锤击。（2）浆锚法接桩 接桩可以采用硫磺胶泥或环氧树脂作为胶结剂的接桩工艺，接桩速度快。 在上节桩的下端伸出钢筋

12、，下节桩的上端设预留锚筋孔，接桩时，把上节桩伸出的锚筋，插入下节桩的预留孔中，此时安好施工夹箍，将熔化的硫蟥胶泥注满锚筋孔和接头平面上，然后下落上 节桩，当硫蟥胶泥冷却并拆除夹箍后，方可继续沉桩。（3）法兰接桩 在预制桩时，在桩的端部设置法兰，需接桩时用螺拴把它们连在一起，这种方法，施工简便，速度快。主要用于混凝土管桩。但法兰盘制作工艺复杂，用钢量大。 在接桩之前，检查桩的端头板是否完整，若有弯曲变形的现象，要做修补打磨或切除处理并清除接头处的浮锈、泥污、油脂等，使端头板露出金属光泽，避免锤击施工时应力集中造成桩头损坏。 接桩时应保持各节桩的轴线在同一条直线上，上下节桩轴线偏斜不应大于 0.3

13、%，并应使各节偏斜反 向错开。六、送桩在打桩时，若要使桩顶打入土中一定深度，则需设置送桩。用送桩打桩时，待桩打至自然地面 上 0.5m 左右，截除桩头损坏部分并保持桩顶平整，才能把送桩套在桩顶上，同时安装上保护桩顶的 装置。用桩锤击打送桩顶部时，应保持桩与送桩的纵轴线在同一直线上。七、施工注意事项1、桩运输过程中，支点位置应符合规定要求，垫子采用锲形木块以防滚动。2、桩堆放场地应坚实、平整并有排水措施。堆放时按规格长度分类堆放。3、桩在起吊、搬运和堆码时，采用端钩吊法,索具水平夹角不宜小于 60 度,吊卸时应轻起轻放,严禁抛掷、碰撞。4、桩进场后，应根据提供的桩资料，对桩的外型尺寸、弯曲度、桩

14、顶平整度逐一进行质量验收， 不合格的桩不得使用。5、施工时要经常复核桩位，每打一排桩，复查一排样桩，防止打桩挤土对桩位偏差的影响。6、打桩入土的速度应均匀，连续施打，锤击间歇时间不要过长。否则由于土的固结作用，使继 续打桩受阻力增大，不易打入土中。7、打桩过程遇下列情况应及时通知有关设计单位, 共同分析原因，查明原因进行必要的处理后， 方可继续进行施工。（1）初打时桩身严重倾斜；（2）打桩过程中贯入度突变；（3）打桩过程的挤土和振动作用对桩垂直度或周围构筑物产生影响。（4）桩头混凝土剥落、破碎。8、 送桩时，送桩轴线应与桩轴线一致，不得在晃动情况下进行锤击。9、应及时检查和更换桩垫，遇砂质地基

15、沉桩时或单桩锤击次数达 2000 击以上时，宜一桩一垫。10、当落锤高度已达规定最大值和每击贯入度小于等于 2mm 时，立即停锤。但沉桩深度还未达 到设计要求时应查明原因，采用换锤等措施。八、施工常见问题及防治措施1桩顶破损（1）现象 桩顶四周和四角打坏，或者顶面被打碎；桩头钢筋网部分的混凝土全部打碎，几层钢筋网都露在外面。（2）原因分析桩顶混凝土质量差，强度等级低；桩顶面不平，桩的顶面与桩的轴线不垂直；沉桩时，桩顶未安装桩帽或桩帽内无缓冲垫；缓冲垫已坏或未及时更换使桩顶直接承受冲击 荷载；锤重选择不当，桩锤小，桩顶受打击次数过多，桩顶混凝土疲劳破坏而被打碎；或桩锤大打 击力过大，桩顶混凝土承

16、受不了过大打击力而发生桩顶破损；遇坚硬土层，或在中途停歇后土质恢复，阻力增大，用重锤猛击；（3）预防及处理措施提高桩体预制质量，加强预制、装运管理，确保桩体的混凝土质量；预制桩时，必须使桩的顶面与桩的轴线严格保持垂直；施打时，检查桩帽或与桩接触面衬垫 是否平整，如不平整应在进行处理后方可施工；采用合适的桩帽，并及时更换缓冲垫；正确选用桩锤，将锤击次数控制在合理范围内。每次沉桩施工时，争取一次沉桩到位，尽量减少中间停歇时间。2桩身倾斜（1）现象 沉桩过程中，桩产生倾斜或位移。（2）原因分析桩顶不平，桩尖倾斜过大；桩入土后，一侧遇大块坚硬障碍物，把桩尖挤向一侧；桩初入土时，桩身就有歪斜，但未纠正即

17、予施打；桩身、桩帽不在一直线上；（3）预防及处理措施打桩前加强桩的验收检查工作；打桩时，保证桩两个方向的垂直度。施工前仔细清理桩位下障碍物，必要时对每个桩位用钢钎探测；打桩开始时，桩锤用小落距将桩徐徐击人土中，并随时检查桩的垂直度，偏差过大时应拔桩 重打。竖立起来的桩，其桩尖必须对准桩位，同时，桩顶要正确地套入桩锤下的桩帽内，勿偏在一 边，使桩能够承受轴心锤击而沉入土中。3桩身跳动，桩锤回弹（1）现象 沉桩过程中贯入度突然变小，桩锤严重回弹。（2）原因分析土层中央有较厚的砂层或其他硬土层，或者遇上钢碴、孤石等障碍物桩顶或桩身已打坏，锤的冲击能不能有效地传给桩；桩身过曲，接桩过长；落锤过高。（3

18、）预防及处理措施详细探明工程地质情况，必要时应补勘。根据工程地质条件、桩的断面及自重，合理选择施 工机械、施工方法及打桩顺序；防止桩顶打碎或桩身打裂；4桩顶产生横向位移或桩身上浮（1）现象 沉桩时，桩产生横向位移或桩身上浮。（2）原因分析在软土层中，由于桩身周围的土体受到急剧的挤压和扰动，被挤压和扰动的土，靠近地面的 部分，将在地表面隆起和水平移动。布桩较密，打桩顺序又欠合理。（3）预防及处理措施当桩的中距5d 时，应当采取分段施打，以免土体朝着同一方向运动，造成过大的水平移 动和隆起。群桩施工时，合理布置打桩顺序尽量减少桩的相互影响。5接桩处松脱开裂（1）现象 接桩处经锤击后，出现松脱开裂现

19、象。（2）原因分析两节桩不在同一直线上，接桩处产生曲折，锤击时接桩处应应力集中而被破坏。接桩焊接质量不好，焊缝不连接，不饱满或有夹渣。连接处表面没有处理干净，留有杂质、水渍、油污等。（3）预防及处理措施接桩时，上、下两节桩应在同一轴线上，焊接连接件应平整。沉桩过程中应再次检查接桩处 有无开裂，否则应采取措施进行补救。焊接后应进行外观检查，焊缝不得有凹痕、咬边、焊瘤、夹碴、裂缝等表面缺陷，发现缺陷时应返修。接桩时，预埋板表面应先刷干净，除锈、除污,坡口处呈现金属光泽,方可施焊。2.2.6 施工机械及工艺装备 打桩设备主要是桩锤、桩架、起重设备和动力设备等。 一、打桩锤施工桩锤有坠锤、单动气锤、双

20、动气锤、柴油锤等，可以根据土质情况选用性能适用的桩锤； 打桩锤适用桩见表 2.2.6-1 各类型打桩锤适用范围。表 2.2.6-1各类型打桩锤适用范围序号桩锤类别适用情况1坠锤轻型坠锤以沉木桩为主，重型及特重型适用于钢筋混凝土桩2单动气锤适用于除木桩外的所有类型桩3双动气锤适用于相对轻型的桩；使用压缩空气时可在水下沉桩4柴油锤导杆式适用于木桩、钢板桩；筒式锤适用于钢筋混凝土管桩、钢管桩。不适宜在过硬或过软的土中沉桩。锤击沉桩时，为防止桩受冲击应力过大而损坏，宜用重锤轻击。如用轻锤重打，锤击功大部分 被桩身吸收，桩不易打入，且桩头易打碎。锤重与桩重应有一定的比值，或控制锤击应力，以防把 桩打坏。

21、锤击沉桩选锤参考见表 2.2.6-2 锤重与桩重比值。表 2.2.6-2 锤重与桩重比值锤类型坠锤单动气锤双动气锤柴油锤土状态 桩类别硬土软土硬土软土硬土软土硬土软土钢筋混凝土桩1.50.351.40.41.80.61.51.0钢桩4.02.03.02.02.51.53.52.5木桩2.01.02.00.72.51.52.52.0二、打桩架桩架是支持桩身和桩锤，沉桩过程中引导桩的方向，并使桩锤能沿着要求的方向冲击的打桩设 备。选择桩架时，应考虑桩锤的类型、桩的长度和施工条件等因素。桩架的高度由桩的长度、桩锤度、桩帽厚度及所用滑轮组的高度来确定。此外，还应留 13m 的高度做为桩锤的伸缩余地。桩架高度=桩长+桩锤高度+桩帽高度+滑轮组高度+（13m）的起锤工作余地 常用的桩架形式有以下三种： 滚筒式桩架：行走靠两根钢滚筒在垫木上滚动，优点是结构比较简单，制作容易，但在平面转弯、调头方面不够灵活，操作人员较多。适用于预制桩和灌筑桩施工。 多功能桩架：多功能桩架的机动性和适应性很大，在水平方向可做 3600 旋转，导架可以伸缩和前后倾斜，底座下装有铁轮，底盘在轨道上行走。这种桩架可适用于各种预制桩和灌筑桩施工。 履带式桩架：以履带起重机为底盘，增加导杆和斜撑组成，用以打桩。移动方便，比多功能桩架更灵活，可用于各种预制桩和灌筑