桩基础工程-锤击沉桩施工工艺

锤击沉桩施工工艺（上）（1）处理障碍物打桩前，宜向城市管理、供水、供电、煤气、电信、房管等有关单位提出要求，认真处理高空、地上和地下的障碍物，然后对现场周围（一般为10m以内）的建筑物、地下管线等做全面检查，如有危房或危险构筑物必须予以加固或采取隔振措施或拆除，以免在打桩过程中由于振动的影响而引起倒塌。打桩前的准备工作01桩基础施工前，应根据工程规模的大小和复杂程度来编制整个分部工程施工组织设计或施工方案。在沉桩前，现场准备工作的内容有处理障碍物、平整场地、抄平放线、铺设水电管网、沉桩机械设备的进场和安装以及桩的供应等。（2）平整场地打桩场地必须平整、坚实，必要时宜铺设道路，经压路机碾压密实，场地四周应挖排水沟以利于排水。打桩前的准备工作01桩基础施工前，应根据工程规模的大小和复杂程度来编制整个分部工程施工组织设计或施工方案。在沉桩前，现场准备工作的内容有处理障碍物、平整场地、抄平放线、铺设水电管网、沉桩机械设备的进场和安装以及桩的供应等。（3）抄平放线在打桩现场附近设水准点，其位置应不受打桩影响，数量不得少于2个，用以抄平场地和检查桩的入土深度。要根据建筑物的轴线控制桩定出桩基础的每个桩位，可用小木桩标记。在正式打桩之前，应对桩基的轴线和桩位复查一次，以免因小木桩挪动、丢失而影响施工。桩位放线的允许偏差为20mm。打桩前的准备工作01桩基础施工前，应根据工程规模的大小和复杂程度来编制整个分部工程施工组织设计或施工方案。在沉桩前，现场准备工作的内容有处理障碍物、平整场地、抄平放线、铺设水电管网、沉桩机械设备的进场和安装以及桩的供应等。（4）进行打桩试验施工前，应做数量不少于2根桩的打桩工艺试验，用以了解桩的沉入时间、最终沉入度、持力层的强度、桩的承载力以及施工过程中可能出现的各种问题和反常情况等，以便检验所选的打桩设备和施工工艺，确定是否符合设计要求。打桩前的准备工作01桩基础施工前，应根据工程规模的大小和复杂程度来编制整个分部工程施工组织设计或施工方案。在沉桩前，现场准备工作的内容有处理障碍物、平整场地、抄平放线、铺设水电管网、沉桩机械设备的进场和安装以及桩的供应等。锤击沉桩施工工艺02锤击沉桩也称为打入桩，是利用桩锤下落产生的冲击能量，克服土体对桩的阻力，将桩沉入土中。锤击沉桩法是混凝土预制桩最常用的沉桩法。该法施工速度快，机械化程度高，适应范围广，但在施工时有噪声和振动，对于城市中心和夜间施工有所限制。（1）打桩设备及选择打桩所选用的机具设备主要包括桩锤、桩架及动力装置三部分。锤击沉桩施工工艺02桩锤的作用是对桩施加冲击力，将桩打入土中。1桩架的作用是支持桩身和桩锤将桩吊到打桩位置，并在打入过程中引导桩的方向，保证桩锤沿着所要求的方向冲击。2动力装置包括启动桩锤用的动力设施，如卷扬机、锅炉、空气压缩机等。3锤击沉桩施工工艺02桩锤是把桩打入土中的主要机具，有落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油桩锤、振动桩锤等。桩锤类型的选择应该依据施工现场的情况、机具设备条件及工作方式和工作效率等条件来确定，不同桩锤的使用条件和适用范围见表5-1。①桩锤选择锤击沉桩施工工艺02表5-1桩锤适用范围参考表桩锤种类优缺点适用范围落锤（一般由铸铁制成，质量一般为0.5~1.5t。用人力或卷扬机拉起桩锤，然后自由下落，利用锤重夯击桩顶使桩入土）构造简单，使用方便，冲击力大，能随意调整落距，但锤击速度慢（6~12次/min），效率不高，贯入能力低，对桩的损伤较大（1）适于打细长尺寸的混凝土桩（2）在一般土层及粘土、含有砾石的土层中均可使用单动汽锤（锤重0.5~15t，是利用高压蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举，然后自由下落冲击桩顶）结构简单，落距小，对设备和桩头不易损坏，打桩速度及冲击力较落锤大，效率较高，每分钟锤击60~80次（1）适于各种桩在各类土中施工（2）最适于套管法灌筑混凝土桩双动汽锤（锤重0.6~6.0t，利用高压蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举及下冲，增加夯击能量）打桩速度快，冲击频率高，每分钟达100~120次，但设备笨重，移动较困难（1）一般打桩工程都可使用，并能用于打钢板桩、斜桩（2）使用压缩空气时，可用于水下打桩（3）可用于拔桩，吊锤打桩柴油桩锤（目前应用较广的一种桩锤，锤重0.6~7.0t，利用燃油爆炸，推动活塞，引起锤头跳动夯击桩顶）附有桩架、动力等设备，不需要外部能源，机架轻，移动便利，打桩快（40~80次/min），燃料消耗少；但桩架高度低，遇硬土或软土不宜使用。（1）最适于打钢板桩、木桩（2）在软弱地基打12m以下的混凝土桩振动桩锤（利用偏心轮引起激振，通过刚性联结的桩帽传到桩上）沉桩速度快，适用性强，施工操作简易安全，能打各种桩，并能帮助卷扬机拔桩；但不适于打斜桩（1）适于打钢板桩、钢管桩、长度在15m以内的打入式灌筑桩（2）适于粉质粘土、松散砂土、黄土和软土，不宜用于岩石、砾石和密实的粘性土地基锤击沉桩施工工艺02关于锤重的选择，在做功相同且锤重与落距乘积相等的情况下，宜选用重锤低击，这样可以使桩锤动量大而冲击回弹能量小。如果桩锤过重，所需动力设备大，能源消耗大，不经济；如果桩锤过轻，在施打时必定增大落距，使桩身产生回弹，桩不易沉入土中，常常打坏桩头，或使混凝土保护层脱落。轻锤高击所产生的应力，还会使距桩顶1/3桩长范围内的薄弱处产生水平裂缝，甚至使桩身断裂。因此，选择稍重的锤、用重锤低击和重锤快击的方法效果好，一般可根据地质条件、桩型、桩的密集程度、单桩竖向承载力及现有施工条件等决定。①桩锤选择锤击沉桩施工工艺02电渣压力焊过程分为引弧过程、电弧过程、电渣过程、顶压过程四个阶段。桩架是支持桩身和桩锤，在打桩过程中引导桩的方向及维持桩的稳定，并保证桩锤沿着所要求的方向冲击的设备。桩架一般由底盘、导向杆、起吊设备、撑杆等组成。根据桩的长度、桩锤的高度及施工条件等选择桩架和确定桩架高度，桩架高度=桩长+桩锤高度+滑轮组高度+桩帽高度+起锤工作高度（1~2m）。①桩锤选择锤击沉桩施工工艺02桩架的形式多种多样，常用的桩架有三种基本形式：滚筒式桩架、多功能桩架和履带式桩架。①桩锤选择锤击沉桩施工工艺02滚筒式桩架靠两根钢滚筒在垫木上滚动，优点是结构简单，制作容易，但在平面转弯、调头方面不够灵活，操作人员较多，适用于预制桩和灌注桩施工，如图5-1所示。②桩架的选择图5-1滚筒式桩架（单位：mm）锤击沉桩施工工艺02多功能桩架由立柱、斜撑、回转工作台、底盘及传动机构组成。多功能桩架的机动性和适应性很大，在水平方向可做360°回转，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及灌注桩施工，其缺点是机构较庞大，现场组装和拆卸比较麻烦，如图5-2所示。②桩架的选择图5-2多功能桩架（单位：mm）锤击沉桩施工工艺02履带式桩架以履带式起重机为底盘，增加导杆和斜撑组成，用以打桩。它操作灵活、移动方便，适用于各种预制桩和灌注桩的施工，如图5-3所示。②桩架的选择图5-3履带式桩架锤击沉桩施工工艺02打桩机械的动力装置是根据所选择的桩锤而定。③动力装置的选择锤击沉桩施工工艺02（2）确定打桩顺序打桩顺序直接影响到桩基础的质量和施工速度，应根据桩的密集程度、桩的规格、长短、桩的设计标高、工作面布置、工期要求等综合考虑，合理确定打桩的顺序。根据桩的密集程度，打桩顺序一般分为逐排打设、自两则向中间打设、自中部向四周打设和自中间向两侧打设四种，如图5-4所示。当桩的中心距不大于桩直径或边长的4倍时，应由中间向两侧对称施打，或由中间向四周施打；当桩的中心距大于桩直径或边长的4倍时，可采用自两侧向中间施打，或逐段单向施打。锤击沉桩施工工艺02（a）从两侧向中间打设（b）逐排打设（c）自中间向四周打设（d）自中间向两侧打设图5-4打桩顺序锤击沉桩施工工艺（下）打桩施工工艺03按既定的打桩顺序，先将桩架移动至桩位处并用缆风绳拉牢，然后将桩运至桩架下，利用桩架上的滑轮组，由卷扬机提升桩。当桩提升至直立状态后，即可将桩送入桩架的龙门导管内，同时把桩尖准确地安放到桩位上，并与桩架导管相连接，以保证打桩过程中不发生倾斜或移动。吊桩就位（1）图5-5自落锤桩帽的构造示意图打桩施工工艺03桩插入时的垂直偏差不得超过0.5%。桩就位后，为防止击碎桩顶，在桩锤与桩帽、桩帽与桩顶之间应放上硬木、粗草纸或麻袋等桩垫作为缓冲层，桩帽与桩顶四周应留5~10mm的间隙，如图5-5所示，然后进行检查，使桩身、桩帽和桩锤在同一轴线上，即可开始打桩。图5-5自落锤桩帽的构造示意图吊桩就位（1）打桩施工工艺03打桩时用“重锤低击”可取得良好效果，因为这样桩锤对桩头的冲击小，回弹也小，桩头不易损坏，大部分能量都用于克服桩身与土的摩阻力和桩尖阻力上，桩就能较快地沉入土中。打桩（2）打桩施工工艺03初打时地层软、沉降量较大，宜低锤轻打，随着沉桩加深（1~2m），速度减慢，再酌情增加起锤高度，要控制锤击应力。打桩时应观察桩锤回弹的情况，如果经常回弹较大，则说明锤太轻，不能使桩下沉，应及时更换。至于桩锤的落距以多大为宜，应根据实践经验确定。在一般情况下，单动汽锤以0.6m左右为宜，柴油锤不超过1.5m，落锤不超过1.0m为宜。打桩（2）打桩施工工艺03（1）打桩时要随时注意贯入度的变化情况，当贯入度骤减，桩锤有较大回弹时，表示桩尖遇到障碍物，此时应使桩锤落距减小，加快锤击。如果上述情况仍存在，则应停止锤击，查明原因再进行处理。打桩（2）打桩施工工艺03在打桩过程中，如果突然出现桩锤回弹、贯入度突增、锤击时桩弯曲、倾斜、颤动、桩顶破坏加剧等情况，则表明桩身可能已破坏。打桩最后阶段，当沉降太小时，要避免硬打；如果难沉下，要检查桩垫、桩帽是否适宜，需要时可更换或补充软垫打桩（2）打桩施工工艺03在预制桩施工中，由于受到场地、运输及桩机设备等的限制，常将长桩分为多节进行制作，分节打入，在现场接桩。接桩时要注意新接桩节与原桩节的轴线一致。目前预制桩的接桩工艺主要有硫磺胶泥浆锚法、焊接和法兰螺栓连接等三种。前一种适用于软松土层，后两种适用于各类土层。图5-6焊接法接桩节点构造接桩（3）打桩施工工艺03当采用焊接法接桩时，如图5-6所示，必须对准下节桩并垂直无误后，用点焊将拼接角钢连接固定，再次检查位置正确后进行焊接。施焊时，应两人同时对称地进行，以防止节点变形不匀而引起桩身歪斜，焊缝要连续饱满。图5-6焊接法接桩节点构造接桩（3）打桩施工工艺03当采用浆锚法接桩时，如图5-7所示，首先将上节桩对准下节桩，使4根锚筋插入锚筋孔中（直径为锚筋直径的2.5倍），下落压梁并套住桩顶，然后将桩和压梁同时上升约200mm（以4根锚筋不脱离锚筋孔为宜）。此时，安装好施工夹箍（由4块木板，内侧用人造革包裹40mm厚的树脂海绵块而成），将熔化的硫磺胶泥注满锚筋孔内和接头平面上，然后将上节桩和压梁同时下落，当硫磺胶泥冷却并拆除施工夹箍后，即可继续加荷施压。图5-7浆锚法接桩节点构造（单位：mm）接桩（3）打桩施工工艺03为保证锚接桩质量，应做到以下几点：图5-7浆锚法接桩节点构造（单位：mm）①锚筋应刷清并调直；②锚筋孔内应有完好螺纹，无积水、杂物和油污；③接桩时接点的平面和锚筋孔内应灌满胶泥；灌筑时间不得超过2min；④灌筑后停歇时间应满足有关规定；⑤胶泥试块每班不得少于一组。接桩（3）打桩施工工艺03当桩顶设计标高在地面以下，或由于桩架导杆结构及桩机平台高程等原因而无法将桩直接打至设计标高时，需要使用送桩。锤击沉桩送桩应符合下列规定：①送桩深度不宜大于2.0m；②当桩顶打至接近地面，应测出桩的垂直度并检查桩顶质量，合格后应及时送桩；③送桩的最后贯入度应参考相同条件下不送桩时的最后贯入度并修正；④送桩后遗留的桩孔应立即回填或覆盖；⑤当送桩深度超过2.0m且不大于6.0m时，打桩机应为三点支撑履带自行式或步履式柴油打桩机；桩帽和桩锤之间应用竖纹硬木或盘圆层叠的钢丝绳作“锤垫”，其厚度宜取150