沉入桩施工作业指导书2

沉入桩施工作业指导书1适用范围本作业指导书适用于利用打桩设备将预制钢筋混凝土桩或预应力混凝土桩沉入地基土中的施工。沉入桩是在地基浅层土质较差，持力土层埋藏较深，需要采用深基础才能满足结构物对地基强度、变形和稳定性要求时采用的基础。预制沉入桩的沉桩方法有锤击法、振动法、射水法及静力压桩法等。锤击法一般适用于中密砂类土、软塑和可塑的黏性土。由于锤击沉桩依靠桩锤的冲击能量将桩打入土中，因此桩径不能太大，一般土质中桩径不大于60cm，桩的入土深度也不能太深，一般土质为20~30m，否则对打桩设备要求高，且打桩效率低。该法施工时产生较大的噪声和振动，会受到一定的环境限制。振动沉桩法一般适用于砂质土、硬塑及软塑的黏性土和中密及较松软散的碎、卵石类土。该法施工也可用于拔桩，噪声较小，施工速度快，不会损坏桩头，不用导向架也能打进，移位操作方便，但需电源功率大。射水法很少单独使用，常和锤击或振动法联合使用。方法的选择一般应使土质的情况而定。静力压桩法一般适用于高塑性黏土或砂性较轻的亚粘土层。该法施工时产生的噪音和振动较少，桩头不易损坏，不仅可以施工直桩，也可施工斜桩，但机械的拼装、移动等均需要较多的时间。2作业准备2.1内业技术准备作业指导书编制后，在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底。对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。2．2外业技术准备施工作业层所涉及的各种外部技术数据收集已完成。修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。已处理空中和地面上下的障碍物，平整场地或搭设支架、平台，做好准备工作。施工所需电力线路架设已完成，满足机械所需电力供应需求，并配备适合备用的柴油机。用全站仪、GPS全球定位系统等准确放样各桩位中心。2.3机械设备、材料及试验准备施工场地已平整，便道已修建，机械设备已进场，机械性能良好，数量满足进度及工期要求。施工所需的测量、试验设备已检测、标定完毕，可以进行使用。施工用桩已进场并经过质量检验验收，其质量和规格符合设计要求。安全防护用品已发至现场施工人员，施工人员熟知使用方法。3技术要求3.1所使用的机械及设备具有合格的出厂证明及使用期限。3.2所使用的装位具有出厂合格证并按相关要求进行质量验收，有验收记录。3．3在进行正式大面积施工前按照《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准.》相关要求进行试桩,以确定施工工艺、选定施工机具设备及检验桩的承载力等，并报监理单位确认。4施工程序与工艺流程4.1施工程序沉入桩施工的一般工序：施工准备→布设脚手架及桩架走道→立桩架或安设吊机和导向设备→整备并布置装机具及起吊设备→桩位放样→移桩架对位→吊桩→插桩→锤击或振动下沉（或配合射水下沉）→接桩及接长射水管→最后一阶段干打或干振→经过规定的休止时间→试验检查→挖基→截凿桩头→修筑承台等。4.2工艺流程沉入桩施工工艺及质量控制流程详见图4.2。5.施工要求5.1施工准备5.1.1沉桩前应处理空中和地面的障碍物，平整场地或搭设支架、平台，做好准备工作。5.1.2在旱地打桩时，只需将打桩设备移动范围内的地面整平、夯实，再铺设垫木、钢轨及简单脚手架。在浅水中打桩时，先打脚手桩，组成桩排架再搭设工作表8.1锤重与桩重比值桩型锤型及地层土类单动汽锤双动汽锤柴油汽锤坠锤硬土软土硬土软土硬土软土硬土软土钢筋混凝土桩1.40.41.80.61.51.01.50.35木桩3.02.02.51.53.52.54.02.0钢桩2.00.72.51.52.52.02.01.0各种桩锤的适用情况：坠锤：沉木桩为主;重型及特重龙门锤适用于钢筋混凝土桩。双动力锤：相对较轻型的桩；适用压缩空气时可水下下沉；可用于沉拔钢管桩。柴油锤：导杆式锤使用于木桩、钢板桩；筒式锤用于混凝土管桩、钢管桩；不适宜在过硬或过软的土中沉桩。振动锤：沉拔木桩、钢板桩或混泥土管桩；适用于砂土、塑性黏土及松软砂黏土；在卵石类砂及紧密黏土中效果较差。8.2施工机械选择8.2.1锤击沉桩冲击锤的选择，原则上是重锤低击。桩架在沉桩施工中，承担吊锤、吊桩、插桩、吊插射水管及桩在下沉过程中的导向作用等。其他设备中主要有桩帽于送桩。桩帽主要时承受冲击，保护桩顶，在沉桩时能保证锤击力作用于桩轴线而不偏心。送桩主要用于当桩顶被锤击低于龙门而仍需继续沉入时，即需把桩顶送到地面下必要深度处用。8.2.2振动沉桩选锤原则：振动锤的振动力P应能克服桩在下沉中土的摩阻力R。8.2.3射水沉桩主要包括：水泵、水源、输水管路（应减小弯曲，力求顺直）和射水管等。质量控制及检验质量控制锤击沉桩法施工质量控制要点沉桩前，应对桩架、桩锤、动力机械等主要设备部件进行检查；开锤前应再次检查桩锤、桩帽或送桩与桩中轴线是否一致；锤击沉桩开始时，应严格控制各种桩锤的动能。如桩尖已沉入到施工图标示标高，但沉入度仍达不到要求时，应继续下沉至达到要求的沉入度为止。沉桩时，如遇到下列情况立即停止锤击施工，查明原因，采取措施后才能继续施工。沉入度突然发生急剧变化；桩身突然倾斜、移位；桩不下沉，桩锤有严重回弹现象；桩顶破碎或桩身开裂、变形；桩侧地面有严重隆起现象；其他不正常现象。2锤击沉桩的停锤控制标准1）施工图标示桩尖高程处为硬塑黏性土、碎石土、中密以上的砂土或风化岩等图层时，根据贯入度变化并对照地质资料，确认桩尖已沉入该土层，贯入深度达到控制贯入度。2）当贯入度已达到控制贯入度，而桩尖高程未达到施工图标高程时，应继续锤入0.10m左右（或锤击30~50次），如无异常变化即可停锤；若桩尖高程比施工图标示高程高的多时，应报有关部门研究确定。3）施工图标示桩尖高程处为一般黏性土或其他软土层时，应以高程控制，贯入度作为校核。4）在同一桩基中，各桩的最终贯入度应大致接近，而沉入深度不宜相差过大，避免基础产生不均匀沉降。5）控制贯入度计算—格尔谢石诺夫公式：nAEQ+K2qe=─────────────×─━━──m[p](m[p]+nA)Q+Km－安全系数，永久建筑用2.0，临时建筑用1.5；A－桩身截面积（空心桩不扣除空心部分的面积，cm2）e－最终贯入度（cm/击）n－系数（kn/cm2）,按下列规定取值：对于钢筋混凝土桩或预应力混凝土桩，有硬木桩垫时n=0.15，硬木桩垫加麻片垫层时n=0.10;钢桩，无桩垫n=0.50;E－一次锤击能量：坠锤或单动汽锤E=QH；筒式柴油锤E=0.9QH;导杆式柴油锤E=0.4QH;柴油锤，但不供应燃料，仅作控制性单次锤击，E=Q(H－h);Q－锤的冲击部分重力（kn）;h－柴油锤芯由于气垫作用的第一回跳高度（cm）H－锤芯落高（cm）q－桩、桩帽及锤的非冲击部分重力（kn）K－恢复系数，适用条件e≥2mm/击。3锤击沉桩施工常见问题及防治措施沉桩过程中应防止下列施工中常见问题的发生，如果遇到这些问题，立即停止沉入施工，查明原因，采取措施纠正后方可继续沉桩。1）桩顶破损①产生原因a.桩顶混凝土质量差、强度等级低。b.锤击偏心，击桩顶面与桩轴线不垂直，锤与桩面不垂直。c.未安置桩帽或帽内无缓冲垫，或缓冲垫不良未及时更换。d.遇坚硬土层，或中途停歇后土质恢复，阻力增大，用重锤猛击。②预防及处理措施a.提高预制质量，加强预制、装运管理，确保桩的质量。b.施工中及时纠正桩位，使锤击力顺桩轴方向传递。c.采用合适的桩帽，并及时更换缓冲垫。d.正确选用桩锤，且施工时每桩要一气呵成。2）桩身扭转或位移①产生原因桩尖制造不对称，或桩身有弯曲。②预防及处理措施用棍逐渐撬正，慢锤低击纠偏；偏差不大时，可不处理。3）桩身倾斜或移位①产生原因a.桩头不平，桩尖倾斜过大。b.桩接头破环。c.一侧遇石块等障碍物，土层有陡的倾斜角。d.桩帽、桩身不在一直线上。②预防及处理措施a.偏差过大时应拔桩重打。b.入土深度小于1m，偏差不大时，可利用木架顶撑方法，配合慢锤沉入逐步纠正。c.障碍物不深时，可挖除，坑穴回填再沉桩。4）桩涌起①产生原因在较软土层或有流沙现象②预防及处理措施选择涌起量较大的桩做静载试验。如合格，可不再处理；如不合格，进行复打或重打。5）桩急剧下沉，有时随着发生倾斜或位移①产生原因a.遇软土层、土洞。b.接头破裂或桩尖劈裂。c.桩身弯曲或有严重的横向裂痕。d.落锤过高，接桩不垂直。②预防及处理措施a.应先查明原因，再决定处理措施。b.如不能查明原因时，可将桩拔起，检查改正后重打，或在原桩位作补桩处理、6）桩尖贯入度突然减小①产生原因a.桩由软土进入硬土层。b.桩尖遇有石块等障碍物。②预防及处理措施a.查明原因，不能硬打。b.改用能量较大的桩锤c.配合射水沉桩。7）桩不沉或沉不到施工图标示高程①产生原因a.遇坚硬土层或砂夹层，或障碍物。b.打桩间歇时间过长，摩擦阻力增大。c.定错桩位。②预防及处理措施a.遇障碍物或硬土层，用钻孔机具钻孔后再复打。b.根据地质资料正确确定桩长，如确实达到要求时，可将桩头截除。8）桩身跳动，桩锤回弹①产生原因a.桩身遇障碍物如树根或坚硬土层。b.桩身弯曲，接桩过长。c.落锤过高。②预防及处理措施a.检查原因，穿过或避开障碍物。b.如入土不深，应将桩拔起避开，或换桩重打。9.1.2振动沉桩法施工质量控制要点1振动锤的选择：应验算振动上拔力对桩身的影响。2振动沉桩机、机座、桩帽必须连接牢固；沉桩和桩中心线应尽量保持在同一直线上。3开始沉桩时宜用自重下沉或射水下沉，待桩身有足够稳定性后，再采用振动下沉。4每根桩的沉入作业应一次连续完成，不可中途停振过久，以免土的摩阻力恢复，使继续下沉困难。5振动沉桩停桩控制标准：应以通过试桩验证的桩尖高程控制为主，以最终贯入（mm/min）或可靠的振动承载力公式计算的承载力作为校核。如果桩尖已达到高程而最终承载力相差较大时，应查明原因，报请有关单位研究处理。6出现桩位偏移、倾斜或严重回弹，以及其他于锤击沉桩相同的不正常情况时，立即停止锤振，并查明原因，采取相应对策处理后才能继续沉桩施工。9.1.3混凝土管桩内射水结合锤击下沉施工质量控制要点1施工顺序1）按照计算长度配好射水管，将所有接头连接牢固，装上弯管，并与输水胶管接通，进行通水试验。2）射水管装上导向环，缚好保险绳，插入即将起吊的管桩，然后在桩顶安装铜质送桩。3）吊插桩基时要注意及时引送输水胶管，防止拉断与脱落。4）管桩插正立稳后，压上桩帽及桩锤，吊桩钢丝绳暂吧？解脱，即开启水阀，开始射水冲刷桩尖下的土壤，用较小水压，使桩主要依靠自重下沉。开始时使用较小的水压，具体视土质而定。5）沉桩至距施工图标示高程一定距离（2.0m以上）停止射水，拔出射水管，进行锤击或振动使桩下沉至施工图标示高程。2初期应控制桩身不使下沉过快，以免阻塞射水管嘴，并注意随时控制好校正桩的方向。3下沉渐趋缓慢时，可开锤轻击，沉至一定深度（8~10m）能保持桩身稳定后，可逐步加大水压和锤的冲击动能。但是桩的自由长度仍较大时，不宜使用过大的锤击能量。4就地接桩，需要同时接长射水管时，为防止停水导致泥沙涌入桩内堵塞或卡住射水管，可在停水前先将射水管吊起约50cm，继续不停地射水，待桩顶涌出较清水时，停止射水，拆除弯管，进行接管、接桩。接好桩后，开启水阀，并将射水嘴伸出桩尖至原来位置。若在射水管上安装三通阀，则在接桩时可不中断射水，亦可不提起射水嘴。射水时，水阀不宜突然大开，以免射水水量、水压突然降低，涌入泥沙堵塞射水嘴。9.1.4钢管桩内射水结合锤击下沉施工质量控制要点1施工顺序1)吊插钢管桩前，将射水管、供气管全部接妥放入桩内。2）将桩吊起后卡入沉桩船的龙门梃，由设在龙门梃中部的液压抢桩机抢住，然后接通射水管与风管。3）沉桩船定位，错稳后插桩，压上桩帽，待桩沉入水中3~5m时开始冲水供气，桩顶有清水溢出，桩体依靠自重缓慢下沉，直至桩身自沉停止后，再压锤。2桩顶溢出的泥水颜色变淡时，开始锤击。边锤击边射水将冲动的桩芯泥沙用压缩空气送出桩顶。3射水冲散桩芯泥沙时，应随时注意河面有无大量气泡或翻冒的泥浆。如有此情况，则表明桩内射水已从桩端溢出，破坏了桩周土壤，应立即停止射水和下沉。4施工过程中应严格控制桩内射水的水量及水压，始终保持桩内土芯高度2.5~6m,以便锤击沉至施工图标示桩尖高程。9.1.5静力压桩法施工质量控制要点1压桩过程中，当桩尖碰到砂夹层时，压桩阻力可能增大，甚至超过压桩能力，使桩锤上抬。此时，可以最大的压桩力作用在桩顶上，采用停车“进一进”的方法，使桩可能缓慢穿过砂层，倘有少量桩确实不能沉达施工图标示高程，相差不多时，可解除桩头。2接近施工图标示高程时，应注意严格掌握停压时间。停压早，补压困难；停压迟，则沉桩超过深度。3压桩时，特别是压桩初期要注意桩的下沉，有无走位、偏斜，是否符合桩中心位置，以便及时校正。无法校正时，应拔出重新下沉。如遇障碍，应予清除，重新插桩。4多节桩施工，接桩面应距地面1M以上，以便操作。5尽量避免压桩中途停歇，停歇时间较长时再次启动的阻力增大。6压桩中，桩身倾斜或下沉速度突然加快时，多为桩接头失效或桩身破裂。一般可在原桩位附近补压新桩。7当压桩阻力超过压桩能力，或者由于配重不足，而使桩机发生较大倾斜时，应立即采取停压措施，以免造成断桩或压桩架倾倒事故。9.1.6水中沉桩施工质量控制要点在河流较浅时，一般可以搭设施工便桥、便道、土岛和各种类型的脚手架组成的工作平台，其上安置桩架并进行水中沉桩作业。在较宽阔的河中，可将桩安设在组合的浮体或固定平台，亦可适用专门打桩船、此外还可采用：（1）先筑围堰后沉桩基法：一般在水不深，桩基临近河岸时采用；（2）先沉桩基后筑围堰法：一般适用于较深的水中桩基；（3）用有底钢套箱围堰修筑水中桩基法：一般适用于修筑深水中的高桩承台。9.2质量检验9.2.1主控项目1沉桩前必须对桩的质量进行验收，其质量和规格必须符合设计要求。检验数量：施工单位、监理单位全部检查。检验方法：检查出厂合格证、验收记录和观察。2沉入桩下沉必须符合工艺设计要求，桩入土深度和最终贯入度必须符合设计要求。检验数量：施工单位、监理单位全部检查。检验方法：施工单位观察、测量并填写沉桩记录；监理单位观察并检查沉桩记录。监理单位对最终沉桩进行旁站监理。3桩承载力试验必须符合设计要求。检验数量：施工单位、监理单位按要求数量检验。检验方法：施工单位进行静载试验，监理单位见证试验，勘察设计单位现场确认。4桩顶高程和桩头处理必须符合设计要求。检验数