樁基礎(chǔ)工程-錘擊沉樁施工工藝

錘擊沉樁施工工藝（上）（1）處理障礙物打樁前，宜向城市管理、供水、供電、煤氣、電信、房管等有關(guān)單位提出要求，認(rèn)真處理高空、地上和地下的障礙物，然后對(duì)現(xiàn)場(chǎng)周?chē)ㄒ话銥?0m以?xún)?nèi)）的建筑物、地下管線等做全面檢查，如有危房或危險(xiǎn)構(gòu)筑物必須予以加固或采取隔振措施或拆除，以免在打樁過(guò)程中由于振動(dòng)的影響而引起倒塌。打樁前的準(zhǔn)備工作01樁基礎(chǔ)施工前，應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模的大小和復(fù)雜程度來(lái)編制整個(gè)分部工程施工組織設(shè)計(jì)或施工方案。在沉樁前，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作的內(nèi)容有處理障礙物、平整場(chǎng)地、抄平放線、鋪設(shè)水電管網(wǎng)、沉樁機(jī)械設(shè)備的進(jìn)場(chǎng)和安裝以及樁的供應(yīng)等。（2）平整場(chǎng)地打樁場(chǎng)地必須平整、堅(jiān)實(shí)，必要時(shí)宜鋪設(shè)道路，經(jīng)壓路機(jī)碾壓密實(shí)，場(chǎng)地四周應(yīng)挖排水溝以利于排水。打樁前的準(zhǔn)備工作01樁基礎(chǔ)施工前，應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模的大小和復(fù)雜程度來(lái)編制整個(gè)分部工程施工組織設(shè)計(jì)或施工方案。在沉樁前，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作的內(nèi)容有處理障礙物、平整場(chǎng)地、抄平放線、鋪設(shè)水電管網(wǎng)、沉樁機(jī)械設(shè)備的進(jìn)場(chǎng)和安裝以及樁的供應(yīng)等。（3）抄平放線在打樁現(xiàn)場(chǎng)附近設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，其位置應(yīng)不受打樁影響，數(shù)量不得少于2個(gè)，用以抄平場(chǎng)地和檢查樁的入土深度。要根據(jù)建筑物的軸線控制樁定出樁基礎(chǔ)的每個(gè)樁位，可用小木樁標(biāo)記。在正式打樁之前，應(yīng)對(duì)樁基的軸線和樁位復(fù)查一次，以免因小木樁挪動(dòng)、丟失而影響施工。樁位放線的允許偏差為20mm。打樁前的準(zhǔn)備工作01樁基礎(chǔ)施工前，應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模的大小和復(fù)雜程度來(lái)編制整個(gè)分部工程施工組織設(shè)計(jì)或施工方案。在沉樁前，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作的內(nèi)容有處理障礙物、平整場(chǎng)地、抄平放線、鋪設(shè)水電管網(wǎng)、沉樁機(jī)械設(shè)備的進(jìn)場(chǎng)和安裝以及樁的供應(yīng)等。（4）進(jìn)行打樁試驗(yàn)施工前，應(yīng)做數(shù)量不少于2根樁的打樁工藝試驗(yàn)，用以了解樁的沉入時(shí)間、最終沉入度、持力層的強(qiáng)度、樁的承載力以及施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題和反常情況等，以便檢驗(yàn)所選的打樁設(shè)備和施工工藝，確定是否符合設(shè)計(jì)要求。打樁前的準(zhǔn)備工作01樁基礎(chǔ)施工前，應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模的大小和復(fù)雜程度來(lái)編制整個(gè)分部工程施工組織設(shè)計(jì)或施工方案。在沉樁前，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作的內(nèi)容有處理障礙物、平整場(chǎng)地、抄平放線、鋪設(shè)水電管網(wǎng)、沉樁機(jī)械設(shè)備的進(jìn)場(chǎng)和安裝以及樁的供應(yīng)等。錘擊沉樁施工工藝02錘擊沉樁也稱(chēng)為打入樁，是利用樁錘下落產(chǎn)生的沖擊能量，克服土體對(duì)樁的阻力，將樁沉入土中。錘擊沉樁法是混凝土預(yù)制樁最常用的沉樁法。該法施工速度快，機(jī)械化程度高，適應(yīng)范圍廣，但在施工時(shí)有噪聲和振動(dòng)，對(duì)于城市中心和夜間施工有所限制。（1）打樁設(shè)備及選擇打樁所選用的機(jī)具設(shè)備主要包括樁錘、樁架及動(dòng)力裝置三部分。錘擊沉樁施工工藝02樁錘的作用是對(duì)樁施加沖擊力，將樁打入土中。1樁架的作用是支持樁身和樁錘將樁吊到打樁位置，并在打入過(guò)程中引導(dǎo)樁的方向，保證樁錘沿著所要求的方向沖擊。2動(dòng)力裝置包括啟動(dòng)樁錘用的動(dòng)力設(shè)施，如卷?yè)P(yáng)機(jī)、鍋爐、空氣壓縮機(jī)等。3錘擊沉樁施工工藝02樁錘是把樁打入土中的主要機(jī)具，有落錘、單動(dòng)汽錘、雙動(dòng)汽錘、柴油樁錘、振動(dòng)樁錘等。樁錘類(lèi)型的選擇應(yīng)該依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的情況、機(jī)具設(shè)備條件及工作方式和工作效率等條件來(lái)確定，不同樁錘的使用條件和適用范圍見(jiàn)表5-1。①樁錘選擇錘擊沉樁施工工藝02表5-1樁錘適用范圍參考表樁錘種類(lèi)優(yōu)缺點(diǎn)適用范圍落錘（一般由鑄鐵制成，質(zhì)量一般為0.5~1.5t。用人力或卷?yè)P(yáng)機(jī)拉起樁錘，然后自由下落，利用錘重夯擊樁頂使樁入土）構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便，沖擊力大，能隨意調(diào)整落距，但錘擊速度慢（6~12次/min），效率不高，貫入能力低，對(duì)樁的損傷較大（1）適于打細(xì)長(zhǎng)尺寸的混凝土樁（2）在一般土層及粘土、含有礫石的土層中均可使用單動(dòng)汽錘（錘重0.5~15t，是利用高壓蒸汽或壓縮空氣的壓力將錘頭上舉，然后自由下落沖擊樁頂）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，落距小，對(duì)設(shè)備和樁頭不易損壞，打樁速度及沖擊力較落錘大，效率較高，每分鐘錘擊60~80次（1）適于各種樁在各類(lèi)土中施工（2）最適于套管法灌筑混凝土樁雙動(dòng)汽錘（錘重0.6~6.0t，利用高壓蒸汽或壓縮空氣的壓力將錘頭上舉及下沖，增加夯擊能量）打樁速度快，沖擊頻率高，每分鐘達(dá)100~120次，但設(shè)備笨重，移動(dòng)較困難（1）一般打樁工程都可使用，并能用于打鋼板樁、斜樁（2）使用壓縮空氣時(shí)，可用于水下打樁（3）可用于拔樁，吊錘打樁柴油樁錘（目前應(yīng)用較廣的一種樁錘，錘重0.6~7.0t，利用燃油爆炸，推動(dòng)活塞，引起錘頭跳動(dòng)夯擊樁頂）附有樁架、動(dòng)力等設(shè)備，不需要外部能源，機(jī)架輕，移動(dòng)便利，打樁快（40~80次/min），燃料消耗少；但樁架高度低，遇硬土或軟土不宜使用。（1）最適于打鋼板樁、木樁（2）在軟弱地基打12m以下的混凝土樁振動(dòng)樁錘（利用偏心輪引起激振，通過(guò)剛性聯(lián)結(jié)的樁帽傳到樁上）沉樁速度快，適用性強(qiáng)，施工操作簡(jiǎn)易安全，能打各種樁，并能幫助卷?yè)P(yáng)機(jī)拔樁；但不適于打斜樁（1）適于打鋼板樁、鋼管樁、長(zhǎng)度在15m以?xún)?nèi)的打入式灌筑樁（2）適于粉質(zhì)粘土、松散砂土、黃土和軟土，不宜用于巖石、礫石和密實(shí)的粘性土地基錘擊沉樁施工工藝02關(guān)于錘重的選擇，在做功相同且錘重與落距乘積相等的情況下，宜選用重錘低擊，這樣可以使樁錘動(dòng)量大而沖擊回彈能量小。如果樁錘過(guò)重，所需動(dòng)力設(shè)備大，能源消耗大，不經(jīng)濟(jì)；如果樁錘過(guò)輕，在施打時(shí)必定增大落距，使樁身產(chǎn)生回彈，樁不易沉入土中，常常打壞樁頭，或使混凝土保護(hù)層脫落。輕錘高擊所產(chǎn)生的應(yīng)力，還會(huì)使距樁頂1/3樁長(zhǎng)范圍內(nèi)的薄弱處產(chǎn)生水平裂縫，甚至使樁身斷裂。因此，選擇稍重的錘、用重錘低擊和重錘快擊的方法效果好，一般可根據(jù)地質(zhì)條件、樁型、樁的密集程度、單樁豎向承載力及現(xiàn)有施工條件等決定。①樁錘選擇錘擊沉樁施工工藝02電渣壓力焊過(guò)程分為引弧過(guò)程、電弧過(guò)程、電渣過(guò)程、頂壓過(guò)程四個(gè)階段。樁架是支持樁身和樁錘，在打樁過(guò)程中引導(dǎo)樁的方向及維持樁的穩(wěn)定，并保證樁錘沿著所要求的方向沖擊的設(shè)備。樁架一般由底盤(pán)、導(dǎo)向桿、起吊設(shè)備、撐桿等組成。根據(jù)樁的長(zhǎng)度、樁錘的高度及施工條件等選擇樁架和確定樁架高度，樁架高度=樁長(zhǎng)+樁錘高度+滑輪組高度+樁帽高度+起錘工作高度（1~2m）。①樁錘選擇錘擊沉樁施工工藝02樁架的形式多種多樣，常用的樁架有三種基本形式：滾筒式樁架、多功能樁架和履帶式樁架。①樁錘選擇錘擊沉樁施工工藝02滾筒式樁架靠?jī)筛摑L筒在墊木上滾動(dòng)，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，但在平面轉(zhuǎn)彎、調(diào)頭方面不夠靈活，操作人員較多，適用于預(yù)制樁和灌注樁施工，如圖5-1所示。②樁架的選擇圖5-1滾筒式樁架（單位：mm）錘擊沉樁施工工藝02多功能樁架由立柱、斜撐、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、底盤(pán)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。多功能樁架的機(jī)動(dòng)性和適應(yīng)性很大，在水平方向可做360°回轉(zhuǎn)，導(dǎo)架可以伸縮和前、后傾斜，底座下裝有鐵輪，底盤(pán)在軌道上行走。這種樁架可適用于各種預(yù)制樁及灌注樁施工，其缺點(diǎn)是機(jī)構(gòu)較龐大，現(xiàn)場(chǎng)組裝和拆卸比較麻煩，如圖5-2所示。②樁架的選擇圖5-2多功能樁架（單位：mm）錘擊沉樁施工工藝02履帶式樁架以履帶式起重機(jī)為底盤(pán)，增加導(dǎo)桿和斜撐組成，用以打樁。它操作靈活、移動(dòng)方便，適用于各種預(yù)制樁和灌注樁的施工，如圖5-3所示。②樁架的選擇圖5-3履帶式樁架錘擊沉樁施工工藝02打樁機(jī)械的動(dòng)力裝置是根據(jù)所選擇的樁錘而定。③動(dòng)力裝置的選擇錘擊沉樁施工工藝02（2）確定打樁順序打樁順序直接影響到樁基礎(chǔ)的質(zhì)量和施工速度，應(yīng)根據(jù)樁的密集程度、樁的規(guī)格、長(zhǎng)短、樁的設(shè)計(jì)標(biāo)高、工作面布置、工期要求等綜合考慮，合理確定打樁的順序。根據(jù)樁的密集程度，打樁順序一般分為逐排打設(shè)、自?xún)蓜t向中間打設(shè)、自中部向四周打設(shè)和自中間向兩側(cè)打設(shè)四種，如圖5-4所示。當(dāng)樁的中心距不大于樁直徑或邊長(zhǎng)的4倍時(shí)，應(yīng)由中間向兩側(cè)對(duì)稱(chēng)施打，或由中間向四周施打；當(dāng)樁的中心距大于樁直徑或邊長(zhǎng)的4倍時(shí)，可采用自?xún)蓚?cè)向中間施打，或逐段單向施打。錘擊沉樁施工工藝02（a）從兩側(cè)向中間打設(shè)（b）逐排打設(shè)（c）自中間向四周打設(shè)（d）自中間向兩側(cè)打設(shè)圖5-4打樁順序錘擊沉樁施工工藝（下）打樁施工工藝03按既定的打樁順序，先將樁架移動(dòng)至樁位處并用纜風(fēng)繩拉牢，然后將樁運(yùn)至樁架下，利用樁架上的滑輪組，由卷?yè)P(yáng)機(jī)提升樁。當(dāng)樁提升至直立狀態(tài)后，即可將樁送入樁架的龍門(mén)導(dǎo)管內(nèi)，同時(shí)把樁尖準(zhǔn)確地安放到樁位上，并與樁架導(dǎo)管相連接，以保證打樁過(guò)程中不發(fā)生傾斜或移動(dòng)。吊樁就位（1）圖5-5自落錘樁帽的構(gòu)造示意圖打樁施工工藝03樁插入時(shí)的垂直偏差不得超過(guò)0.5%。樁就位后，為防止擊碎樁頂，在樁錘與樁帽、樁帽與樁頂之間應(yīng)放上硬木、粗草紙或麻袋等樁墊作為緩沖層，樁帽與樁頂四周應(yīng)留5~10mm的間隙，如圖5-5所示，然后進(jìn)行檢查，使樁身、樁帽和樁錘在同一軸線上，即可開(kāi)始打樁。圖5-5自落錘樁帽的構(gòu)造示意圖吊樁就位（1）打樁施工工藝03打樁時(shí)用“重錘低擊”可取得良好效果，因?yàn)檫@樣樁錘對(duì)樁頭的沖擊小，回彈也小，樁頭不易損壞，大部分能量都用于克服樁身與土的摩阻力和樁尖阻力上，樁就能較快地沉入土中。打樁（2）打樁施工工藝03初打時(shí)地層軟、沉降量較大，宜低錘輕打，隨著沉樁加深（1~2m），速度減慢，再酌情增加起錘高度，要控制錘擊應(yīng)力。打樁時(shí)應(yīng)觀察樁錘回彈的情況，如果經(jīng)常回彈較大，則說(shuō)明錘太輕，不能使樁下沉，應(yīng)及時(shí)更換。至于樁錘的落距以多大為宜，應(yīng)根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。在一般情況下，單動(dòng)汽錘以0.6m左右為宜，柴油錘不超過(guò)1.5m，落錘不超過(guò)1.0m為宜。打樁（2）打樁施工工藝03（1）打樁時(shí)要隨時(shí)注意貫入度的變化情況，當(dāng)貫入度驟減，樁錘有較大回彈時(shí)，表示樁尖遇到障礙物，此時(shí)應(yīng)使樁錘落距減小，加快錘擊。如果上述情況仍存在，則應(yīng)停止錘擊，查明原因再進(jìn)行處理。打樁（2）打樁施工工藝03在打樁過(guò)程中，如果突然出現(xiàn)樁錘回彈、貫入度突增、錘擊時(shí)樁彎曲、傾斜、顫動(dòng)、樁頂破壞加劇等情況，則表明樁身可能已破壞。打樁最后階段，當(dāng)沉降太小時(shí)，要避免硬打；如果難沉下，要檢查樁墊、樁帽是否適宜，需要時(shí)可更換或補(bǔ)充軟墊打樁（2）打樁施工工藝03在預(yù)制樁施工中，由于受到場(chǎng)地、運(yùn)輸及樁機(jī)設(shè)備等的限制，常將長(zhǎng)樁分為多節(jié)進(jìn)行制作，分節(jié)打入，在現(xiàn)場(chǎng)接樁。接樁時(shí)要注意新接樁節(jié)與原樁節(jié)的軸線一致。目前預(yù)制樁的接樁工藝主要有硫磺膠泥漿錨法、焊接和法蘭螺栓連接等三種。前一種適用于軟松土層，后兩種適用于各類(lèi)土層。圖5-6焊接法接樁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造接樁（3）打樁施工工藝03當(dāng)采用焊接法接樁時(shí)，如圖5-6所示，必須對(duì)準(zhǔn)下節(jié)樁并垂直無(wú)誤后，用點(diǎn)焊將拼接角鋼連接固定，再次檢查位置正確后進(jìn)行焊接。施焊時(shí)，應(yīng)兩人同時(shí)對(duì)稱(chēng)地進(jìn)行，以防止節(jié)點(diǎn)變形不勻而引起樁身歪斜，焊縫要連續(xù)飽滿(mǎn)。圖5-6焊接法接樁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造接樁（3）打樁施工工藝03當(dāng)采用漿錨法接樁時(shí)，如圖5-7所示，首先將上節(jié)樁對(duì)準(zhǔn)下節(jié)樁，使4根錨筋插入錨筋孔中（直徑為錨筋直徑的2.5倍），下落壓梁并套住樁頂，然后將樁和壓梁同時(shí)上升約200mm（以4根錨筋不脫離錨筋孔為宜）。此時(shí)，安裝好施工夾箍（由4塊木板，內(nèi)側(cè)用人造革包裹40mm厚的樹(shù)脂海綿塊而成），將熔化的硫磺膠泥注滿(mǎn)錨筋孔內(nèi)和接頭平面上，然后將上節(jié)樁和壓梁同時(shí)下落，當(dāng)硫磺膠泥冷卻并拆除施工夾箍后，即可繼續(xù)加荷施壓。圖5-7漿錨法接樁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造（單位：mm）接樁（3）打樁施工工藝03為保證錨接樁質(zhì)量，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：圖5-7漿錨法接樁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造（單位：mm）①錨筋應(yīng)刷清并調(diào)直；②錨筋孔內(nèi)應(yīng)有完好螺紋，無(wú)積水、雜物和油污；③接樁時(shí)接點(diǎn)的平面和錨筋孔內(nèi)應(yīng)灌滿(mǎn)膠泥；灌筑時(shí)間不得超過(guò)2min；④灌筑后停歇時(shí)間應(yīng)滿(mǎn)足有關(guān)規(guī)定；⑤膠泥試塊每班不得少于一組。接樁（3）打樁施工工藝03當(dāng)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高在地面以下，或由于樁架導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)及樁機(jī)平臺(tái)高程等原因而無(wú)法將樁直接打至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，需要使用送樁。錘擊沉樁送樁應(yīng)符合下列規(guī)定：①送樁深度不宜大于2.0m；②當(dāng)樁頂打至接近地面，應(yīng)測(cè)出樁的垂直度并檢查樁頂質(zhì)量，合格后應(yīng)及時(shí)送樁；③送樁的最后貫入度應(yīng)參考相同條件下不送樁時(shí)的最后貫入度并修正；④送樁后遺留的樁孔應(yīng)立即回填或覆蓋；⑤當(dāng)送樁深度超過(guò)2.0m且不大于6.0m時(shí)，打樁機(jī)應(yīng)為三點(diǎn)支撐履帶自行式或步履式柴油打樁機(jī)；樁帽和樁錘之間應(yīng)用豎紋硬木或盤(pán)圓層疊的鋼絲繩作“錘墊”，其厚度宜取150