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1、沉入桩基础施工制作人：杜晓波 12目录目录 01锤击沉桩02振动沉桩03射水沉桩04静力压桩Exquisite teaching design template05常见质量问题分析与处理01锤击沉桩u锤击沉桩是利用桩锤下落时的瞬时冲击机械能,克服土体对桩的阻力,使其静力平衡状态遭 到破坏,导致桩体下沉,达到新的静压平衡状态,如此反复地锤击桩头,桩身也就不断地下沉。锤 击沉桩是预制桩最常用的沉桩方法。该法施工速度快,机械化程度高,适应范围广,现场文明程度 高,但施工时有挤土、噪声和振动等公害,对城市中心和夜间施工有所限制。锤击沉桩沉桩设备及选用沉桩设备及选用打桩所用的机具设备,主要包括桩锤、桩架
2、及动力装置三部分。010203(1)桩锤选择 有落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油打桩锤和液压锤等。(2)桩架选择 考虑桩锤的类型、桩的长度和施工条件等因素。(3)桩架形式 常用的有下列三种:滚筒式桩架、多功能桩架、履带式桩架。为提高打桩效果和沉桩精度,保护桩锤安全使用和桩顶免遭破损,应在桩顶加设桩帽,并根据 桩锤和桩帽类型、桩型、地质条件及施工条件等多种因素,合理选用垫材。位于桩帽上部与桩锤相 隔的垫材称为锤垫,常用橡木、桦木等硬木按纵受压使用,有时也可采用钢索盘绕而成。锤击沉桩施工要点施工要点桩基施工一般均在基础开挖前施工,要将桩顶打至地表以下的设计标高,就要采用送桩器送 桩。送桩器一般用钢管
3、制成,送桩器制作要求:要有较高的强度和刚度,打入时阻力不能太大,能 较容易地拔出,能将锤的冲击力有效地传递到桩上。施工程序:确定桩位和沉桩顺序桩机就位吊桩喂桩校正锤击沉桩接桩再锤击沉 桩送桩收锤切割桩头。注意事项注意事项桩的入土深度的控制,对于受轴向荷载的摩擦桩,以标高为主,贯入度作为参考;端承桩贯 入度为主,标高作为参考。 正常打桩宜采用“重锤低击,低锤重打”。对基础标高不一的桩,宜先深后浅;对不同规格的 桩,宜先大后小,先长后短,可使土层挤密均匀,防止位移或偏斜。 施工时,应注意做好施工记录;同时,还应注意观察打桩入土的速度、打桩架的垂直度、锤桩 回弹情况、贯入深度变化等,发现异常及时处理
4、。02振动沉桩u振动沉桩是将大功率的振动打桩机安装在桩顶,一方面利用振动以减小土对桩的阻力,另一 方面用向下的振动力使桩沉入土中。此种施工方法适用于可塑性的黏性土和砂土,用于土的抗剪 强度受振动时有较大降低的砂土等地基,其效果更为明显。 振动沉桩不适宜打斜桩及有接头的木桩,用于松软的或塑态的粘质土或饱和的砂类土层中, 对于密实的黏性土、风化岩、砾石效果较差,基桩入土深度小于15m 时,单用振动沉桩机即可。除 此情况外宜采用射水配合振动沉桩,该施工法具有沉桩速度快、施工操作简易安全、能辅助拔桩的 优点。 振动沉桩一个基础内的桩全部下沉完毕后,为了避免先沉下的桩周围的土被后来沉桩射水所破坏, 影响
5、其承载力,应将全部基桩再进行一次干振,使其达到合格要求。施工工艺流程施工工艺流程基础内的桩全部下沉完毕后,为了避免先沉下的桩周围的土被后来沉桩射水所破坏,影响 其承载力,应将全部基桩再进行一次干振,使其达到合格要求。施工工艺流程施工工艺流程沉桩至最后阶段离设计标高尚有适当距离时,提高射水管,使射水嘴缩入桩内,停止射水, 立即进行干振,将桩沉入至设计标高。并且最后下沉速度不大于试桩的最后下沉速度,振幅符合 规定时,即认为合格,并拆除沉桩设备。施工工艺流程施工工艺流程吊装振动沉桩机和机座(桩帽)与桩顶法兰盘连接牢固。在射水下沉缓慢或不下沉时,可开 动振动沉桩机并同时射水,以振动力强迫管桩下沉,振动
6、持续一段时间后,当桩下沉又趋缓慢或桩 顶大量涌水时,即停止振动,只用射水冲刷。经过相当时间射水后再行振动下沉。如此交替下沉, 沉至接桩高度时,拆去振动打桩机及输水管,在接桩的同时接长射水管,再装上振动打桩机,然后 继续沉桩。施工工艺流程施工工艺流程沉桩开始时,可仅由桩的自重和射水下沉。施工工艺流程施工工艺流程振动沉桩(1)振动时间的控制 每次振动时间应根据土质情况及振动机能力大小并通过实地试验决定,一般不宜超过10 15min,振动时间过短,则对土的结构尚未彻底破坏;振动 时 间 过 长,则 振 动 机 的 部 分 零 件 易 于 磨损。 在有射水配合的情况下,振动持续时间可以减短,一般当振动
7、下沉速度由慢变快时可以继续 振动;由快变慢,如下沉速度小于54cm/min或桩头冒水时,即应停振。当振幅很大(一般不应超过1416mm)而桩不下沉时,则表示桩尖端土层坚实或桩的接头已振松,应立即停振,而继续射 水,或另作处理。 (2)射水时间的控制 停振后的射水时间亦应适当控制,过短影响下沉;过长不必要,浪费电力。其适当时间须根据 已沉的基桩的下沉量与振动射水时间关系曲线进行比较,以得出适当的控制时间。 管桩改用开口桩靴振动吸泥下沉:当桩基土层中含有大量卵石或碎石成破裂岩层,如采用高 压射水振动沉桩尚难下沉时,可将锥形桩尖改为开口桩靴,并在桩内用吸泥机配合吸泥。振动打桩机与桩帽及桩的连接螺栓,
8、应上满拧紧。每振动一次必须进行检查。若有松动, 应予处理。 用起重机具悬吊振动锤沉桩时,其吊钩上方应有防松脱的保护装置,并应控制吊钩下降速 度与沉桩速度一致,保持桩身稳定。 在沉桩过程中,遇有桩倾斜、回跳,打桩机有异声及其他异常情况时,应立即停振,查明原因 处理后方可继续施工。 每一根基桩的下沉应一气呵成,不可中途停顿或有较长的间歇,以免桩周土恢复,继续下沉 困难。接桩、接管和停水干振的间歇时间应力求缩减。 振动下沉过程中,严禁进行机械保养维修。 桩机停止作业后,应立即切断动力源。 施工要点施工要点注意事项注意事项03射水沉桩u射水施工方法的选择应视土质情况而异,在砂夹卵石层或坚硬土层中,一般
9、以射水为主,锤击 或振动为辅;在亚黏土或黏土中,为避免降低承载力,一般以锤击或振动为主,以射水为辅,并应适 当控制射水时间和水量;下沉空心桩,一般用单管内射水;下沉实心桩,将射水管对称安装在桩的 两侧,并能沿着桩身上下自由移动,以便在任何高度上冲土。当在流水中沉桩或下沉斜桩时,应将 水管固定于桩身上。 不论采取任何射水施工方法,在沉入最后阶段距设计标高11.5m 时,应停止射水,采用锤 击或振动方式沉入至设计深度。 射水沉桩的设备包括:水泵、水源、输水管路(应减小弯曲,力求顺直)和射水管等。射水沉桩以采用内射水结合锤击下沉钢筋混凝土管桩为例,其施工工艺流程为: 按照计算长度配好射水管,将各接头
10、连接牢固,装上弯管,并与输水胶管接通,进行通水检 验,在施工现场配备输水管道,做好排水系统。 射水管装上导向环插入即将起吊的管桩,然后在桩顶接上钢送桩。 吊插管桩,随着管桩的起吊,要注意及时引送输水胶管,防止拉断。 管桩插正立稳后,压上桩帽及桩锤,吊桩钢丝绳暂不解下,即开启水阀,开始射水冲刷桩尖 下的土层,使桩靠自重下沉。开始用较小水压,其具体水压力视土质软硬而定。 初期应控制桩身不要下沉过快,以免阻塞射水嘴,并随时控制和校正桩的方向。 下沉渐趋缓慢时,可开锤轻击,射水仍继续进行,下沉转快时,停止锤击。 桩已沉入一定深度(810m),能够保持桩身稳定以后,可解下吊桩钢丝绳,并逐步加大水 压和锤
11、的冲击 动 能。必 要 时 可 增 设 桩 外 射 水。但 桩 的 自 由 长 度 仍 较 大 时,不 宜 过 于 加 大 锤 击动能。 就地接桩同时接长射水管时,为了防止停水导致泥砂涌入,造成桩内堵塞或卡住射水嘴,可 在停水前先将射水管吊起约50cm,继续不停地射水,待桩顶涌出较清的水时,停止射水,拆除弯 管,进行接管、接桩。接好桩后,开启水阀,并将射水嘴放下到伸出桩尖以下的位置。 桩下沉到距设计标高一定距离(1m 以上,根据土质和下沉情况由现场主管技术人员决定) 时,应立即停止射水,拔出射水管,进行锤击或振动使桩下沉至设计要求为止。 射水进行中,水阀不宜突然大开,以免射水水压突然降低,泥砂
12、涌入堵塞射水嘴。射水沉桩现 场,必须挖好排水沟。 冬季施工时,应以防塞材料如草袋、草绳、锯末、麻袋等包扎射水管路,在停止射水时及时开启 放水阀,排净管内存水。如遇严寒,应特别注意阀门部位,可用电炉小火不停地烘烤,以防冻裂。 管桩内亦应及时排出积水随即填充混凝土,否则应采取防冻措施。 严冬深夜施工时应加强照明。桩架上工作平台以及桩架附近的脚手板应铺设草垫。 施工工艺流程施工工艺流程注意事项注意事项04静压力桩u利用静压力(压桩机自重及配重)将预制桩逐节压入土中的压桩方法称为静力压桩。这种方 法节约钢筋和混凝土,降低工程造价,采用的混凝土强度等级可降低12级,配筋比锤击法可节 省钢筋40%左右,而
13、且施工时无噪声、无振动、无污染、对周围环境的干扰小,适用于软土地区、城 市中心或建筑物密集处的桩基础工程,以及精密工厂的扩建工程。静压力桩010302060405管桩混凝土设计强度须达到100%后方可运输进场,堆放时应按不同规格、长度及压桩顺序分 别堆放,并做好标识,条件许可时宜采用“即用即送”的组织方法进行供桩。2.管桩进场堆放管桩进场堆放施工前应根据施工总平面图,在不受施工影响的地方设置建筑物的轴线控制点和水准基点, 经复核无误后放出建筑物轴线,根据桩基平面图中桩中心点到建筑物轴线的距离放出桩位中心 线,并对桩纵横中心线相交的桩圆心点进行标识。桩位测量放线后须报现场监理人员进行复核。1.测
14、量放线测量放线5.接桩接桩接桩分端板焊接连接和机械接头连接,目前普遍采用焊接连接。当下一节桩施压到离地面 0.51.0m 时,起吊上一节桩,与下一节桩对接好并对其垂直度复核无误后开始施焊,待焊接符合要求及焊缝基本冷却后,再继续施压沉桩,直到施工完毕。整个沉桩、接桩、送桩过程宜连续进 行,并应根据地质资料配好各节桩的长度,避免在桩端接近设计持力层时进行接桩。管桩应起吊固定 在 桩 机 上,起 吊 时 捆 绑 应 牢 固,起 吊 点 须 符 合 力 学 原 理 要 求,在 距 桩 顶 端 0.2m处设置吊点,吊索与桩之间应加衬垫,吊绳与管桩夹角应大于45。3.管桩起吊管桩起吊通常利用附设在桩机上的
15、起重臂和吊钩将桩吊运到桩机中部的竖向圆形夹具中,用夹具的液 压系统和与桩径相符的弧形夹片将桩嵌固在桩架上。对于首节桩可采用移动桩机,使桩中心点对 准地面桩位的标识点的方法就位,在桩端入土初压至桩身基本稳定后,校正垂直度进行正式沉桩。4.管桩就为及初步加管桩就为及初步加压压工艺流程沉桩过程中的记录包括管桩就位记录、垂直度、入土深度、每节桩长度、截桩长度或最终的桩 顶标高及相应的压力值、贯入度等。在正式沉桩之前,应在有代表性的部位试沉桩,确定成桩的桩 长、终压力、持荷时间、贯入度等参数,而后即可成桩。当需要用送桩器成桩时,应对准桩中心点, 并保持垂直进行施压达到成桩参数为止;当未采用送桩器成桩时,
16、高于地面的桩身应截除后,才能 移机至下一根桩位。 6.沉桩记录及成桩沉桩记录及成桩静压力桩23注意事项注意事项施工场地必须符合静压管桩的施工条件,施工前应先清除地上和地下的障碍物,场地应平 整,排水应良好,地面应符合沉桩时的承载能力。当地面较松软时,应采取铺道渣或较好的砂石土 压实,确保地面承载力不小于80kN/m 2。 合理选择沉桩设备,并预先进行检修完好,静压桩机的机架和配重总重量应大于沉桩终压 力的1.1倍。 沉桩顺序应按“先中间后四周、先密集桩后稀疏桩、先长桩后短桩、先大直径桩后小直径桩、 先大承台桩后小承台桩”的原则,同时应结合工程地质条件、场地与周围建(构)筑物、地下管线的 关系,
17、兼顾施工方便综合考虑,确定更为合理的沉桩顺序。 采用压力蒸汽养护的管桩,在沉桩时,除养护期不少于1天、强度不低于设计值外,桩身混 凝土的表面温度不宜高于气温20 。 桩机移动就位后,应将桩机调整平稳并垂直于地面后,才能起吊就位管桩。 采用抱压式桩机沉桩时,应避开桩身两侧的合缝位置,同时应防止抱压力过大造成桩身横 向压坏。 当桩端进入硬土层且发生倾斜时,不得采用移动桩架的方法纠偏,应尽可能拔出桩身,排除 故障后再进行沉桩或采取其他补救措施。 应采用平稳、缓慢而连续的沉桩方法,当发现难以沉桩或桩身倾斜时,应暂停沉桩,排查原 因,采取可靠措施后才能继续沉桩。 05常见质量问题分析与处理常见质量问题分
18、析与处理1.沉桩达不到设计要求沉桩达不到设计要求管桩施工时是以最终贯入度和最终标高作为施工的最终控制的。一般情况下,以一种控制标 准为主,以另一种控制标准为参考。有时沉桩达不到设计最终要求的成桩控制参数。 (1)原因分析 一是地质勘察资料与实际工程地质存在偏差,发生配桩长度不准确,使沉桩达不到成桩设计 要求的相关控制值,如桩顶标高、终压力、贯入度等。二是由于设备故障等原因使沉桩过程突然中 断时间过长,桩周阻力增大,难以沉桩到设计要求的持力层。 (2)防治措施 应探明工程地质情况,必要时应作补充地质勘察,合理选择持力层和成桩的相关控制值,并根 据有关要求合理选择沉桩设备。在沉桩过程中发生异常情况
19、时,应冷静分析原因,找出对策,不能 盲目加大压桩力强行沉桩,以防止桩身断裂。2.邻桩上浮或桩头位移邻桩上浮或桩头位移在沉桩过程中,相邻的桩可能因挤土效应而产生桩身上浮或横向位移现象。 (1)原因分析 一是静压管桩属于挤土桩,在沉桩过程中存在挤土效应会使地面隆重起,特别当土层是饱和 性软土、桩距较密、桩数较多时,土被挤到极限密实度而向上隆起,后施工的桩便会对先前施工或 相邻的桩产生向上拉力,使其桩身上浮或被推向一侧。二是施工中桩位被挤压偏离或标志丢失, 造成桩位错位较大;三是选择的沉桩顺序或行车路线不合理。 (2)防治措施 当施工中发现桩身上浮时,最有效方法是采用取土引孔压桩法,即用螺旋钻机在设
20、计桩位取 土引孔后随即压入管桩,在压缩性较差的土体中施工,引孔的孔径应比桩径小50100mm,引孔 深度一般应控制在桩长的30%以内,并做到随引孔随压桩,以免地下水渗入孔内引起塌孔或地下 水泡软桩端土层使桩端土承载力降低。合理安排沉桩顺序和桩机行走路线,坚持“先中间后四周” 的对称施工法,并结合“先密集桩后稀疏桩、先长桩后短桩”的压桩顺序进行压桩。当采取上述措 施后仍无法制止桩身上浮现象时,则可考虑采用原桩复压措施,必要时可经设计调整桩间距。常见质量问题分析与处理3.接桩处开裂接桩处开裂上下两节桩在接桩处出现开裂现象。 (1)原因分析 一是上下两节桩不在同一条直线上,使压桩过程中接桩处焊缝局部
21、产生过大集中应力而开裂。 二是采用焊接连接时,连接处端板表面未清理干净,桩端不平整。三是未严格进行分层施焊、焊缝不 连续、不饱满及焊缝中夹有焊渣等杂物,焊接结束后停歇时间较短或焊缝遇地下水出现脆裂。 (2)防治措施 在管桩接桩前应先复核上下两节桩的桩心错位是否在允许偏差值之内,一般宜设置接桩临时 导向箍,使上下两节桩保持顺直。焊接前应检查焊条和焊接设备适用完好,并利用钢刷将两节桩 的端板表面清刷干净。焊接时宜先在坡口圆周上对称点焊46点,待上下节桩固定后拆除临时 导向箍,再分层均匀施焊,施焊时宜由两个持证上岗的焊工对称进行。焊接完毕后焊缝应自然冷 却,严禁用水冷却和焊完即沉桩。 4.桩身断裂桩
22、身断裂在沉桩过程中,桩身突然发生较大倾斜而断裂。 (1)原因分析 一是地面突然发生较大的不均匀沉降,桩机和桩身严重倾斜,使桩身受到不能承受的弯矩而 折断;二是桩身混凝土存在质量问题,使桩身局部强度不够,沉桩过程中混凝土发生破碎;三是桩 的运输、堆放、起吊方法不当,也会产生裂纹或断裂。 (2)防治措施 在初沉桩过程中,如发现桩不垂直应及时纠正,接桩时,要保证上下两节桩的顺直,且压桩的 下沉速度不宜太快。同时要对进场的管桩进行严格的质量检查,桩在运输、堆放、起吊过程中应严 格按照设计说明中的要求和操作规程执行。当施工中出现桩身断裂,应会同设计人员共同研究处 理办法,根据断裂部位可采取加固措施,不能
23、加固的应采取补桩的方法。常见质量问题分析与处理5.桩身倾斜桩身倾斜桩身垂直度超过允许偏差值。(1)原因分析 一是场地不平、有较大坡度,桩机本身倾斜,首节桩初压至桩身基本稳定时才能及时校正垂直 度,稳桩时桩不垂直,送桩器、桩帽及桩不在同一条直线上,则桩在压入过程中就会逐渐产生较大 倾斜;二是基坑土方开挖不当,桩身侧向受力不平衡引起大面积群桩倾斜,特别是表层软土土层厚 度大,每次开挖的厚度超过规定,桩身倾斜的可能性更大。 (2)防治措施 场地应平整,发现局部平整度差、土质松软时,应在桩机行走路线上加设垫木或其他材料,使 桩机底座保持水平。对基坑土方开挖不当引起倾斜的桩,应组织有关单位进行调查分析,
24、采取桩 基联合承台的加固措施或补桩的方法。施工中应严禁边沉桩边开挖,土方开挖应分层分段均匀对 称进行,对于软土土层,桩周土体高差不得大于1.0m,并注意保持基坑围护结构或边坡土体的 稳定。 6.挤土效应挤土效应(1)原因分析 在城市密集区进行静压管桩施工时,沉桩过程中的挤土效应容易对周围建(构)筑物、地下管 线等造成影响和破坏,其影响范围为桩长的1.21.5倍。 (2)防治措施 在可能被破坏的建(构)筑物一侧设置防挤沟,一般采用深1.52.0m、上宽2.0m、下宽1.0m 的梯形沟,其作用是减少压桩时引起表层土体的水平位移,降低土体内超静孔隙水压力,使挤压压力 迅速消散,防止建(构)筑物隆起、地下管线位移或受土挤压而破坏等。并合理安排沉桩顺序,在一般 情况下,应从中间开始沉桩,对于沉桩可能发生挤土而对周边建(构)筑物、地下管线等造成影响时, 应从该侧开始沉桩,同时应控制沉桩速度,压桩下沉速度宜控制在1.0m/min左右。谢谢观看