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岩土研究院

锤击碎石桩(内击沉管法和锤击心管碎石桩)

359 2022-03-09 09:22:29

锤击碎石桩和锤击心管碎石桩的适用条件和设计计算可参照7.2.1 和7.2.2的有关内容。下面介绍锤击碎石桩的施工及质量控制的有关内容。

锤击碎石桩又称为于冲碎石桩,是指采用重锤内击沉管和分层填料击实工艺制作的碎石桩,这种桩还称为"弗兰克桩"。不同之处在于弗兰克桩用的是混凝土,而内击沉管法用的是碎石。该施工工艺是由中南勘察设计院和武汉地质勘察基础工程公司率先开发研制的,随后在一些工程中得到应用。下面介绍其实际使用的情况。

一、施工机具及设备

施工机具主要有,两个卷扬机(正、副各一)的简易打桩机架,一根直径为300~400mm 的钢管,管内有一吊锤(或称冲锤)。

1.机架。机架高 8~15m(视桩长而定).塔架式或脆杆式均可。应设有异向装景,以防导管倾斜。卷扬机的提升能力应大于吊锤和导管的重力与拔管阻力之和。般主卷扬机为25~35kN,副卷扬机为 15~25kN,宜用锥形靡擦片制动并配有快、慢两档变速装置。电动机功率应与卷扬机相配套.般为 25~40kW。底座应满足坚固性与稳定性两项要求,以防止弯曲和断裂及倾斜,并易于移位。

2.导管。用无缝钢管制作.壁厚 10~12mm,管径 300~400mm。管长7~12m(与设计的桩长相适应)。管壁上每隔 1.5m 左右,割制一梨形加料口,并配有可灵活装卸的盖板。导管下部约1.0m左右段为主要受力部位,易磨损.条件允许时,应采取局部加强措施。

3.吊锤。用圆钢车成长柱形.一般重量约1.0~2.0t,锤径应与导管内径相配套,略小于导管内径,并保持适当间隙。底面宜做成缓弧形,以适当增加侧挤力。

4.配套设备。包括机台木、滚简管、电焊机、气焊机、电缆、料车、开关以及铲等。

二、施工工艺施工工艺如图7.2.13。

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可分为以下几个步骤进行施工(如图7.2.13所示);①移机就位。将导管中心对准桩位,而后放落地面。

②投石制塞。往导管内填入一定数量的碎石(一般管内填料高度为0.6~1.2m),形成石塞。③内击沉管。用吊锤冲击管内已形成的石塞,通过碎石与导管内壁的侧摩阻力带动导管与石塞一起沉入土中,达到预定深度为止。

④击穿石塞。导管移至预定深度后,将导管拔起离孔底数十厘米,然后用吊锤将石塞碎石击出管外,并使其冲人管底土中一定深度,称为"冲锤超深"。冲锤超深一般为0.5~1.0m。

⑤分段填冲。穿塞后,再适当拔起导管,向管内填人适量的碎石,用吊锤反复冲夯将它击出管外,达到预定的击实要求时为止。然后,再次拔管→填料→冲夯,反复循环,直至成桩

⑥桩完成。桩顶标高高出基底标高一定高度叫桩面超高,一般为0.5~1,0m,开挖基坑时将其挖除,以保证桩顶质量。

三、施工中有关注意事项

1.在移机就位后,如发现地表土较硬,可先挖一小坑,将导管沉入坑内。

2.在投石制塞的过程中,石塞的最优高度应通过试打确定。如石塞过低,在沉管过程中会被击穿而导致制塞失败;若石塞过高,则会导致管壁承受过大的侧挤力而发生膨胀变形,且使下部的穿塞困难。一般石塞高度宜为0.6~1.2m。

3.在内击沉管时,开始1~2m 应低冲(落距为1~2m)以防导管歪斜,随后可改为高冲(落距为3~4m)加快沉管速度。切勿频繁低冲,将石塞中上部的碎石冲成粉末。沉管过程中,若发现石塞有击穿迹象,应及时投补碎石。

4.在击穿石塞时,要用低冲程将管内石塞击出管外。

5.穿塞后,导管拔起的高度要视土质软硬而异,土软时,少拔,一般一次拔高0.2~0.5m,向管内填的碎石量要以能从管内顺利击出为度。如击出管外的碎石未达到设计要求,应停管不动,再填加碎石继续冲夯,使其达到预定的击实度为止。

分段填冲工序是制桩的关键,其质量对桩身密实度和桩间土挤密效果有决定性影响,应根据地层的地质条件和桩长、桩径合理选择每个填冲循环的提管高度、填料数量、冲程落高和冲击次数,先打试桩选定这些施工参数,然后再进行大面积的施工,以确保制桩质量。

6.当桩的顶面达预定高程时,制桩即告完成。桩顶高程一般应高出基础底面0.5~1.0m (称为"桩面超高"),以保证基础底面处的桩体和桩间土获得足够的密实度。超高部分的桩体在基础施工时挖除,但当基础埋深较大时,桩体在满足超高要求后即可停止填料,上留一段空孔,以省工省料。

四、施工记录

施工过程中应及时填写施工记录表和施工统计平面图(分别如表7.2.5和图7.2.14)。桩的编号宜按施工顺序随打随编。不同机台打的桩可另加字母编号,以利于事后分析。碎石桩的纵断面通常呈大小不均的葫芦串形,平均直径按桩的总体积和总长度计算,并据此计算置换率。当在软硬差异地层中桩体变化甚大时,也可分层位或深度段计算平均桩径,应注意桩的体积并不等于投料体积(因石料击实后,体积会减小).一般可将投料体积乘以0.8~0.9的折减系数(或除以桩的充盈系数)作为桩的体积。

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五,施工质量标准和质量控制措施

1.制桩质量标准

(1)导管中心(桩顶中心)与桩位的偏差应小于5cm;桩位的纵向偏差应不大于桩管直径;

(2)桩身应保持连续垂直,施工过程中应控制导管垂直度偏差应小于2(1.5%);

(3)桩的深度误差应小于10cm;

(4)料车装料的允许偏差应小于其容积的5%;

(5)桩身碎石密实度应达到预定的标准。桩身碎石密实度是衡量制桩质量的主要标准,其界限值可根据地层特性和加适目标,通过试验确定。目以桩顶中心贯人的重玻(2)动力触探击数 Ng.;为度量指标,一般情况下的标准值为∶

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