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岩土研究院

锤击沉管灌注桩的施工

353 2022-06-13 10:49:35

锤击沉管灌注桩是利用桩锤的锤击作用,将带活瓣桩尖或钢筋混凝土预制桩尖的钢管锤击沉入土中,然后边灌注混凝土边用卷扬机拔出桩管成桩。


1.施工机械设备 锤击法沉管的主要设备是一般锤击打桩机,主要由桩架、桩锤、卷扬机、桩管等组成,配套机具有上料斗、1t 机动翻斗车、混凝土搅拌机等。


(1)锤击沉管打桩机(见图3-16)


常用锤击沉管打桩机技术性能指标见表 3-10。施工时应根据具体场地、土质、桩身需要选用。


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(2)桩锤 锤击沉管打桩机的桩锤一般采用电动落锤、柴油锤和蒸汽锤三.种,其中柴油锤应用较广,不同型号的柴油锤,其冲士部分的重量不同,适用于不同类型的锤击沉管打桩机,应根据具体工程情况选用。


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(3)桩管与桩尖 桩管一般选用无缝钢管,钢管直径一般为 273~600mm。桩管与桩尖接触部分宜用环形钢板加厚,加厚部分的最大外径应比桩尖外径小10~20mm。桩管外表面应焊有 表示长度的数字,以便在施工中观测入土深度。


桩尖可采用活瓣桩尖、混凝上预制桩尖和封口桩尖等,见图3-17。


一般情况不宜选用活瓣桩尖,如果采用时,则活瓣桩尖应有足够的刚度 和强度,且活瓣之间应贴合紧密,不得有较大缝隙。桩尖合拢后,其尖端应在桩管中轴线上,活瓣应张合灵活,否则易产生质量问题。


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采用钢筋混凝土预制桩尖时,其混凝土要有足够强度,其标号一般不应低于300号。桩管下端与桥尖接触处,应垫置缓冲材料,以防钢管将桩尖打碎而产生质量缺陷。

桩尖入土如有损坏,应及时将桩管拔出,用土或砂填实,另换新桩尖重新打入;如采用活瓣桩尖,在沉管过程中,为防止水或泥浆进入桩管,应事先在桩管中灌入一部分混凝土方可沉管。


2.施工程序锤击沉管灌注桩的施工应根据土质情况和荷载要求,分别选用单打法、复打法、反插法。当采用单打法工艺时,预制桩尖直径、桩管外径和成桩直径的配套选用见表3-11。


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锤击沉管灌注桩的施工过程可综合为∶安放桩靴→桩机就位→校正垂直度→锤击沉管至要求的贯入度或标高→测量孔深并检查桩靴是否 卡住桩管→下钢筋笼→灌注混凝土→边锤击边拔出钢管。工艺过程见图3-18。


3.施工要点

(1)安放桩尖 混凝土预制桩尖或钢桩尖的加工质量和埋设位置应与设计相符,桩管与桩尖的接触应有良好的密封性。


(2)桩机就位 将桩管对准预先埋设在桩位上的预制桩尖或将桩管对准桩位中心,将桩尖活瓣合拢,再放松卷扬机钢丝绳,利用桩机及桩本身自重,把桩尖竖直地压入土中。在钢管与预制桩尖接口处应垫有稻草绳或麻绳,以作缓冲层。


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(3)锤击沉管 首先应检查桩管与桩锤、桩架等是否在同一垂线上,如桩管垂直度偏差不大于0.5%时,即可用桩锤轻击,观察偏移在允许范围内,方可正常施打,直至符合设计深度要求。群桩基础和桩中心距小于4倍桩径或小于2m 的桩基,应提出保证邻桩桩身质量的措施,选择合适的打桩题序,一般采用跳打法,中间空出的桩,应在邻桩混凝土强度达到设计强度的 50%后方可施打,以防桩管挤土而使新浇的邻桩断桩。如沉管过程中桩尖损坏,应及时拔出桩管,用土和砂填实后另安桩尖重新沉管。


沉管全过程必须有专职记录员作好施工记录;每根桩的施工记录均应包括每米沉桩的锤击数和最后一米的锤击数;必须准确测量最后三阵, 每阵 10击的贯入度及落锤高度。

测量沉管的贯入度应在下列条件下进行∶桩尖未破坏。锤击无偏心,落距符合规定,桩帽和弹性垫层正常。


(4)灌注混凝土 沉管至设计标高后,应立即灌注混凝士,尽量减少时问间隔;灌注混凝土之前,必须检查桩管内有无吞桩尖或进泥进水,然后再用吊斗将混凝七土通过漏斗灌入桩内。当桩身配钢筋笼时,第一次混凝土应先灌至笼底标高,然后放置钢筋笼,再灌混凝土至桩顶标高、桩身混凝土的充盈系数不得小于1.0;对充盈系数小于1.0的桩,宜全长复打;对可能有断桩和缩颈桩,应采用局部复打。成桩后的桩身混凝土顶面标高应不低于设计标高500rnm。


(5)拔管 当混凝土灌满桩管后,便可开始拔管,一边拔管,一边锤击,拔管的速度要均匀,对一般土层以 1m/min为宜,在软弱上层和软硬土层交接处宜控制在 0.3~0.8m/min。采用倒打拔管的打击次数,单动汽锤不得少于 50次/min,自由落锤轻击(小落距锤击)不得少于40次/min,在桩管底未拔至桩顶设计标高之前,倒打和轻击不得中断,在拔管过程中应向桩管内继续灌入混凝土,以保证灌注质量。前一次拔管高度应控制在能容纳第二次所需灌入的混凝土量为限,不宜拔得太高。在拔管过程中应有专用测锤或浮标检查混凝土面的下降情况。

(6)复打法 当单打施工的桩身允盈系数达不到规定值时,或对有可能产生断桩和缩颈桩时,可采用复打法施工。


复打法是在单打法施工∶完毕后,拔出桩管,及时清除粘附在管壁和散落在地面上的泥土,在原位上第二次安放桩靴,以后的施工∶过程与单打法相同。全长复打桩的入土深度宜接近原桩长.局部复打应超过断桩或缩颈区 1m 以上。


采用全长复打时,第一次灌注混凝土应达到自然地面;前后两次沉管的轴线应重合;复打施工必须在第一次灌注的混凝土初凝之前完成;第二次桩身混凝土不得少灌。

当桩身配有钢筋时,混凝土的坍落度宜采用 80 ~100mm;素混凝土桩宜采用60~80mm。


4.锤击沉管灌注桩的施工.特点及应用范围 锤击沉管灌注桩的施工特点是∶

(1)可用小桩管打较大截面桩,承载力大;

(2)可避免坍孔、缩颈、断桩、位移等缺陷;

(3)可采用普通锤击打桩基机工,设备简单,操作方便,沉桩速度快。


适用于粘性土、淤泥、淤泥质土、稍密的砂上及杂填土层中使用;不宜用于标准贯人击数大于12的砂土及击数大于15的粘性土及碎石土;在厚度较大、含水量和灵敏度高的淤泥土等土层中使用时。必须采取质量措施,并经工艺试验成功后才可使用;当地基中存在承压水层时,应谨慎使用。