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岩土研究院

钢管桩施工机械的选择

579 2022-06-14 15:04:47

1.桩锤的选用桩锤是钢管桩施工的主要设备之一,选择合适的桩锤是保证钢管桩顺利沉入土中的关键,应根据工程地貌、地质、土质情况认真选用。选择桩锤时应注意考虑以下原则∶


(1)桩锤的冲击能量应满足将桩打至设计深度的要求。

(2)为防止反复锤击使桩顶疲劳损坏,应注意单桩的总锤击次数不宜过多,一般控制在3000击以内。

(3)锤击应力不应大于钢管桩材料的屈服强度,应控制在屈服强度的80%~85%左右,

(4)桩的最后贯入度要制定的合适,不能太小,否则易损坏桩锤。

(5)选用柴油锤在软土地区打桩时、起始阶段土体阻力较小,柴油锤向上弹起距离太小,汽缸再次降落时不能保证将燃料室中气体压缩至发火程度,需多次吊挂桩锤,直至连续自跳为止、囚此桩锤不宜选的过大而造成经济上的不合理。


目前常用的桩锤为柴油锤,主要是因为它的锤击能量较大,需要的辅助设备不多,关于紫油锤的工作原理及特点,我们在第一章已经介绍过,这里就不再赘述。另外,目前在我国东南沿海发达城市还使用了液压锤,与柴油锤相比,它的使用更为方便,无油雾等环境影响,且打桩的能量、效率要高得多,当前正在逐步扩大使用。钢管桩施工所用桩锤可按表 4.4 选用。


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2.桩架 桩架的主要作用是在沉桩过程中保持桩的正确位置、方向,同时用于起吊桩锤、吊桩、插桩、行步移位。桩架选择适当与否,直接影响着打桩质量和施工速度。

桩架的选择应根据工.程地貌、地质、配套桩锤的型号、外形尺寸、重量,桩的材质、规格、入土深度、工程量大小、工期长短而定,日前通常用的打钢管桩的桩架为履带式打桩架,其中以三点支撑桅杆式或履带打桩架应用较为普遍,它 主要由导杆、起重系统、行步机构、动力系统以及调整导杆垂直度及架子平整度的控制机构构成。


这类打桩机机动性好, 可悬挂各种类型的柴油锤,整机稳定可靠,操作安全,能作各角度的微调,打桩精度较高。其缺点是自重较大,接地压力高,对场地承载力要求较高,地面需平·整砾压密实,并铺填厚度 10~30cm 碎石,必要时还应铺设钢板。


除此之外,也可自制桩架,也称步履打桩架,其造价较履带式桩架低,也能满足施工需要,但移动较困难,因有大小船各两只,接地压力较小。


另外,需要注意的是单节桩长度、桩锤长度与导杆长度的关系(如图 4-6所示),各类桩锤与导杆长度及相应的钢桩允许长度见表4-5。


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3.其他辅助机具

(1)桩帽 桩帽置于钢管桩的顶部,由铸钢或普通钢板制成、如图4-7所示。其主要作用是控制钢管沉人的方向,使锤击力能均匀分布于桩顶,不致在沉桩过程中将桩顶击坏。桩帽顶部也可放人减振硬木以缓冲锤击力直接作用于桩帽,有利于延长桩锤和桩帽的使用寿命。


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(2)送桩管

以钢管桩作为基础的建筑物,往往设计有地下室,桩顶埋置较深,施工中如果先打桩后进行基坑开挖,要将桩顶打全地面下的设计深度,就必须采用送桩管。送桩管应能将机锤的冲击力有效、均匀地传送到桩顶;当桩顶入土后,其阻力不能太大,拔出送桩时要操作方便;而且送桩管应坚固,便于重复使用。其构造见图48。


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(3)焊接设备及材料 钢管桩施工时,桩段间连接均采用电焊。普通焊机与低碳钢烟条虽然也能满足施工要求。但焊接速度较慢,焊接质量不理想。因此对一些重点工程、大型工程其质量要求很高时,往往采用半自动焊丝焊机,它的焊接效率高,焊接变形小,操作方便,可全位焊接,焊接后的接头强度高于


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母材。它主要由焊机、焊丝传送控制装置和焊枪三部分组成。


(4)钢管桩内切割机 前面我们已经提到,如果桩顶埋置较深时,需要用送桩将桩顶打至地表以下,但由于送桩与桩管的非整体性,会使桩锤落下时的冲击能量受--定的损耗,当桩尖持力层较硬,桩的贯入度很小时,这种现象更为严重。如果不采用送桩,而是将原桩接K,使桩锤直接冲击于桩顶,这样就可以避免冲击能量的损失,打桩效率会有较大提高。但这样做,将增加钢管用量,而且土方开挖时,钢管桩露出地面,插在基坑内,会严重影响土方机械化施工,不利于土方开挖。因此就需要用钢管桩内切割机在土方开挖前,在桩管内部将暴露在地面上的钢管桩割去拔除,割去部分在端部稍作处理,接长后仍可用于工. 程中。常用切割设备有等离子体切桩机、手把式氧乙炔切割机、半自动氧乙炔切割机、悬吊式全回转氧乙炔自动切割机等。其中以前两种应用最为广泛。


内切割完成后,将切割下米的钢管桩拔出有下列三种方法∶一是在桩顶下对称开孔,穿卸甲及钢丝绳,然后用吊机将钢管桩头拔出;二是用振动锤夹住钢管桩头,依靠振动将桩头拔出;三是利用内胀式拔管器,如图 4-9所示,上提锥形铁砣,使两侧半圆形齿块卡住钢管内壁拔出。


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