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岩土研究院

特殊沉桩方法

326 2022-06-09 10:26:34

振动法沉桩


振动法沉桩是将振动锤用桩架上的卷扬机吊到就位的预制桩顶上,使桩头套入与振动箱连接的桩帽或液压夹桩器内夹紧,片动振动箱,借助于振动锤产生的激振力,使桩与土体颗粒摩阻力大大减小,桩在自重与机械力的共同作用下逐渐沉入土中。


振动法沉桩时,如遇硬上下沉过慢,可利用卷扬机采取加压下沉或将桩略提高0.6~1.0m,然后重新快速振动冲下。沉桩机械所需要的激振力要根据场地土层、土质、含水量及桩的种类、构造而综合确定,一般取100-400kN。


振动法沉桩效率较高,主要适用于钢板桩、钢管桩及长15m 以内的细长混凝土预制桩。这种沉桩方法最适用于砂土中沉桩,而在粘土中效果较差,要用较大功率的振动器。


振动法沉桩的施工程序是∶吊桩就位→检查垂直度→安桩帽,放下吊锤,使桩缓慢沉入土中一定深度→检查桩位、轴线→振动沉桩至设计深度→将桩机移至下一桩位继续沉桩。


在施工中应注意桩身、桩帽和桩锤在同一条中心线上,防止偏斜;开始时桩入土较快,贯入度很大,应随时调整激振力,使桩匀速缓慢下沉。


2.射水法沉桩(水冲法沉桩)射水法沉桩是将射水管附在桩身上,利用高压水流束将桩尖周围的土体冲松液化,减少土体对桩尖的阻力,同时形成的泥浆沿桩身表面涌出地面,减少桩身下沉时与土体的摩擦力,使桩借自重(或稍加外力)沉人土中。这种沉桩方法适用于砂土和碎石土中,比锤击法提高功效2-4倍。


射水法沉桩的设备由射水嘴、射水管、连接软管及高压水泵构成。其中射水嘴主要是将水泵送来的高压水流经过缩小直径而增加流速和压力。当采用桩外射水时,应在桩两侧或四侧各安 一根射水管,使彼此对称,保证沉桩的垂直度,当下沉空心管桩时,射水管应设在桩的中间,使桩下沉更准确。其构造如图2-16所示。


射水法沉桩大多与锤击或振动相辅使用,视土质情况可采取先用射击水管冲桩孔,再将桩身随之插入,并将桩锤置于桩顶增加重量;或一面射水,一面锤击或振动;或射水、锤击交替进行。


沉桩时,装好射水管,使喷射嘴离地约 0.5m,待桩插正立稳后,压上桩帽、桩锤,射水沉桩,并不断上下抽动,使土壤松动、水流畅通。最初可使用较小水压,以后逐步加大,不使下沉过猛,下沉缓慢时,可开锤轻击。下沉时应使射水管末端常处于桩尖下约0.3~0.4m处。放水阀不可突然开大以免水压降低而堵塞射水嘴。


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当桩沉至距设计标高1一2m时应停止射水,拔出射水管,用锤击或振动打至设计标高,以免将桩尖处土体冲坏而影响桩的承载力。另外,桩的问距要注意控制,以免影响已打好的邻桩,一般取0.9m以上。


3.植桩法沉桩 植桩法沉桩又称制钻孔沉桩法。它是在沉桩部位按设计要求的孔深和孔径先用钻孔机钻孔,钻出土体排出地面,然后插入预制钢筋混凝土桩,用锤击或振动锤打人法,将桩打人设计持力层标高。其施工过程如图 2-17所示。


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植桩法施工的特点是∶把排挤 上桩改为低排挤土桩,大大减少土的排挤量,有效地防止土体隆起、移位以及超孔隙水压力上升,可保证邻近建筑物、地下管线、道路交通的安全,节省防护和加固费用,同时可以减少噪声。基于这些特点,植桩法沉桩主要用于;软土地区 、城市闹市密集建筑群、邻近马路、地下管线交叉繁多的部位;要求控制噪声、振动的地点;桩尺寸较大、深部土层较硬且缺乏大能量桩锤的工程。


植桩法沉桩的施工程序为∶放线定位→桩机就位→稳定钻杆、校正垂直度→钻孔排土外运→清孔→植人混凝土预制桩→型钢接桩焊接校正→锤击法沉桩至设计深度→拔送桩管→回填送桩孔。


采用植桩法沉桩时,应注意以下几方面的问题;


(1)预钻孔的孔径约比桩径(或方桩对角线)小50~100mm,深度视桩距和土的密集程度、渗透性面定,宜为桩长的1/3~1/2,施工时要随钻随打。

(2)打桩顺序应先长后短;先打外围桩,后打中间桩;对超软土应间隔钻孔施打。

(3)钻孔时要保证钻杆不停地旋转,以防卡钻。钻至设计深度后,可清孔提钻,清理地面附近积存余土,即可开始钻下一孔。钻孔后应在 1h 内植桩施打,以防塌孔。

(4)所选用桩架宜具备钻孔锤击双重性能。桩机应保持垂直平稳。

(5)对植人的预制桩,应从两个侧面校正垂直度后再锤击施打。打最后一段桩时,要在桩顶加垫衬,以防击坏桩头。

(6)沉桩时应随时检查钻孔质量、桩身垂直度、深度及贯人度,还要注意土体隆起状况及超孔隙水压力上升对周围的影响,发现问题应及时采取相应解决处理技术措施。


4、斜桩沉桩法 有些柱除受垂直荷载外,还承受水平荷载,需要将桩沉入并倾斜一个角度,通常为12°~15°(斜角指桩身纵向中心线与铅垂线的夹角)。


在施工时,如桩架本身即可打斜桩,则只需按设计要求将桩架倾斜即可;如无倾斜装置,应将桩架改装,使其倾斜一定角度,并在下部将顶升架加长。因其受力性能发生改变,因此应对桩架、顶升架及打桩机的稳定性进行复核,如不满足使用要求应进行加固。对桩帽应设置滑帽,并支撑于桩架滑杆上与桩架平行。在桩架底部增设一个活动卡桩器,以保证倾斜度正确,不致外倾。