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(2)打樁前的準(zhǔn)備工作
打樁前,應(yīng)認(rèn)真處理地上、地下(地下管線、舊有基礎(chǔ)、樹木等)障礙物,打樁機(jī)進(jìn)場(chǎng)及移動(dòng)范圍內(nèi)的場(chǎng)地應(yīng)平整壓實(shí),以使地面有一定的承載力,并保證樁機(jī)的垂直度。在打樁前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙確定樁基軸線,并將樁的準(zhǔn)確位置測(cè)設(shè)到地上
(3)確定打樁順序
打樁順序是否合理,直接影響打樁進(jìn)度和施工質(zhì)量。確定打樁順序時(shí)要綜合考慮到樁的密集程度、基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)標(biāo)高、現(xiàn)場(chǎng)地形條件、土質(zhì)情況等。
一般當(dāng)基坑不大時(shí),打樁應(yīng)從中間開始分頭向兩邊或周邊進(jìn)行;當(dāng)基坑較大時(shí),應(yīng)將基坑分為數(shù)段,而后在各段范圍內(nèi)分別進(jìn)行。打樁應(yīng)避免自外向內(nèi),或從周邊向中間進(jìn)行
當(dāng)樁基的設(shè)計(jì)標(biāo)高不同時(shí),打樁順序宜先深后淺;當(dāng)樁的規(guī)格不同時(shí),打樁順序宜先大后小、先長(zhǎng)后短。
(4)打樁施工
樁機(jī)就位時(shí)樁架應(yīng)垂直平穩(wěn),導(dǎo)桿中心線與打樁方向一致,先將樁錘和樁帽吊起,錘底高度應(yīng)高于樁頂,并固定在樁架上,以便進(jìn)行吊樁。樁就位后,在樁頂放上彈性墊層如粗草紙、草繩或廢麻袋等,放下樁帽套入樁頂,樁帽上放好墊木。降下樁錘輕輕壓住樁帽。在樁的自重和錘重作用之下,樁向土中沉入一定深度而達(dá)到穩(wěn)定的位置,再校正一次樁的垂直度,即可開始打樁。打樁工程是一項(xiàng)隱蔽工程,為了確保工程質(zhì)量,必須在打樁過(guò)程中做好記錄。
(5)樁及樁頭處理
空心管樁,在打完樁后,樁尖以上1~1.5m范圍內(nèi)的空心部分應(yīng)立即用細(xì)石混凝土填實(shí),其余部分可用細(xì)砂填實(shí)。各種預(yù)制樁,打樁完畢后,為使樁頂符合設(shè)計(jì)高程,應(yīng)將樁頭或無(wú)法打入的樁身截去。
3.靜力壓樁
打入樁噪聲大、振動(dòng)大,在城市施工會(huì)帶來(lái)公害。因此,當(dāng)條件具備時(shí),在軟土地基上,可利用靜壓力將預(yù)制樁壓入土中。近年來(lái),在我國(guó)沿海軟土地基上較為廣泛地采用。
靜力壓樁是利用壓樁架的自重及附屬設(shè)備(卷?yè)P(yáng)機(jī)及配重等)的重量,通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)的牽引,由鋼絲繩滑輪及壓梁將整個(gè)壓樁架的重量傳至樁頂,將樁逐節(jié)壓入土中。預(yù)制樁一般情況下都采取分段壓入、逐段接長(zhǎng)的方法。接樁可用焊接法或漿錨法等。
4.振動(dòng)沉樁
振動(dòng)沉樁的原理是,借助固定于樁頭上的振動(dòng)箱所產(chǎn)生的振動(dòng)力,以減小樁與土壤顆粒之間的摩擦力,使樁在自重與機(jī)械力的作用下沉入土中。振動(dòng)沉樁主要適用于砂土、砂質(zhì)粘土、亞粘土層,在含水砂層中的效果更為顯著。但在砂礫層中采用此法時(shí),尚需配以水沖法。振動(dòng)沉樁法的優(yōu)點(diǎn)是:設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單,使用方便,效能高,所消耗的動(dòng)力少,附屬機(jī)具設(shè)備亦少。其缺點(diǎn)是適用范圍較窄,不宜用于粘性土以及土層中夾有孤石的情況。
(二)灌注樁施工
灌注樁與預(yù)制樁相比,可節(jié)省鋼材、木材和水泥,且施工工藝簡(jiǎn)單、成本低;同時(shí)可制成不同長(zhǎng)度的樁以適應(yīng)持力層的起伏變化;可消除打樁對(duì)臨近建筑物的有害影響。其缺點(diǎn)是操作要求較高,稍有疏忽,容易發(fā)生縮頸、斷裂等質(zhì)量事故,技術(shù)間隔時(shí)間較長(zhǎng),不能立即承受荷載,冬季施工困難較多。
1.鉆孔灌注樁
鉆孔灌注樁是使用鉆孔機(jī)械鉆孔,然后在孔內(nèi)安放鋼筋籠,澆筑混凝土成樁。這是一種現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)化的基礎(chǔ)工程施工方法。所需機(jī)械設(shè)備有螺旋鉆孔機(jī)、鉆擴(kuò)機(jī)或潛水鉆孔機(jī),其施工工藝如下:
(1)螺旋鉆孔灌注樁。不論履帶式鉆孔機(jī)還是汽車式鉆孔機(jī),都要求場(chǎng)地碾壓平整,否則鉆孔垂直度和鉆孔深度不易控制,鉆孔機(jī)行車不安全,雨季施工可能會(huì)造成場(chǎng)地高低軟硬不均,引起事故。
鉆機(jī)就位后,用吊線、水平尺等檢查導(dǎo)桿,校正位置,使鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心。鉆孔時(shí)放下鉆機(jī),使鉆桿向下移動(dòng)至鉆頭觸及土面時(shí),才開動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋動(dòng)鉆桿,邊鉆進(jìn)邊出土。當(dāng)鉆到預(yù)定深度后,必須在原深處進(jìn)行空轉(zhuǎn)清土,然后停轉(zhuǎn)提起鉆桿。樁孔鉆成清孔后,應(yīng)盡快吊放鋼筋籠。灌注混凝土?xí)r應(yīng)分層進(jìn)行。
(2)大直徑鉆孔擴(kuò)底樁。大直徑鉆孔灌注樁一般是指樁身直徑大于70cm,用機(jī)械或人工成孔,在孔內(nèi)灌注混凝土而成的樁。如果樁底部再進(jìn)行擴(kuò)大,則稱大直徑鉆孔擴(kuò)底灌注樁。大直徑鉆孔擴(kuò)底灌注樁施工工藝如下:
場(chǎng)地平整——放樁位線——鉆孔機(jī)就位——機(jī)械鉆直孔——人工清直孔及擴(kuò)孔——擴(kuò)孔清底——檢查——放鋼筋籠——灌注混凝土。
2.沖擊振動(dòng)灌注樁
沖擊振動(dòng)灌注樁是用落錘或蒸汽錘將樁管(鋼管)打入土中成孔,然后放入鋼筋骨架,灌注混凝土,拔出樁管而成樁。
施工開始時(shí),將樁管對(duì)準(zhǔn)預(yù)先埋設(shè)在樁位上的預(yù)制鋼筋混凝土樁靴上,校正樁管的垂直度后,即可用錘打擊樁管。當(dāng)樁管打至要求的貫入度或標(biāo)高后,檢查管內(nèi)有無(wú)泥漿或水進(jìn)入,即可灌注混凝土。待混凝土灌滿樁管后,開始拔管,拔管時(shí)要使速度均勻,同時(shí)使管內(nèi)混凝土保持略高于地面,這樣一直到樁管全部拔出地面為止。
上面所述工藝過(guò)程,屬于單打灌注樁的施工。為了提高樁的質(zhì)量和承載力,還可以采用復(fù)打施工。復(fù)打是在第一次打完并將混凝土灌注到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高、拔出樁管后,清除管外壁上的污泥和樁孔周圍地面上的浮土,在原樁位上第二次安放樁靴作第二次沉管,使未凝固的混凝土向四周擠壓擴(kuò)大樁徑,然后再第二次灌注混凝土。樁管在第二次打入時(shí),應(yīng)與第一次的軸線重合,并必須在第一次灌注的混凝土初凝之前,完成擴(kuò)樁、灌注第二次混凝土的工作。
3.振動(dòng)灌注樁
振動(dòng)灌注樁的機(jī)械設(shè)備與沖擊振動(dòng)灌注樁基本相同,不同的是以激振器代替樁錘。樁管下端裝有活瓣樁尖,樁管上部與振動(dòng)樁錘剛性連接。
施工時(shí),將樁管下端活瓣合攏,利用振動(dòng)機(jī)及樁管自重,把樁尖壓入土中。當(dāng)樁管沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,停止振動(dòng),將混凝土灌入樁管內(nèi),混凝土一般可灌滿樁管或略高于地面?;炷翝补嗤戤?,再次開動(dòng)沉樁機(jī)和卷?yè)P(yáng)機(jī)拔出樁管,邊振邊拔,樁管內(nèi)的混凝土被振實(shí)而留在土中成樁。
拔管方法根據(jù)承載力的不同要求,可分別采用單振法、復(fù)振法和反插法。
(1)單振法,即一次拔管法。拔管速度為0.8~1.2m/min。單振法施工速度快,混凝土用量較小,但樁的承載力較低。
(2)復(fù)振法。采用單振法施工完成后,再把活瓣閉合起來(lái),在原樁孔混凝土上第二次沉下樁管,將未凝固的混凝土向四周擠壓,然后進(jìn)行第二次灌注混凝土和振動(dòng)拔管,復(fù)振法能使樁徑增大,提高樁的承載能力。
(3)反插法。拔管時(shí),每拔出0.5m,再把管下沉0.2m,如此反復(fù)進(jìn)行,并始終保持振動(dòng),直至樁管全部拔出地面。在淤泥層中為消除瓶頸宜用此法,但堅(jiān)硬土層中易損壞樁尖,不宜采用。
振動(dòng)灌注樁的承載力比同樣條件的鉆孔灌注樁高50%~80%。單振法的樁截面比沉入的鋼管擴(kuò)大30%,復(fù)振法擴(kuò)大80%,反插法擴(kuò)大50%左右
(2)打樁前的準(zhǔn)備工作
打樁前,應(yīng)認(rèn)真處理地上、地下(地下管線、舊有基礎(chǔ)、樹木等)障礙物,打樁機(jī)進(jìn)場(chǎng)及移動(dòng)范圍內(nèi)的場(chǎng)地應(yīng)平整壓實(shí),以使地面有一定的承載力,并保證樁機(jī)的垂直度。在打樁前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙確定樁基軸線,并將樁的準(zhǔn)確位置測(cè)設(shè)到地上
(3)確定打樁順序
打樁順序是否合理,直接影響打樁進(jìn)度和施工質(zhì)量。確定打樁順序時(shí)要綜合考慮到樁的密集程度、基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)標(biāo)高、現(xiàn)場(chǎng)地形條件、土質(zhì)情況等。
一般當(dāng)基坑不大時(shí),打樁應(yīng)從中間開始分頭向兩邊或周邊進(jìn)行;當(dāng)基坑較大時(shí),應(yīng)將基坑分為數(shù)段,而后在各段范圍內(nèi)分別進(jìn)行。打樁應(yīng)避免自外向內(nèi),或從周邊向中間進(jìn)行
當(dāng)樁基的設(shè)計(jì)標(biāo)高不同時(shí),打樁順序宜先深后淺;當(dāng)樁的規(guī)格不同時(shí),打樁順序宜先大后小、先長(zhǎng)后短。
(4)打樁施工
樁機(jī)就位時(shí)樁架應(yīng)垂直平穩(wěn),導(dǎo)桿中心線與打樁方向一致,先將樁錘和樁帽吊起,錘底高度應(yīng)高于樁頂,并固定在樁架上,以便進(jìn)行吊樁。樁就位后,在樁頂放上彈性墊層如粗草紙、草繩或廢麻袋等,放下樁帽套入樁頂,樁帽上放好墊木。降下樁錘輕輕壓住樁帽。在樁的自重和錘重作用之下,樁向土中沉入一定深度而達(dá)到穩(wěn)定的位置,再校正一次樁的垂直度,即可開始打樁。打樁工程是一項(xiàng)隱蔽工程,為了確保工程質(zhì)量,必須在打樁過(guò)程中做好記錄。
(5)樁及樁頭處理
空心管樁,在打完樁后,樁尖以上1~1.5m范圍內(nèi)的空心部分應(yīng)立即用細(xì)石混凝土填實(shí),其余部分可用細(xì)砂填實(shí)。各種預(yù)制樁,打樁完畢后,為使樁頂符合設(shè)計(jì)高程,應(yīng)將樁頭或無(wú)法打入的樁身截去。
3.靜力壓樁
打入樁噪聲大、振動(dòng)大,在城市施工會(huì)帶來(lái)公害。因此,當(dāng)條件具備時(shí),在軟土地基上,可利用靜壓力將預(yù)制樁壓入土中。近年來(lái),在我國(guó)沿海軟土地基上較為廣泛地采用。
靜力壓樁是利用壓樁架的自重及附屬設(shè)備(卷?yè)P(yáng)機(jī)及配重等)的重量,通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)的牽引,由鋼絲繩滑輪及壓梁將整個(gè)壓樁架的重量傳至樁頂,將樁逐節(jié)壓入土中。預(yù)制樁一般情況下都采取分段壓入、逐段接長(zhǎng)的方法。接樁可用焊接法或漿錨法等。
4.振動(dòng)沉樁
振動(dòng)沉樁的原理是,借助固定于樁頭上的振動(dòng)箱所產(chǎn)生的振動(dòng)力,以減小樁與土壤顆粒之間的摩擦力,使樁在自重與機(jī)械力的作用下沉入土中。振動(dòng)沉樁主要適用于砂土、砂質(zhì)粘土、亞粘土層,在含水砂層中的效果更為顯著。但在砂礫層中采用此法時(shí),尚需配以水沖法。振動(dòng)沉樁法的優(yōu)點(diǎn)是:設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單,使用方便,效能高,所消耗的動(dòng)力少,附屬機(jī)具設(shè)備亦少。其缺點(diǎn)是適用范圍較窄,不宜用于粘性土以及土層中夾有孤石的情況。
(二)灌注樁施工
灌注樁與預(yù)制樁相比,可節(jié)省鋼材、木材和水泥,且施工工藝簡(jiǎn)單、成本低;同時(shí)可制成不同長(zhǎng)度的樁以適應(yīng)持力層的起伏變化;可消除打樁對(duì)臨近建筑物的有害影響。其缺點(diǎn)是操作要求較高,稍有疏忽,容易發(fā)生縮頸、斷裂等質(zhì)量事故,技術(shù)間隔時(shí)間較長(zhǎng),不能立即承受荷載,冬季施工困難較多。
1.鉆孔灌注樁
鉆孔灌注樁是使用鉆孔機(jī)械鉆孔,然后在孔內(nèi)安放鋼筋籠,澆筑混凝土成樁。這是一種現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)化的基礎(chǔ)工程施工方法。所需機(jī)械設(shè)備有螺旋鉆孔機(jī)、鉆擴(kuò)機(jī)或潛水鉆孔機(jī),其施工工藝如下:
(1)螺旋鉆孔灌注樁。不論履帶式鉆孔機(jī)還是汽車式鉆孔機(jī),都要求場(chǎng)地碾壓平整,否則鉆孔垂直度和鉆孔深度不易控制,鉆孔機(jī)行車不安全,雨季施工可能會(huì)造成場(chǎng)地高低軟硬不均,引起事故。
鉆機(jī)就位后,用吊線、水平尺等檢查導(dǎo)桿,校正位置,使鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心。鉆孔時(shí)放下鉆機(jī),使鉆桿向下移動(dòng)至鉆頭觸及土面時(shí),才開動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋動(dòng)鉆桿,邊鉆進(jìn)邊出土。當(dāng)鉆到預(yù)定深度后,必須在原深處進(jìn)行空轉(zhuǎn)清土,然后停轉(zhuǎn)提起鉆桿。樁孔鉆成清孔后,應(yīng)盡快吊放鋼筋籠。灌注混凝土?xí)r應(yīng)分層進(jìn)行。
(2)大直徑鉆孔擴(kuò)底樁。大直徑鉆孔灌注樁一般是指樁身直徑大于70cm,用機(jī)械或人工成孔,在孔內(nèi)灌注混凝土而成的樁。如果樁底部再進(jìn)行擴(kuò)大,則稱大直徑鉆孔擴(kuò)底灌注樁。大直徑鉆孔擴(kuò)底灌注樁施工工藝如下:
場(chǎng)地平整——放樁位線——鉆孔機(jī)就位——機(jī)械鉆直孔——人工清直孔及擴(kuò)孔——擴(kuò)孔清底——檢查——放鋼筋籠——灌注混凝土。
2.沖擊振動(dòng)灌注樁
沖擊振動(dòng)灌注樁是用落錘或蒸汽錘將樁管(鋼管)打入土中成孔,然后放入鋼筋骨架,灌注混凝土,拔出樁管而成樁。
施工開始時(shí),將樁管對(duì)準(zhǔn)預(yù)先埋設(shè)在樁位上的預(yù)制鋼筋混凝土樁靴上,校正樁管的垂直度后,即可用錘打擊樁管。當(dāng)樁管打至要求的貫入度或標(biāo)高后,檢查管內(nèi)有無(wú)泥漿或水進(jìn)入,即可灌注混凝土。待混凝土灌滿樁管后,開始拔管,拔管時(shí)要使速度均勻,同時(shí)使管內(nèi)混凝土保持略高于地面,這樣一直到樁管全部拔出地面為止。
上面所述工藝過(guò)程,屬于單打灌注樁的施工。為了提高樁的質(zhì)量和承載力,還可以采用復(fù)打施工。復(fù)打是在第一次打完并將混凝土灌注到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高、拔出樁管后,清除管外壁上的污泥和樁孔周圍地面上的浮土,在原樁位上第二次安放樁靴作第二次沉管,使未凝固的混凝土向四周擠壓擴(kuò)大樁徑,然后再第二次灌注混凝土。樁管在第二次打入時(shí),應(yīng)與第一次的軸線重合,并必須在第一次灌注的混凝土初凝之前,完成擴(kuò)樁、灌注第二次混凝土的工作。
3.振動(dòng)灌注樁
振動(dòng)灌注樁的機(jī)械設(shè)備與沖擊振動(dòng)灌注樁基本相同,不同的是以激振器代替樁錘。樁管下端裝有活瓣樁尖,樁管上部與振動(dòng)樁錘剛性連接。
施工時(shí),將樁管下端活瓣合攏,利用振動(dòng)機(jī)及樁管自重,把樁尖壓入土中。當(dāng)樁管沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,停止振動(dòng),將混凝土灌入樁管內(nèi),混凝土一般可灌滿樁管或略高于地面?;炷翝补嗤戤?,再次開動(dòng)沉樁機(jī)和卷?yè)P(yáng)機(jī)拔出樁管,邊振邊拔,樁管內(nèi)的混凝土被振實(shí)而留在土中成樁。
拔管方法根據(jù)承載力的不同要求,可分別采用單振法、復(fù)振法和反插法。
(1)單振法,即一次拔管法。拔管速度為0.8~1.2m/min。單振法施工速度快,混凝土用量較小,但樁的承載力較低。
(2)復(fù)振法。采用單振法施工完成后,再把活瓣閉合起來(lái),在原樁孔混凝土上第二次沉下樁管,將未凝固的混凝土向四周擠壓,然后進(jìn)行第二次灌注混凝土和振動(dòng)拔管,復(fù)振法能使樁徑增大,提高樁的承載能力。
(3)反插法。拔管時(shí),每拔出0.5m,再把管下沉0.2m,如此反復(fù)進(jìn)行,并始終保持振動(dòng),直至樁管全部拔出地面。在淤泥層中為消除瓶頸宜用此法,但堅(jiān)硬土層中易損壞樁尖,不宜采用。
振動(dòng)灌注樁的承載力比同樣條件的鉆孔灌注樁高50%~80%。單振法的樁截面比沉入的鋼管擴(kuò)大30%,復(fù)振法擴(kuò)大80%,反插法擴(kuò)大50%左右