一、混凝土预制桩的制作、起吊、运输和堆放
1、混凝土预制桩的制作
(1)现场预制混凝土方桩的制作:为了节省场地,现场预制方桩多采用间隔叠浇法制作;重叠层数取决于允许的荷载和施工条件,一般不宜超过4层;场地要平整、坚实、不得产生不均匀沉降;桩与桩之间应做好隔离层,桩与邻桩、底模间的接触面不得粘接;在浇筑时间上应错开,上层桩或邻桩必须在下层桩或邻桩的混凝土强度达到设计强度的30%后方可进行。
(2)在制作过程中应注意一下几个问题:a、截面:混凝土方桩的截面边长多为250-550mm,普通混凝土方桩截面边长不应小于200mm。预应力混凝土管桩直径一般为300-800mm,常用的多为400-600mm。b、长度:单根桩或多节桩的单节长度,应根据桩架高度、制作条件、场地、运输和装卸能力等确定。如在工厂制作,长度不宜超过12m,如在现场预制,长度不宜超过30m。预应力混凝土管桩的每节长度为8-10m。c、混凝土强度:砼预制桩的强度等级不宜低于C30。d、锤击沉桩的纵向钢筋配筋率不宜小于0.8%,压入桩不宜小于0.4%,桩的纵向钢筋直径不宜小于14mm,桩身宽度或直径大于或等于350mm时,纵向钢筋不应少于8根。桩顶一定范围内的箍筋应加密,并设置钢筋网片。
2、混凝土预制桩的起吊与运输
(1)起吊强度
当桩的混凝土强度达到设计强度的70%方可起吊;达到100%方可运输和打桩。
(2)起吊吊点
由于砼的主筋一般为均匀对称配置,因此,吊点设置应按照起吊后桩的正、负弯矩相等的原则
3、凝土预制桩的堆放
堆放桩的地面必须平整、坚实;垫木间距应与吊点位置相同;各层垫木应位于同一垂直线上;堆放层数不宜超过4层;不同规格的桩,应分别堆放。
二、预制桩的沉桩方法
预制桩的沉桩方法有锤击法、静力压桩法、振动法、水冲法等,本文主要介绍锤击法。
1.锤击法打桩设备
锤击法打桩设备由桩锤、桩架和动力装置组成。
(1)桩锤包括落锤、蒸气锤、柴油锤、液压锤、震动锤。
桩锤横向对比如下:
锤型锤击动力适应性优点缺点
落锤重力小型桩工程构造简单
使用方便效率低,桩身易损失
柴油锤燃油爆炸能量适用面广、可用于大型混凝土桩等结构简单,使用方便不需从外部供应能源过软的土中会使工作循环中断,污染大
蒸气锤蒸汽动力适用面广冲击力较大,无污染需配备锅炉设备
液压锤液压作用适合水下打桩能获得较大的贯入度构造复杂,造价高
(2)桩锤的选择
在锤击沉桩时,为防止桩受冲击力过大而损坏,宜采用“重锤轻击”的方法。如采用轻锤重击,锤击功能很大的一部分被桩身吸收,桩不易打入,且桩头容易打碎。锤击可根据土质、桩的规格等进行选择,如能进行锤击应力计算则更为科学。
(3)桩架
桩架的作用是悬吊桩锤,并为桩锤导向,且还能起吊桩并可在小范围内移动桩位。桩架的高度是选择桩架时需考虑的一个重要问题(桩架的高度=桩长+滑轮组高度+桩锤高度+桩帽高度+起锤位移高度)。
2、打桩施工
(1)打桩前的准备工作
首先,清除妨碍施工的地上和地下的障碍物;其次,平整施工场地,定位放线;再次,设置供电、供水系统;最后,安装打桩机等。
(2)打桩顺序
a、考虑挤土的影响(往哪个方向打,往哪个方向挤土):根据桩群的密集程度,可选用切合实际的打桩顺序。易从一侧向另一侧或从中间向四周打。
b、考虑后打桩对先打桩的影响:根据设计标高及桩的规格,宜先深后浅、先大后小、先长后短。
(3)打桩方法要点
a、垂直度:打入时的垂直度控制在0.5%,目的是控制最终偏差不超过1%。另外,桩、桩锤、桩帽在一个铅锤线上;
b、桩帽的保护:在桩和桩帽之间放一弹性衬垫(硬木、麻袋、草垫)。另外桩帽与桩之间应有5-10cm的间隙,以防止桩顶破环。
c、落距的控制:开始时,小落距,待稳定后在按规定落距打桩,一般最大落距不宜超过1m。另外在打桩时,如贯入度剧变或桩身有异变,应停止打桩,分析研究处理。
d、送桩器的应用:一般情况下,桩顶的标高都要低于自然地面,则需用送桩管将桩打入设计标高,桩与送桩管应在同一轴线上,拔出送桩管后,桩孔应及时回填或加盖,以防事故发生。
(4)接桩的方法
a、焊接:接桩的预埋铁件表面清洁,上、下节桩之间如有间隙应用铁片填实焊牢,焊接时焊缝应连续饱满,并采取措施减少焊接变形接桩时,上、下节桩的中心线偏差不得大于10mm。
b、法兰连接:预埋构件,用螺旋连接
c、硫磺胶泥锚接:适用于软土地区,但对承受水平荷载和抗拔力的桩不利。但是施工方便,速度比较快,大大加大了施工速度
三、打桩的质量检查要点
1、垂直度与水平偏差(桩位)
桩的最终垂直偏差应控制在1%以内;水平平面位置的偏差分一下两种情况:
(1)对于单排桩或双排桩的条形桩基,垂直于条形桩基纵轴线方向为100mm,平行于条形桩基纵轴线方向为150mm;
(2)承台桩桩数为1-3根桩基中的桩为100mm;当桩数为4-16根桩基中的桩为1/3桩径或边长;当桩数大于16根桩基中最外边的桩为1/3桩径或边长,中间桩为1/2桩径或边长。
2、打桩停锤的控制原则
桩尖进入坚硬土层的端承桩,以贯入度控制为主,桩端标高作参考;一般的摩擦型桩,应以控制桩端设计标高控制为主,贯入度作为参考。
四、打桩对周边的影响及其防治
1、对周边的影响
打桩噪音大、振动大引;沉桩时有明显的挤土影响,如起桩区及附近地区的土体隆起和水平位移,导致邻近建筑物或地下建筑物损坏,也可导致邻桩位偏移。
2、防治措施:
预钻孔取土打桩;沙井排水或塑料排水板排水;挖防振沟;采取合理打桩顺序、控制打桩速度;设置隔离板桩或地下连续墙。
五、结束语
混凝土预制桩主要适用于对噪音污染、挤土和振动影响没有严格限制的地区;穿透的中间层较弱或没有坚硬的土层,且持力层埋置深度变化不大的地区;以及大面积打桩工程和地下水位较高或水下工程。同时混凝土预制桩制作方便、桩身质量易于保证、材料强度高、耐腐蚀性强、桩的单位面积承载力较高、施工速度快,因此被广泛的应用于建筑施工领域。
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