第5讲砼预制桩施工.ppt

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1、第5讲 砼预制桩施工,1 砼预制桩的制作 2 预制桩的沉桩施工 3 预制桩的沉桩质量控制 4 预制桩头的截桩,第2章 地基处理与桩基工程,桩的分类,桩基础由桩和承台组成：,第5讲 砼预制桩施工,共32页 第1页,按受力情况：摩擦桩；端承摩擦桩端承桩；摩擦端承桩按施工方法：预制桩灌注桩,钢筋砼预制桩有实心桩(RC桩)和预应力管桩(PC管桩)：实心桩：常为边长200500mm的方形断面，一般在施工现场预制，单根桩的最大长度，取决于打桩架的高度，长度不宜超过30m。超30m以上需考虑接桩，即整体分段预制、打桩过程中逐段接长。,共32页 第2页,第5讲 砼预制桩施工,预应力管桩一般为外径300600m

2、m的空心园柱形截面，壁厚80100mm,在工厂采用“离心法”制成，分节长度 810m，法兰连接。管桩多采用先张法预应力工艺。,共32页 第2页,第5讲 砼预制桩施工,1 砼预制桩的制作,现场制作砼预制桩一般采用“间隔重叠法”生产，桩与桩间用塑料薄膜或隔离剂隔开，邻桩与上层桩的砼须待邻桩与下层桩的砼达到设计强度的30%以后方可进行；重叠层数不超过四层、层与层间之间涂刷隔离剂。,1.1 钢筋砼方桩的预制,第一层制作完毕,间隔生产,共32页 第3页,第5讲 砼预制桩施工,桩中钢筋应位置准确，主筋连接宜采用对焊，主筋接头位置应相互错开，相邻两根主筋接头截面的距离应大于35d，并不小于500mm；桩顶、

3、桩尖一定范围内不留接头。,桩身钢筋绑扎,1.1 钢筋砼方桩的预制,桩尖钢筋构造,桩端钢筋构造,共32页 第4页,桩尖对准纵轴线、桩顶平面和接桩端面应平整。现场分段预制桩时，应整体支模、纵向主筋先通长铺设，再在分段处切断；分段长度应考虑桩架有效高度、场地条件、装卸和运输能力，并避免桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中接桩。预制桩的砼强度等级不低于C30，预应力砼桩的砼强度等级不低于C40，纵向钢筋的保护层厚度不宜小于30mm；锤击预制桩的粗骨料粒径宜为540mm。,共32页 第5页,1.1 钢筋砼方桩的预制,砼应机拌机捣、由桩顶向桩尖连续浇筑捣实，严禁中断，养护不少于7天。,料斗布料入模,砼振捣

4、密实,表面拍实压光,共32页 第5页,1.1 钢筋砼方桩的预制,桩的砼强度达到设计强度等级的70%方可起吊，如需提前起吊，应进行强度和抗裂度验算。吊点应设在设计规定之处，设计无规定时，应按吊桩弯距最小的原则确定吊点位置。,1.2 预制桩的起吊,共32页 第6页,1 砼预制桩的制作,一点起吊,二点起吊,三点起吊,1.3 预制桩的运输、堆放、打桩,桩的砼强度达到设计强度的100%时方运输。打桩时桩宜随打随运，以避免二次搬运。桩的堆放场地须平整坚实，垫木间距应与吊点位置相同，各层垫木应在同一垂直面上，层数不超过四层，不同规格的桩应分别堆放。,1 砼预制桩的制作,共32页 第7页,2 预制桩的沉桩施工

5、,预制桩的沉桩施工方法有锤击法、静力压桩法、振动法和水冲法。,锤击法,共32页 第8页,第5讲 砼预制桩施工,静力压桩法,振动法,打桩设备包括桩锤、桩架和动力设备。2.1.1 桩锤,2.1 锤击法,落锤 构造简单、施工方便，锤重一般0.51.5t，用卷扬机拉升施打，可随意调整落锤高度。速度慢、效率低、对桩身损伤大。,汽锤 利用蒸汽或压缩空气为动力进行锤击。有单动和双动之分，单动式汽锤锤重315t，锤击频率4060次/min，落距短、速度快、效率高、适宜打各类桩；双动式汽锤锤重0.63.5t，锤击频率100135次/min，可打斜桩、水下打桩和拔桩。目前已较少使用。,2 预制桩的沉桩施工,共32

6、页 第9页,柴油锤构造简单、施工方便，有导杆式和筒式两种，锤重0.310t，由于噪音、振动和空气污染等公害，在城市施工日益受到限制，不适用硬土和软土中打桩；,液压打桩锤 无噪音、冲击频率高，并适合水下打桩，是理想的冲击式打桩设备，但构造复杂、造价较高。,国内最大的D180筒式柴油锤,HHP系列液压打桩锤,点击动画 柴油锤,2.1 锤击法,共32页 第10页,柱锤的选择,锤击法沉桩施工，桩锤选择是关键：首先应根据施工条件选择桩锤的类型。然后决定锤重：一般锤重大于桩重的1.52倍时效果较为理想。当桩重大于2t 时可采用比桩轻的锤，但不宜小于桩重的75%。应“重锤低击”(锤的重量大而落距小)：桩锤不

7、易产生回跃，不致损坏桩头，且桩易打入土中，效率高；不应“轻锤高击”，桩锤宜产生回跃，易损坏桩头，桩也难以打入土中，不仅拖延工期，更影响桩基质量。,共32页 第11页,2.1 锤击法,2.1.2 桩架,桩架是支持桩身和桩锤、在打桩过程中引导桩的方向的设备。常用的桩架有多功能桩架和履带式桩架。,多功能桩架：由立柱、斜撑、回转工作台、底盘及传动机构组成。,优点：机动性和适应性较大，水平方向可作3600回转，立柱可倾斜，可适应各种预制桩和灌注桩；缺点：机构庞大，组装拆迁较麻烦。,共32页 第12页,2.1 锤击法,履带式桩架,以履带式起重机为底盘，加装立柱及传动机构用以打桩。性能灵活，移动方便，适应各

8、类预制桩或灌注桩的施工。,共32页 第13页,2.1 锤击法,2.1.3 打桩前的施工准备工作,清除地上或地下障碍物 平整场地 定位放线 通电、通水 安设打桩机。,桩基轴线的定位点应设置在不受打桩影响处；每个桩位打一个小木桩；打桩地区附近设置不少于2个水准点，供施工过程中检查桩位的偏差和桩的入土深度。,注意：,打桩前对桩管进行检查,共32页 第14页,2.1 锤击法,2.1.4 打桩顺序,打桩顺序：直接影响打桩速度和打桩质量，应综合桩距大小、桩机性能、工程特点和工期要求综合考虑。,由一侧向单一方向打(逐排打)：桩的就位和起吊方便，打桩效率高，但土壤向一个方向挤压，但桩距4倍桩径时，土壤的挤压影

9、响可忽略不予考虑，小于4倍桩径时可产生桩身倾斜或浮桩，应考虑跳打或变换打桩顺序；,自中间向两个方向打：适宜大面积的桩群，有利于避免挤压产生桩倾斜或浮桩；自中间向四周打：同（2）,共32页 第15页,2.1 锤击法,注意：对标高不一的桩应遵循“先深后浅”的原则；对不同规格的桩，应遵循“先大后小、先长后短”的原则。,共32页 第16页,2.1 锤击法,2.1.5 打桩方法,桩插入土中时的垂直度偏差不超过0.5%，固定桩锤和桩帽,使桩、桩帽、桩锤在同一铅垂线上，确保桩能垂直下沉。,开始沉桩应起锤轻压并轻击数锤，观察桩身、桩架、桩锤等垂直一致，始可转入正常施打。,打桩过程中，如遇桩身倾斜、桩位位移、贯

10、入度剧变、桩顶或桩身严重裂缝或破碎等异常情况，应暂停打桩，处置后再行施工。,桩身定位,共32页 第17页,2.1 锤击法,采用送桩法将桩顶标高低于地面的桩送入土中时，桩与送桩杆应在同一轴线上，拔出送桩杆后，桩孔应及时回填。,安装送桩杆 送桩施打 桩已打入地面以下,共32页 第18页,2.1 锤击法,2.1.6 多节桩的接桩,常用接桩方法有焊接、法兰连接或硫磺胶泥锚接。前二种方法适用于各类土层，后一种适用于软土层。焊接接桩：钢板宜用低碳钢，焊条宜用E43，先四角点焊固定，再对称焊接；法兰接桩：钢板和螺栓亦宜用低碳钢并紧固牢靠；硫磺胶泥锚接桩的硫磺胶泥配合比应通过试验确定。,焊接接桩,共32页 第

11、19页,2.1 锤击法,2.2 静力压桩,静力压桩是利用静压力将桩压入土中，施工中无振动、无噪音，但存在挤土效应。适用于软弱土层和邻近有怕振动的建（构）筑物的情况。当存在厚度大于2m的中密砂夹层时，不宜采用静力压桩。,静力压桩机有机械式和液压式之分，目前使用的多为液压式静力压桩机，压力可达7000kN。,2 预制桩的沉桩施工,共32页 第20页,静力压桩多采用分段预制、分节压入、逐段接长。当下节桩压入土中后上端距地面0.81m时接长上节桩，继续压入。每根桩的压入、接长应连续。,初压时如桩身发生较大移位、倾斜，压入过程中桩身突然下沉或倾斜，桩顶砼破坏或压桩阻力剧变时，应暂停压桩，及时研究处理。,

12、静力压桩的分节压入、接长,静力压桩施工现场,2.2 静力压桩,共32页 第21页,桩机就位,吊起管桩,静力压桩,GZY700D全液压高效静力压桩机,共32页 第22页,2.2 静力压桩,2.3 振动沉桩,振动法是将振动锤吊至预制桩顶上，将桩头套入与振动箱连接的桩帽或液压夹桩器内夹紧，振动锤产生的激振力通过桩身带动土体振动，使土颗粒间的摩擦力大大减小，桩在自重和机械力作用下沉入土中。振动法沉桩设备构造简单、使用方便、效率较高。,适用于沉钢板桩、钢管桩及长度在15m内的细长钢筋砼预制桩，在砂土中效率最高，粘土中略差。,DZM100液压振动锤,共32页 第23页,2 预制桩的沉桩施工,二台桩锤联动打

13、钢管桩,DZJ135振动桩锤,白马河特大桥振动沉桩,2.3 振动沉桩,共32页 第24页,世界最大的液压振动锤,APE公司在大直径超重钢圆筒和砼圆筒振沉设备方面居于世界领先地位。最大的APE600型振动锤偏心力矩为230kg.m，激振力为4830KN。,APE600型振动锤 APE600锤构造,APE600型振动锤4台联动在美国奥克兰-旧金山大桥沉桩施工,共32页 第25页,2.3 振动沉桩,2.4 射水沉桩,射水沉桩法往往与锤击（或振动）法同时使用。在砂夹卵石层或坚硬土层中，一般以射水为主，锤击或振动为辅；在粉质粘土或粘土中，一般以锤击或振动为主，射水为辅，并控制射水时间和水量。水压与流量根

14、据地质条件、沉桩机具、沉桩深度和射水管直径、数目等因素确定，通常在沉桩施工前经过试桩选定。,下沉空心桩，一般用单管桩内射水，当下沉较深或土层较密实，可用锤击或振动配合射水；下沉实心桩，将射水管对称装在桩身两侧，并可沿桩身上下自由移动，以便在任何高度上射水冲土。,2 预制桩的沉桩施工,共32页 第26页,吊插桩时要注意及时引送射水胶管，防止拉断或脱落；桩插正立稳后，压上桩帽桩锤，开始桩主要靠自重下沉，用较小水压控制桩身缓慢下沉，并注意控制和校正桩身垂直度。下沉渐趋缓慢时，可开锤轻击。沉至一定深度（810m）已能保持桩身垂直度后，可逐步加大水压和锤的冲击动能。,注意：不论采取何种射水施工方法，在沉

15、至距设计标高1-1.5m时，应停止射水，拔出射水管，用锤击或振动沉桩至设计深度，以保证桩的承载力。,射水沉桩施工要点,2.4 射水沉桩,共32页 第27页,2.5 水中沉桩,桥梁施工常需进行水下沉桩。当河流水浅时，可搭设施工便桥或脚手架安置桩架进行水中沉桩施工。当河流较宽较深时，可采用：,先筑围堰后沉桩法：临近河岸、水不深的桩可采用。先沉桩后筑围堰法：适用较深水中沉桩。,先沉桩后筑钢板桩围堰 先沉桩后吊放钢吊箱围堰,2 预制桩的沉桩施工,共32页 第28页,沉桩船沉桩:在较深较宽的江面上使用专用沉桩船进行水中沉桩。,金塘大桥钢管桩沉桩施工,多功能打桩船,2.5 水中沉桩,共32页 第29页,用

16、吊箱围堰施工水中桩基,在深水中修筑高桩承台，可采用吊箱围堰法拼装水上工作平台,进行沉桩施工和承台砼浇筑。其一般施工程序是：,近岸边水上拼装吊箱围堰吊箱围堰水上浮运下沉插打外围堰定位桩固定吊箱围堰插打桩基灌注水下封底砼抽水并拆除送桩灌注承台砼灌注墩身砼,共32页 第30页,2.5 水中沉桩,吊箱施工视频 视频1视频2,3 预制桩的沉桩质量控制,桩的垂直偏差应控制在1%以内；平面位置的偏差，单排桩不大于100mm，多排桩为1/21个桩的直径或边长。承受轴向荷载的桩的入土深度控制：磨擦桩以标高为主，贯入度为参考；端承桩以最后贯入度控制为主，标高作为参考。按标高控制的桩，桩顶标高的允许误差为50mm。如遇桩顶位移或上升涌起、桩身倾斜、桩头击碎严重、桩身断裂、沉桩达不到设计标高等严重情况时，应暂停施工，采取相应措施处理后方可继续施打。,共32页 第31页,第5讲 砼预制桩施工,4 预制桩头的截桩,承台施工前要按承台底标高对已验收合格的预制桩进行截桩处理，截去高出的桩身砼，剔出桩身受力主筋锚入承台内。截桩施工应防止对桩身的过大震动和破坏。,预应力管桩加焊锚固钢筋,截桩作业中 截桩后,浇注砼垫层,点击管桩截桩录像,共32页 第32页,第5讲 砼预制桩施工,END,