锤击桩施工工法.docx

《锤击桩施工工法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锤击桩施工工法.docx（15页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、锤击桩工法一、工作原理与特点 3二、适用范围 3三、施工工艺 3四、施工及操作要点 4五、施工机具 6六、劳动组织 8七、质量要求 14八、施工安全注意事项 15九、经济效益分析 16锤击桩是高层建筑桩基础施工中常用的桩型之一。早期的锤击桩采用的是钢筋混凝土预制实心桩，这种桩挤土很大，引起土体隆起，对周 围环境造成很大影响 , 所以只适用于郊外空地施工。 近几年来，为减少挤 土效应对周围环境的危害，预应力钢筋混凝土管桩、钢管桩、H型钢桩等应运而生，同时在环保方面，对沉桩噪音、振动、挤土等的监控、检 测和防护措施综合技术有了很大发展，有效地减少了锤击桩对周围环境 的不利影响，因而，在近几年的高层

2、建筑桩基础中，锤击桩仍占有一席 之地。一、工作原理与特点锤击桩就是利用各种桩锤 （ 包括落锤、蒸汽锤、柴油锤、液压锤和振 动锤等）的反复跳动冲击力和桩体的自重 , 克服桩身的侧壁摩阻力和桩端 土层的阻力 ,将桩体沉到设计标高的一种施工方法。多种桩锤中 , 又以筒 式柴油锤为使用最为广泛的一种 ,它是以轻质柴油为燃料 , 利用冲击部分 的冲击力和燃烧压力为驱动力 , 引起锤头跳动夯击桩顶。该工法具有振动大、噪声高、扰民严重、在 N3 0的砂层中沉桩困难 等缺点,同时, 它也存在着施工简单、施工质量易控制、工期短、在相同 土层地质条件下单桩承载力最高、造价低等优点。二、适用范围本工法主要用于高层建

3、筑的桩基础施工 , 尤其适合在郊区及周围建 筑物稀少或无重要地下管线通过的区域施工。施工区域的土层宜以淤泥 质粘土、粘土、粉土和N30的土层或碎石土为 主的土层,则会给沉桩带来一定的困难。对于所选用的桩 ,有钢筋混凝土 预制桩、 钢管桩及钢筋混凝土预应力管桩等 , 宜根据土层的好坏、 不同的 桩尖持力层及单桩承载力要求分别选用。三、施工工艺（一）工艺流程（见图 3.1）（二）施工工艺（1）桩机就位调整,使桩架（或挺杆）处于铅垂状态 ,并在拟打桩的侧面 或桩架上设置标尺。（2）根据桩长 , 采用合适的吊点将下节桩吊起 , 并令其垂直对准桩位中 心, 将桩锤下的桩帽 （已加好缓冲垫材 ）徐徐松下套

4、住桩顶 , 解除吊钩 , 检 查并使桩锤、桩帽与桩三者处于同一轴线上 , 且垂直插入土中。（3）起锤轻压或锤击 , 在两台经纬仪的校核下 , 使桩保持垂直 , 即可正 式沉桩。当下节桩顶近地表50cm,即可停打，用同样方法吊起上节桩，与下3.1锤击桩工艺流程图制订沉桩流水一现场测量放线一沉桩机械进场安装桩基就位、桩位探模达100%设计强度 的桩运至沉桩地点否桩位正前方与正侧方架设经纬仪两 垂直方向校正桩的垂直度桩的垂直度是否小于0.5%桩长沉桩插桩接桩继续沉桩桩基中间验收送桩桩顶标高测量 沉桩达设计标拔出送桩器，填盖桩孑L节桩对正后，即可接桩。(5) 焊接接桩完毕后，方可继续沉上节桩。(6)

5、当上节桩桩顶距地表50cm,选用合适的送桩器送桩，并使送桩器中 心线与桩身中心线吻合一致。送桩到设计标高后，再拔出送桩器。(7) 桩机移位,进入下一根桩位。四、施工及操作要点(1) 打桩场地首先要求平整，其次,场地要有一定的承载力，能够承受 打桩机的压力。通常达到0.20.3MPa以上即可满足要求。当原地基的 承载能力低于0.20.3MPa时，应先进行地基加固。一般可采用填土、铺砂石、钢道板、枕木等施工措施，也可同时采用其中多种方法。(2) 预制桩应在强度与龄期均达到要求后，方可锤击。(3) 沉桩前 , 要先进行桩位探摸 , 确定桩位下无障碍物时方可插桩。(4) 在市区施工或周围建筑物及管线较

6、复杂时 , 应先采取一定的环保 措施, 确保周围环境不受影响。如控制打桩时间及打桩速率、钻打结合、 开挖防震沟、打应力消散孔等。(5) 合理安排沉桩流水 , 避免向单一方向推进。 当桩距小于 3.5 倍桩径 ( 桩宽时 ), 打桩顺序应符合下列规定 : 对于密集桩群 , 自中间向两个方 向或向四周对称施打 ; 当一侧毗邻建筑物时 , 由建筑物一侧向另一侧施 打;应严格遵守“先密后稀、先深后浅、先长后短”三原则施打。(6) 如为钢筋混凝土预制桩 , 当其经过起吊运输 , 至达到打桩位置时 , 对桩的外观要进行一次检查 (一般在混凝土表面浇水后 , 裂缝暴露较明 显) 。如裂缝不大 ,可用角铁局部

7、加固 ,如有贯通横向裂缝或较长的纵向裂 缝, 则应将该桩剔除不用。(7) 在开始锤击时 , 落距宜小些 , 或采用“冷锤”。当入土一定深度 , 并待桩稳定且经经纬仪双向校正其垂直度合格后 , 再按正常的落距沉桩。 沉桩过程中 , 注意桩身是否发生位移或倾斜 , 若有不正常 , 应及时纠正 , 并 同时做好沉桩记录。(8) 如打钢管桩 ,焊接宜采用多层焊 , 且每层焊缝的接头应错开 ,焊渣 应清除。(9) 钢管桩焊接时，气温低于 0OC 或雨雪天，无可靠措施确保焊接质 量时，不得焊接。(10) 如打钢筋混凝土预制桩 , 则焊接用的角钢宜用低碳钢 , 焊条宜用 结 E43。(11) 接桩时,上下桩

8、的中心线偏差不得大于5mm节点弯曲矢高不得大 于桩长的 0.5%, 且不大于 20mm。(12) 预制桩焊接时 , 预埋件应保持清洁 , 上下节桩之间若有间隙应用 楔形铁片填实焊牢。(13) 预制桩焊接时 , 宜采用对角同时焊接。 焊缝要求连续饱满 , 符合技 术规范要求。(14) 焊接完毕后 , 应会同有关工程各方检查焊缝质量。经检验合格后 继续沉桩。(15) 送桩帽内的缓冲弹性衬垫应平整 , 且应经常更换，以免打坏桩头。(16) 送桩时 , 记录员应根据设计桩顶高程及水准仪的高度 , 计算出送 桩深度,并经复核无误后 ,在送桩器上作出深度标记 ,将桩送至设计标高。(17) 打桩过程中如发现

9、打桩的贯入度突然过小 , 有严重回弹、发生倾 斜或位移时 , 应立即停锤 , 并及时向有关方汇报 , 经有关单位研究后方可继续沉桩。(18) 桩基施工中的停打标准： 桩尖位于软土层时，以标高控制为主，贯入度仅作参考； 当桩尖位于坚硬、硬塑的粘性土、碎石土、中等密实以上的砂土 等土层时，以贯入度控制为主，桩端标咼作参考； 贯入度已满足要求，而桩尖未到达标高时，应继续锤击3阵,每阵 为10击的平均贯入度不大于设计规定的数量加以确认，必要时施工控制 贯入度应通过试验与有关单位会商确定。 当地基土质变化较复杂时，有时尚可以“桩的总锤击数控制”法 和“最后5m锤击数控制”法来判定桩是否停打的辅助标准，以

10、避免桩身 锤击数过多和锤击应力过大而产生疲劳破损现象。五、施工机具每台班施工主要机具桩锤、桩架及其配套设备详见表5.1 o每台班施工主要机具及配套设备一览表表5.1序 号机具名 称型号、规 格数量备注1桩锤DLMC系列MH系列KB系列1台每个系列分别有3.0、4.0、4.5、5.0、6.0、6.2、7.2、8.0等吨位2桩架IPD系列 DH系列 PD系列 DJU系列1台三点支撑式全液压履带打 桩架3吊车15T以上1台桩的起吊、运输及喂桩4电焊机BX1-500-2F2台电焊接桩5气割设备1套切割角钢等6经纬仪J22台定桩位、校正桩垂直度7水准仪DS31台测定咼程及控制桩顶标咼8送桩杆1根根据送桩

11、深度选定其长度(一)桩锤1. 桩锤的种类(1) 柴油锤筒式柴油锤最经济，应用最广，按打桩功能可分为直打式和斜打式 如图1(a)、(c);按打桩锤的冷却方式，可分为水冷式和风冷式，如图 1(d)、(c);按打桩的润滑方式，可分为飞溅润滑和自动润滑；按打桩锤的应用方式，可分为陆上型和水上型，如图1(a)、(b)。常用国内外柴油锤的型号、规格和技术性能见表 5.1.1。(2) 蒸汽锤蒸汽锤是以饱和蒸汽作为动力源的冲击型打桩锤，其结构简单，工作 可靠,能适应各种土层，操作维修容易。(3) 振动沉拔桩锤振动沉拔桩锤具有沉桩和拔桩的双重作用，在桩基施工中得到广泛 应用。(4) 液压打桩锤液压打桩锤也属于冲

12、击桩锤。2. 桩锤的选择选择合适的锤型和锤级必须对桩的形状、尺寸、重量、埋入长度、 结构形式以及土质、气象等作综合分析，再按照桩锤的特性进行选定， 有时几种锤配合使用往往更为有效。但是无论如何都必须使用锤击力超 过沉桩阻力的桩锤。桩的打入阻力包括桩尖阻力、桩的侧面摩阻力、桩 的弹性位移所产生的能量损失等。桩重与锤重必须相适应，桩锤和桩重 的比值变化会产生不同的打桩效率。施工中无论大锤打小桩或小锤打大 桩，均易把桩头打碎，因此，采用“重锤轻击”的施工方法。同时，桩 锤选择时，还应以桩的材质强度来控制打桩应力。综上所述，选择桩锤一般原则如下：(1) 保证桩能打穿较厚的土层(包括硬夹层)，进入持力层

13、，达到设计 预定的深度。(2) 桩的锤击应力应小于桩材的容许强度，保证桩不致遭受破坏。(3) 打桩时的总锤击数和全部锤击时间应适当控制，以避免桩的疲劳和破坏或降低桩锤效率或施工生产率。锤击数建议控制详见表5.1.2。锤击数建议控制值表5.1.2桩型总锤击数最后5m锤击数钢3500400010001200预应力钢筋混凝土20002500700 800钢筋混凝土1500200077土触探Ps 值（MPa)砂一般进1.01.0-1.5-2.2-2.1.0-11.0-1.5-2.0-22.0-32.5-3.3.5-5.0入深度1.505.51.52.0.5.05(m)土桩尖可达标准20-20-30-4

14、040-525-335-40-45-5505050击数N25300545500值强软桩尖风0.50.5-10.8-10.5-0.5-1.0-1.5-22-32.5-3.3.0-4.0质可进化.31.01.51.5.50岩入深中石度等表层0.2-0表层表0.50.5-1-1.1.5-22-2.5(m)风.4层15化锤的常用控 制贯入度（cm/10击）3-53-53-53-52-33-4 ；3-53-54-84-85-10设计单桩极900-150C2500-3500-1500250()300()40005000)7000-1000限承载力1500-30040005000-300一一一一1100()

15、16000(KN).00400()500()800090001适宜的桩1.52.52.5-63.5-2.5-3.03.55.0-6.0-7.0-110.0-4重-3.-5.58.06.0-7.-8.10.012.05.00.05500注：本表仅供选锤参考，不能作为确定贯入度和承载力有依据常用三点支撑式履带打桩架(主机)技术性能表521生产厂主机型号操作方式传动方式主机爬坡匕匕力(C厶冃/ )回转速度(r/min)行驶速度(km/h)主机质量(kg)额疋 输 出 功 率 (KW)发动机转速(r/min)V卷扬度(m/min)速主机 寸(mm) 尺作业 时 履带 扩张后 宽度(mm)最大回转 半径

16、(mm)主卷扬 筒副卷扬 筒导杆卷扬 筒总长度总宽 度总高度提 升 时下 降 时提 升 时下 降 时提 升 时下 降 时作 业 时运 输 时作 业 时运 输 时石川 岛建 机IPD85IPD95IPD10f液 压)液压液压液 压 液 压 液 压2 2 22 2 23.53.53.50.7-1.20.7-1.20.8-1.4119119119)210()210()210()27-54)27-54)30-6C27-5427-5430-6027-5427-5430-6027-5427-54i30-60621362136213552(0552(0552(0)330 )330)3300517662066

17、20055422042204300365036503650日本 车两 制造DHP-7IDH408- 5MDH508- 05MDH608- 20M0液9压液1压液1压液液 压 液 压 液 压 液百2 2 27 2 2 23.53.32.42.91.41.11.00.8280(0 361(0 380(0 442()92114 )114136 )200( L 200( L 200( i 200()32.5-6 )5 )33-66 )33-6630-6032.5-6533-6633-6630-632.5 -6533-6633-6630-632.5 -65 i33-66 i33-66 i30-64848

18、48486407107107&S0105531455314L53330330330330503668 0668728 00433(4 5432!0 032!032()401041535 438045003980528252635340压压00003409神户80P液机182.8-4.0.77360()77160()46-5C18-267!)50()330556034()39604300钢制85PII压械1810.68096180()32-45832-4自由47-630-4：J 5005590 039604800所110P液机182.8-4.0.44-0313()112! 200()45-592

19、0-25下落5自由721550()330565034：5 44004795 1压械3.870845-54541-5下落5006液液2.9382()28-3959476()50()33234!压压065000日立PD80液液223.31.0413()90200()27-5427-5393968()401330565032：了 40104290建机PD90压压223.11.0097200()26-52426-526-540405006360 040104850PD10(）液液222.70.8400()112! 200()30-6026-522454573!)401330677532：了 43004

20、500压压020000液液400()30-672L43()33033(压压0| 01 5000国产DJU-95A夜液222.50.6-1.370()118526-5226-!)26-526-5484870()33033()H压压20222000彎式族徜打桩倉嬰型和主以结钩伞油義v-iftiiit u珠坤粥 r _:二俪麻1片碉6；砒關旧刚找顿：9f 2卜俪甘嚼城為爾&為删g比卫呼愉 血轴?&卩柚翳紺删轉咖ff軌碣帰初淋Ki mfc阳注d$wM 站聊期wMWr. 企殽砂IF七、质量要求（一）主要标准（1）桩位允许偏差（如表7.1.1所示）预制桩(钢桩)位置允许偏差表 7.1.1序号项目允许偏差1

21、单排或双排条形桩基(1)垂直于条形桩基纵轴方100向1502(2)平行于条形桩基纵轴方1003向1/3桩径或1/3边长4桩数为13根桩基中的桩桩数为416根桩基中的桩1/3桩径或1/3边长桩数大于16根桩基中的桩1/2桩径或1/2边长(1)最外边的桩(2)中间桩 桩垂直度：偏差0.5%,设计桩长。(3)桩顶标高：以侧壁摩阻力为主的桩，桩顶标高控制为-5+ 10cm;以端承力为主的桩，桩顶标高以贯入度控制为主，标高控制为辅。如贯入度 已达到而桩端标高未达到时，一般按最后三阵(每阵10击)的贯入度不大 于38cm/10击标准要求施工。(二)桩的检测(1) 桩的静载试验一级建筑桩基和地质条件复杂、桩

22、的施工质量或确定单桩竖向承载 力的可靠性低、桩数多的二级建筑桩基，在工程桩施工前应用静载试验 对工程单桩竖向承载力进行检测。检测数量不宜小于桩数的 1%且不宜 小于3根。(2) 桩基动测未进行单桩静载试验的一级、二级建筑桩基及三级建筑桩基，基坑 开挖后均可采用动测法进行桩基检测，以判断桩身质量的完整性及单桩 承载力是否达到设计要求。八、施工安全注意事项(一)当使用筒式柴油锤施工时，需注意以下操作要点：(1) 桩锤起动前，应注意使桩锤，桩帽和桩在同一轴线上，防止偏心打 桩。(2) 在打桩过程中，应有专人负责拉好曲臂上的控制绳，如出现意外情 况方可紧急停锤。(3) 冲击部分起跳高度严禁超过2.5m

23、。(4) 当最终贯入度每10击小于或等于2mm寸,应立即停打。(5) 打桩过程中，严禁任何人进入离桩轴线4m半径范围内。(6) 初打时应关闭供油泵的油门，使锤冷打。当桩贯入度小于10cm/击时，方可逐渐开启油门。(7) 打桩过程中应注意观察冲击部分的润滑油是否从油孔中泄出。下活塞的润滑油应每隔15分钟注入一次最长间隔时间不应超过30分钟。(8) 在吊桩、套送桩、跑架子时，桩锤一定要作好保险，吊桩作业时， 龙门前(即下风)严禁站人。(二)三点支撑式履带打桩架安全操作要点：(1) 打桩架行走、回转及提升桩锤不得同时进行。(2) 打桩架严禁偏心吊装。正前方吊桩，其水平距离对于混凝土预制桩 不得大于4

24、m,对于钢管桩不得大于7m(3) 当风速超过15m/s时,应停止作业并将桩锤下到最低位置；当风速 超过30m/s时应将导杆放倒。(4) 作业区内架空输电线路距导杆的距离不得小于5m(5) 桩架带锤行走时，必须将桩锤放至最低位置。(6) 施打斜桩时,严禁导杆后仰使桩架回转及行走。(7) 严禁桩架在斜坡上回转。(8) 吊桩“千斤”中发现10丝以上断裂时，应及时更换，严禁继续使 用。九、经济效益分析(一)锤击预制桩与钻孔灌注桩经济比较锤击桩在基础工程中的应用，其经济效益很明显。以上海汇丽花园工 地为例,该建筑物位于上海闹市区武宁路-长寿路口，一幢为28层的办 公楼，一幢为24层的住宅楼,再加上6层的

25、裙房。现根据地质报告就锤击 预制桩和钻孔灌注柱两者经济指标分析如表 9.1.1所示。两种桩型经济指标表表 9.1.1拟 建 物桩型桩 径(mm)桩 长(m)桩尖 标高(m)桩尖入层 深度(m)单桩垂 直承载 力(KN./ 根)桩 数(根)市场单 方造价(元)总造价(万元)28层办预制 桩450*45032.0-34.163.717602041300171.85公楼灌注 桩85030.0-32.161.718901901100355.6124层住预制450*432.0-34.01.016001731300145.74桩503宅楼灌注 桩65033.0-35.032.014901861100223

26、.936层预制 桩450*45032.0-34.031.0160093130078.34裙房灌注 桩65033.0-35.32.014901001100120.39通过表分析可知，如考虑市区预制桩施工环保措施费及施工监测费 用15万元,采用锤击预制桩总造价为410.89万元,采用钻孔灌注桩总造价为699.93万元，比锤击预制桩总造价多289.04万元。由此可见，汇丽 花园桩基工程采用锤击预制桩，其经济效益是明显的。一般说来，由于锤击桩施工噪声大及挤土效应给周围环境带来的危 害限制了它在市区的施工。但是由于其造价低、工期短，因而在郊区的工 程建设中日益得到推广。（二）预应力空心桩与钢管桩经济比较上海虹桥宾馆位于上海市长宁区，由地质报告可知，桩基持力层为第 层暗绿色粉质粘土，埋深达64m,且其上存在厚3.5m砂质粉土层（遍布 2/3平面范围）,静力静探比贯入阻力大于10MPa普通预制桩很难穿过， 故选用预应力空心桩，断面为500X 500mm为了检验沉桩的可能性进行 了试桩与动测试验。实验结果证明了预应力空心桩具有良好的贯入性能 和抗裂性以及抗冲击疲劳的能力，完全能适应软土地区超长桩的沉桩要 求。与虹桥宾馆在同一地基上的姐妹楼-银河宾馆，由于环境条件所 限,为避免挤土影响而采用钢管时，基础造价增加了几百万元。一般说来, 预应力桩的造价约为钢管桩的20% 30%