錘擊樁施工工法

1、錘 擊 樁 工 法一、工作原理與特點3二、適用范圍3三、施工工藝3四、施工及操作要點4五、施工機具6六、勞動組織8七、質(zhì)量要求14八、施工安全注意事項15九、經(jīng)濟效益分析16錘擊樁是高層建筑樁基礎施工中常用的樁型之一。早期的錘擊樁采用的是鋼筋混凝土預制實心樁，這種樁擠土很大，引起土體隆起，對周圍環(huán)境造成很大影響,所以只適用于郊外空地施工。近幾年來，為減少擠土效應對周圍環(huán)境的危害，預應力鋼筋混凝土管樁、鋼管樁、h型鋼樁等應運而生，同時在環(huán)保方面，對沉樁噪音、振動、擠土等的監(jiān)控、檢測和防護措施綜合技術有了很大發(fā)展，有效地減少了錘擊樁對周圍環(huán)境的不利影響，因而，在近幾年的高層建筑樁基礎中，錘擊樁仍占

2、有一席之地。一、工作原理與特點 錘擊樁就是利用各種樁錘(包括落錘、蒸汽錘、柴油錘、液壓錘和振動錘等)的反復跳動沖擊力和樁體的自重,克服樁身的側壁摩阻力和樁端土層的阻力,將樁體沉到設計標高的一種施工方法。多種樁錘中,又以筒式柴油錘為使用最為廣泛的一種,它是以輕質(zhì)柴油為燃料,利用沖擊部分的沖擊力和燃燒壓力為驅(qū)動力,引起錘頭跳動夯擊樁頂。 該工法具有振動大、噪聲高、擾民嚴重、在n30的砂層中沉樁困難等缺點,同時,它也存在著施工簡單、施工質(zhì)量易控制、工期短、在相同土層地質(zhì)條件下單樁承載力最高、造價低等優(yōu)點。二、適用范圍本工法主要用于高層建筑的樁基礎施工,尤其適合在郊區(qū)及周圍建筑物稀少或無重要地下管線通

3、過的區(qū)域施工。施工區(qū)域的土層宜以淤泥質(zhì)粘土、粘土、粉土和n30的土層或碎石土為主的土層,則會給沉樁帶來一定的困難。對于所選用的樁,有鋼筋混凝土預制樁、鋼管樁及鋼筋混凝土預應力管樁等,宜根據(jù)土層的好壞、不同的樁尖持力層及單樁承載力要求分別選用。三、施工工藝(一)工藝流程(見圖3.1)(二)施工工藝 (1)樁機就位調(diào)整,使樁架(或挺桿)處于鉛垂狀態(tài),并在擬打樁的側面或樁架上設置標尺。 (2)根據(jù)樁長,采用合適的吊點將下節(jié)樁吊起,并令其垂直對準樁位中心,將樁錘下的樁帽(已加好緩沖墊材)徐徐松下套住樁頂,解除吊鉤,檢查并使樁錘、樁帽與樁三者處于同一軸線上,且垂直插入土中。 (3)起錘輕壓或錘擊,在兩臺

4、經(jīng)緯儀的校核下,使樁保持垂直,即可正式沉樁。(4)當下節(jié)樁頂近地表50cm,即可停打,用同樣方法吊起上節(jié)樁,與下樁的垂直度是否小于0.5%樁長制訂沉樁流水現(xiàn)場測量放線定樁位沉樁機械進場安裝樁基就位、樁位探模達100%設計強度的樁運至沉樁地點樁位正前方與正側方架設經(jīng)緯儀兩垂直方向校正樁的垂直度插樁沉樁接樁繼續(xù)沉樁樁基中間驗收送樁樁頂標高測量沉樁達設計標高拔出送樁器，填蓋樁孔否是是3.1錘擊樁工藝流程圖節(jié)樁對正后,即可接樁。 (5)焊接接樁完畢后,方可繼續(xù)沉上節(jié)樁。 (6)當上節(jié)樁樁頂距地表50cm,選用合適的送樁器送樁,并使送樁器中心線與樁身中心線吻合一致。送樁到設計標高后,再拔出送樁器。 (7

5、)樁機移位,進入下一根樁位。四、施工及操作要點 (1)打樁場地首先要求平整,其次,場地要有一定的承載力,能夠承受打樁機的壓力。通常達到0.20.3mpa以上即可滿足要求。當原地基的承載能力低于0.20.3mpa時，應先進行地基加固。一般可采用填土、鋪砂石、鋼道板、枕木等施工措施，也可同時采用其中多種方法。 (2)預制樁應在強度與齡期均達到要求后，方可錘擊。 (3)沉樁前,要先進行樁位探摸,確定樁位下無障礙物時方可插樁。 (4)在市區(qū)施工或周圍建筑物及管線較復雜時,應先采取一定的環(huán)保措施,確保周圍環(huán)境不受影響。如控制打樁時間及打樁速率、鉆打結合、開挖防震溝、打應力消散孔等。 (5)合理安排沉樁流

6、水,避免向單一方向推進。當樁距小于3.5倍樁徑(樁寬時),打樁順序應符合下列規(guī)定:對于密集樁群,自中間向兩個方向或向四周對稱施打;當一側毗鄰建筑物時,由建筑物一側向另一側施打;應嚴格遵守“先密后稀、先深后淺、先長后短”三原則施打。 (6)如為鋼筋混凝土預制樁,當其經(jīng)過起吊運輸,至達到打樁位置時,對樁的外觀要進行一次檢查(一般在混凝土表面澆水后,裂縫暴露較明顯)。如裂縫不大,可用角鐵局部加固,如有貫通橫向裂縫或較長的縱向裂縫,則應將該樁剔除不用。 (7)在開始錘擊時,落距宜小些,或采用“冷錘”。當入土一定深度,并待樁穩(wěn)定且經(jīng)經(jīng)緯儀雙向校正其垂直度合格后,再按正常的落距沉樁。沉樁過程中,注意樁身是

7、否發(fā)生位移或傾斜,若有不正常,應及時糾正,并同時做好沉樁記錄。 (8)如打鋼管樁,焊接宜采用多層焊,且每層焊縫的接頭應錯開,焊渣應清除。 (9)鋼管樁焊接時，氣溫低于0oc或雨雪天，無可靠措施確保焊接質(zhì)量時，不得焊接。 (10)如打鋼筋混凝土預制樁,則焊接用的角鋼宜用低碳鋼,焊條宜用結e43。 (11)接樁時,上下樁的中心線偏差不得大于5mm,節(jié)點彎曲矢高不得大于樁長的0.5%,且不大于20mm。 (12)預制樁焊接時,預埋件應保持清潔,上下節(jié)樁之間若有間隙應用楔形鐵片填實焊牢。 (13)預制樁焊接時,宜采用對角同時焊接。焊縫要求連續(xù)飽滿,符合技術規(guī)范要求。 (14)焊接完畢后,應會同有關工程

8、各方檢查焊縫質(zhì)量。經(jīng)檢驗合格后繼續(xù)沉樁。 (15)送樁帽內(nèi)的緩沖彈性襯墊應平整,且應經(jīng)常更換，以免打壞樁頭。 (16)送樁時,記錄員應根據(jù)設計樁頂高程及水準儀的高度,計算出送樁深度,并經(jīng)復核無誤后,在送樁器上作出深度標記,將樁送至設計標高。 (17)打樁過程中如發(fā)現(xiàn)打樁的貫入度突然過小,有嚴重回彈、發(fā)生傾斜或位移時,應立即停錘,并及時向有關方匯報,經(jīng)有關單位研究后方可繼續(xù)沉樁。 (18)樁基施工中的停打標準: 樁尖位于軟土層時,以標高控制為主,貫入度僅作參考; 當樁尖位于堅硬、硬塑的粘性土、碎石土、中等密實以上的砂土等土層時,以貫入度控制為主,樁端標高作參考; 貫入度已滿足要求,而樁尖未到達標

9、高時,應繼續(xù)錘擊3陣,每陣為10擊的平均貫入度不大于設計規(guī)定的數(shù)量加以確認,必要時施工控制貫入度應通過試驗與有關單位會商確定。 當?shù)鼗临|(zhì)變化較復雜時，有時尚可以“樁的總錘擊數(shù)控制”法和“最后5m錘擊數(shù)控制”法來判定樁是否停打的輔助標準，以避免樁身錘擊數(shù)過多和錘擊應力過大而產(chǎn)生疲勞破損現(xiàn)象。五、施工機具 每臺班施工主要機具樁錘、樁架及其配套設備詳見表5.1。每臺班施工主要機具及配套設備一覽表 表5.1序 號機 具 名 稱型 號、規(guī) 格數(shù) 量備 注1樁 錘dlmg系列mh系列kb系列1臺每個系列分別有3.0、4.0、4.5、5.0、6.0、6.2、7.2、8.0等噸位2樁 架ipd系列dh系列p

10、d系列dju系列1臺三點支撐式全液壓履帶打樁架3吊 車15t以上1臺樁的起吊、運輸及喂樁4電 焊 機bx1-500-2f2臺電焊接樁5氣割設備1套切割角鋼等6經(jīng) 緯 儀j22臺定樁位、校正樁垂直度7水 準 儀ds31臺測定高程及控制樁頂標高8送 樁 桿1根根據(jù)送樁深度選定其長度 (一)樁錘 1.樁錘的種類 (1)柴油錘 筒式柴油錘最經(jīng)濟,應用最廣,按打樁功能可分為直打式和斜打式,如圖1(a)、(c);按打樁錘的冷卻方式,可分為水冷式和風冷式,如圖1(d)、(c);按打樁的潤滑方式，可分為飛濺潤滑和自動潤滑；按打樁錘的應用方式，可分為陸上型和水上型，如圖1(a)、(b)。常用國內(nèi)外柴油錘的型號、

11、規(guī)格和技術性能見表5.1.1。 (2)蒸汽錘 蒸汽錘是以飽和蒸汽作為動力源的沖擊型打樁錘,其結構簡單,工作可靠,能適應各種土層,操作維修容易。 (3)振動沉拔樁錘 振動沉拔樁錘具有沉樁和拔樁的雙重作用,在樁基施工中得到廣泛應用。 (4)液壓打樁錘 液壓打樁錘也屬于沖擊樁錘。 2.樁錘的選擇 選擇合適的錘型和錘級必須對樁的形狀、尺寸、重量、埋入長度、結構形式以及土質(zhì)、氣象等作綜合分析，再按照樁錘的特性進行選定，有時幾種錘配合使用往往更為有效。但是無論如何都必須使用錘擊力超過沉樁阻力的樁錘。樁的打入阻力包括樁尖阻力、樁的側面摩阻力、樁的彈性位移所產(chǎn)生的能量損失等。樁重與錘重必須相適應，樁錘和樁重的

12、比值變化會產(chǎn)生不同的打樁效率。施工中無論大錘打小樁或小錘打大樁，均易把樁頭打碎，因此，采用“重錘輕擊”的施工方法。同時，樁錘選擇時，還應以樁的材質(zhì)強度來控制打樁應力。 綜上所述，選擇樁錘一般原則如下： (1)保證樁能打穿較厚的土層(包括硬夾層)，進入持力層，達到設計預定的深度。 (2)樁的錘擊應力應小于樁材的容許強度，保證樁不致遭受破壞。 (3)打樁時的總錘擊數(shù)和全部錘擊時間應適當控制，以避免樁的疲勞和破壞或降低樁錘效率或施工生產(chǎn)率。錘擊數(shù)建議控制詳見表5.1.2。 錘擊數(shù)建議控制值表5.1.2樁 型總 錘 擊 數(shù)最后5m錘擊數(shù)鋼3500400010001200預應力鋼筋混凝土20002500

13、700800鋼筋混凝土1500200077砂一般進入深度(m)1.01.0-1.51.5-2.02-2.51.0-1.51.0-1.51.5-2.02.0-2.52.0-3.02.5-3.53.5-5.0土樁尖可達標準擊數(shù)n值20-2520-3030-4040-5025-3535-4540-5045-50505050軟質(zhì)樁尖可進強風化0.50.5-10.8-1.30.5-1.00.5-1.51.0-1.51.5-2.52-32.5-3.03.0-4.0巖石入深度(m)中等風化表層0.2-0.4表層表層0.50.5-11-1.51.5-22-2.5錘的常用控制貫入度(cm/10擊)3-53-53

14、-53-52-33-43-53-54-84-85-10設計單樁極限承載力(kn)900-15001500-30002500-40003500-50001500-3000250040003000500040008000500090007000110001000016000適宜的樁重(t)1.5-3.52.5-5.52.5-6.53.5-8.02.5-6.03.0-7.03.5-8.05.0-10.06.0-12.07.0-15.010.0-40.0注：本表僅供選錘參考，不能作為確定貫入度和承載力有依據(jù)。常用三點支撐式履帶打樁架(主機)技術性能 表5.2.1生主 機操 作傳 動主 機回 轉(zhuǎn)行 駛主

15、 機額定發(fā)動卷揚 速度(m/min)主機 尺寸(mm)作 業(yè)時最 大產(chǎn)型 號方 式方 式爬 坡速 度速 度質(zhì) 量輸出機轉(zhuǎn)速主 卷 揚 筒副 卷 揚 筒導 桿 卷 揚 筒總總 寬 度總 高 度履帶 擴回 轉(zhuǎn)廠能 力（)(r/min)(km/h)(kg)功率(kw)(r/min)提升時下降時提升時下降時提升時下降時長度作業(yè)時運輸時作業(yè)時運輸時張 后寬 度(mm)半 徑(mm)石川島建機ipd85ipd95ipd105液壓液壓液壓液壓液壓液壓2222223.53.53.50.7-1.20.7-1.20.8-1.411911911921002100210027-5427-5430-6027-5427-

16、5430-6027-5427-5430-6027-5427-5430-60628362836283520052005200330033003300517066256625422042204300365036503650日本車輛制造dhp-70dh408-95mdh508-105mdh608-120m液壓液壓液壓液壓液壓液壓液壓液壓22222216.73.53.32.42.91.41.11.00.82800036100380004420092114114136200020002000200032.5-6533-6633-6630-6032.5-6533-6633-6630-6032.5-6533

17、-6633-6630-6032.5-6533-6633-6630-60484848486470716071607843401053145314531433003300330033005034668466847280330532503250329940104153438045003980528252635340神戶鋼制所80p85pii110p液壓液壓液壓機械機械液壓1818182.8-4.12.8-4.32.90.770.680.44-0.87360003130038200779611216001800200046-5032-4545-5918-2820-2828-3632-4545-59自由

18、下落455947-6541-5430-43自由下落679572857605500050005000330033003320556055905650340034363450396039604400430048004795日立建機pd80pd90pd100液壓液壓液壓液壓液壓液壓2222223.33.12.71.01.00.8413004000040000909711220002000200027-5426-5230-6027-5426-5230-6026-5226-523940453940456805739072454010401043003300330033005650636067753270

19、32703300401040104300429048504500國產(chǎn)dju-95ah液壓液壓222.50.6-1.23700011826-5226-5226-5226-524848700033003300七、質(zhì)量要求(一)主要標準 (1)樁位允許偏差(如表7.1.1所示)預制樁(鋼樁)位置允許偏差 表7.1.1序 號項 目允 許 偏 差1234單排或雙排條形樁基(1)垂直于條形樁基縱軸方向(2)平行于條形樁基縱軸方向樁數(shù)為13根樁基中的樁樁數(shù)為416根樁基中的樁樁數(shù)大于16根樁基中的樁(1)最外邊的樁(2)中間樁1001501001/3樁徑或1/3邊長1/3樁徑或1/3邊長1/2樁徑或1/2邊

20、長 (2)樁垂直度:偏差0.5%,設計樁長。 (3)樁頂標高:以側壁摩阻力為主的樁,樁頂標高控制為-5+10cm;以端承力為主的樁,樁頂標高以貫入度控制為主,標高控制為輔。如貫入度已達到而樁端標高未達到時，一般按最后三陣(每陣10擊)的貫入度不大于38cm/10擊標準要求施工。 (二)樁的檢測 (1)樁的靜載試驗 一級建筑樁基和地質(zhì)條件復雜、樁的施工質(zhì)量或確定單樁豎向承載力的可靠性低、樁數(shù)多的二級建筑樁基，在工程樁施工前應用靜載試驗對工程單樁豎向承載力進行檢測。檢測數(shù)量不宜小于樁數(shù)的1%，且不宜小于3根。 (2)樁基動測 未進行單樁靜載試驗的一級、二級建筑樁基及三級建筑樁基，基坑開挖后均可采用

21、動測法進行樁基檢測，以判斷樁身質(zhì)量的完整性及單樁承載力是否達到設計要求。八、施工安全注意事項 (一)當使用筒式柴油錘施工時,需注意以下操作要點: (1)樁錘起動前,應注意使樁錘,樁帽和樁在同一軸線上,防止偏心打樁。 (2)在打樁過程中,應有專人負責拉好曲臂上的控制繩,如出現(xiàn)意外情況方可緊急停錘。 (3)沖擊部分起跳高度嚴禁超過2.5m。 (4)當最終貫入度每10擊小于或等于2mm時,應立即停打。 (5)打樁過程中,嚴禁任何人進入離樁軸線4m半徑范圍內(nèi)。 (6)初打時應關閉供油泵的油門，使錘冷打。當樁貫入度小于10cm/擊時，方可逐漸開啟油門。 (7)打樁過程中應注意觀察沖擊部分的潤滑油是否從油

22、孔中泄出。下活塞的潤滑油應每隔15分鐘注入一次最長間隔時間不應超過30分鐘。 (8)在吊樁、套送樁、跑架子時，樁錘一定要作好保險，吊樁作業(yè)時，龍門前(即下風)嚴禁站人。 (二)三點支撐式履帶打樁架安全操作要點: (1)打樁架行走、回轉(zhuǎn)及提升樁錘不得同時進行 。 (2)打樁架嚴禁偏心吊裝。正前方吊樁,其水平距離對于混凝土預制樁不得大于4m,對于鋼管樁不得大于7m。 (3)當風速超過15m/s時,應停止作業(yè)并將樁錘下到最低位置;當風速超過30m/s時應將導桿放倒。 (4)作業(yè)區(qū)內(nèi)架空輸電線路距導桿的距離不得小于5m。 (5)樁架帶錘行走時,必須將樁錘放至最低位置。 (6)施打斜樁時,嚴禁導桿后仰使樁架回轉(zhuǎn)及行走。 (7)嚴禁樁架在斜坡上回轉(zhuǎn)。 (8)吊樁“千斤”中發(fā)現(xiàn)10絲以上斷裂時，應及時更換，嚴禁繼續(xù)使用。九、經(jīng)濟效益分析 (一)錘擊預制樁與鉆孔灌注樁經(jīng)濟比較 錘擊樁在基礎工程中的應用,其經(jīng)濟效益很明顯。以上海匯麗花園工地為例,該建筑物位于上海鬧市區(qū)武寧路-長壽路口,一幢為28層的辦公樓,一幢為24層的住宅樓,再加上6層的裙房。現(xiàn)根據(jù)地質(zhì)報告就錘擊預制樁和鉆孔灌注柱兩者經(jīng)濟指標分析如表9.1.1所示。兩種樁型經(jīng)濟指標表 表9.1.1擬建物樁型樁徑(mm)樁長(m)樁 尖標 高(m)樁尖入-1層深度(m)單樁垂直承載力(kn./