预制桩的构造和施工.docx

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预制桩的构造和施工

预制桩的构造和施工

1、预制桩的构造

（1）钢筋混凝土桩

预制钢筋混凝土桩：

预制钢筋混凝土桩最常用的是实心方桩，该桩型质量可靠、制作方便、沉桩快捷，是我国解放以来应用最普遍的一种桩型。

断面尺寸从200mm⨯200mm到600mm⨯600mm；桩长在现场制作时可达25~30m，在工厂预制时一般不超过12m。

分节制作的桩应保证桩头的质量，满足桩身承受轴力、弯矩和剪力的要求。

接桩的方法有：

钢板角钢焊接、法兰盘螺栓和硫磺胶泥锚固等。

前两种适用于各类土层，第三种硫磺胶泥适用于软土。

预制钢筋混凝土桩

当采用静压法沉桩时，常用空心方桩；在软土层中亦有采用三角形断面，以节省材料，增加侧面积和摩阻力。

（2）预应力钢筋混凝土桩：

预应力钢筋混凝土桩系将预制混凝土桩的部分或全部主筋作为预应力张拉钢筋，采用先张法、后张法对桩身混凝土施加预压应力，提高桩的抗冲（锤）击能力与抗弯能力。

预应力钢筋混凝土桩简称为预应力桩。

预制混凝土桩

预应力钢筋混凝土桩与普通钢筋混凝土桩比较，其强度重量比大，含钢率低，耐冲击，耐久性和抗腐蚀性能增高，以及穿透能力强，因此特别适合于用作超长桩（L>50m）和需要穿越夹砂层的情况，所以它们是高层建筑的理想桩型之一，但制作工艺要求较复杂。

预应力混凝土桩

预应力桩按其制作工艺分为两类：

一类是普遍立模浇制的，断面形状为含内圆孔的正方形，称为预应力空心方桩，或简称预应力空心桩；

另一类是离心法旋制的，断面形状为圆环形的高强预应力管桩（PrestressedHighStrengthConcreteTube–shapedPiles），简称PHC桩。

目前常用的预应力空心桩主要有两种规格：

500×500mm和600×600mm。

PHC桩主要有以下几种规格：

外径φ500mm、φ550mm、φ800mm、φ1000mm，壁厚90mm～130mm，桩段长4m至15m，钢板电焊或螺栓连接，混凝土强度达C60～C80。

（3）钢桩

钢桩截面形状

钢桩的优点有：

桩身不仅抗压强度高而且抗拉和抗弯强度也大，抗冲击性能好、材料性能稳定，所以适用于桩身自由长度大的高桩码头和海洋钻井平台中；桩的承载力高，直径为1500mm的钢管桩，其承载力可达30000kN；施工方便，节头易于处理、运输方便、施工质量稳定、施工速度快。

钢桩的最大缺点是价格太高，按我国价格，约相当于钢筋混凝土桩的3～4倍，一般还需作防腐处理。

因此钢桩在我国以前很少采用，一般只用于特别重大的工业与民用建筑，外海码头工程和海洋石油开采平台。

钢桩常用有两种：

钢管桩和H形桩。

钢管桩系由钢板卷焊而成，常见直径有φ406mm、φ609mm、φ914mm和φ1200mm几种，壁厚通常是按使用阶段应力设计的，约10mm左右。

钢管桩具有强度高、抗冲击疲劳性能好、贯入能力强、抗弯曲的刚度大，单桩承载力高，便于割接、质量可靠、便于运输、沉桩速度快以及挤土影响小等优点；但它抗腐蚀性能较差，须做表面防腐蚀处理，且价格昂贵。

因此，在我国一般只在必须穿越砂层或其它桩型无法施工和质量难以保证、或必须控制挤土影响、或工期紧迫等情况下及重要工程才选用。

H型钢桩系一次轧制成型，与钢管桩相比，其挤土效应更弱，割焊与沉桩更便捷、穿透性能更强。

H型钢桩的不足之处是侧向刚度较弱，打桩时桩身易向刚度较弱的一侧倾斜，甚至产生施工弯曲。

在这种情况下，采用钢筋混凝土或预应力混凝土桩身加H型钢桩尖的组合桩则是一种性能优越的桩型。

实践证明这种组合桩能顺利穿过夹块石的土层，亦能嵌入N63.5>50的风化岩层。

（4）木桩

通常用松木、杉木等单根原木制作，木桩一般直径为22—34cm，长6—18m。

木桩应直，桩顶应削平，与桩轴相垂直。

桩顶应安铁箍，桩尖应按规格加工，将其削成三棱或四棱的钝头锥。

如要穿过硬土层，还应安上铁桩靴。

在淡水中，木材寿命很长，但在干湿交替变化的环境中极易腐烂。

由于其承载力不高，木材原料有限，使用寿命又受环境影响等原因，我国已很少采用。

2、预制桩的施工

预制桩的施工工艺包括制桩与沉桩两部分。

（1）沉桩工艺

锤击式--施工参数是不同深度的累计锤击数和最后贯入度；

静压式--施工参数是不同深度的压桩力。

振动式--施工参数是设计标高。

沉桩控制标准，有时要求设计标高和锤击贯入度双重控制。

沉桩设备

沉桩设备主要有打桩锤、打桩架、射水沉桩用的机具等。

A.打桩锤

B.打桩架

打桩架也是沉桩的主要设备之一，它在沉桩施工中除起导向作用外（控制桩锤沿着导杆的方向运动），还起到吊锤、吊桩、吊插射水管等作用（相当于起重机）。

桩架可分为自行移动式桩架和非自行移动式桩架。

通常多采用前者。

自行移动式打桩架按其走行部分的特征，可分为导轨式、履带式和轮胎式三种。

C.桩帽

打桩时，要在锤与桩之间设置桩帽。

它既要能起缓冲而保护桩顶的作用，又要保持沉桩效率。

因此，在桩帽上方（锤与桩帽接触一方）填塞硬质缓冲材料，如橡木、树脂、硬桦木、合成橡胶等，厚约150—250mm，在桩帽下方（桩帽与桩接触一方）应垫以软质缓冲材料，如饼（麻编织物）、草垫、废轮胎等。

统称为桩垫，桩垫的厚度和软硬是否恰当，将直接影响沉桩效率。

D.送桩

遇到以下情况，需用送桩：

当桩顶设计标高在导杆以下，此时送桩长度应为桩锤可能达到最低标高与预计桩顶沉入标高之差，再加上适当的富余量。

送桩通常用钢板焊成的钢送桩。

E.射水设备

射水多作为沉桩辅助措施与锤击或震动沉桩相配合。

射水设备包括水泵站、输水管路、射水管及射水嘴。

射水效果取决于水压和水量，即水压要大到能冲散土层，同时又要有足够的水量使冲散的土颗粒沿桩侧上升，冲出地面。

（2）主要工序及沉桩方法

用预制桩修筑桩基的主要工序：

桩位放样→沉桩设备的架立和就位→将桩沉入土中→修筑承台板。

沉桩的方法

锤击沉桩（打入）--锤击与射水配合沉桩；

震动沉桩（震入）--震动与射水配合沉桩；

静力压桩（压入）--净载压入。

（3）沉桩工艺要点

①合理地确定沉桩顺序

正确的

打桩顺序

②合理布置桩的吊点

预制桩的吊点位置和弯矩图

③沉桩注意事项

锤击沉桩

开始阶段应做好桩位及方向的控制；

在正常打桩阶段，原则上应采用重锤低击；

接桩宜在桩顶露出地面lm时进行；

若出现异常现象应及时检查、处理。

震动沉桩

与射水配合，控制震动持续时间。

沉桩允许误差

竖直桩的垂直度偏差不得大于1％。

斜桩的倾斜度偏差不得大于倾角（桩轴线与竖直线的夹角）正切值的15％。