打入钢管桩施工.docx

1、打入钢管桩施工3.2.2打入钢管桩施工1、施工准备施工准备内容包括:三通一平;桩位放线;桩机就位:试桩。西南交通大学硕士研究生学位论文第36页2、打桩顺序打桩顺序即钢管桩先、后打入的顺序，亦称桩机跑位顺序。一般应按下述原那么安排钢管桩先、后打入的顺序:(1)桩的入土标高有不同时，应先深后浅;(2)当场地中有重要管道、电缆与其他地下公共设施时，应先打靠近这些设施的桩，使继续打入的桩，逐渐远离己有的设施;(3)当有临近建筑物时，为防止打桩过程中相邻建筑物造成较大位移和变位，应先打近临建筑物的桩，后打的桩逐渐远离建筑物;(4)尽可能先打布桩密集区域的桩;(5)先打长桩后打短桩，先打大直径桩，后打小直

2、径桩的程序进展;(6)在打桩机回转半径X围内的桩宜一次流水施打完毕;(7)业主或设计方的特殊要求。确定打桩顺序后，标出桩心位置，并用石灰撒圈标出桩径大小和位置;标出打桩顺序和桩机走行路线，并在桩机走行路线上铺垫碎石。3、桩的起吊吊钢管桩多采用一点绑扎起吊，待吊到桩位进展插桩，将钢管桩对准事先用石灰划出的样桩位置，作到桩位正，桩身直。一头起吊后，要防止另一头在地面被拖拉，这样容易损伤端部，不利焊接。检查出不符要求的钢桩，要作修整前方可起吊打入。起吊后的桩，对准石灰线插正。对H型桩，有方向性，应注意不能插错。在桩机的正前方和侧方呈直角方向用二台经纬仪观测桩的垂直度，可藉控制导杆的仰俯、桩架的左右摆

3、动，使桩锤、桩帽与桩成一直线，记录员和桩锤操作员就位后，就可打桩。4、打桩钢桩的打入精度与下节桩的就位正确和垂直度密切相关。由于桩、桩帽与桩锤自重较大，一般情况下，下节桩不需锤击(或少量锤击)即会很快沉入土中，这一下沉过程应控制其缓慢进展，待稳定后再行锤击，最初阶段宜使柴油锤处于不燃烧油料的空击状态(犹如自由落锤)。在此期间，要随时跟踪观测沉桩质量情况，发现问题，立即设法纠正，必要时需把桩拔出重新插入，并采取强制措施按预定轨道下沉。待确认下节桩的沉入质量良好后，再转入正常的连续锤击，直至将钢桩击至其顶端高出西南交通大学硕士研究生学位论文第37页地面约60一80Cm时停顿锤击，准备电焊接桩。为防

4、止桩头在锤击时损坏，打桩前，要在桩头顶部放置特制的桩帽。其上直接经受锤击应力的部位，放置硬木制减震木垫。打桩时，先用两台经纬仪，架设在桩架的正面与侧面，校正桩架导向杆与桩的垂直度，并保持锤、桩帽与桩在同一纵轴线上，然后空打1一Zm，再次校正垂直度后正式打桩。当沉至某一深度并经复核沉桩质量良好时，再行连续打击，至桩顶高出地面60一SOcm时，停顿锤击，进展接桩，再同样步骤至到达设计深度为止。假设开场阶段发现桩位不正或倾斜，应调正或将钢管桩拔出重新插打。5、接桩(1)钢管桩每节长15m，沉桩时需边打入边焊接接长，一般可采用日YM一SOSN型半自动无气体保护焊机焊接，具有效率高，质量好，焊接变形小，

5、适应全位置焊接，操作方便等优点。(2)焊接前应注意:检查和修整下节桩顶因锤击而产生变形的部位;清除上节桩端泥砂、水或油污，用角向磨光机磨光铁锈，并打磨出焊接剖口。将内衬箍放置在下节桩内侧的挡块上，紧贴桩管内壁并分段点焊，然后吊接上节桩，使其坡口搁在焊道上，使上下节桩对口的间隙为24mm，再用经纬仪校正垂直度。在接头下端钢管外围安装紫铜夹箍以防止融熔的金属流淌。如上下节桩对准后，局部缝隙过大而相对面又嫌小时，可采用一定的强制措施，再行电焊。(3)施焊时应注意:对称进展;管壁厚小于gmm的焊两层，大于gmm的焊3层;焊完每层焊缝后，与时去除焊渣;每层焊缝的接头应错开;充分熔化内衬箍，保证根部焊透;

6、遇大风，要装挡风板;气温低于O，焊件上下各IO0mm要预热;焊接完毕后应冷却1一smin，再行锤击打桩。6、贯入深度控制钢管桩一般都不设封口桩靴，直接开口打入。沉管时，土体由桩口涌入桩管内，至一定高度(一般为l/3一1/2的桩体贯入深度)后，即闭塞封死，其效用与闭口桩相似。贯入深度一般按以下标准控制:(1)持力层较薄时，打到持力层厚度的1/31/2;当持力层厚时，西南交通大学硕士研究生学位论文第38页以最后十次锤击每击的贯入量s成Zmm为限;当持力层巩固时，打入12倍桩径的深度;当持力层不大巩固时，打入桩径510倍的深度。宝钢设计要求打入标准贯入阻力N值50以上的坚实砂层，进入深度(从持力层上

7、外表算起)为桩径的3一5倍，以满足其土塞效应。(2)锤击桩顶时，对桩产生的锤击应力应不超过钢管桩材料的允许应力(一般按80%考虑)，一般限制最后10m的锤击数在1500击以下(总锤击数不超过3000击)。(3)以桩锤的容许负荷限制，防止桩锤的活塞受到过量冲击而损坏，一般限制每次冲击的最小贯入量不大于0.5一1.Omm作为控制，以上停打标准系以贯入深度为主，并结合打桩时的贯入量最后1m锤击数和每根桩的总锤击数婷综合判定。7、钢管桩切割与拔出(1)为便于基坑机械化挖土，在沉桩时，假设采用接长钢管送桩，那么需采用钢管内切割机将己打至设计标高的钢管桩上部的送桩钢管割去。割下的钢管可将其端部稍作修整，接

8、长后再用。(2)送桩钢管的拔出。内切割完成后，将钢管桩拔出有三种方法:在桩顶下对称开孔，穿卸甲与钢丝绳用吊机将钢管桩头子拔出;用振动锤夹住钢管桩，依靠振动拔出;用内胀式拔管器。上提锥形铁陀，使两侧半圆形齿块卡住钢管桩内壁，将钢管桩拔出。这种方法能拔出地面以下15m深的钢管。8、焊桩盖为使钢管桩与承台共同工作，设计在每个钢管桩加焊一个桩盖，并在外壁加焊8一12根。20mm的锚固钢筋，桩盖形式有平桩盖和凹面形两种。当挖土至设计标高，使钢管桩外露，取下临时桩盖，按设计标高用气焊进展钢管桩顶的精割，方法是先用水准仪在每根钢管桩上按设计标高定上三点，然后按此水平标高固定一环作为割框的支承点，然后用气焊切

9、割，切割清理平整后打坡口，放上配套桩盖。3.2，3施工质量控制与标准桩根底是地下隐蔽工程，又是建筑物的重要局部，必须保证施工质量，满足设计要求。为此，加强施工过程中的质量控制是很有必要的。钢桩施工西南交通大学硕士研究生学位论文第39页质量控制有以下几个方面:1、垂直度控制垂直度在沉桩过程中极为重要，桩成倾斜状沉入土中，会影响桩的沉入深度，造成桩的平面位移，严重的有可能造成桩的局部变形，甚至焊缝处裂开而折断。施工时的允许倾斜度是按桩长的1/100来控制的，这个标准不算太高，15m长的一节桩，按此要求，偏位达15Omm，如再加上定位样桩，插桩不正，打桩挤土，基坑开挖等造成的偏差，那么偏位更大，甚至

10、会超出验收规X。对一些重要工程，常要求提高倾斜度的控制要求，确保桩能垂直地沉入土中。按目前国内经历，对于15米长的一节钢桩，垂直度可以控制在上下中心点差为Zcm以内。要做到高垂直度，首先要确保场地密实、平整，打桩架也应有准确、灵便的垂直度控制系统。施工中那么应使第一节桩保持高度的垂直。插桩前，桩架的导杆调至垂直，桩进档后，要徐徐放下，如插入土中后，还可通过经纬仪对垂直度作复核，直至挺直地全部进入土中。在接桩过程中，尽量做到对称焊接，减少因不均匀收缩造成的上节桩倾斜。锤击过程中，要确保桩锤尽量准确地击在桩的中心部位。2、焊接质量控制焊接质量是评定钢桩施工总体质量的重要组成局部。施工时应选择素质良

11、好、技术熟练、经历丰富的焊工，严格按焊接规X进展施工。焊接设备必须性能良好。焊接施工时，要加强质量监理。3、打入标高控制设计人员根据试桩结果，确定了桩的终沉标高。施工开场时，只要地质情况无异常变化，一般均能满足设计要求。但是随着一根根桩的沉入，土层被挤密，常有不能沉到设计标高的情况发生。当然，地层起伏较大，勘察资料不够准确，硬土层面抬高，也会产生类似情况。此时就应暂停施工，会同设计人员共同商榷。(1)根据地基和根底工程施工和验收规X(GBJ202一83)规定的控制原那么是:桩尖位于坚硬、硬塑的粘性土、碎石土、中密以上的砂土或风化岩等土层时，以贯入度控制为主，桩尖进入持力层深度或桩尖标高可作参考

12、;贯入度已到达而桩尖标高未到达时，应继续锤击3阵，其每阵10击西南交通大学硕士研究生学位论文第40页的平均贯入度不应大于规定的数值;桩尖位于其他软土层时，以桩尖设计标高控制为主，贯入度可作参考;打桩时，如控制指标已符合要求，而其他的指标与要求相差较大时，应会同有关单位研究处理;贯入度应通过试桩确定，或做打桩试验与有关单位确定。上述规定既表达了桩基的性质，又充分考虑了持力层的起伏与打桩后土层的挤密影响。(2)对于以承载力为主的桩，可以按最终贯入度对照动力公式，计算出承载力是否满足要求。但是，这种公式局限性较大，不同地区又有不同的公式与参数，设计人员对计算结果的可信程度是持保存意见的。目前，动载试

13、验(大应变)己较成熟，而且一个地区，多做几次，选择参数也能符合实情，不失为一种较为直观的承载力检验方法。当发生沉桩困难，建议做动载试验，对钢桩而言，试验也较简单，以此结果确定要否继续锤击。(3)对于以沉降控制为目标的桩基工程，设计人员往往坚持打到设计标高，此时就应共同协商。作为施工单位为防止桩头击坏或桩锤损坏，按经历，在适当的锤重和落距的条件下，可参考下述标准停顿锤击。最后贯入度在34mm以内;最后1米的锤击数大于250击;总锤击数(对钢桩)要大于3000击。上述标准仅作协商时参考，最终仍应由设计人员决定是否继续打至标高或停锤。有些重要建筑物，沉降是首要的，哪怕是贯入度小于腼m，此时仍应继续锤

14、击。为使工程得以顺利进展，设备应有充分准备，尤其是备件、维修人员等应适当加强。在打桩措施上，也可作些考虑。3.2.4钢管桩施工常见问题与对策1、打桩对环境的影响由于打桩造成对环境的影响，主要有挤土、噪音、振动与油烟等。(1)挤土影响。钢管桩如采用闭口桩那么排土同预制方桩一样，体积的100%土被排向桩体的周围，对周围影响是相当大的。一般都选用开口钢管桩，既根本不影响承载力又减少了挤土现象，钢管桩直径越大，挤土量越小。在选择桩型时应西南交通大学硕士研究生学位论文第41页考虑此因素。但从表中也看出，不管哪类桩，仍有一定的挤土量，当工程中桩位较密时，尽管用了大直径开口钢管桩，也会产生大的土体水平位移和

15、地面隆起，严重的会引起既沉桩的位移或地下管线等设施的损坏。对此，可采取以下措施:选择合理的施工顺序。对桩数少的工程，可先打长桩后短桩:先闭口桩(如有的话)后开口桩;先小直径桩后大直径桩。如桩数多的工程，除遵照上述原那么外，尚应做到:先打中间桩后向外围扩展，向后退打。增加辅助措施。钻孔设置排水砂井或插入塑料排水板以减小超孔隙水压力;在重要设施旁，挖沟槽后填以泥浆或松散料;或在其旁压入板桩等，都有一定的保护效果。这些措施可在工程实例中找到。(2)噪音。钢管桩均由柴油锤打入，锤与钢桩顶的撞击发出的撞击声是无法防止的。例如采用MH一72柴油锤在锤打56508钢管桩时实测噪音数值，即使在离桩机30m处，

16、噪音也要达90多分贝。如果钢管桩再粗，使用更大的桩锤，分贝值可能还要大。如在居民区施工，如此大的噪音，是难以被承受的。目前，政府有关部门己有控制标准，即控制在40分贝以内。但是，如在深夜，如此大的噪音，还会引来不少麻烦。如果桩型只能是打人桩，那么只能在白天施工。当然，也有用防音罩的，其结果略有改善，约可降低30%左右，但分贝仍不小。而且柴油锤在密封空间内工作，排烟、有效燃烧等均有不利之处。看来还是控制锤击时间最为实用。(3)振动影响。打桩引起的振动可造成下面一些危害:地基变形(沉降、陷落、裂缝);构筑物(房屋、管道、公共设施等)的损坏;设备与各种精细机械工作性能的损伤;居民生活受妨害。目前国内

17、尚未看到切实可行的振动控制标准，必要时，可按表3一1和表3一2标准执行。表3一1建筑物允许振幅参考值类别精细测量实验室自动电力操纵汽轮发电机精细车床和实验设备0.020.04铸型和特殊车间民用住宅办公楼参考值0.020.030.050.050.07西南交通大学硕士研究生学位论文第42页类别l住宅，表3一2房屋和类似构造振动速度极限标准重型构件和刚性骨架的建筑物30、n类以外和受保护的建筑物极限值工程中减小打桩引起的振动有许多措施:从钢管桩施工本身着眼，可以采用缓冲衬垫或缓冲器来沉桩;合理选用低振动强度和高施工频率的桩锤;还可用预钻孔法、管内取土法以加快施工速度，减少锤击数;改变施工顺序，靠近建

18、筑物或居民区先打，边打边退等都是行之有效的方法。设置减振壁。在需要保护设施附近设置减振壁，使地面传布的振动波大局部被吸收或反射，从而减小影响X围。一般减振壁为60SOcm，深度4一sm。当地基土的软土层较厚时宜深一些(10m以上)，减振结果一般为减少l/31/10。壁的位置离打桩区510m。其型式有空沟型(较浅，为使壁体稳定，可灌人泥浆或填充松散料)、沥青壁型、发泡塑料壁型、混凝土壁型(地下连续墙)。有时减振壁可用有一定间距的钻孔替代。对原有建筑物予以加固。在施工期间，对旧的建筑予以临时托换加固，提高其抗振性能。当影响很大时，对一般危房采取临时卸载或撤除局部危险部件。对一些精细设备也可临时停产

19、，短期施工完毕后，再恢复生产。这些都是可行的方法。(4)油、烟雾等污染。柴油锤在锤击过程中常常有油向四处飞溅。当燃烧不充分时，还有大量黑色烟雾冒出。行人或居民常常叫苦不迭。最好的方法是加隔离罩击桩，但往往不经济;临时搭塑料盖棚，使行人在其下行走或高一些的塑料围栏挡住飞散的油点等是较实用的措施。对烟雾，主要是选用带有高压喷雾装置的桩锤，可减少大量烟雾。当然操作人员，认真负责工作也是减少烟雾的一个因素。2、钢管桩被打损坏钢管桩由于施工不当而被打坏，常有以下几种情况:(1)顶部失稳。造成失稳的原因很多:锤击次数过多;钢管桩壁厚太薄;锤击力偏离桩的中心;桩锤落距过高。不管是何种原因，如果桩的贯人性能很

20、好，也即贯入度很大，能较顺利地到达标高，一般是不会发生失稳现象的。所以软土中沉桩，只要桩长不是太长(4050m)，持力层N值不是太大(N毛西南交通大学硕士研究生学位论文第43页30)，是可以到达不失稳。至于如何确保顺利沉至标高将在下面谈到。这里就钢桩本身与打桩操作上可作的改良作一介绍。对钢桩本身，可在锤击顶部加一套箍，以增强抗锤击的能力，也可适当增加壁厚。在操作上，尽可能做到中心锤击与调整适宜的落距，这些都是改良的措施。(2)闭口钢管桩的断面失稳。除了采取措施确保钢管桩能在正常情况下沉入标高外，可适当增加壁厚以提高断面刚度，操作上做到上述要求，彻底去除障碍物，不使大的块石或混凝土块停留在桩尖下

21、而被跟着打下，都是防止这类现象产生的对策。(3)开口桩尖的卷曲。主要是桩的壁厚过薄，当桩尖进入如粗砂、砾石或坚硬的粘土时，容易发生这种事例。解决的措施可以在钢管桩底部加一钢套箍，以弥补桩尖局部的刚度。地层表层如有大石块、混凝土块体也应与时去除，不让其跟入下层。(4)接头部破坏。主要是电焊接桩质量不好所致。必须严格按焊接规程施工。此外务必确保钢桩能垂直地沉入。沉桩前调整好桩架，不产生偏心锤击，都是较好的解决方法。3、沉桩困难有两种情况，一是在整个沉桩过程中，中间有硬土层需穿过，而沉桩时，往往不易穿过。二是桩尖快到持力层时，贯人度过小，难到达设计标高。(l)穿越中间硬土层。对一些重要建筑物，设计人

22、员期望较小的沉降值、较高的承载力，把桩设计得很长，往往就发生需穿越原本可作为持力层的硬土层。这就需要对穿越中间硬土层的可能性作判断。根据目前打桩机械性能和钢桩承受锤击应力的容许X围，对钢桩穿越中间硬层的可能性作如下判断:中间硬土层在地表下20m左右时，容易穿透;N值为50以上的砂层，厚度大于sm，穿透较困难;而N值小于30时，穿透56m粘土硬层是可能的;中间硬层以下的下卧层为软土层，那么穿越硬层是容易的;为便于穿越中间硬土层，可在桩底端焊一加强箍，效果较好。其作用有二个:一是减少局部摩阻力:二是桩尖加强后，经得起锤击，不易被击坏。如有可能，先用钻孔法在中间硬层内钻一孔，再进展长钢桩沉桩施工。(

23、2)贯入度小，难以到达标高。西南交通大学硕士研究生学位论文第44页首先要对选择的桩锤作分析，其锤击能量、锤的回跳高度等是否足够?桩是否垂直?如果设备均是正常而且设计方又不同意按前述建议的停锤条件停锤，坚持要沉到标高那么建议采取下述措施:按上述4)要求，在后续的钢桩底端都加上套箍，以减少摩阻且加强桩尖，有利到达标高。桩进入一局部土层后，在己入土的管桩内，取一局部土出来(对开口钢管桩)，减少局部阻力，以利沉桩。取土宜选用装在同一桩架上的螺旋取土器，便于施工。采用预钻孔工艺，先取土再插入桩，也可减少局部阻力。采用外射水，破坏局部外摩阻，将桩沉入。可以边锤击边射水，也可射一段时间，锤击一段时间。尽量减少送桩长度。使用送桩，能量损耗达30%。如有条件的工程，可先挖去一局部土，桩机下坑施工，也可采用内切割法而不用送桩。从施工顺序上，先安排桩位较密区域施工，或先打中间的桩，再向四周扩散。