一、混凝土預制樁的制作、起吊、運輸和堆放
1、混凝土預制樁的制作
(1)現場預制混凝土方樁的制作:為了節省場地,現場預制方樁多采用間隔疊澆法制作;重疊層數取決于允許的荷載和施工條件,一般不宜超過4層;場地要平整、堅實、不得產生不均勻沉降;樁與樁之間應做好隔離層,樁與鄰樁、底模間的接觸面不得粘接;在澆筑時間上應錯開,上層樁或鄰樁必須在下層樁或鄰樁的混凝土強度達到設計強度的30%后方可進行。
(2)在制作過程中應注意一下幾個問題:a、截面:混凝土方樁的截面邊長多為250-550mm,普通混凝土方樁截面邊長不應小于200mm。預應力混凝土管樁直徑一般為300-800mm,常用的多為400-600mm。b、長度:單根樁或多節樁的單節長度,應根據樁架高度、制作條件、場地、運輸和裝卸能力等確定。如在工廠制作,長度不宜超過12m,如在現場預制,長度不宜超過30m。預應力混凝土管樁的每節長度為8-10m。c、混凝土強度:砼預制樁的強度等級不宜低于C30。d、錘擊沉樁的縱向鋼筋配筋率不宜小于0.8%,壓入樁不宜小于0.4%,樁的縱向鋼筋直徑不宜小于14mm,樁身寬度或直徑大于或等于350mm時,縱向鋼筋不應少于8根。樁頂一定范圍內的箍筋應加密,并設置鋼筋網片。
2、混凝土預制樁的起吊與運輸
(1)起吊強度
當樁的混凝土強度達到設計強度的70%方可起吊;達到100%方可運輸和打樁。
(2)起吊吊點
由于砼的主筋一般為均勻對稱配置,因此,吊點設置應按照起吊后樁的正、負彎矩相等的原則
3、凝土預制樁的堆放
堆放樁的地面必須平整、堅實;墊木間距應與吊點位置相同;各層墊木應位于同一垂直線上;堆放層數不宜超過4層;不同規格的樁,應分別堆放。
二、預制樁的沉樁方法
預制樁的沉樁方法有錘擊法、靜力壓樁法、振動法、水沖法等,本文主要介紹錘擊法。
1.錘擊法打樁設備
錘擊法打樁設備由樁錘、樁架和動力裝置組成。
(1)樁錘包括落錘、蒸氣錘、柴油錘、液壓錘、震動錘。
樁錘橫向對比如下:
錘型錘擊動力適應性優點缺點
落錘重力小型樁工程構造簡單
使用方便效率低,樁身易損失
柴油錘燃油爆炸能量適用面廣、可用于大型混凝土樁等結構簡單,使用方便不需從外部供應能源過軟的土中會使工作循環中斷,污染大
蒸氣錘蒸汽動力適用面廣沖擊力較大,無污染需配備鍋爐設備
液壓錘液壓作用適合水下打樁能獲得較大的貫入度構造復雜,造價高
(2)樁錘的選擇
在錘擊沉樁時,為防止樁受沖擊力過大而損壞,宜采用“重錘輕擊”的方法。如采用輕錘重擊,錘擊功能很大的一部分被樁身吸收,樁不易打入,且樁頭容易打碎。錘擊可根據土質、樁的規格等進行選擇,如能進行錘擊應力計算則更為科學。
(3)樁架
樁架的作用是懸吊樁錘,并為樁錘導向,且還能起吊樁并可在小范圍內移動樁位。樁架的高度是選擇樁架時需考慮的一個重要問題(樁架的高度=樁長+滑輪組高度+樁錘高度+樁帽高度+起錘位移高度)。
2、打樁施工
(1)打樁前的準備工作
首先,清除妨礙施工的地上和地下的障礙物;其次,平整施工場地,定位放線;再次,設置供電、供水系統;最后,安裝打樁機等。
(2)打樁順序
a、考慮擠土的影響(往哪個方向打,往哪個方向擠土):根據樁群的密集程度,可選用切合實際的打樁順序。易從一側向另一側或從中間向四周打。
b、考慮后打樁對先打樁的影響:根據設計標高及樁的規格,宜先深后淺、先大后小、先長后短。
(3)打樁方法要點
a、垂直度:打入時的垂直度控制在0.5%,目的是控制最終偏差不超過1%。另外,樁、樁錘、樁帽在一個鉛錘線上;
b、樁帽的保護:在樁和樁帽之間放一彈性襯墊(硬木、麻袋、草墊)。另外樁帽與樁之間應有5-10cm的間隙,以防止樁頂破環。
c、落距的控制:開始時,小落距,待穩定后在按規定落距打樁,一般最大落距不宜超過1m。另外在打樁時,如貫入度劇變或樁身有異變,應停止打樁,分析研究處理。
d、送樁器的應用:一般情況下,樁頂的標高都要低于自然地面,則需用送樁管將樁打入設計標高,樁與送樁管應在同一軸線上,拔出送樁管后,樁孔應及時回填或加蓋,以防事故發生。
(4)接樁的方法
a、焊接:接樁的預埋鐵件表面清潔,上、下節樁之間如有間隙應用鐵片填實焊牢,焊接時焊縫應連續飽滿,并采取措施減少焊接變形接樁時,上、下節樁的中心線偏差不得大于10mm。
b、法蘭連接:預埋構件,用螺旋連接
c、硫磺膠泥錨接:適用于軟土地區,但對承受水平荷載和抗拔力的樁不利。但是施工方便,速度比較快,大大加大了施工速度
三、打樁的質量檢查要點
1、垂直度與水平偏差(樁位)
樁的最終垂直偏差應控制在1%以內;水平平面位置的偏差分一下兩種情況:
(1)對于單排樁或雙排樁的條形樁基,垂直于條形樁基縱軸線方向為100mm,平行于條形樁基縱軸線方向為150mm;
(2)承臺樁樁數為1-3根樁基中的樁為100mm;當樁數為4-16根樁基中的樁為1/3樁徑或邊長;當樁數大于16根樁基中最外邊的樁為1/3樁徑或邊長,中間樁為1/2樁徑或邊長。
2、打樁停錘的控制原則
樁尖進入堅硬土層的端承樁,以貫入度控制為主,樁端標高作參考;一般的摩擦型樁,應以控制樁端設計標高控制為主,貫入度作為參考。
四、打樁對周邊的影響及其防治
1、對周邊的影響
打樁噪音大、振動大引;沉樁時有明顯的擠土影響,如起樁區及附近地區的土體隆起和水平位移,導致鄰近建筑物或地下建筑物損壞,也可導致鄰樁位偏移。
2、防治措施:
預鉆孔取土打樁;沙井排水或塑料排水板排水;挖防振溝;采取合理打樁順序、控制打樁速度;設置隔離板樁或地下連續墻。
五、結束語
混凝土預制樁主要適用于對噪音污染、擠土和振動影響沒有嚴格限制的地區;穿透的中間層較弱或沒有堅硬的土層,且持力層埋置深度變化不大的地區;以及大面積打樁工程和地下水位較高或水下工程。同時混凝土預制樁制作方便、樁身質量易于保證、材料強度高、耐腐蝕性強、樁的單位面積承載力較高、施工速度快,因此被廣泛的應用于建筑施工領域。
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