静压桩施工方案.doc
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1、1液液压压静静压压桩桩工工法法一一. .前言前言液压静压桩就是通过液压静压桩机,利用其本身的重量(包括配重)作为反作用力,克服压桩 过程中,桩周土侧壁摩阻力和桩端土的阻力,将桩徐徐压入土中。液压静压桩开始于八十年代后期,相对于锤击桩而言,它具有沉桩速度均匀、无噪音、无 振动、能自动显示压桩力、昼夜施工等优点。随着九十年代初期高层建筑的快速发展,单桩竖 向承载力越来越高,液压静压桩机的吨位也随着增大,目前最大吨位已达到 650-700T,最大单 桩承载力由初期的 120T 提高到现在的 250T 左右,故近几年来广泛地应用于工业厂房、综合办 公大楼、高层建筑的桩基施工中,并取得了良好的技术经济效
2、果。 二二. .沉桩机理沉桩机理液压静压桩属于挤土桩。桩在压入过程中对周围土体进行排挤,使地基的侧向应力增加, 从而导致土的密度的增加。它的挤土效应取决于桩截面的几何形状和压桩力。对同样截面的桩 截面来说,静压桩的挤土效应小于打入桩。一般来说,采用静压桩工艺的地基土含水量较高,孔隙比较大,在桩受垂直静压过程中, 桩尖直接使土产生冲剪破坏,伴随或先发生沿桩身土体的直接剪切破坏,从而也产生了超孔隙 水压力,扰动了土体结构,使桩周约一倍桩径土体的抗剪强度降低,发生严重软化(粘性土)或 稠化(粉土、砂土),出现土的重塑现象,从而可连续地将静压桩送入很深的地基土层中。相反, 若遇砂层,超孔隙水压力消散,
3、则摩阻力增加,压桩困难。 三三. .特点及适用范围特点及适用范围(1)静压桩具有无震动、无噪声、场地小和能定量监测单桩承载力等优点,尤其适合在人口 密集的市区及建筑群中施工。(2)施工引起的土体隆起和水平挤动比打入式桩小,适宜于危房、精密仪器房、岸边和地下 管线多的地区内施工。(3)由于避免了锤击应力,可减少钢筋和水泥用量,降低工程造价。(4)压桩力能自动记录和显示,桩的承载力有保证,并且避免锤击过度而使桩顶或桩身开裂 的现象。(5)压桩力有限,单桩垂直承载力相对锤击桩来说较低。(6)施工速度快,工期短。(7)只适应于软土地基,不适用于贯穿厚度大于 2m 的中密以上的砂土夹层或进入中密以上的
4、砂土持力层。 四四. .施工工艺施工工艺静压桩施工工艺分为定位、桩尖就位、对中、调直、压桩、接桩、再压桩、送桩等过程。(1)定位:根据控制点和控制轴线,定出施工桩位,并在桩位中心插入一根短钢筋,洒上石 灰粉使桩位标志明显。(2)桩尖就位、对中、调直:对于步履式全液压静压桩机而言,通过大、小船行走油缸的动 作,作纵横向的行走,从而将桩尖对准桩位,并开动压桩油泵将桩压入土中 2m 后停止压桩,用 两台经纬仪校正桩在两垂直方向的垂直度。(3)压桩:利用夹紧器的浮顶增力原理,夹紧工程桩,用压桩油泵的压力将桩压入地下。每 次压桩行程为 2m。当压完第一行程后放松夹紧器装置,用压桩油缸提起夹紧器,当夹紧器
5、到位 后,再次夹紧压桩,如此循环。(4)接桩:当下一节桩压到露出地面 0.51.0m 时,应接上一节桩。(5)送桩:送桩可用专用的送桩器,也可用一节长度超过要求的桩,放在被送的桩顶上便可 送桩。(6)移位:若桩顶高出地面一段距离,而压桩力已达到规定值时则要截桩,以便桩机移位。2五五. .施工注意事项施工注意事项(1)因压桩机自重很大,对地面承载力要求较高,故在地面松软处施工时要及时采取加固措 施,以确保压桩机的平衡。(2)压入力由压力表反映,在压桩过程中要认真记录桩入土深度和压力表读数的关系,以判 断桩的质量及承载力。当压力表读数突然上升或下降时,要停机,对地质资料进行分析,看是 否遇到障碍物
6、或产生断桩情况等。液压静压桩机的压入力与压力表读数换算式如式(1)所示。F=2PS+G(1)式中:F- 压入力;P- 压力表读数;S- 压下油缸活塞面积;G- 夹头箱、压下油缸柱塞及送桩器三者重量之和。(3)实践表明:因接送桩的中途停留(2530 分钟)使得压桩阻力增长 3668%。而且,停留 时间较长,其阻力增长越多;压桩入土越深,其阻力增长也越大。故静压桩施工时不宜中途停 顿。必须接桩停留,宜考虑浅层接桩,还应尽量避开在好土层深度处停留接桩,且尽可能缩短 接桩时间。(4)桩压入过程中,需随时用两台经纬仪从正面和侧面校正其垂直度,确保桩的垂直度偏差 小于 0.5%。(5)施工时,整体沉桩流水
7、要合理安排,避免向单一方向推进。当桩距小于 3.5 倍桩宽时, 压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压;当一侧 毗邻建筑物时,由建筑物一侧向另一侧施压;应严格遵守“先密后稀、先深后浅、先长后短” 三原则施压。(6)由于静压桩不同于打入桩,邻近桩相互挤土的干扰影响很小。实践证明,对于压入同样 深度土层的压桩力,并不随邻近的压桩先后而有所不同(有条件时,邻近桩施工间隔时间不能太 长)。故施工中注意此点,在局部桩群中施工时,就可以灵活地安排施工顺序,以减少桩机的移 位及行走时间。(7)终止压桩的控制原则如下:对于摩擦桩以达到桩端设计标高为终止条件;对于端承摩擦 型桩,
8、是以设计桩长控制为主,终压力值作对照为控制条件。 六六. .施工机具施工机具(1)施工机具施工主要机具是液压静压桩机及其配套设备(详见表 1)。目前常用的 HY 型系列液压静压桩 机,其主要技术参数详见表 2(其中 HY-400 型液压静压桩机正视图、俯视图见图 1、图 2)。每台班施工主要机具及配套设备一览表 表 1 序号机 具 名 称型 号规 格数量备 注1液压静压桩机HY 系列YZY 系列1 台每个系列最大吨位分别有300T、400T、500T 等2吊 车30T1 台拆装机械及喂吊桩3电焊机BX1-500-2F2 台交流电焊机、电焊接桩4气割设备1 套切割角钢等5经纬仪J22 台定桩位、
9、校正桩的垂直度6水准仪DS31 台测定高程及控制桩顶桩高7送桩杆9m1 根钢制,送桩时用3HY 型系列液压静压桩机主要技术参数 表 2型号参数项目单位HY-300HY-400HY-450HY-500HY-600横向行程 (一次 )米33333纵向行程 (一次 )米0.50.50.50.50.5大身最大回转角度1818181820纵横向行走前行米 /分2221.81.8速 度回程米 /分4.24.24.244最 大 压 入 力吨300400450500600最 大 锁 紧 力吨760900100010001000系统压力兆帕31.531.531.531.531.5油泵最大流量升 /分143143
10、143154167电机总功率千瓦85858592100大船吨 /米9.212.313.813.814.2接 地比 压小船吨 /米9.813.114.715.717.5外形尺寸长 *宽 *高米10.6*9*8.610.6*9*910.6*9*911*9*9.111.1*10*9.1自 重吨150180190200200整机配 重吨180250290340430外形尺寸长*宽 *高米7.8*3.5*17.8*3.5*17.8*3.5*17.8*3.5*17.8*3.5*1大身装 运 重 量(包括牛腿)吨40434550524(2)施工机具的选择压桩力与单桩极限承载力的关系压桩力与单桩极限承载力在概
11、念、性质、数量大小及作用效果等方面均存在显著差别。压5桩力包括桩尖土层阻力和侧壁土滑动摩阻力,且主要来自压桩机克服桩尖土层的抗冲剪阻力, 即压桩力随着桩尖土体的抗冲剪阻力大小而波动,说明此时桩侧摩阻力非常小。单桩极限承载 力包括桩端土支承力和桩侧土摩阻力,且大多数单桩极限承载力发挥,主要是取决于桩侧土层 的摩阻力(端承桩除外)。这是由于压桩终止后,随着时间推移,桩周土体中孔隙水压力逐渐消 散,土体发生固结,桩周土的摩阻力逐渐恢复和提高,从而使静压预制桩获得较大承载力。在 固结系数较高的软土地区,静压桩获得的单桩极限承载力可比最终压桩力高出二至三倍)。由此 可见,单桩极限承载力大于和小于压桩力的
12、情况均存在。 同时也说明了选择压桩机械时不能单 纯依据单桩极限承载力。压桩机械的选择压桩机械选择的主要依据是压桩力的大小。根据工程实践经验,压桩力可以根据静力触探 Ps 值及桩侧土层摩阻力进行预估。式(2)、(3)就是根据工程实际资料经数理统计分析得出的, 它可以作为选择压桩机械和分析沉桩可能性的依据。Pc=KPc(2)n Pc=2PsAp+0.07Upfili(3)i=1式中: Pc -压桩力;Pc-平均压桩力;Ps -桩端土层的静力触探比贯入阻力;Ap -桩的横截面面积;Up -桩的截面周长;fi -第 i 层土的摩阻力值;li -第 i 层土的厚度;其中,由于地质情况的复杂性、所选地质参
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