认识预应力混凝土空心方桩施工及设备

认识预应力混凝土空心方桩施工及设备1、锤击法：柴油锤、液压锤；2、静压法：抱压式液压压桩机、顶压式液压压桩机、抱压顶压联合式液压压桩机。一、预应力空心方桩施工设备1、方桩施工的附件设施要求（1）、桩帽及垫层的设置应符合下列规定:A、桩帽应有足够的强度、刚度和耐打性；B、桩帽下部套桩头用的套筒应做成方型，方桩中心应与锤垫中心重合，筒体深度应为350～400mm，内边长应比方桩边长大20～30mm；C、桩帽套筒应与施打的方桩边长相匹配，严禁使用过度性钢套(俗称博士帽)用大桩帽打小边长方桩；D、打桩时桩帽套筒底面与桩头之间应设置弹性衬垫(又称桩垫)。桩垫可采用纸板、胶合板等材料制作，厚度应均匀一致。桩垫经锤击压实后的厚度应为120～150mm，且应在打桩期间经常检查，及时更换或补充；E、桩帽上部受锤击部位应设置“锤垫”，锤垫应用坚纹硬木或盘绕叠层的钢丝绳制作，其厚度应为150-200mm，打桩前应进行检查、校正或更换。（2）、送桩器及其衬垫设置应符合下列规定:A、送桩器器身宜做成方柱形，并应有足够的强度、刚度和耐打性，上下两端面应平整，且与送桩器中心轴线相垂直。送桩器长度应满足送桩深度的要求，器身弯曲度不得大于1/1000；B、送桩器下端应设置方形套筒，套筒深度应为300～350mm，内边长应比方桩边长大20～30mm；C、不得使用下端面不设任何限位装置的送桩器；D、送桩作业时，送桩器套筒内应设置硬纸板或废旧木板等衬垫，衬垫经锤击压实后的厚度不宜小于80mm。（3）、夹具的选择：夹具边长不能小于桩变长的三分之二，且必须大于桩内孔直径，越趋近于边长越好2、锤击桩机

锤击桩机大致可分为柴油锤和液压锤两种，其中柴油锤为常见的锤击桩机；柴油锤桩机常见的有：导杆柴油锤和筒式柴油打桩锤两种。柴油锤桩机沉桩工序:测量放样桩—打桩机就位—喂桩—对中、调直—锤击沉桩—接桩—再锤击—至持力层(送桩)—收锤柴油锤击施工易造成方桩破损事项:1）、桩机在喂桩前拉桩时偏心起吊，宜造成方桩还没上桩架就已折断。应正前方起吊水平距离不得大于4米。2）、在施打过程中当方桩入土深度大于3米时，现场发现桩身的垂直度不达要求而强行纠偏，而造成桩身断裂。3）、桩锤启动前，桩锤、桩帽和桩不在同一条轴线上，造成偏心打桩。如果不及时采取措施桩头将破损。4）、在打桩过程中，当最后一米贯入度每10击小于或等于2mm时，应立即停止施打。如强行施打会造成桩头混凝土破损或桩头承载承受能力下降。5）、打桩过程中应控制桩机上活塞的起跳高度，严禁超过2.5m。因锤跳偏高说明土层砂层较厚反弹力较大，桩机的锤击能量偏小，如继续施打宜造成混凝土疲劳破坏。应采取在该土层加大档位或更换大一点桩锤等一些措施再施打。6）、桩机施工时在喂桩过程中，方桩在起吊与桩帽对接时应轻起轻放，严禁桩帽与方桩剧烈碰撞。宜造成方桩因受力过大而折断。7）、施打前桩机桩锤应垫缓冲层，以保证桩头不被打碎。桩帽与桩头之间应设置弹性衬垫。衬垫厚度应均匀经锤实后的厚度不宜小于120mm，在施打期间应经常检查及时更换。桩锤与桩帽之间应用竖纹硬木或招圆层叠的钢扮绳作锤垫其厚度宜取150～200mm。在正常施工中应及时检查更换，如钢扮绳垫打坏或一侧打坏宜出现施打中偏心受力桩头宜破碎。8）方桩施打过程中，宜重锤低击，应保持桩锤、桩帽和桩身的中心线在同一条直线上，并随时检查桩身的垂直度。当桩身垂直度偏差超过0.8%时，应找出原因设法纠正；在桩尖进入硬土层后，严禁用移动桩架等强行回扳的方法纠偏；9）要送桩或复打时，应事先检查方桩内孔的水量，若方桩内孔充满水，应抽去部分水以后才能施打。10)、每根桩总锤击数及每个桩位最后lm桩锤击数应符合下列规定:a.KFZ桩总锤击数不宜超过2000锤，最后lm锤击数不宜超过100锤。b.HKFZ桩总锤击数不宜超过2500锤，最后lm锤击数不宜超过200锤。11)、终锤标准a.桩端位于一般土层的端承摩擦桩，以控制桩端设计标高为主，贯入度控制为辅。b.桩端达到坚硬、硬塑的粘性土及中密以上粉土、砂土、碎石类土、风化岩时，以贯入度控制为主，控制桩长和标高为辅。c.贯入度已达到标准要求而设计标高未达到时，应继续锤3阵，按每阵10击的贯入度小于设计规定的数值加以确定，必要时通过试验与有关单位会审商定。静压法沉桩机械是全液压式静压桩机。常见静压桩机有：抱压式液压压桩机、顶压式液压压桩机和抱压顶压联合式液压压桩机三种。3、静压桩机1）.静压桩机的型号和配重可根据设计要求和工程地质报告或根据试桩资料等因素选择。在没有规定要求和现有资料的情况下，可根据上表选择压桩机类型。压桩机运入现场安装就位后，应认真检查压桩设备各部分的质量和性能，并进行试运行，根据施工组织设计方案，确定合理的施工流水线路。注意观察桩的入土深度及记录该深度时的压力值。2）.压桩过程应符合下列规定:a.首节桩插入时，垂直度偏差不得大于0.5%；b.压桩时压桩机应保持水平；c.沉桩宜连续一次性将桩沉到设计标高，尽量缩短中间停顿时间，应避免在接近持力层时接桩。3）.在桩身标记以米为单位的长度标记，及时记录桩身入土深度和该深度时的压力值(通过桩机上的油压表工作压力和压力换算关系计算。压力表必须按规定进行校验标定)。4）.截桩和送桩应符合以下规定:a.当一根桩压完后，若有露出地面的桩段必须在移机前截去，方桩应用锯桩器截割，严禁利用压桩机行走推力强行将桩扳断的作业法。b.当桩顶被压至接近地面需要送桩时，应测出桩的垂直度并检查桩头质量，合格后应立即送桩，压送作业应连续进行。c.送桩应用专制钢质送桩器，不得借施压用的工程桩作送桩器。d.当场地上多数桩较短(L≤15)或桩端持力层为风化软质岩可能需要复压时，送桩深度不宜超过1.5m。e.当桩的垂直度小于1%且桩的有效桩长大于15m时，静压送桩深度可根据需要送得比锤击桩深一些，但不宜超过8m。f.送桩的抱压压桩力一般不宜超过桩身允许最大压桩力的1.1倍。g.沉桩完毕，桩孔应及时可靠地覆盖，确保人身安全。

5）、方桩身允许抱压力宜满足下列要求：

KFZ桩Pmax≤0.5(fck-￡pc)AHKFZ桩Pmax≤0.45(fck-￡pc)A式中Pmax——桩身允许抱压压力（KN）；

fck——桩身混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）；￡pc——桩身混凝土有效预压应力（MPa）；

A——桩身横截面面积（mm2）。混凝土强度等级轴心抗压强度标准值fck(MPa)轴心抗压强度设计值fc(MPa)C6038.527.5C8050.235.9混凝土轴心抗压强度标准值、设计值常见空心方桩（HKFZ）规格及相关参数

边长（mm）内径（mm）横截面积（mm2）型号混凝土有效预压应力（MPa）30016069894A3.85400240114761A3.75450250153413A4.196）.抱压式液压压桩机施打作业的规定a.压桩机应配足重量，满足最大压桩力的要求。b.压桩机机上起重机在进行吊桩，喂桩过程中，严禁行走和调整。c.带有桩尖的第一节桩插入地面0.5-1.0米时，应严格调整桩的垂直度，偏差不得大于0.5%，然后才能继续压桩。d.压桩过程中应经常观测桩身的垂直度，当桩垂直度偏差大于0.8%时，应找出原因并设法纠正；当桩尖进入较硬土层后，严禁用移动机架的方法强行纠偏。e.压桩过程中应经常注意桩身混凝土的完整性，一旦发现桩身裂缝或掉角，应立即停机，找出原因，采取改进措施。每一根桩应一次连续压到底，接桩，送桩应连续进行，中间不得无故停止，且尽可能避免在桩尖接近设计持力层时进行接桩。7）.静压桩机施工宜造成方桩破损事项。a.施打前吊桩造成的破损。静压桩机没有锤击桩机灵活，顶压桩机在施工过程中的吊桩应配备吊机吊桩。但在实际情况中均无做到，因此在拉桩过程中宜造成拉桩时碰撞桩机断裂。b.施工现场的地基不能承受桩机的重量。有些工地地质条件复杂有一些河道等不良情况，使用的是回填土地基较软，压桩时桩机下陷造成方桩折断。c.桩机设备存在异常。有些桩机的夹具块因长时间使用没有检查校正，使得夹持力不均宜造成方桩混凝土夹碎。d.压桩机的配重达不到工地实际要求。工地的设计压力值与实际压力值有差距,桩机配重达不到要求，在送桩阶段宜造成桩机浮机现象导致桩头破碎。e.大吨位的压桩机抱压力较大宜在最后的送桩过程中抱碎桩身。(≥4000KN的桩机)。f.静压桩机压桩遇到障碍物时强行施压。当静压桩机在遇到障碍物时应清除障碍物重新插桩，不能强行纠偏或斜打。g.抱压桩机夹具打滑时不可以提高液压压力强行操作。在抱压桩机施压时出现夹具打滑应查找夹具打滑原因，采取改正措施后再继续施工。二、常见问题分析1、桩身倾斜a.打桩机导杆不垂直。b.插桩不正，底桩倾斜率过大。c.桩身弯曲度过大，形成香蕉形，尤其是250和300的方桩。d.开始打桩时，桩身未站稳就猛烈锤击，或在淤泥软土层中开打时，易使桩身倾斜偏位。e.施打时桩锤、桩帽、桩身中心线不在同一直线上，偏心受力。f.桩垫或锤垫不平，锤击时会使桩顶面倾斜而造成桩身倾斜。g.桩帽太大，引起锤击偏而使桩身倾斜。h.两节或多节桩施工时，连接不直，产生曲折。i.遇到孤石和坚硬障碍物，使桩尖跑位桩身倾斜。j.桩尖沿裸露岩石倾斜面滑移。k.先打的桩被挤斜，尤其是打桩顺序不当时更显得严重。1.先打的桩送桩太深，附近后打的桩会往送桩孔的方向倾斜。m.“钻孔植桩法”施工时，钻孔本身倾斜而引起成桩的倾斜。n.送桩器同桩头套得太松或送桩器倾斜也会引起桩倾斜。o.坑开挖时，或边打桩边开挖，或桩旁堆土，或桩周土体不平衡引起桩身倾斜。2、桩头破裂a.桩的制作质量差，如桩身原材料差，制作工艺不符合规范要求，配合比不当,水灰比控制不严，混凝土强度达不到要求，离心制度不当等。b.方桩制作时，桩头严重跑浆，形成空洞。c.蒸汽养护时蒸养制度不当引起混凝土脆性破坏。d.桩身混凝土龄期不足。e.搬运、吊装、堆放过程中碰撞损坏。f.预应力主筋的镦头高出桩端面。g.打桩锤选用不当，锤过重，锤击应力过大易将桩头击碎，锤过轻，锤击次数增多，易产生疲劳破坏。h.施打时桩锤、桩冒和桩身轴线不能保持在同一中心线上，产生偏心锤击。i.桩帽太小、太大、太深，或桩头尺寸偏差太大。j.桩帽衬垫材料太薄或未加衬垫，或未及时更换。k.遇到孤石、硬岩面时继续猛打。l.贯入度要求太小或总锤击数过多，或每米捶击数过多。m.遇厚度较大的硬隔层需贯穿时易打碎桩头。n.在厚粘性土层中停置间歇时间太久再重新施打时易打坏桩头。o.送桩器尺寸不合适或倾斜时使桩头击碎。3、桩身断裂(包括桩尖破损、接头开裂、桩身出现横向、竖向或斜向裂纹及断裂)a.在砂土层中施打开口预制方桩，下端桩身有发生劈裂的可能。b.遇到孤石或裸露的岩面仍硬打，桩尖尤其是平头十字形桩尖易击碎。c.平头桩尖部分嵌入岩层、部分仍在土层时也会引起桩尖破裂。d.接桩时接头施工质量差引起接头开裂。e.多节桩的底桩沿倾斜岩面滑移时易使上面的接头开裂。f.电焊焊接时自然冷却时间不够，焊好后立即施打，焊缝遇水易脆裂。g.对接时接缝间隙只有少数钢板填塞，锤击时传力集中引起接头破损。h.方桩制作时漏浆严重或壁厚太薄。i.蒸养制度不当，桩身混凝土变脆。j.打桩锤选择不当。k.打桩时未加桩垫或桩垫太薄，或未及时更换。l.打桩时桩锤、桩帽和桩身轴线不在同一直线上。m.桩身预应力值不高，不足以抵抗锤击时出现的拉应力而产生横向裂缝。n.方桩内腔充满水时进行锤击易使方桩产生纵向裂缝。o.桩身自由段长径比过大，沉入时又遇到坚硬的土层时易使桩断裂。p.桩身由于各种原因倾斜过大产生偏心锤击。q.桩尖进入硬土层后倾斜过大，用移动桩架等强行回扳的方法纠偏而将桩身折断。r.桩在堆放、吊装和搬运过程中已产生裂缝或折断而在使用前又未加认真检验。s.沉桩完毕露出地面部分未加保护，受施工机械的碰撞而断裂。t.基坑开挖时操作不当引起桩身大倾斜大偏位而折断桩身。三、几个