振动沉管灌筑桩施工方案Word格式文档下载.docx
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激振力
(kN)
空载
振幅
(>mm)
容许拔
桩力
(<kN)
桩锤
全高
(≤mm)
桩锤振
动重力
(≤kN)
导向中
心距
(mm)
DZ15
15
50~166
600~1500
67~125
3
0.60
1600
22.00
330
DZ30
30
100~375
500~1500
104~251
0.80
2000
30.00
DZ40
40
133~500
139~335
4
1.00
2300
36.00
DZ60
60
200~750
209~503
1.60
2700
50.00
D290
90
500~2400
400~1100
429~6975
5
2.40
3400
70.00
DZ120
120
700~2800
501~828
8
3.00
3800
90.00
600
DZ150
150
1000~3600
644~947
4200
110.00
DZF40Y
0~3180
-
14.5~25.6
13.5
3100
34.00
注:
桩锤全高不包括夹桩器和钢丝绳悬挂式隔振装里;
桩锤重量不包括夹桩器和配重。
振动锤用DJ型打桩架技术性能表2
项目
DJ20J型
DJ25J型
DJB25型
DJB60型
沉桩最大深度(m)
20
25
26
沉桩最大直径(m)
400
500
最大加压力(kN)
100
160
最大拔桩力(kN)
200
300
250
350
配用振动锤最大功率(kW)
立柱允许前倾最大角度(°
)
10
9
立柱允许后倾最大角度(°
主卷扬机最大牵引力(kN)
50
主卷扬机功率(kW)
11
17
外形尺寸(长×
宽×
高)(m)
9.6×
10×
9.8×
7.0×
24.5
13.5×
6.1×
35
重量(不包括锤)(t)
17.5
DJ20J、DJ25J型由浙江振中机械厂生产;
DJB25、DJB60型由甘肃兰州建筑通用机械总厂生产。
混凝土材料:
混凝土强度等级不低于C15。
水泥用强度等级32.5或42.5普通水泥;
碎石或卵石粒径不大于40mm,含泥量小于3%;
砂用中、粗砂,含泥量小于5%,混凝土坍落度为8~10cm。
3.施工工艺方法要点
(1)振动沉管灌筑桩成桩工艺如图1。
成桩过程为:
①桩机就位:
将桩管对准桩位中心,桩尖活瓣合拢,放松卷扬机钢绳,利用振动机及桩管自重,把桩尖压入土中;
②沉管:
开动振动箱,桩管即在强迫振动下迅速沉入土中。
沉管过程中,应经常探测管内有无水或泥浆,如发现水或泥浆较多,应拔出桩管,用砂回填桩孔后重新沉管;
如发现地下水和泥浆进人套管,一般在沉入前先灌入1m高左右的混凝土或砂浆,封住活瓣桩尖缝隙,然后再继续沉入。
沉管时,为了适应不同土质条件,常用加压方法来调整土的自振频率,桩尖压力改变可利用卷扬机把桩架的部分重量传到桩管上加压,并根据桩管沉入速度,随时调整离合器,防止桩架抬起发生事故;
③上料:
桩管沉到设计标高后,停止振动,用上料斗将混凝土灌入桩管内,混凝土一般应灌满桩管或略高于地面;
④拔管:
开始拔管时,应先启动振动箱片刻,再开动卷扬机拔桩管。
用活瓣桩尖时宜慢,用预制桩尖时可适当加快;
在软弱土层中,宜控制在0.6~0.8m/min并用吊砣探测得桩尖活瓣确已张开,混凝土已从桩管中流出以后,方可继续抽拔桩管,边振边拔,桩管内的混凝土被振实而留在土中成桩,拔管速度应控制在1.2~1.5m/min。
图1振动沉管灌筑桩成桩工艺
(a)桩机就位;
(b)沉管;
(c)上料;
(d)拔出桩管;
(e)在桩顶部混凝土内插入短钢筋并灌满棍凝土
1-振动锤;
2-加压减振弹簧;
3-加料口;
4-桩管;
5-活瓣桩尖;
6-上料斗;
7-混凝土桩;
8-短钢筋骨架
(2)拔管方法根据承载力的不同要求,可分别采用以下方法:
1)单打法,即一次拔管。
拔管时,先振动5~10s,再开始拔桩管,应边振边拔,每提升0.5m停拔,振5~10s后再拔管0.5m,再振5~10s,如此反复进行直至地面。
2)复打法。
在同一桩孔内进行两次单打,或根据需要进行局部复打。
成桩后的桩身混凝土顶面标高应不低于设计标高500mm。
全长复打桩的入土深度宜接近原桩长,局部复打应超过断桩或缩颈区1m以上。
全长复打时,第一次浇筑混凝土应达到自然地面。
复打施工必须在第一次浇筑的混凝土初凝之前完成,应随拔管随清除粘在管壁上和散落在地面上的泥土,同时前后两次沉管的轴线必须重合。
3)反插法。
先振动再拔管,每提升0.5~1.0m,再把桩管下沉0.3~0.5m(且不宜大于活瓣桩尖长度的2/3),在拔管过程中分段添加混凝土,使管内混凝土面始终不低于地表面,或高于地下水位1.0~1.5m以上,如此反复进行直至地面。
反插次数按设计要求进行,并应严格控制拔管速度不得大于0.5m/min。
在桩尖的1.5m范围内,宜多次反插以扩大端部截面。
在淤泥层中,清除混凝土缩颈,或混凝土浇筑量不足,以及设计有特殊要求时,宜用此法;
但在坚硬土层中易损坏桩尖,不宜采用。
(3)在拔管过程中,桩管内的混凝土应至少保持2m高或不低于地面,可用吊砣探测,不足时及时补灌,以防混凝土中断形成缩颈。
每根桩的混凝土灌筑量,应保证达到制成后桩的平均截面积与桩管端部截面积的比值不小于1.1。
(4)当桩管内混凝土浇至钢筋笼底部时,应从桩管内插入钢筋笼或短筋,继续浇筑混凝土。
当混凝土灌至桩顶,混凝土在桩管内的高度应大于桩孔深度;
当桩尖距地面60~80cm时停振,利用余振将桩管拔出。
同时混凝土浇筑高度应超过桩顶设计标高0.5m,适时修整桩顶,凿去浮浆后,应确保桩顶设计标高及混凝土质量。
(5)振动灌筑桩的中心距不宜小于桩管外径的4倍,相邻的桩施工时,其间隔时间不得超过水泥的初凝时间,中途停顿时,应将桩管在停顿前先沉入土中,或待已完成的邻桩混凝土达到设计强度等级的50%方可施工;
桩距小于3.5d(d——桩直径)时,应跳打施工。
(6)遇有地下水,在桩管尚未沉入地下水位时,即应在桩管内灌入1.5m高的封底混凝土,然后桩管再沉至要求的深度。
(7)对于某些密实度大,低压缩性,且土质较硬的粘土,一般的振动沉拔桩机难于把桩管沉入设计标高。
遇此情况,可用螺旋钻配合,先用螺旋钻钻去部分较硬的土层,以减少桩管的端头阻力,然后再用振动沉管的施工工艺,将桩管沉入设计标高。
这样形成“半钻半打”工艺。
根据实践,桩的承载力与全振动沉管灌筑桩相近,同时可扩大已有设备的能力,减少挤土和对邻近建构筑物的振动影响。
4.施工常遇问题及预防处理方法(表3)
振动沉管灌筑桩施工常遇问题及预防、处理方法表3
名称、现象
产生原因
预防措施与处理方法
缩颈(瓶颈)
(浇筑混凝土后的桩身局部直径小于设计尺寸)
1.在地下水位以下或饱和淤泥或淤泥质土中沉桩管时,土受强制扰动挤压,土中水和空气未能很快扩散,局部产生孔隙压力,当套管拔出时,混凝土强度尚低,把部分桩体挤成缩颈
2.在流塑淤泥质土中,由于下套管产生的振动作用,使混凝土不能顺利地灌入,被淤泥质土填充进来,而造成缩颈
3.桩身间距过小,施工时受邻桩挤压
4.拔管速度过快,混凝土来不及下落,而被泥土填充
5.混凝土过于干硬或和易性差,拔管时对混凝土产生摩擦力或管内混凝土量过少,混凝土出管的扩散性差,而造成缩颈
施工时每次向桩管内尽量多装混凝土,借其自重抵消桩身所受的孔隙水压力,一般使管内混凝土高于地面或地下水位1.0~1.5m,使之有一定的扩散力;
桩间距过小,宜用跳打法施工;
沉桩应采取“慢抽密击(振)”;
桩拔管速度不得大于0.8~1.0m/min;
桩身混凝土应用和易性好的低流动性混凝土浇筑
桩轻度缩颈,可采用反插法,每次拔管高度以1.0m为宜;
局部缩颈宜采用半复打法;
桩身多段缩颈宜采用复打法施工
断桩、桩身混凝土坍塌
(桩身局部残缺夹有泥土,或桩身的某一部位混凝土坍塌,上部被土填充)
1.桩下部遇软弱土层,桩成型后,还未达到初凝强度时,在软硬不同的两层土中振动下沉套管,由于振动对两层土的波速不一样,产生了剪切力把桩剪断
2.拔管时速度过快,混凝土尚未流出套管,周围的土迅速回缩,形成断桩
3.在流态的淤泥质土中,孔壁不能自立,浇筑混凝土时,混凝土密度大于流态淤泥质土,造成混凝土在该层中坍塌
4.桩中心距过近,打邻桩时受挤压(水平力及抽管上拔力)断裂,混凝土终凝不久,受振动和外力扰动
采用跳打法施工,跳打应在相邻成形的桩达到设计强度的60%以上进行;
认真控制拔管速度,一般以1.2~1.5m/min为宜;
对于松散性和流态淤泥质土,不宜多振,以边振边拔为宜
已出现断桩,采用复打法解决;
在流态的淤泥质土中出现桩身混凝土坍塌时,尽可能不采用套管护壁灌筑桩;
控制桩中心距大于3.5倍桩直径;
混凝土终凝不久避免振动和扰动;
桩中心过近,可采用跳打或控制时间的方法
拒落
(灌完混凝土后拔管时,混凝土不从管底部流出,拔至一定高度后,才流出管外,造成桩的下部无混凝土或混凝土不密实)
1.在低压缩性粉质粘土层中打拔管桩,灌完混凝土开始拔管时,活瓣桩尖被周围的土包围压住而打不开,使混凝土无法流出而造成拒落
2.在有地下水的情况下,封底混凝土过干,套管下沉时间较长,在管底形成“塞子”堵住管口,使混凝土无法流出
3.预制桩头混凝土质量较差,强度不够,沉管时桩头被挤入套管内阻塞混凝土下落
根据工程和地质条件,合理选择桩长,尽量使桩不进入低压缩性土层;
严格检查预制桩头的强度和规格,防止桩尖在施工时压入桩管;
在有地下水的情况下,混凝土封底不要过干,套管下沉不要过长,套管沉至设计要求后,应用浮标测量预制桩尖是否进入桩管,如桩尖进入桩管,应拔出处理,浇筑混凝土后,拔管时应用浮标经常观测测量,检查混凝土是否有阻塞情况;
已出现拒落,可在拒落部位采用翻插法处理
桩身夹泥
(桩身混凝土内存在泥夹层,使桩身截面减小或隔断)
1.在饱和淤泥质土层中施工,拔管速度过快,混凝土骨料粒径过大,坍落度过小,混凝土还未流出管外,土即涌入桩身,造成桩身夹泥
2.采用翻插法时,翻插深度太大,翻插时活瓣向外张开,使孔壁周围的泥挤进桩身,造成桩身夹泥
3.采用复打法时,套管上的泥土未清理干净,而带入桩身混凝土内
在饱和淤泥质土层中施工,注意控制拔管速度和混凝土骨料粒径(<30mm)、坍落度(≯5~7cm),拔管速度以0.8~1.0m/min较合适;
混凝土应搅拌均匀,和易性要好,拔管时随时用浮标测量,观察桩身混凝土灌入量,发现桩径减小时,应采取措施;
采用翻插法时,翻插深度不宜超过活瓣长度的2/3;
复打时,在复打前应把套管上的泥土清除干净
桩身下沉
(桩成形后,在相邻桩位下沉套管时,桩顶的混凝土,钢筋或钢筋笼下沉)
1.新浇筑的混凝土处于流塑状态,由于相邻桩沉入套管时的振动影响,混凝土骨料自重沉实,造成桩顶混凝土下沉,土塌入混凝土内
2.钢筋的密度比混凝土大,受振动作用,使钢筋或钢筋笼沉入混凝土
在桩顶部分采用较干硬性混凝土;
钢筋或钢筋笼放入混凝土后,上部用钢管将钢筋或钢筋笼架起,支在孔壁上,可防止相邻桩振动时下沉;
指定专人铲去桩顶杂物、浮浆,重新补足混凝土
超量
(浇筑混凝土时,混凝土的用量比正常情况下大一倍以上)
1.在饱和淤泥质软土中成桩,土受到扰动,强度大大降低,由于混凝土对土壁侧压力作用,而使土壁压缩,桩身扩大
2.地下遇有土洞、坟坑、溶洞、下水道、枯井、防空洞等洞穴
在饱和淤泥质软土层中成桩;
宜先打试验桩,如发现混凝土用量过大,应与设计单位研究改用其他桩型;
施工前应通过钎探了解工程范围内的地下洞穴情况,如发现洞穴,预先挖开或钻孔,进行填塞处理,再行施工
桩达不到最终控制要求
(桩管下沉沉不到设计要求的深度)
1.遇有较厚的硬夹层或大块孤石、混凝土块等地下障碍物
2.实际持力层标高起伏较大,超过施工机械能力,桩锤选择太小或太大,使桩沉不到或沉过要求的控制标高
3.振动沉桩机的振动参数(如激振力、振幅、频率等)选择不合适,或因振动压力不够而使套管沉不下去
4.套管细长比过大,刚度较差,在沉管过程中,产生弹性弯曲而使锤击或振动能量减弱,不能传至桩尖处
认真勘察工程范围内的地下硬夹层及埋设物情况,遇有难以穿透的硬夹层,应用钻机钻透,或将地下障碍物清除干净;
根据工程地质条件,选用合适的沉桩机械和振动参数,沉桩时,如因正压力不够而沉不下去时.可用加配重或加压的办法来增加正压力;
锤击沉管时,如锤击能力不够,可更换大一级的锤;
套管应有一定的刚度,细长比不宜大于40
桩尖进水、进泥砂
(套管活瓣处涌水或泥砂进入桩管内)
1.地下涌水量大,水压大
2.沉桩时间过长
3.桩尖活瓣缝隙大或桩尖被打坏
地下涌水量大时,桩管应用0.5m高水泥砂浆封底,再灌1m高混凝土,然后沉入;
少量进水(<20cm)可在灌第一槽棍凝土酌减用水量处理;
沉桩时间不要过长;
桩尖损坏,不密合,可将桩管拔出,桩尖活瓣修复改正后,将孔回填,重新沉入
吊脚桩
(桩下部混凝土不密实或脱空,形成空腔)
1.桩尖活瓣受土压实,抽管至一定高度才张开
2.混凝土干硬,和易性差,下落不密实,形成空隙
3.预制桩尖被打碎缩入桩管内.泥砂与水挤入管中
为防止活瓣不张开,可采取“密振慢抽”方法,开始拔管50cm,可将桩管反擂几下,然后再正常拔管;
混凝土应保持良好和易性,坍落度应不小于5~7cm;
严格检查预制桩尖的强度和规格,防止桩尖打碎或压入桩管
核工业志诚建设工程总公司
云南省烟草公司普洱市公司
烟叶科技中心建设工程项目部
2011年10月22日
振动沉拔桩机安全技术交底
1.作业人员必须熟悉桩机构造、性能和安全操作知识,遵守安全操作规程和安全生产十大纪律。
2.施工现场应平整压实,坡度不大于1%,地耐力不小于83kPa,在基坑和围堰内打桩,要配备足够的排水设备,保证电源供电容量符合规定,启动时电压降不得超过额定电压的10%。
3.现场电源电线、电箱拉接应正确牢靠,三相五线和保险丝均符合规范要求,接地电阻值应小于4Ω,触电保护器灵敏有效,并有防雨措施。
4.作业前应测定电机绝缘电阻不得小于0.5m。
电线无老化、破皮、漏电现象,电源和液压控制系统仪表指示正常灵敏。
5.检查振动锤、减振器与连接螺栓螺母的紧固性,不准在螺栓松动或缺少的状态下启动。
6.检查每根传动带的松紧程度,进行调整,超过张紧轮转调整量时,应更换。
7.检查振子箱中的油位应在规定范围内,不得在缺油或超油位状态下启动。
8.检查桩锤夹具并进行试夹,无钢板垫时不得试夹。
当夹具上夹齿的磨损超过规定时,应予更换或拆下补焊。
使用液压夹具时系统的压力应正常,无泄漏,操纵杆件灵活,制动安全可靠。
9.用吊车悬挂振动锤时,吊钩应有保险装置,振动锤悬挂钢架的耳环上,必须装有保险钢丝绳。
10.启动振动锤时,应监视启动电流、电压,一次启动时间不超过10s,启动困难时应查明原因,排除故障后,才能继续启动。
启动后,应待电流降到正常值才能转到"
运转"
位置。
严禁雨天在无防雨设施时启动。
11.振动锤启动运转后,必须等待振幅达到有关的技术性能规定,才能作业。
12.夹具夹桩后,操作人员应监视油压表,压力保持在规定范围内,才能进行沉、拔桩。
13.在沉桩中不能取下吊桩钢丝绳,拔桩时应在桩上拴好吊装钢丝绳后,才能松开夹具。
14.沉桩时,应保持导轨与桩的垂直度,偏斜不能超过2。
15.作业中,如果电流急剧上升时,应停止运转,排除故障后,才能继续作业。
16.桩机行走、回转、对桩位时必须有专人指挥。
17.吊振动锤、吊料、吊桩、行走和回转等动作,严禁两个以上动作同时进行。
18.振动沉、拔桩时,禁止任何人在机架下面站立停留或通行。
19.由偏心块激振的打桩机,应先调好偏心块,检查各部位联接情况是否安全,并清除箱内余物后,才能试车。
20.在作业中,应保持振动锤减振装置各磨擦部位的润滑良好。
21.振动拔桩时,应垂直向上,边振边拔。
当桩尖距地面剩1~2m时,应立即停止振动,用起重机起拔。
22.振动打桩机沉箱上的电缆接头,应注意经常检查绝缘是否良好,在无松脱。
通过道口的电缆必须用套管埋入土中。
23.振动沉桩加压时,司机应随时注意是否正常,前轮离地时应立即减去加压,防止反绕钢丝绳,加压轮或轮轴折断。
24.装拆套管或在沉箱上作业时,必须切断沉箱的电源。
25.遇雷、雨、雪、雾和风速六级以上恶劣气候时,应停止作业。
风速超过七级时,应将桩机迎风向停置,将桩管沉入土中3m以下或将振动锤放到地面,并增加缆风绳。
必要时,应将桩架放倒。
桩机必须采取防雷措施,遇雷电时,人员必须远离桩机。
暴风雨后,必须进行一次全面检查。
26.作业后,应将桩管沉入土中3m以下,或将振动锤放到地面,切断桩机的电源,使全部制动生效,长期停机时,应将桩机停放在坚实平整的地面上,振动锤必须落下垫起,并采取防雨措施。
27.作业后,必须拉闸切断电源,锁好开关箱,并用防雨布将操纵箱遮盖好。
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