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建筑工程混凝土预制桩施工技术探究

发布时间:2015-05-22

一、桩的制作、运输和堆放要求

  1、桩的制作

  较短的桩(长度10m以下)多在预制厂制作,较长的桩可在施工现场就地预制。


  施工现场预制桩多采用叠层浇筑,一般不宜超过4层。预制场地应平整坚实,制桩底模应素土夯实或垫石渣炉灰等,上抹水泥砂浆一遍;上下层桩之间、邻桩之间及桩与底模板之间应做好隔离层,以防接触面粘结及拆模时损坏棱角。上层桩及邻桩的混凝土浇筑,应在下层及邻桩混凝土达到设计强度等级的30%以上进行。


  钢筋混凝土预制桩的钢筋骨架宜采用焊接连接,主筋接头配置在同一截面内(指30倍钢筋直径区域之内,但不小于500mm)的数量不得超过50%;同一钢筋两个相邻接头间应大于30倍钢筋直径,且不小于500mm;桩尖应正对轴线,桩尖模板应采用钢模板,也可用钢板焊在钢筋骨架上。桩顶主筋上部以伸至最上一层钢筋网片之下为宜,应连接成“H”形,以有效地接受和传递冲击力,桩身混凝土保护层不可过厚,以25mm为宜,否则打桩时易脱落。


  2、桩的运输

  桩的运输应根据打桩进度和打桩顺序确定,宜采用随打随运方法,这样可以减少二次搬运工作。运桩之前,应检查桩的混凝土质量、尺寸、桩靴的牢固性以及打桩中使用的标志是否齐全等。当桩的运输距离较短时,可在桩的下面垫滚筒,用卷扬机拖动桩身前进;当运距较远时,可采用轻便轨道小平台车运输;对于工厂生产的短桩,可采用汽车运输。桩在堆放运输中,垫木位置应与吊点位置相同,保持在同一平面上,并上下对齐,最下层垫木应适当加宽。


  3、桩的堆放

  桩的堆放应遵守下列规定:堆放场地应平整坚实,垫木之间距离应根据吊点确定,并应在一同一竖直线上。堆放管桩应在垫木上加三角木防止管桩滚动,最下层的势木府加强。堆放层数一般不宜超过4层,不同规格的桩应该分别堆放。


  二、锤击沉桩(打入桩)施工技术

  1、桩架

  桩架的作用是将桩提升就位,并在打校过程中引导校的方向,以保证桩锤能沿着所要求的方向冲击。桩架的组成主要包括底盘、竖架、导向杆、滑轮组和动力装置。桩架按行走方式可分为履带式、走轨式、滚筒式和轮胎式等。选择桩架时,应考虑桩锤的类型、桩的高度和施工条件等因素。动力装置:打桩工程中的动力装置是根据桩锤的类型而定的。动力装置包括驱动桩锤及卷扬机用的动力设备(蒸汽锅炉、空气压缩机等)、管道、滑轮组和卷扬机等。


  2、打桩

  2.1、打桩顺序

  打桩顺序是否合理,直接影响打桩进度和施工的校基质量。确定打桩顺序时要综合考虑地形、土质、桩群的密集程度以及桩的类型等因素。根据桩的密集程度(桩距大小)打桩顺序一般分为:自中央向两侧打、自中央向四周打和逐排打。自中央向两侧打和自中央向四周打的打桩顺序,适用于桩较密集(桩距小于4倍桩的直径)时的打桩施工,打桩时土壤对称地向外侧或向四周挤压,易于保证打桩工程质量。


  由一侧向单一方向进行的逐排打法,桩架单向移动,打桩效率高,但这种打法使土壤向一个方向挤压,地基土挤压不均匀,易导致后打的桩打入深度逐渐减小,最终将引起建筑物不均匀沉降。因此,这种打桩顺序适用于桩距大于4倍桩径时的打桩施工。


  2.2、打桩工艺

  打桩过程包括桩机的移动和就位、定桩、打桩、接桩、送桩和截桩等。


  桩机就位时,桩架应平移,导杆中心线应与打桩方向一致,并检查桩位是否正确。然后将桩提升就位并缓缓放下插入土中,随即扣好桩帽(如桩顶不平时,用硬木垫平后再扣桩帽)和桩箍,校正好桩的垂直度,即可将桩锤缓缓落到桩顶上面轻击数锤,使桩沉入土中一定深度而达到稳定位置,再次校正桩位及垂直度,然后开始打桩。打桩时,应先用短落距轻打,待桩入土1—2m后,再以全落距施打。用落锤或单动汽锤时,最大落距不宜大于1m。用柴油锤不超过1.5m。桩入土的速度应均匀,锤击间隔时间不要过长,要连续打入。如中途停打,土将开始向桩周挤密,桩周孔隙水消失,再打时摩阻力增大而使桩难以打入。打桩时,应防止锤击偏心,以免桩产生偏位、倾斜、或打坏桩头,折断桩身。


  打桩时,桩正常沉入,应是桩锤回跳小,贯入度(每击时桩的人士深度)变化均匀。若桩锤跳头,则说明锤太轻。如贯入度突然减小而回跳增大,则说明桩下有障碍物。若贯入度突然增大,则说明桩尖、桩身有可能遭到损坏,或接校不牢,接头破裂,或下遇软土层、墓穴等。打桩过程中,如贯入度剧变,桩身突然发生倾斜、移位或有严重回弹,桩顶或桩身出现严重裂缝或破碎等情况,应暂停打桩,并及时研究处理。打桩完毕后,应将桩头或无法打入的桩身截去,以使桩顶符合设计标高。


  2.3、打桩的质量控制方法

  打桩的质量控制包括两方面的内容,一是控制贯入度或沉桩的标高,二是控制好打桩的偏差以及桩身、桩顶不被打坏。打桩是隐蔽工程施工,因此施工时应作好观测和打桩记录,要观测和记录桩的入土速度,锤的落距,每分钟的锤击次数,以此作为工程验收时鉴定桩质量的依据之一。


  3、接桩的方法

  由于拉架高度限制和打、压桩工艺的特点,当单根桩较长时,就要把桩分成几节预制,在打桩过程中,逐节接长,将桩打入。为了避免继续打桩时使桩偏心受压,接桩时,上下节桩的中心偏差不得大于10mm。接桩的节点应保证传力可靠,构造简单和施工方便。常用的接桩方法有法兰螺栓连接、焊接和硫磺胶泥锚接。


  焊接法是在制桩时在桩的端部预埋入角钢和钢板。接桩时,上下节桩对正无误后,用拼接角钢点焊固定;再次检查位置正确后,则进行焊接。施焊时,应两人同时对角对称地进行,以防止节点温度变形不匀而引起桩身的歪斜。焊缝要连续饱满。


  焊接法接桩消耗钢材较多,而且操作较繁琐,影响工效。近年来研究使用“硫磺胶泥浆锚”(简称浆锚法)接桩显示了较多优点,此法构造简单,操作方便,提高了工效。


  浆锚法接桩常用于采用静力压校法沉入实心桩的接桩,也可用于桩截面大于350mm×350mm时的打桩。


  其方法是:制桩时,在上节桩的下端面预埋用螺纹钢筋制成的锚筋,在下节桩的上端面预留有螺纹的钱孔。沉桩施工中,当下节校沉入土中后,吊起上节桩并准确对正,使锚筋插入锚孔内,然后保持上下两校的接触端面间距约200mm,此时安好临时夹箍,将熔化的硫磺胶泥注满锚孔,并使其溢满桩端面约10—20mm;缓慢放下上节桩,使上下桩胶接,待硫磺胶泥冷凝后,卸下夹箍,即可继续沉桩。


  硫磺胶泥是一种热塑冷硬性胶结材料,它是由胶结料、细骨料、填充料和增韧剂熔融搅拌混合而成的。其重量配合比(%)如下:


  硫磺:水泥:粉砂:聚硫780胶=44:11:44:1或硫磺:石英砂:石墨粉:聚硫甲胶=60:34.3:5:0.7。


  硫磺是纯度97%以上的粉状或块状工业硫磺;水泥是胶泥中的填充料,其标号对胶泥的性能无影响;砂在胶泥中起骨架作用,能提高胶结强度,减少热变形,但掺入过多将增加脆性;一般选用含泥量少的建筑砂过筛(筛径30目)取用筛下的粉细砂;聚硫780胶或聚硫甲胶是增韧剂,可以改善胶泥的韧性和热变形,并显著提高其强度。硫磺胶泥浇注后的冷却时间与胶泥的浇注温度和气温有关。硫磺胶泥应在2min内连续灌注完毕。


  三、结语

  综上所述,作为建筑基础工程的重要组成部分,钢筋混凝土预制桩的施工质量直接影响到整个工程的质量,因此,为保证整个工程的质量,必须从各方面把握技术要点,保证工程质量。


  参考文献:

  [1] 郭立民,方承训. 建筑施工[M]. 中国建筑工业出版社,2006(10).

  [2] 肖金媛,魏霍霖. 建筑施工技术[M]. 北京理工大学出版社,2010.