谈论在工民建桩基工程施工技术中的应用分析

摘 要: 随着社会经济的不断地进步发展,在工民建施工中桩基工程是具有最重要核心地位的,也是工民建工程的一种常用基础形式,具有稳定性好、承载能力强、沉降量小、工期短以及经济效益与社会效益好等特点,在工民建施工中被广泛应用。就此本文根据笔者多年工作实际经验对工民建桩基施工技术进行了详细的阐述与分析。

关键词: 工民建 桩基工程 施工技术 分析与探讨

一、打桩机械基本种类分析

目前在工民建桩基工程施工中所用到的打桩机械设备种类繁多,总结之,主要包括落锤、柴油桩锤、单动汽锤、振动桩锤、双动汽锤、射水沉桩以及静压力桩等,这七种打桩机械性能及其特点分析如下:

1、落锤

落锤,主要是指利用卷扬机或者人力拉起桩锤,令桩锤的自由下落,凭借桩锤的重量来夯击桩顶,并使桩进入土层之中。落锤打桩法主要用于木桩和细长尺寸混凝土打桩,而对于土层、粘土或者砾石土层则不可采用之。

2、柴油桩锤

柴油桩锤主要利用了燃油的爆炸来推动活塞,进而引起锤头的跳动,夯击桩顶。柴油桩锤法比较适宜打击木桩与钢板桩,且在较软的地基上打二十米以下的一些混凝土桩为宜。柴油桩锤具有附桩架和动力设备之特点,而且也不需要施加外部作用力,它具有机架比较较轻、移桩便捷、打桩速度非常快以及燃料消耗少等特点; 缺点在于桩架的高度有限,不太适宜软土或硬土层打桩。

3、单动汽锤

单动气锤所利用的是蒸汽和压缩空气产生的压力,将锤头高高的举起,然后向下猛烈的冲击,从而可以有效的增加夯击的力量,该方法打桩范围比较广泛,最适宜通过套管法打灌注混凝土桩。

4、振动桩锤

振动桩锤主要是利用了偏心轮所引起的激振,并通过刚性联结桩帽传至桩上。一般而言,该中设备比较适合于钢板和钢管、长度在十五米以内的打入式灌注的打桩,同时也比较适用于粉质的粘土、松散的砂土、密实的粘性以及砾石地基。振动桩锤具有沉桩速度比较快、适用广泛、施工操作安全简易等特点,而且它能打击各类桩,帮卷扬机拔桩,但是该方法不适于打斜桩。

5、双动汽锤

双动汽锤主要是利用蒸汽和压缩空气所产生的压力来举起锤头,令其自由下落去冲击桩顶。该方法比较适合于打击各类基桩,同时也可用在打斜桩。双动汽锤压缩空气打桩法可在水下打桩,也可用于拔桩和吊锤打桩。一般而言,双动汽锤具有冲击次数多、冲击力度大以及工作效率高等优点; 其缺点在于设备比较笨重,而且不容易移动。

6、射水沉桩

该方法、通常与锤击法联合使用,且比较适合于大面积混凝土与空心管桩。射水沉桩法对于多种土层,尤其是砂砾土、砂土或其他比较坚硬的土层适用效果更佳; 但该种方法不太适合于粗卵石、坚硬粘土层以及超过五十公分厚的泥炭层。射水沉桩法具有可适用坚硬土层、打桩效率高以及不易造成损害等优点; 其缺点在于设备相对较多,辅助设备产生的水流容易导致建筑结构沉陷,且不适用于打斜桩。

7、静压力桩

静压力桩主要是使用了液压桩或利用了桩架的自重及附属设备重量,通过卷扬机牵引力传到桩顶,然后将桩逐节的压入到土层之中。静压力桩可压的截面为 60 厘米 ×60 厘米以下钢筋混凝土,或者直径为 60 厘米以下的空心管桩; 静压力桩具有无振动、对周围环境无干扰、无需打桩设备以及桩配筋比较简单和短桩可接等特点,因此易于运输,而且还能节省钢材; 缺点在于对土地的状况有一定的选择性要求,若使用桩架进行压桩,则需要一些搭架设备,其自重大且难以运输和安装。

二、灌注桩施工技术的应用分析

1、挖孔桩

当采用人工挖掘开孔时,一般在挖深0. 9 米至 1. 0 米时就要浇灌或者喷射适量的混凝土以保护挖孔的圈壁,并将上下圈之间通过插筋手段相连接; 当挖到预计所需的深度时,可进行扩孔,之后在护壁内再安装上一圈钢筋笼、浇灌上适量的混凝土。通常情况下,挖孔桩直径应当大于 1 米,其深度为则以 15 米为最佳,桩径应当在 1. 2 米至 1. 4 米以上; 桩身的长度一般应当限制在三十米以内。

2、沉管灌注桩

沉管灌注桩的直径,即制桩尖直径一般为 30 厘米至 50 厘米,桩长一般应限制在 20 米以内,能够适用于硬粘土、粗砂层结构的打桩。直径在 34 厘米与 48 厘米的桩,桩锤质量分别为 1 吨、2—3.5 吨时,单桩轴向的承载力约为 25 万牛顿和 70 万牛顿。该种打桩施工设备具有打桩简单、速度快和成本低等优点; 其缺点是容易产生缩颈即桩身的截面局部产生萎缩、断桩、混凝土离析、局部夹长以及强度不足等事故。

3、钻孔灌注桩

从工民建工程的施工时间来看,各类钻孔桩施工工程中都应当要将桩孔的位置土排出地面,在完成清孔和底部残渣后,放入钢筋笼、浇灌混凝土。目前来看,我国工民建工程施工中所采用的钻孔灌注桩,钻进过程中要下钢套筒,它主要是利用了泥浆来保护孔壁,从而防止现孔,其中最常用的桩直径为 80 厘米、100 厘米、和 120 厘米,采用的承载力也可达到3MN 至 9MN。

三、打桩基本的方法标准范围及要求

1、锤击法打桩技术

锤击法打桩主要适用于可塑或软塑粘土层,包括落锤、单双动式汽锤和柴油锤打桩锤,主要设备有桩锤、动力设备以及柱架等。落锤打桩主要以钢和木为桩架,大约有 6 至 15 米这样的高度。采用的是半吨到两吨不等的铸铁锤; 靠卷扬机将其提升后再落下来,提升的高度一般不超过 l 米。使用单动式的锤打桩,其锤可直接放于桩顶,并由导桩将其位置固定下来,重锤可连接于筒内的活塞杆上、在筒内进行滑动,锤击的速度一般每分钟在40—70 次,锤的重量为 3 至 15 吨,其落距不超过 1 米。双动式汽锤上举或下落过程,都需要借助蒸汽产生的压力和冲击力来实现,锤击的速度每分钟大约在 100 至 135 次,锤的重量一般为 5至 7 吨。柴油捶打桩法可分为导杆式与筒式两种,并且打桩机中会自带桩锤、卷扬机和柱架等设备。

2、振动法沉桩技术

振动法沉桩是将桩头套入到振动器中,连同桩帽和液压夹桩器一并夹紧,开动振动箱,使桩沉入土层之中。当遇到硬土层时,可加压或者将桩身提高约 60 至 100 厘米,然后实施快速下冲; 沉桩机所需要的激振力,主要是根据土质、水性以及选择的桩种类来确定。

3、射水法沉桩技术

射水管的内径一般为 38 至 63mm,最大不过 100mm,每一节的长度为 4.5—6m,并用螺栓进行缩接。射水喷嘴的出口内径一般为 12.7—38mm,最大不过 75mm。侧孔和管壁一般成 30. 45度,且射水管的上端直径为 100mm,软管应接在水泵之上。射水冲沉桩主要采取了先冲孔再插桩,或者边射水边振动、射水与锤击交替进行等方法; 射水管一般位于桩尖 30 至 40 厘米处,水冲压大约为0.5MPa,且桩尖沉至1—1.5m 时停止射水,然后撤去射水管,用锤击极品中振动敲打至预期的高度。

4、静力压桩技术的应用分析

一般可以分为机械式与液压式两种,其中机械式具有体积大、笨重、操作复杂、效率低以及安装移动不便等特点; 液压式的静力压桩施工技术具有自动化程度高、便于移动、结构紧凑、施压灵活方便等特点,同时送桩定位比较方便快捷,正是因为其自身的高效率与低劳动强度等优点而被广泛的应用与工民建工程施工过程之中。液压式静力压桩机主要是由压拔机械、起吊结构以及行走设备三部分共同构成,其中压拔机为主体部分,当将桩送入该机构以后便夹紧压入或者拨出土层; 行走设备可实现横向和纵向上的运动,同时也可实现小角度的旋转,主要使用于自找桩位及纠偏需要; 该施工装置中的起吊结构可实现 360 度的回转吊装和送桩。

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