预制桩的分类
预制桩主要有混凝土预制桩和钢桩两大类。混凝土预制桩能承受较大的荷载、坚固耐久、施工速度快,是广泛应用的桩型之一,但其施工对周围环境影响较大,常用的有混凝土实心方桩和预应力混凝土空心管桩。钢桩主要是钢管桩和H型钢桩两种。 混凝土管桩一般在预制厂用离心法生产。桩径有Φ300、Φ400、Φ500mm等,每节长度8m、10m、12m不等,接桩时,接头数量不宜超过4个。管壁内设Φ12mm~22mm主筋10根~20根,外面绕以Φ6mm螺旋箍筋,多以C30混凝土制造。混凝土管桩各节段之间的连接可以用角钢焊接或法兰螺栓连接。由于用离心法成型,混凝土中多余的水分由于离心力而甩出,故混凝土致密,强度高,抵抗地下水和其它腐蚀的性能好。混凝土管桩应达到设计强度100%后方可运到现场打桩。堆放层数不超过三层,底层管桩边缘应用楔形木块塞紧,以防滚动。
“桩基础”, 分类
1、按承台位置的高低分
①高承台桩基础——承台底面高于地面,它的受力和变形不同于低承台桩基础。一般应用在桥梁、码头工程中。
②低承台桩基础——承台底面低于地面,一般用于房屋建筑工程中。
2、按承载性质不同
①端承桩——是指穿过软弱土层并将建筑物的荷载通过桩传递到桩端坚硬土层或岩层上。桩侧较软弱土对桩身的摩擦作用很小,其摩擦力可忽略不计。
②摩擦桩——是指沉入软弱土层一定深度通过桩侧土的摩擦作用,将上部荷载传递扩散于桩周围土中,桩端土也起一定的支承作用,桩尖支承的土不甚密实,桩相对于土有一定的相对位移时,即具有摩擦桩的作用。
3、按桩身的材料不同
①钢筋混凝土桩
可以预制也可以现浇。根据设计,桩的长度和截面尺寸可任意选择。
②钢桩
常用的有直径250~1200mm的钢管桩和宽翼工字形钢桩。钢桩的承载力较大,起吊、运输、沉桩、接桩都较方便,但消耗钢材多,造价高。我国目前只在少数重点工程中使用。如上海宝山钢铁总厂工程中,重要的和高速运转的设备基础和柱基础使用了大量的直径914.4mm和600mm,长60mm左右的钢管桩。
③木桩
目前已很少使用,只在某些加固工程或能就地取材临时工程中使用。在地下水位以下时,木材有很好的耐久性,而在干湿交替的环境下,极易腐蚀。
④砂石桩
主要用于地基加固,挤密土壤。
⑤灰土桩
主要用于地基加固。
4、按桩的使用功能分
①竖向抗压桩
②竖向抗拔桩
③水平荷载桩
④复合受力桩
5、按桩直径大小分
①小直径桩 d ≤250mm
②中等直径桩 250mm<d <800mm
③大直径桩 d ≥ 800mm
6、按成孔方法分
①非挤土桩 泥浆护壁灌筑桩、人工挖孔灌筑桩,应用较广。
②部分挤土桩 先钻孔后打入。
③挤土桩 打入桩。
7、按制作工艺分
①预制桩
钢筋混凝土预制桩是在工厂或施工现场预制,用锤击打入、振动沉入等方法,使桩沉入地下。
②灌筑桩
又叫现浇桩,直接在设计桩位的地基上成孔,在孔内放置钢筋笼或不放钢筋,后在孔内灌筑混凝土而成桩。
与预制桩相比,可节省钢材,在持力层起伏不平时,桩长可根据实际情况设计。
8、按截面形式分
①方形截面桩
制作、运输和堆放比较方便,截面边长一般为250~550mm。
②圆形空心桩
是用离心旋转法在工厂中预制,它具有用料省,自重轻,表面积大等特点。国内铁道部门已有定型产品,其直径有300mm、450mm和550mm,管壁厚80mm,每节长度自2m~12m不等。
1、施工准备将钢板桩运到工地后,钢板桩在拼组前必须对其进行检查、丈量、分类、编号,同时对两侧锁口用一块同型号长2~3m的短桩作通过试验,以2~3人拉动通过为宜,或采用卷扬机拖拉。锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷,采用冷弯,热敲(温度不超过800~1000℃),焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。同时接头强度与其它断面相等,接长焊接时,用坚固夹具夹平,以免变形,在焊接时,先对焊,再焊接加固板,对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。
插打钢板桩之前须检查振动锤。振动锤是打拔钢板桩的关键设备,在打拔前一定要进行专门的检查,确保线路畅通,功能正常。且功率达到40KW以上,而夹板牙齿磨损不宜太多。
2、第一层支承设置在插打钢板桩前需设定位桩及定位横梁。定位桩采用钢管桩,定位桩可利用水上施工平台四周的钢管。定位横梁延承台外侧四周,距承台边沿1.5处布置,也是钢板桩围堰的第一层围菱支护,采用2I40工字钢。定位横梁的位置须严格遵照设定的标高布置。定位横梁安放在定位钢管四周侧,与钢管相连接,四角设两道2I30斜撑,斜撑与横梁呈45度夹角,采用焊接固结连接,然后安装纵向φ300内支承钢管,钢管支承两端头处加焊钢板作为支承面,直接支撑在定位横梁上,钢管与横梁连接设一定的加劲块。
3、插打钢板桩在第一层定位支承安装完成后即可进行插打钢板桩施工。
在插打过程中,加强测量工作,发现倾斜,及时调整,为保证插桩顺利合拢,要求桩身垂直,并且围堰周边的钢板数要均分,在整个钢板桩围堰施打过程中,开始时可插一根打一根,即将每一片钢板桩打到设计位置,到剩下最后一部分时,要先插后打,若合拢有误,用倒链或滑车组对拉,使之合拢。合拢后,再逐根打到设计深度,在用倒链或滑车组对拉时不要过猛,以防止合拢段缝隙过大。在整个钢板桩插打过程中必须保证合拢密实,以防漏水。
在施工过程中,钢板桩如需拼接时,两端钢板桩要对正,可先在一端上面焊接一块限位板然后将另一端缓缓放下并进行对焊,再焊接加强板。焊接时必须保证焊接面平整且焊缝有足够厚度。
插打钢板桩要充分采取止水措施,以防钢板桩围堰大量漏水。
4、钢板桩围堰抽水及安装内支承安装内撑与抽水交替进行。
第一次抽水后水面达到第一层支承底4m以下即可安装第二层内支承。安装第二层内支承前先按确定的标高位置在钢板桩内壁焊上三角托架,托架采用槽钢,安装托架一定要采取措施保证顶面位于同一水平面上。然后安装2I50工字钢内支承横梁及斜撑,最后安装纵向钢管支撑,安装方式同第一层内支承。
第二层内支承安装完成后,然后进行第二次抽水,接着进行第三层支护,最后进行第三次抽水,第三次抽水要全部将钢板桩围堰内的水抽干。
钢板桩围堰内抽水完成后,将露出承台底面部分的钢护筒全部切割拆除。
钢板桩围堰抽水过程中要加强钢板桩的止水堵漏措施。
5、钢板桩围堰封底将围堰内水抽完后,将定位钢管拔出,然后进行基底处理。
首先,由于承台底面悬空,先在围堰内基底抛填约30~50cm厚片石,然后回填一定量河砂找平基底面至承台底面下50cm,然后基底干封50cm厚C30砼。封底前在底部钢板桩四周用编织袋或土工布将钢板桩与封砼隔离,以便将来钢板桩顺利拔除。
封底后标高不能高于承台底设计标高,封底砼顶面保证基本平整。
封底砼采用泵送,按一般砼施工进行。封底时由一边向另一边推进,但保证连续、不间断、不留接缝、一次性完成。
6、内支承拆除与拔桩水中大体积混凝土承台根据实际情况计划分三次浇筑,最底下5m分两次浇筑,顶上加台部分另再进行性一次浇筑。内支承依次分三次拆除。第一层承台浇筑完成后,在承台与钢板桩间回填沙,然后拆除底层内支承;第二层承台浇筑完成后,在承台与钢板桩间回填沙,然后拆除第二层内支承;最后一层承台施工全部完成后,拆除底层内支承,最后拔除钢板桩。
拔桩时,尽量使板桩下部与混凝土脱离,然后再进行拔桩。先略锤击振动各拔高1~2m,然后挨次将所有钢板桩均拔高1~2m,使其松动后,再挨次拔除,对桩尖打卷及锁口变形的桩,可加大拔桩设备的能力,将相邻的桩一齐拔出。
质量控制及注意事项
1、在拼接钢板桩时,两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊,要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm,断面上的错位不大于2mm,使用新钢板桩时,要有其机械性能和化学成份的出厂证明文件,并详细丈量尺寸,检验是否符合要求。
2、对组拼的钢板桩两端要平齐,误差不大于3mm,钢板桩组上下一致,误差不大于30mm,全部的锁口均要涂防水混合材料,使锁口嵌缝严密。
3、为保证插桩顺利合拢,要求桩身垂直,并且围堰周边的钢板数要均分,为保证桩身垂直,于第一组钢板桩设固定于围堰支撑上的导向钢管桩,顺导向钢管桩下插,使第一组钢板桩桩身垂直,由于钢板桩桩组上下宽度不完全一致,锁口间隙也不完全一致,桩身仍有可能倾斜,在施工中加强测量工作,发现倾斜,及时调整,使每组钢板桩在顺围堰周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5‰。
4、在使用拼接接长的钢板桩时,钢板桩的拼接接头不能在围堰的同一断面上,而且相邻桩的接头上下错开至少2m,所以,在组拼钢板桩时要预先配桩,在运输、存放时,按插桩顺利堆码,插桩时按规定的顺序吊插。
5、在进行钢板桩的插打时,当钢板桩的垂直度较好,一次将桩打到要求深度,当垂直度较差时,要分两次进行施打,即先将所有的桩打入约一半深度后,再第二次打到要求的深度。
6、打桩时必须在桩顶安装桩帽,以免桩顶破坏,切忌锤击过猛,以免桩尖弯卷,造成拔桩困难。
7、同一围堰的钢板桩只能用同样的锁口,按设计尺寸计算出使用钢板桩的数量,以确保够用;
8、剔除锁口破裂、扭曲、变形的钢板桩;
9、剔除钢板桩表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤;
10、在接长焊接时,相邻焊缝高度差不得小于1m.
安全措施为确保施工中的安全,在进行钢板桩围堰施工时,必须将安全工作放在首位,预防为主
1、对操作人员进行安全思想教育,提高安全意识,实行持证上岗制度,不经培训或无证者,不得进行上岗操作。
2、设专人负责日常检查和养护工作,在施工过程中设专人指挥,避免人多时乱指挥,出现安全事故。
3、拔桩时要先震动1~2分钟,再慢慢启动振动桩锤拔桩。在有松动后再边震边拔,防止蛮干。
4、对所有滑轮和钢丝绳每天进行检查,特别是要注意滑轮的轴和钢丝绳摩损情况,危及安全的要及时维修、更换。
5、水上作业操作人员必须穿救生衣,以防人员落水。
6、在钢板桩围堰外围靠主航道侧一定位置需设置防撞装置,以保证船舶撞击围堰,造成安全事故。
钢管桩主要是验收插打深度,插打时的激振力,入土深度主要通过量测钢管长度控制,如果没有数据就很难控制了,激振力是最重要的,可以通过荷载试验或着抽检几根装开到最大激振力看沉入深度如何,便可知道插打的效果。
还要注意测量桩位哦。
跨海大桥桥墩如下图:
跨海大桥桥墩的施工方法:
1、深水桥梁基础,一般采用钻孔灌注桩.深水区水上钻孔,一般采用 船.钻机固定在 船上, 船则由巨锚加缆索固定.
2、根据测量定好钻孔位置后,沉入钢质护筒,起到定位和隔离海水作用;
3、然后下入钻孔钻具,进行钻孔成孔,成孔过程一般采用泥浆护壁,成孔后下钢筋笼,水下灌注混凝土,形成高桩,然后再进行高桩承台施工,水上桥墩就成了。
多跨桥的中间支承结构称为桥墩。桥墩分为实体墩、柱式墩、和排架墩等。按平面形状可分为矩形墩、尖端形墩、圆形墩等。建筑桥墩的材料可用木料、石料、混凝土、钢筋混凝土、钢材等。
跨海大桥指的是横跨海峡,海湾等海上的桥梁,这类桥梁的跨度一般都比较长。短则几千米,长则数十千米,所以对技术的要求非常高,非常严苛,是顶尖桥梁技术的体现。