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2k312020城市桥梁工程基础施工技术
2k312021掌握沉入桩施工技术要求
沉入桩所用的基桩主要为预制的钢筋混凝土和预应力混凝土桩。截面形式常用的有实心方桩和空心管桩两种。管桩一般
由工厂以离心成型法制成。目前成品规格：管桩外径
近年来发展的phc高强预应力混凝土离心管桩已在工程上广泛应用。
当预制桩的长度不足时，需要接桩。常用的接桩方法有：法兰盘连接、钢板连接及硫磺胶泥（沙浆）连接等等。
沉桩顺序应根据现场地形条件、土质情况、桩距大小、斜桩方向、桩架移动的方便等来决定。同时应考虑使桩入土深度相差相差不多，土壤均匀挤密。
沉入桩的施工方法主要有：锤击沉桩、振动沉桩、射水沉桩及静力压桩等。
一、锤击沉桩法
(一)锤击沉桩的特点
一般适用于中密砂类土、粘性土。由于锤击沉桩依靠桩锤的冲击能量将桩打入土中，因此一般桩径不能太大（不大于
锤击沉桩的主要设备有桩锤、桩架及动力装置三部分。冲击锥的选择，原则上是重锤低击。桩架在沉桩施工中，承担
吊锤、吊桩、插桩、吊插射水管及桩在下沉过程中的导向作用等。其他设备中主要有桩帽与送桩。桩帽主要是承受冲击，保护桩顶，在沉桩时能保证锤击力作用于桩轴线而不偏心。送桩主要用于当桩顶被锤击低于龙门挺而仍需继续沉入时，即需把桩顶送到地面下必要深度处用。
施工要点：沉桩前，应对桩架、桩锤、动力机械等主要设备部件进行检查；开锤前应再次检查桩锤、桩帽或送桩与桩 中轴线是否一致；锤击沉桩开始时，应严格控制各种桩锤的动能。如桩尖已沉入到设计标高，但沉入度仍达不到要求时，应继续下沉至达到要求的沉入度为止。沉桩时，如遇到：沉入度突然发生急剧变化；桩身突然发生倾斜、移位；桩不下沉，桩锤有严重回弹现象；桩顶破碎或桩身开裂、变形，桩侧地面有严重隆起现象等等，应立即提高停止锤击，查明原因，采取措施后方可继续施工。
锤击沉桩的停锤控制标准。
1、设计桩尖标高处为硬塑粘性土、碎石土、中密以上的砂土或风化岩等土层时，根据灌入度变化并对照地质资料，确认桩尖已沉入该土层，贯入度达到控制贯入度。
2、当贯入度已达到控制贯入度，而桩尖标高未达到设计标高时，应继续锤入
3、设计桩尖标高处为一般粘性土或其他松软土层时，应以标高控制，贯入度作为校核。
4、在同一桩基中，各桩的最终贯入度应大致接近，而沉入深度不宜相差过大，避免基础产生不均匀沉降。
（二）锤击沉桩设备选择
沉桩设备选择的一般思路为，选择锤型-----选择锤重-----选择桩架。选择锤型尽可能在所在地方可供资源的范围内按表lK
各种锤型适用范围参考表 表2K412021-1
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序号 |
锤型 |
适 用 范 围 |
优 缺 点 |
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1 |
坠锤 |
1、适用于沉木桩和断面较小混凝土桩； 2、重型及特重型龙门锤适用于沉钢筋混凝土桩； 3.在一般粘性土、砂土、含有少量砾石土均可使用 |
设备简单，使用方便，冲击力大，能随意调整落距，但锤击速度慢(每分钟约6―20次)，效率低 |
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2 |
柴油锤 |
1、杆式锤适宜沉小型桩、钢板桩； 2、筒式锤适宜沉混凝土桩、钢管桩等； 3、不适宜在过软或过硬土中沉桩； 4、用于浮船中沉桩较为有利 |
附有桩架动力等设备，机架轻，移动方便、沉桩快．燃料消耗少，也可以打钧桩，是使用最广的一种．但振动大。噪声大 |
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3 |
液压锤 |
1.适用于沉重型的混凝土桩、钢桩； 2.适用于粘性土，砂土含少量砾石等 |
锤质量大，冲击次数多，工作效率高，其冲程可根据不同土质用人工调整，在一定条件下，可保证锤对桩的锤击力控制，噪声小，且不会污染空气 |
① 选择锤重(按锤质量与桩质量的比值选择，见表1K412021-2)
1.5 1.0
重锤低击，防止锤弹起
① 选择桩架
桩架为沉桩的主要设备，可以用、木结构组拼而成，其主要作用是装吊锤和桩并控击锤的运动方向。
桩架因施工对象和使用锤型的不同可分两大类：自行移动式桩架和非自行移动式桩架自行移动式可分为履带式、导轨式和轮胎式。
城市桥梁施工大多采用自行移动式桩架，且都与桩锤配套供应。
桩架选择要考虑的主要因素之一是桩架高度。
桩架高度H可按下式计算：H=h1+h2+h3+h4+h5-h6
式中h1――滑轮组高度(包括适当工作余量)；
h2――锤的轮廓高度；
h3――桩帽高度；
h4――送桩高度(按最长考虑)；
h5――桩长；
h6――桩下端可能伸出桩架底盘以下的程度（随水深或基坑深度而定）。
各部分互相交错的长度，如桩帽套入桩头及某些锤的导杆伸入桩帽中等，视具体情况予以核减。
（三）沉入桩的施工技术要求
① 水泥混凝土桩要达到100％设计强度并具有28d龄期。
②重锤低击；桩帽与弹性垫层要与桩和锤相适应，并及时更换失去弹性的垫层材料。混凝土管桩桩帽上宜开逸气孔。
③打桩顺序：在一个基坑内沉入较多桩时，桩会把土挤紧或使土上拱。因此打桩顺序是个很重要的问题。一般是由一端向另一端打；密集群桩由中心向四边打；先打深桩，后打浅桩；先打坡顶，后打坡脚；先打靠近建筑的桩，然后往外打；遇到多方向桩应设法减少变更桩机斜度或方向的作业次数，并避免桩顶干扰。
④在桩的打人过程中，应始终保持锤、桩帽和桩身在同一轴线上。
⑤沉桩时，以控制桩尖设计标高为主。
桩尖标高等于设计标高。而贯人度较大时，应继续锤击，使贯人度接近控制贯人度；当贯人度已达到控制贯人度，而桩尖标高未达到设计标高时，应继续锤击
在饱和的细、中、粗砂中连续沉桩时，易使流动的砂紧密挤实于桩的周围，妨碍砂中水分沿桩上升，在桩尖下形成压力很大的“水垫”，使桩产生暂时的极大贯入阻力。休息一定时间之后，贯入阻力就降低。这种现象称为桩的“假极限”。
在黏性土中连续沉桩时，由于土的渗透系数小，桩周围水不能渗透扩散而沿着桩身向上挤出，形成桩周围水的滑润套，使桩周摩阻力大为减小。但休息一定时间后，桩周围水消失，桩周摩阻力恢复、增大，这种现象称为“吸入”。
锤击沉桩发现上述两种情况时，均应进行复打，以确定桩的实际承载力。复打前桩应休息一定时间。
桩的上浮有两种情况，被锤击的桩上浮和附近的桩上浮。对于前者，如使用桩锤时，可将桩锤停留在桩头的时间长一些；当用柴油锤时，如系空心管桩，桩尖不要封闭，将桩内土排除，可减少桩上浮。无论何种情况，桩都应进行复打。
若桩尖标高比设计标高得多时，应与设计单位和监理单位研究确定。
⑥无论桩多长，打桩和接桩均须连续作业，中间不应有较长时间的停歇。（一鼓作气）
⑦在一个墩、台桩基中，同一水平面内的桩接头数不得超过桩基总数的1／4，但采用法兰盘按等强度设计的接头，可不受此限制。
⑧沉桩过程中，若遇到贯入度剧变，桩身突然发生倾斜、位移或有严重回弹，桩顶或桩身出现严重裂缝、破碎等情况时，应暂停沉桩，分析原因，采取有效措施。（锤击桩上浮或者临近桩上浮，自身上浮可能遇到水阻或者坚硬土层，较大的阻力让桩有回弹或者上浮现象，这个时候可以休息一段时间，然后再继续沉入，也可能锤重较小，或者桩身弯曲较大，造成弓形回弹；如果是临近桩上浮，要分析原因，一般是桩沉入过程中的挤土效应，是地基土发生隆起或者位移，使得沉入的桩在土体作用下上浮）
⑨在硬塑黏土或松散的砂土地层下沉群桩时，如在桩的影响区内有建筑物，应防止地面隆起或下沉对建筑物的破坏。（粘土隆起，砂土下陷）
二、静力压桩法
静力压桩采用静压力将桩压入土中，即以压桩机的自重克服沉桩过程中的阻力，适用于高压缩性粘土或砂性较轻的亚粘土层。
（一）静力压桩的特点
1、施工无冲击、噪音和振动少
2、桩顶不易损坏，不易偏心，精度高
3、能在施工中测定沉桩阻力位设计施工提供参数
4、较难压入
5、机械设备的拼装和移动耗时较多。
可分为压桩机施工法，吊载压力施工法，结构自重压力施工法
（二）静力压桩施工要求
1、对土质情况调查清楚，并据此估算桩的阻力。
2、选用压桩设备的设计承载力易大于压桩阻力的40%
3、压桩前检查各种设备，使压桩工作不知中断
4、适用两台卷扬机同时启动放下压梁时，必须使其同步运行。
5、压桩尽量避免中途停歇
6、在接近设计标高时，严格控制进程，不得过早或过迟停压
7、遇到特殊情况，应暂停施压
（1）桩尖较大走位和倾斜
（2）桩身倾斜或下沉速度加快
（3）压桩阻力剧增或压桩机倾斜。