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1、目 錄前 言21 工法特點22 適用范圍23 工藝原理34 工藝流程及操作要點35 材料與設備76 質量控制87 安全措施98 環保措施109 效益分析1110 工程實例11前 言預應力高強混凝土管樁（PHC樁）因其單樁承載力高，施工周期短等特點，在我國乃至世界建筑領域的地基處理工程中被越來越廣泛的應用。在承德新新釩鈦鋼鐵有限公司工程、中冶京唐曹妃甸工業園工程、唐山中厚板材有限公司一期配套項目3500mm中厚板工程中我們采用了錘擊管樁進行樁基礎施工，經檢驗證明該工藝是成功的，并取得了較好的經濟效益和社會效益。1 工法特點1.0.1應用范圍廣在同一建筑物基礎中，可使用不同直徑的管樁，容易解決布樁2、問題，可充分發揮每根樁的承載能力，單樁可接成任意長度，不受施工機械能力和施工條件局限，既適用于多層建筑，也適用于50層以下的高層建筑。 1.0.2質量可靠樁體采用工廠化生產，其混凝土強度等級不低于C80，單樁承載力高，樁身質量可靠。只要嚴格執行沉樁操作規程，成樁質量較好，沉樁后樁長和樁身質量可用直接手段進行檢測。樁身耐錘擊和抗裂性好，穿透力強。 1.0.3造價低廉管樁單位承載力造價較低，僅為鋼樁的13-23，為灌注樁的3/4，并節省鋼材。 1.0.4環保性高施工速度快，文明施工，無泥漿排放。2 適用范圍錘擊管樁適用性較強，多用于粉土、粘土、人工填土、淤泥質土、砂土、黃土等土層中。預應力管樁最適3、宜用在基巖埋藏深、強風化巖層或風化殘積土層厚的地質條件。管樁的穿透能力一般說是很強的，但有一些地質條件是不宜使用的，如：石灰巖地層不宜應用、孤石和障礙物多的地層不宜應用、有堅硬隔層時不宜應用或慎用。3 工藝原理由打樁架和筒式柴油錘組成該工藝主要施工設備，打樁架實際是一臺打樁專用的起重和導向設備，樁錘用來產生沉樁所需的能量。錘的沖擊體在圓筒形的氣缸內，根據二沖程柴油發動機的原理，以輕質柴油為燃料，利用沖擊部分的沖擊力和燃燒壓力為驅動力，引起錘頭跳動夯擊樁頂，使樁體逐漸沉入土層中。4 工藝流程及操作要點4.1 工藝流程施工準備測量定位底樁就位，對中調直錘擊沉樁接樁再錘擊、接樁打至持力層收錘圖4.14、.1 工藝流程圖4.2 操作要點4.2.1施工準備1 整平場地，清除樁基范圍內的高空、地面、地下障礙物；架空高壓線距打樁架不得小于10m；修設樁機進出、行走道路，做好排水措施。2 按圖紙布置進行測量放線，定出樁基軸線，先定出中心，再引出兩側，并將樁的準確位置測設到地面，每一個樁位打一個小木樁；并測出每個樁位的實際標高，場地外設23個水準點，以便隨時檢查之用。3 檢查樁的質量，將需用的樁按平面布置圖堆放在打樁機附近，不合格的樁不能運至打樁現場。4 選擇打樁設備1）樁架的選擇樁架的型號、安裝和準備工作對打樁效率有很大影響。主要分為三點支撐履帶打樁機或步履式打樁機。打樁機的樁架由支架、導向桿、起吊設5、備、動力設備、移動裝備等組成，樁架分節組裝，選擇樁架高度按樁長+滑輪組高+樁錘帽高度+起吊移位高度的總和另加0.51m的富余量。打樁機的樁架必須具有足夠的承載力、剛度和穩定性，并應與所掛樁錘相匹配。本工法樁架選用DH558型履帶行走式樁架，其最大特點是移動靈活，使用方便，運行機構為履帶，對路面要求比較低。2）樁錘的選擇 選擇樁錘時，必須充分考慮樁的形狀、尺寸、重量、入土長度、結構形式以及土質等條件，并掌握各種錘的特性。樁錘的夯擊能量必須克服樁的貫入阻力，包括克服樁尖阻力、樁側摩阻力和樁的回彈產生的能量損失等。如果樁錘的能量不能滿足上述要求，則會引起樁頭部的局部壓曲，難以將樁送到設計標高。樁錘分6、為落錘、氣動錘、柴油錘、液壓錘等類型。以上幾種樁錘中，柴油錘爆發力強，錘擊能量大，功效高，錘擊作用時間比自由落錘作用時間長，因此錘擊應力相應低一些，沖擊體沖擊距離（原距）隨樁阻力的大小而自動調整，比較適合于管樁的施打。針對承德、京唐港、曹妃甸工程的特點，主要選用8.0t、5.0t筒式柴油錘。 3）樁帽和墊層樁帽應有足夠的強度、剛度和耐打性。樁帽宜做成圓筒型，套樁頭用的筒體深度宜為3540cm。內徑應比管樁外徑大23cm，并設有導向角與樁架導軌相連，保證與柴油錘的中心線重合。樁帽應設有樁墊層和錘墊層兩部分。“錘墊”設在樁帽的上部，是保護柴油錘和樁頭的，一般用豎紋硬木或盤圓層疊的鋼絲繩制作，厚度宜7、取1520cm。“樁墊”設在樁帽的下部套筒的里面，與管樁頂部相接觸，它可以延長錘擊作用時間，降低錘擊應力，保護樁頭，一般是用麻袋、硬紙板、水泥紙袋、膠合板等材料制作，要求厚度均勻，軟硬合適，錘擊后壓實厚度不應小于12cm。圖4.2.1-1 樁帽示意圖4）送樁器送樁器宜做成圓筒形，并有足夠的強度、剛度和耐打性。長度宜做成送樁深度的1.5倍，應與管樁匹配，本工法采用套筒式送樁器，套筒深度宜取250350mm，內徑應比管樁外徑大2030mm。圖4.2.1-2 送樁器示意圖5 檢查打樁機設備及起重工具；進行設備架立組裝和試打樁。在樁架上設置標尺或在樁的側面畫上標尺，以便能觀測樁身入土深度。6 打樁場地8、建（構）筑物有防震要求時，應采取必要的防護措施。7 學習、熟悉樁基施工圖紙，并進行會審；做好技術交底，特別是地質情況、設計要求、操作規程和安全措施的交底。4.2.2測量定位測定樁位時，應有專職測量員在樁位中心打入一根長約30cm的細鋼筋，露出地面約58cm并扎紅布條作為“樣樁”。4.2.3底樁就位，對中、調直管樁就位時，由于其重量輕、節長較短，一般應用單點吊裝。吊樁時應先將樁頭送入樁帽，再用人工輔助樁管下端將樁尖對中“樣樁”。并注意保證樁身垂直度偏差不得大于0.5，還應使樁身、樁帽和樁錘的中心線重合。4.2.4錘擊沉樁1 在預應力管樁施工時，要特別注意安全。打第一節樁時必須采用樁錘自重或冷錘（9、不掛檔位）將樁徐徐打入，直至管樁沉到某一深度不動為止，同時用儀器觀察管樁的中心位置和角度，確認無誤后，再轉為正常施打，必要時，宜拔出重插，直至滿足設計要求。2 正常打樁宜采用重錘低擊，打樁順序應根據樁的密集程度及周圍建（構）筑物的關系確定： 1）若樁較密集場地且距周圍建（構）筑物較遠，施工場地開闊時宜從中間向四周進行。 2）若樁較密集場地狹長，兩端距建（構）筑物較遠時，宜從中間向兩端進行。3）若樁較密集且一側靠近建筑物時，宜從毗鄰建筑物的一側開始，由近及遠地進行。 4）根據樁入土深度，宜先長后短。5）根據管樁規格，宜先大后小。6）根據高層建筑塔樓(高層）與群房（低層）的關系，宜先高后低。圖4.10、2.4 打樁順序和土體擠密情況示意圖4.2.5接樁預應力管樁的接頭，用端頭板四周一圈開坡口進行電焊連接。當底樁樁頭被沉至離地面0.51.0m時，可用鋼絲刷將兩個對接樁頭上的泥土、鐵銹刷凈，露出金屬光澤，然后在四周均勻對稱點焊46點，待樁固定后拆除夾具在正式焊接。為防止產生接樁偏斜，應用兩個焊工對稱操作，焊接層數不小于三層，待焊縫冷卻810min后便可繼續錘擊沉樁。4.2.6送樁對承載力較大的摩擦端承樁，送樁深度不宜過大，否則樁頭容易被打碎，樁頂位移也大。打樁至送樁宜連續進行，防止周圍土體固結，承載力增加而使沉樁困難。4.2.7收錘收錘標準對打樁工程質量起著至關重要的作用，收錘標準定得恰當可以滿11、足設計要求的承載力，減少打樁破損率，保證樁身質量。設計明確規定以樁端標高作控制的摩擦樁，除應保證設計樁長外，尚應按設計、施工等部門共同確認的收錘標準收錘。 一般情況下施工中常以最后貫入度作為標準進行收錘，但最后貫入度是受外界影響較大的一個變量。柴油錘型號不同，貫入度不一樣；樁長不同，貫入度不同；不同時間測得的貫入度不同；因此，收錘標準應根據場地工程地質條件、單樁承載力設計值、樁入土深度、總錘擊數、每米沉樁錘擊數及最后1m沉樁錘擊數、樁端持力層的巖土類別及樁尖進入持力層深度等指標給出。正常情況下，最后貫入度不宜小于20mm10擊；當持力層為較薄的強風化巖層且上覆土層較軟弱時，最后貫入度可適當減少12、，但不宜小于15mm10擊。4.3樁與基礎的連接樁與基礎的連接是整個基礎施工中的關鍵工序之一，必須認真進行，具體參照預應力混凝土管樁圖集（03SG409）施工。5 材料與設備5.1材料5.1.1樁體PHCAB600（110）、PHCAB500（100）、PHCAB400（80）圖5.1.1 管樁構造圖5.1.2樁尖開口型樁尖，具體參照天津市工程建設標準設計圖集（02G10）。5.2機具設備本工法需要的主要機具設備為：DH558打樁架4臺；筒式柴油錘6個（8.0t4個、5.0t2個）；15t吊車2臺；推土機1輛；接樁電焊機具8套、送樁器4個。6 質量控制本工法質量標準按預應力鋼筋混凝土管柱樁施工13、技術規程（YBJ235-91）、建筑樁基技術規范（JGJ94-94）、建筑地基基礎工程施工質量驗收規范（GB50202-2002）、工程測量規范及條文說明（GB50026-93）執行。6.1預應力管樁質量檢驗標準6.1.1成品樁質量外徑無蜂窩、露筋、裂縫、色感均勻、樁頂處無空隙。樁徑5mm、管壁厚度5mm、樁尖中心線2mm、頂面平整度10mm、樁體彎曲1/1000L（ L為樁長），以上項目用鋼尺、水平尺量測。6.1.2樁位偏差表6.1.2 預制樁（PHC樁）樁位的允許偏差項次項 目允許偏差（mm）1蓋有基礎梁的樁：1垂直基礎梁的中心線2沿基礎梁的中心線1000.01H1500.01H2樁數為114、3根樁基中的樁1003樁數為416根樁基中的樁1/2樁徑或邊長4樁數大于16根樁基中的樁：1最外邊的樁2中間樁1/3樁徑或邊長1/2樁徑或邊長注：H為施工現場地面標高與樁頂設計標高的距離。6.1.3接樁電焊結束后停歇時間8.0min 、上下節平面偏差10mm 、節點彎曲矢高1/1000L（L為兩節樁長），以上項目用秒表、鋼尺量測。6.1.4樁頂標高偏差50mm，用水準儀量測。6.1.5收錘控制1 樁端（指樁的全截面）位于一般土層時，以控制樁端設計標高為主，貫入度可作參考。2 樁端達到堅硬、硬塑的粘性土，中密以上粉土、砂土、碎石類土、風化巖時，以貫入度控制為主，樁端標高可作參考。3 當貫入度已達15、到，而樁端標高未達到時，應繼續錘擊3陣，按每陣10擊的貫入度不大于設計規定的數值加以確認。6.2驗收要求施工結束后應對承載力和樁體質量進行檢查。樁的靜載荷試驗根數應不少于總樁數的1%，且不少于3根；當總樁數少于50根時，應不少于2根；當施工區域地質條件單一，又有足夠的實際經驗時，可根據實際情況由設計人員酌情而定。樁身質量的檢驗，對多節打入樁不應少于樁總數的20%，且每個柱子承臺不得少于1根。6.3施工質量問題分析及對策表6.3.1 預應力管樁常見施工質量問題分析及對策常遇問題產生原因分析防止措施及處理方法樁身傾斜1、打樁機導桿不垂直。2、施打時樁錘、樁帽、樁身中心線不在同一直線上。3、樁墊或錘16、墊不平。4、先打的樁被擠斜。5、樁尖在土層內一側遇石塊等障礙物。6、土層有陡的傾斜面，使樁沿斜面陡坡滑下。1、平整鋪墊施工場地，使打樁機站位水平。2、調直對中要準確無誤。3、檢查樁墊或錘墊，若有不平進行整修或更換。4、合理選擇打樁順序。5、障礙物不深，可挖除回填后再打。6、須查明土層徒坡方向，采取適當措施。樁頭打壞1、樁尖遇堅硬土層或障礙物。1、分析產生原因，差別及時糾正。樁涌起1、遇較軟土層。1、將浮起量大的樁重新打入。樁急劇下沉1、遇軟土層，土洞、暗涌等。2、接頭破裂或樁尖劈裂，樁身彎曲或有嚴重的橫向裂縫。1、如情況與鉆探數據符合，屬于正常現象。2、將樁撥起改正重打，或在靠近原樁位處作加樁17、處理。樁打不下去或達不到設計標高1、遇舊埋設物或碰到土中大塊石。2、打到了堅硬土層或砂層。1、填方時不應將大石塊填入建筑場地內，如遇較大塊石可錘擊，沖擊破碎并擠開硬塊石，否則用機械排除，再施打；事先應清除舊埋設物，地基土與鉆探數據相符屬正常情況。2、應根據正確地質資料改用鉆孔灌注為宜。樁身跳動，樁錘回彈1、樁尖遇樹根或堅硬土層。1、檢查原因，采取措施使樁穿過或避開障礙物，如入土不深應撥起避開或換樁重打。7 安全措施本工法安全標準按施工現場臨時用電安全技術規范（JGJ46-2005 ）、建筑機械使用安全技術規程（JGJ33-2001）執行。7.0.1按照責任制要求，施工前進行安全施工交底。施工時18、隨時檢察安全情況；7.0.2電工、焊工、機械工必須持證上崗。雨天禁止操作，若必須施工時，需采取保證安全施工的措施；7.0.3吊樁時，回轉范圍內不得站人。每班組工作前要檢查鋼絲繩,如有破損及時更換。7.0.4打樁結束，要對樁口孔洞進行封堵。8 環保措施8.1對環境影響錘擊管樁由于樁體在沖擊作用下于短時間內沉入土中，會對周圍環境帶來下述危害：8.1.1擠土由于樁體入土后擠壓周圍土層造成的。8.1.2振動打樁過程中在樁錘沖擊下，樁體產生振動，使振動波向四周傳播，會給周圍的設施造成危害。8.1.3超靜水壓力土壤中含的水分在樁體擠壓下產生很高的壓力，此很高壓力的水向四周滲透時亦會給周圍設施帶來危害。8.19、1.4噪聲樁錘對樁體沖擊產生的噪聲，達到一定分貝時，亦會對周圍人民的生活和工作帶來不利影響。8.2預防措施為避免和減輕上述打樁產生的危害，根據過去的經驗總結，可采取下述措施：8.2.1限速即控制單位時間（如1d）打樁的數量，可避免產生嚴重的擠土和超靜水壓力。8.2.2正確確定打樁順序一般在打樁的推進方向擠土較嚴重，為此，宜背向保護對象向前推進打設。8.2.3挖應力釋放溝（或防振溝）在打樁區與被保護對象之間挖溝（深2m左右），此溝可隔斷淺層內的振動波，對防振有益。如在溝底再鉆孔排土，則可減輕擠土影響和超靜水壓力。8.2.4埋設塑料排水板或袋裝砂井可人為造成豎向排水通道，易于排除高壓力的地下水，使20、土中水壓力降低。8.2.5鉆孔植樁打設在淺層土中鉆孔（樁長的1/3左右），可大大減輕淺層擠土影響。9 效益分析利用該工藝優勢和特點，對樁架和樁錘進行合理選型，保證施工質量。錘擊管樁施工速度快，單樁承載力高，方案安全可靠，費用節省。因此，該工藝是一種值得推薦的方法。主要表現在以下幾個方面：9.0.1工程造價低該工藝采用的預應力高強混凝土管樁單樁承載力高，為中空型樁，節省材料，對施工現場條件要求不高，采用該工藝比方樁施工節省費用10左右；比混凝土灌注樁施工節省費用20左右。計算說明：方樁：截面尺寸：400400，混凝土強度等級C30；PHC樁：樁徑500mm，混凝土樁：樁徑600mm，混凝土強度等21、級C30，配筋含量按3%計；樁長均按10m計。1根方樁2.5m3混凝土，考慮材料、人工、機械費用，打一根樁約需3200元；1根500mm的PHC樁，考慮材料、人工、機械費用，打一根樁約需2000元；1根600mm的鉆孔灌注樁，考慮材料、人工、機械費用，施工一根樁約需2540元。（該項計算按2007年施工造價考慮）9.0.2質量安全可靠預應力高強混凝土管樁采用工廠化生產，樁身質量可靠，嚴格控制操作過程，成樁質量較好。9.0.3工程工期短該工藝施工速度快，適應土層范圍較廣，無泥漿排放，施工周期比混凝土灌注樁節省約1/3周期。一臺樁機按每天作業10小時考慮，日成樁數量如下：管樁、方樁約40根/天；鉆22、孔灌注樁約15根/天。考慮布樁數量的代換折減，施工鉆孔灌注樁的數量約為管樁的4/5，按此計算，管樁施工工期比鉆孔灌注樁施工工期縮短約1/4。9.0.4施工范圍廣預應力高強混凝土管樁規格較多，承載力也不同，既適用于多層建筑和大型工業廠房建筑，也適用于中小型建筑。同一建筑中，也可采用不同樁徑地管樁，充分發揮其承載力，便于布樁。10 工程實例實例1：承德新新釩鈦鋼鐵有限公司2500m3高爐工程，樁基礎采用錘擊預應力高強混凝土管樁，施工完畢后進行小應變檢測，樁身完整性好，未發現斷樁，滿足施工使用要求。實例2：中冶京唐曹妃甸工業園工程，樁基礎采用錘擊預應力高強混凝土管樁，施工完畢后進行小應變檢測，樁身完整性好，未發現斷樁，滿足施工使用要求。實例3：唐山中厚板材有限公司一期配套項目3500mm中厚板工程，樁基礎采用錘擊預應力高強混凝土管樁，施工完畢后進行大、小應變檢測，承載力滿足設計要求，樁身完整性好，未發現斷樁，滿足施工使用要求。