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        沉樁基礎(chǔ)特點(diǎn)與施工方法

        2015-04-13 09:58:28張薇
        黑龍江水利科技 2015年10期
        關(guān)鍵詞:吊點(diǎn)沉樁水管

        張薇

        (黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院,哈爾濱150080)

        1 沉樁基礎(chǔ)的分類及特點(diǎn)

        1.1 分類

        沉樁按照其施工方法可分為:錘擊沉樁、錘擊沉樁輔以射水、振動(dòng)沉樁、振動(dòng)沉樁輔以射水、單純射水沉樁以及靜力壓樁等。

        1.2 特點(diǎn)

        預(yù)制樁按設(shè)計(jì)要求可在地面良好條件下進(jìn)行制作,樁體質(zhì)量高,可大量工廠化生產(chǎn),加速施工進(jìn)度。但只適用一般土地基,較難沉入堅(jiān)實(shí)土層;沉樁過程有明顯的排擠土體作用,需考慮對鄰近結(jié)構(gòu)的影響;運(yùn)輸、吊裝、沉樁過程均應(yīng)避免樁身的損傷。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)荷載較大且比較集中,樁徑需求較大時(shí),很難采用此種施工方式[1-3]。

        2 沉樁基礎(chǔ)的施工

        2.1 沉樁基礎(chǔ)施工準(zhǔn)備

        2.1.1 材料及機(jī)具

        鋼筋混凝土樁(鋼樁)樁錘、射水設(shè)置(必須配合錘擊油印樁或震動(dòng)油沉樁使用)樁架及輔助設(shè)備。

        2.1.2 作業(yè)條件

        1)選擇好樁錘類型,射水設(shè)置,樁架及輔助設(shè)備。

        2)查明施工區(qū)(高空、地面、地下、水下)不無妨礙沉樁的障礙物,并及時(shí)處理。

        3)檢驗(yàn)預(yù)制樁的質(zhì)量。

        4)墩臺軸線的控制點(diǎn),應(yīng)設(shè)于不受沉樁或其他影響的地點(diǎn)并加標(biāo)志。

        5)檢驗(yàn)在陸上或靜水區(qū)放樁時(shí)的樁基軸線位置與設(shè)計(jì)位置的偏差,樁的縱行和橫向的軸線位置允許偏差為2 cm;單排樁軸線位置允許偏差為1 cm。

        6)打樁前,應(yīng)在每根樁上用油漆劃出標(biāo)記[4-6]。

        2.2 沉樁基礎(chǔ)施工工藝

        2.2.1 工藝流程圖

        工藝流程圖見圖1。

        2.2.2 工藝流程的描述

        2.2.2.1 樁位放樣及控制

        1)旱地施工時(shí)先釘出基礎(chǔ)中心線,在邊排樁位以外若干距離處釘木樁并設(shè)置縱橫兩向的定位樣板,在定位樣板上定出樁位的縱橫坐標(biāo)。

        2)在基坑內(nèi)沉樁,可將定位樣板設(shè)立在圍堰或基坑支撐上。在潛水中沉樁時(shí),定位樣板可設(shè)在腳手架上。

        3)在水中沉樁>4m時(shí),用導(dǎo)向框架控制樁位,要求導(dǎo)向框架應(yīng)有牢固支撐。也可用經(jīng)緯儀交于上游一排迎水樁,再以迎水樁為準(zhǔn)控制測設(shè)其他樁。

        4)在夜間深水域沉樁時(shí)可采用激光經(jīng)緯儀定位[7]。

        5)放樁時(shí)特別是對迎水樁與橋中心線不對稱的樁群時(shí),要詳細(xì)復(fù)核。

        圖1 工藝流程圖

        2.2.2.2 吊插樁

        1)調(diào)插樁應(yīng)將群樁的沉樁順序編號排好,一般自中間開始,向兩邊或四周進(jìn)行,特別困難時(shí)要特殊設(shè)計(jì)。

        2)起吊前應(yīng)檢查樁上的配件如樁靴、樁箍及射水管、射氣管是否齊全。布置好吊點(diǎn)不得任意變動(dòng)(一般仗長<18m的用2吊點(diǎn),>18m的用3吊點(diǎn),超過40m的樁可用4吊點(diǎn)),在吊點(diǎn)上作好記錄捆好鋼絲繩。

        3)起吊時(shí)樁身應(yīng)平衡的離開小車或駁船。吊到一定高度(樁長一半加上0.5m時(shí)),逐漸放松溜繩到樁身完全垂直為止。起吊過程中嚴(yán)禁樁身碰撞樁架。

        4)吊插直徑1.2 cm,樁長40m的大口徑鋼筋管時(shí),采用兩吊點(diǎn)起吊。由于偏移量過大,樁身過于重難于納入龍門[8-9]。

        5)錘擊沉樁應(yīng)沉完一根后,再插吊另一根。若在圍堰內(nèi)沉樁有吊機(jī)吊插并有導(dǎo)框固定樁位時(shí),可以連續(xù)吊插幾根,或?qū)度坎搴迷谥鸶鲁?。在松軟土中插斜樁時(shí),應(yīng)考慮樁向前移動(dòng)中斜坡上插樁,沉樁前應(yīng)把樁向坡上挪移些。

        6)在群樁基礎(chǔ)中沉樁,先沉入的樁已將土擠緊,繼續(xù)插樁時(shí)樁位略靠已沉入的樁,挪移距離的大小應(yīng)根據(jù)試樁情況考慮[10]。在深水急流中插樁應(yīng)考慮水流及浮力的作用,宜向迎水方向上偏移一些,必要時(shí)可在上游假設(shè)臨時(shí)擋流設(shè)施,最好采用導(dǎo)框。

        3 沉樁設(shè)備

        3.1 錘擊沉樁

        1)沉樁前檢查樁的出廠合格證,檢查樁的外觀質(zhì)量,合格后方可適用每根樁應(yīng)畫好尺寸,有接頭的法蘭盤的要求除銹去污,確定錘擊的樁,其射水孔可用鋼板電焊堵孔。

        2)沉樁前應(yīng)對樁架、樁錘、動(dòng)力機(jī)械、射水管路、電纜等設(shè)備進(jìn)行檢查。

        3)柴油錘在沉樁前應(yīng)將導(dǎo)向立柱調(diào)成垂直;用單動(dòng)汽錘沉樁,開始必須嚴(yán)格控制樁錘的動(dòng)能,保持樁的均勻下沉。

        4)沉斜樁時(shí),樁架應(yīng)符合斜樁的坡度,插完樁錘壓于樁上仍需復(fù)測一次。保證每米偏斜誤差≤3 mm[11]。

        5)開錘以后,墜錘或單動(dòng)汽錘的落錘高度不宜超過0.5m??刂茊蝿?dòng)汽錘的落錘高度可采用汽錘落錘自動(dòng)控制裝置;雙動(dòng)汽錘降低汽壓減少每分鐘錘擊數(shù);柴油錘控制供油量,減少錘擊能量。以后視樁的入土情況逐漸加大沖擊動(dòng)能。達(dá)到樁的入土深度和沉入度都符合設(shè)計(jì)要求為止[12]。

        6)在樁架高度,起吊設(shè)備能力和樁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等條件都許可,可在場地將樁節(jié)預(yù)先接好,一次起吊和下沉。在預(yù)品混凝土樁時(shí),兩節(jié)樁必須成一條直線,彎曲不大于10mm。

        7)就地接樁宜在下節(jié)樁頂露出地面或水面至少1m時(shí)進(jìn)行,要求兩節(jié)樁的中軸線必須重合。

        8)沉樁工作應(yīng)一次沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高,不應(yīng)中途停頓,樁帽內(nèi)的硬板墊層要勤換。一般樁錘須備4個(gè)樁帽輪流修換。

        9)沉好的基樁在未經(jīng)過驗(yàn)收和必要的沖擊實(shí)驗(yàn)前,不得鋸斷樁頭。鋸斷樁頭最好不用大錘硬砸,以免震出裂縫,可用鋼抱箍或木抱箍將樁身在截鋸處箍緊,沿箍用小錘鑿開一條溝槽,然后再行擴(kuò)大,截?cái)?。截?cái)嗷炷凉軜兑嗫伞?/p>

        3.2 射水沉樁

        1)水源應(yīng)用清水。管路應(yīng)盡量減少彎曲,力求勻順。按照計(jì)算長度配好射水管,安好接頭,裝上彎道,接通疏通管,進(jìn)行通水實(shí)驗(yàn)。

        2)射水管裝上導(dǎo)向環(huán),系好保險(xiǎn)繩,插入即將起吊的管樁,然后在樁頂安鋼樁。

        3)在吊插管樁時(shí),隨管樁的起吊,要注意及時(shí)引送輸水膠管防止拉斷。

        4)管樁插正立穩(wěn)后,壓上樁帽及樁錘,吊樁鋼絲繩暫不揭開,即開啟水閥,射擊水沖刷樁尖下的土壤,使樁依靠自重下沉。地初可使用較小的水壓,具體數(shù)值視土質(zhì)的軟硬而定。

        5)下沉初期應(yīng)控制和校正樁的方向并使樁緩緩下沉,可避免阻塞射擊水嘴。

        6)樁身以射水自沉漸趨緩慢時(shí),可開錘輕擊,但仍應(yīng)繼續(xù)射水。如下沉又轉(zhuǎn)快可暫停錘擊。

        7)樁身入土深度已能保持樁身穩(wěn)定,可解開吊樁鋼絲繩,并逐步加大水壓和錘擊能量。

        8)因接樁而拆卸射水管時(shí),必須停水。9)射擊水沉樁周圍必須挖好排水溝。

        4 施工中遇到的問題

        在施工中,常遇到以下問題:

        4.1 樁下沉困難

        樁下沉逐漸緩慢,最后除樁身顫動(dòng),樁錘回跳外無其他現(xiàn)象,一般系射水對土層的摩阻力破壞不夠,此時(shí)不宜硬打,應(yīng)增加射水量及壓力。如仍效果不大,可增加外射水,或改用較大的錘型。

        4.2 樁忽然急劇下沉

        在下樁的正常情況下,可能是樁穿過密實(shí)土層后進(jìn)入軟土層,也可能射水時(shí)間過長,樁尖下沖過大,致使樁忽然下沉。如樁已沉到接近設(shè)計(jì)標(biāo)高,則應(yīng)考慮改變設(shè)計(jì),將樁加深或加樁。

        4.3 內(nèi)射水管被頂起

        射水管被頂起且樁頂大量往外涌水時(shí),是射水嘴已被頂起縮入樁內(nèi)的現(xiàn)象。應(yīng)即停錘,繼續(xù)射水,并搖動(dòng)射水管使勁下插。如樁入土不深,亦可將樁稍稍拔起,使射水管露出樁尖。若無法恢復(fù)正常時(shí),應(yīng)拔除射水管改為錘擊。

        4.4 樁不下沉,樁內(nèi)涌出大量清水

        可能是射水管在樁內(nèi)斷裂或漏水,應(yīng)吊出射水管檢查修理。停止涌水,樁下沉極慢不下沉等。查明情況后,應(yīng)檢修管路和機(jī)械設(shè)備;保持水源清潔和適當(dāng)水位;開啟水泵的放氣閥放出空氣。

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