1. 震动沉管桩机
利用振动器振动沉管、拔管成桩,称为振动沉管灌注桩。振动沉管灌注桩是用桩机利用振动锤产生的垂直定向振动和锤、桩管自重等对桩管施加压力,使桩管沉入土中,然后边向桩管内浇筑混凝土,边振边拔出桩管,使混凝土留在土中而形成桩。
振动沉管灌注桩除适用于一般黏性土、淤泥质土、砂土和人工填土地基,还可用于稍密及中密的碎石土地基。
2. 振动沉桩机
现行有效关于桩机的国家标准有: GB 13749-2003柴油打桩机 安全操作规程 GB 13750-2004振动沉拔桩机 安全操作规程 JB/T 8469-1996全液压静力压桩机 JG/T 5107-1999液压式压桩机
3. 沉管桩机械
振动沉管挤密碎石桩简称碎石挤密桩,是一种新的软土地基的处理方法。
加固砂土、粉土地基,可以使地基的承载力增加,沉降量减少,防止地震液化的发生,同时亦可用于增大软弱粘性土的整体稳定性。
4. 震动沉管打桩机
灌注桩按其成孔方法不同,可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩、爆扩灌注桩四种。
1、钻孔灌注。
指利用钻孔机械钻出桩孔,并在孔中浇筑混凝土(或先在孔中吊放钢筋笼)而成的桩。
根据钻孔机械的钻头是否在土的含水层中施工,又分为泥浆护壁成孔和干作业成孔及套管护壁三种方法。
2、沉管灌注。
指利用锤击打桩法或振动打桩法,将带有活瓣式桩尖或预制钢筋混凝土桩靴的钢套管沉入土中,然后边浇筑混凝土(或先在管内放入钢筋笼),边锤击或振动边拔管而成的桩。
前者称为锤击沉管灌注桩,后者称为振动沉管灌注桩。
3、人工挖孔。
指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔,然后安放钢筋笼,浇筑混凝土而成的桩。
为了确保人工挖孔桩施工过程中的安全,施工时必须考虑预防孔壁坍塌和流砂现象发生,制定合理的护壁措施。
护壁方法可以采用现浇混凝土护壁、喷射混凝土护壁、砖砌体护壁、沉井护壁、钢套管护壁、型钢或木板桩工具式护壁等多种。
以应用较广的现浇混凝土分段护壁为例说明人工挖孔桩的施工工艺流程。
4、爆扩灌注桩。
指用钻孔爆扩成孔,孔底放入炸药,再灌入适量的混凝土,然后引爆,使孔底形成扩大头,再放入钢筋笼,浇注桩身混凝土。
5. 震动沉管桩机轴承
沉管灌注桩是土木建筑工程中众多类型桩基础中的一种。它是利用锤击打桩设备或振动沉桩设备,将带有钢筋混凝土的桩尖(或钢板靴)或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中(钢管直径应与桩的设计尺寸一致),造成桩孔,然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土,随之拔出套管,利用拔管时的振动将混凝土捣实,便形成所需要的灌注桩。 利用锤击沉桩设备沉管、拔管成桩,称为锤击沉管灌注桩;利用振动器振动沉管、拔管成桩,称为振动沉管灌注桩振动沉管灌注桩是用振动沉桩机将有活瓣式桩尖或钢筋混凝土预制桩靴的桩管(上部开有加料口),利用振动锤产生的垂直定向振动和锤、桩管自重等对桩管施加压力,使桩管沉入土中,然后边向桩管内浇筑混凝土,边振边拔出桩管,使混凝土留在土中而形成桩 与一般钻孔灌注桩比,沉管灌注桩避免了一般钻孔灌注桩桩尖浮土造成的桩身下沉,持力不足的问题,同时也有效改善了桩身表面浮浆现象,另外,该工艺也更节省材料。但是施工质量不易控制,拔管过快容易造成桩身缩颈,而且由于是挤土桩,先期浇注好的桩易受到挤土效应而产生倾斜断裂甚至错位。 由于施工过程中,锤击会产生较大噪音,振动会影响周围建筑物,故不太适合在市区运用,已有一些城市在市区禁止使用。这种工艺非常适合土质疏松、地质状况比较复杂的地区,但遇到土层有较大孤石时,该工艺无法实施,应改用其它工艺穿过孤石。 钻孔灌注桩施工方法 钻孔灌注桩的施工,泥浆护壁施工法 冲击钻孔,冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法。该施工法的过程是:平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。施工顺序 (1)施工准备 施工准备包括:选择钻机、钻具、场地布置等。 钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备,可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择。 (2)钻孔机的安装与定位 安装钻孔机的基础如果不稳定,施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响,因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基,可用推土机推平,在垫上钢板或枕木加固。 为防止桩位不准,施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机,对有钻塔的钻孔机,先利用钻机的动力与附近的地笼配合,将钻杆移动大致定位,再用千斤顶将机架顶起,准确定位,使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上,以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2cm。对准桩位后,用枕木垫平钻机横梁,并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。 (3)埋设护筒 钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时,在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持壁地下水位高的水头,增加孔内静水压力,能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外,同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。 制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。护筒要求坚固耐用,不漏水,其内径应比钻孔直径大(旋转钻约大20cm,潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm),每节长度约2~3m。一般常用钢护筒。 (4)泥浆制备 钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具,增大静水压力,并在孔壁形成泥皮,隔断孔内外渗流,防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆,应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度,泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握,泥浆太稀,排渣能力小、护壁效果差;泥浆太稠会削弱钻头冲击功能,降低钻进速度。 钻孔灌注桩 (5)钻孔 钻孔是一道关键工序,在施工中必须严格按照操作要求进行,才能保证成孔质量,首先要注意开孔质量,为此必须对好中线及垂直度,并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣(冲击式用),还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时,附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔,下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应实事先规划好,既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔,又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。 (6)清孔 钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直。为此,除了钻孔过程中密切观测监督外,在钻孔达到设计要求深度后,应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时,应立即进行孔底清理,避免隔时过长以致泥浆沉淀,引起钻孔坍塌。对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时,要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm;当孔壁不易坍塌时,不大于20cm。对于柱桩,要求在射水或射风前,沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥机清孔,所需设备不多,操作方便,清孔也较彻底,但在不稳定土层中应慎重使用。其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。 (7)灌注水下混凝土 清完孔之后,就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内,定位后要加以固定,然后用导管灌注混凝土,灌注时混凝土不要中断,否则易出现断桩现象。
6. 振动沉管桩施工工艺
振冲置换法,是指加固软粘土地基时利用振冲器反复水平振动和冲水的作用,在加固土体中成孔,并振填碎石,形成碎石桩,构成碎石与加固土体的复合地基。
振动沉管法是利用振动桩锤或振动冲击桩锤将桩管沉入土中,然后在管中灌注混凝土,拔管成桩。因振动和振动冲击沉管法的施工工艺大同小异,统称为振动沉管法。它适合于稍密及中密的碎石土地基上施工。
7. 振动沉桩机的工作原理
1、坠锤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、柴油锤在一般粘性土、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
4、杆式锤适宜沉小型桩、钢板桩;
5、筒式锤适宜沉混凝土桩、钢管桩等;不适宜在过软或过硬土中沉桩;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
6、液压锤适用于沉重型的混凝土桩、钢桩;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,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
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