725 靜力壓樁施工

7-2-5 靜力壓樁施工7-2-5-1 機械靜壓樁施工靜壓法沉樁是通過靜力壓樁機的壓樁機構，以壓樁機自重和樁機上的配重作反力而將預制鋼筋混凝土樁分節(jié)壓入地基土層中成樁。其特點是：樁機全部采用液壓裝置驅動，壓力大，自動化程度高，縱橫移動方便，運轉靈活；樁定位精確，不易產(chǎn)生偏心，可提高樁基施工質量；施工無噪聲、無振動、無污染；沉樁采用全液壓夾持樁身向下施加壓力，可避免錘擊應力，打碎樁頭，樁截面可以減小，混凝土強度等級可降低12級，配筋比錘擊法可省40%；效率高，施工速度快，壓樁速度每分鐘可達2m，正常情況下每臺班可完15根，比錘擊法可縮短工期1/3；壓樁力能自動記錄，可預估和驗證單樁承載力，施工安全可靠，便于拆裝維修，運輸?shù)?。但存在壓樁設備較笨重，要求邊樁中心到已有建筑物間距較大，壓樁力受一定限制，擠土效應仍然存在等問題。適用于軟土、填土及一般粘性土層中應用，特別適合于居民稠密及危房附近環(huán)境保護要求嚴格的地區(qū)沉樁；但不宜用于地下有較多孤石、障礙物或有4m以上硬隔離層的情況。1靜壓法沉樁機理靜壓預制樁主要應用于軟土，一般粘性土地基。在樁壓入過程中，系以樁機本身的重量（包括配重）作為反作用力，以克服壓樁過程中的樁側摩阻力和樁端阻力。當預制樁在豎向靜壓力作用下沉入土中時，樁周土體發(fā)生急速而激烈的擠壓，土中孔隙水壓力急劇上升，土的抗剪強度大大降低，從而使樁身很快下沉。2壓樁機具設備靜力壓樁機分機械式和液壓式兩種。前者系用樁架、卷揚機、加壓鋼絲繩、滑輪組和活動壓梁等部件組成，施壓部分在樁頂端面，施加靜壓力約為6002000kN，這種樁機設備高大笨重，行走移動不便，壓樁速度較慢，但裝配費用較低，只少數(shù)還有這種設備的地區(qū)還在應用；后者由壓拔裝置、行走機構及起吊裝置等組成（圖7-56），采用液壓操作，自動化程度高，結構緊湊，行走方便快速，施壓部分不在樁頂面，而在樁身側面，它是當前國內(nèi)較廣泛采用的一種新型壓樁機械。國內(nèi)常用的有YZY系列和ZYJ系列液壓靜力壓樁機，其型號和主要技術參數(shù)見表7-72表7-74。圖7-56 全液壓式靜力壓樁機壓樁1-長船行走機構；2-短船行走及回轉機構；3-支腿式底盤結構；4-液壓起重機；5-夾持與壓板裝置；6-配重鐵塊；7-導向架；8-液壓系統(tǒng)；9-電控系統(tǒng)；10-操縱室；11-已壓入下節(jié)樁；12-吊入上節(jié)樁YZY系列液壓靜力壓樁機主要技術參數(shù) 表7-72型號參數(shù)200280400500600650最大壓入力kN200028004000500060006500邊樁距離m3.93.53.54.54.24.2接地壓強（長船/短船）MPa0.08/0.090.094/0.1200.097/0.1250.090/0.1370.100/0.1360.108/0.147適用樁截面方樁最小mm0.350.350.350.350.350.350.400.400.350.350.350.35最大mm0.500.500.500.500.500.500.600.600.500.500.500.50圓樁最大直徑m0.500.500.600.600.600.50配電功率kW96112112132132132工作吊機起重力矩kNm460460480720720720用樁長度m131313131313整機重量自重t8090130150158165配重t130210290350462505拖運尺寸（寬高）mm3.384.203.384.303.394.403.384.403.384.403.384.40注：YZY系列液壓靜力壓樁機由武漢市建筑工程機械廠生產(chǎn)。ZYJ系列之一液壓靜力壓樁機主要技術參數(shù) 表7-73名稱單位ZYJ180-IIZYJ120ZYJ150ZYJ200壓樁力kN800120015002000壓力樁規(guī)格mm300300600350350400400450450壓圓樁規(guī)格mm250，300250，300，350300，350，400450壓柱最大行程mm800120012001200壓樁速度mm/min0.9（滿載）0.9（滿載）1.5（滿載）1.5（滿載）邊樁距離m25333接地比大船/小船t/m27.2/6.89.2/8.810.3/10.510.5/11.2橫向步履行程mm500600600600行程速度m/min1.52.82.52.1縱向步履行程mm1500150020002000行程速度m/min1.52.22.52.5工作吊機起重力矩kNm限吊1.5t360460460電機總功率kW42569296外形尺寸（長寬高）mm85.210.210.25.16.210.85.76.410.85.76.5整機自重配重t25.5555270589570130壓樁方式/頂壓式夾樁式夾樁式夾樁式注：ZYJ系列之一液壓靜力壓樁機由江陰市基礎工程設備廠生產(chǎn)。ZYJ系列液壓靜力壓樁機主要技術參數(shù) 表7-74型號參數(shù)ZYJ240ZYJ320ZYJ380ZYJ420ZYJ500ZYJ600ZYJ680額定壓樁力（kN）2400320038004200500060006800壓樁速度（m/min）高速2.762.762.32.82.21.81.8低速0.91.00.90.950.750.650.6一次壓樁行程（m）2.02.02.02.02.01.81.8適用方樁（mm）最小300350400400最大500500550600最大圓樁（mm）500500550600邊樁距離（mm）600600650680角樁距離（mm）92093510001100起吊重量（t）12121212變幅力矩（kN"m）600600600600功率（kW）壓樁44607474起重30373737主要尺寸（mm）工作長11000120001300013800工作寬6630690069507100720076007700運輸高2920294029403020總重量（t）245325383425500602680注：ZYJ系列液壓靜力壓樁機由長沙三和工程機械制造有限公司生產(chǎn)。靜力壓樁機的選擇應綜合考慮樁的截面、長度穿越土層和樁端土的特性，單樁極限承載力及布樁密度等因素，表7-75可供參考。靜力壓樁機選擇參考表 表7-75壓樁機型號項目160180240280300360400460500600最大壓樁力（kN）1600180024002800300036004000460050006000適用樁徑（mm）最小300300350400400最大400450500550600單樁極限承載力（kN）1000200017003000210038002800460035005500樁端持力層中密密實，砂層，硬塑堅硬粘土層，殘積土層密實砂層，堅硬粘土層，全風化巖層密實砂層，堅硬粘土層，全風化巖層密實砂層，堅硬粘土層，全風化巖層，強風化巖層密實砂層，堅硬粘土層，全風化巖層，強風化巖層樁端持力層標準值N20252035304030503055穿透中密密實砂層厚度（m）約2233456583施工工藝方法要點（1）靜壓預制樁的施工，一般都采取分段壓入，逐段接長的方法。其施工程序為：測量定位壓樁機就位吊樁、插樁樁身對中調直靜壓沉樁接樁再靜壓沉樁送樁終止壓樁切割樁頭。靜壓預制樁施工前的準備工作、樁的制作、起吊、運輸、堆放、施工流水、測量放線、定位等均同錘擊法打（沉）預制樁。壓樁的工藝程序如圖7-57。圖7-57 壓樁工藝程序示意圖（a）準備壓第一段樁；（b）接第二段樁；（c）接第三段樁；（d）整根樁壓平至地面；（e）采用送接壓樁完畢1-第一段樁；2-第二段樁；3-第三段樁；4-送樁；5-樁接頭處；6-地面線；7-壓樁架操作平臺線（2）壓樁時，樁機就位系利用行走裝置完成、它是由橫向行走（短船行走）和回轉機構組成。把船體當作鋪設的軌道，通過橫向和縱向油缸的伸程和回程使樁機實現(xiàn)步履式的橫向和縱向行走。當橫向兩油缸一只伸程，另一只回程，可使樁機實現(xiàn)小角度回轉，這樣可使樁機達到要求的位置。（3）靜壓預制樁每節(jié)長度一般在12m以內(nèi)，插樁時先用起重機吊運或用汽車運至樁機附近，再利用樁機上自身設置的工作吊機將預制混凝土樁吊入夾持器中，夾持油缸將樁從側面夾緊，即可開動壓樁油缸，先將樁壓入土中1m左右后停止，調正樁在兩個方向的垂直度后，壓樁油缸繼續(xù)伸程把樁壓入土中，伸長完后，夾持油缸回程松夾，壓樁油缸回程，重復上述動作可實現(xiàn)連續(xù)壓樁操作，直至把樁壓入預定深度土層中。在壓樁過程中要認真記錄樁入土深度和壓力表讀數(shù)的關系，以判斷樁的質量及承載力。當壓力表讀數(shù)突然上升或下降時，要停機對照地質資料進行分析，判斷是否遇到障礙物或產(chǎn)生斷樁現(xiàn)象等。（4）壓樁應連續(xù)進行，如需接樁，可壓至樁頂離地面0.81.0m用硫磺砂漿錨接，一般在下部樁留50mm錨孔，上部樁頂伸出錨筋，長1520d，硫磺砂漿接樁材料和錨接方法同錘擊法，但接樁時避免樁端停在砂土層上，以免再壓樁時阻力增大壓入困難。再用硫磺膠泥接樁間歇不宜過長（正常氣溫下為1018min）；接樁面應保持干凈，澆筑時間不超過2min；上下樁中心線應對齊，節(jié)點矢高不得大于1樁長。（5）當壓力表讀數(shù)達到預先規(guī)定值，便可停止壓樁。如果樁頂接近地面，而壓樁力尚未達到規(guī)定值，可以送樁。靜力壓樁情況下，只需用一節(jié)長度超過要求送樁深度的樁，放在被送的樁頂上便可以送樁，不必采用專用的鋼送樁。如果樁頂高出地面一段距離，而壓樁力已達到規(guī)定值時則要截樁，以便壓樁機移位。（6）壓樁應控制好終止條件，一般可按以下進行控制：1）對于摩擦樁，按照設計樁長進行控制，但在施工前應先按設計樁長試壓幾根樁，待停置24h后，用與樁的設計極限承載力相等的終壓力進行復壓，如果樁在復壓時幾乎不動，即可以此進行控制。2）對于端承摩擦樁或摩擦端承樁，按終壓力值進行控制：對于樁長大于21m的端承摩擦樁，終壓力值一般取樁的設計極限承載力。當樁周土為粘性土且靈敏度較高時，終壓力可按設計極限承載力的0.80.9倍取值；當樁長小于21m，而大于14m時，終壓力按設計極限承載力的1.11.4倍取值；或樁的設計極限承載力取終壓力值的0.70.9倍；當樁長小于14m時，終壓力按設計極限承載力的1.41.6倍取值；或設計極限承載力取終壓力值0.60.7倍，其中對于小于8m的超短樁，按0.6倍取值。3）超載壓樁時，一般不宜采用滿載連續(xù)復壓法，但在必要時可以進行復壓，復壓的次數(shù)不宜超過2次，且每次穩(wěn)壓時間不宜超過10s。4靜力壓樁常遇問題及防治、處理方法靜力壓樁常遇問題及防治、處理方法參見表7-76。靜力壓樁常遇問題及防治、處理方法 表7-76常遇問題產(chǎn)生原因防治及處理方法液壓缸活塞動作遲緩（YZY型壓樁機）1油壓太低，液壓缸內(nèi)吸入空氣2液壓油粘度過高3濾油器或吸油管堵塞4液壓泵內(nèi)泄漏，操縱閥內(nèi)泄漏過大提高溢流閥卸載壓力；添加液壓油使油箱油位達到規(guī)定高度；修復或更換吸油管；按說明書要求更換液壓油；拆下清洗、疏通；檢修或更換壓力表指示器不工作1壓力表開關未打開2油路堵塞；壓力表損壞打開壓力表開關；檢查和清洗油路；更換壓力表樁壓不下去1樁端停在砂層中接樁，中途間斷時間過長2壓樁機部分設備工作失靈，壓樁停歇時間過長3施工降水過低，土體中孔隙水排出，壓樁時失去超靜水壓力的“潤滑作用”4樁尖碰到夾砂層，壓樁阻力突然增大，甚至超過壓樁機能力而使樁機上抬避免樁端停在砂層中接樁；及時檢查壓樁設備；降水水位適當；以最大壓樁力作用在樁頂，采取停車再開，忽停忽開的辦法，使樁有可能緩慢下沉穿過砂層樁達不到設計標高1樁端持力層深度與勘察報告不符2樁壓至接近設計標高時過早停壓，在補壓時壓不下去變更設計樁長；改變過早停壓的做法樁架發(fā)生較大傾斜當壓樁阻力超過壓樁能力或者來不及調整平衡立即停壓并采取措施，調整，使保持平衡樁身傾斜或位移1樁不保持軸心受壓2上下節(jié)樁軸線不一致3遇橫向障礙物及時調整；加強測量；障礙物不深時，可挖除回填后再壓；歪斜較大，可利用壓樁油缸回程，將土中的樁拔出，回填后重新壓樁5質量控制（1）施工前應對成品樁做外觀及強度檢驗，接樁用焊條或半成品硫磺膠泥應有產(chǎn)品合格證書，或送有關部門檢驗，壓樁用壓力表、錨桿規(guī)格及質量也應進行檢查。硫磺膠泥半成品應每100kg做一組試體（3件），進行強度試驗。（2）壓樁過程中應拴查壓力、樁垂直度、接樁間歇時間、樁的連接質量及壓入深度。重要工程應對電焊接樁的接頭做10%的探傷檢查。對承受反力的結構（對錨桿靜壓樁）應加強觀測。（3）施工結束后，應做樁的承載力及樁體質量檢驗。（4）靜力壓樁質量檢驗標準如表7-77。靜力壓樁質量檢驗標準 表7-77項序檢查項目允許偏差或允許值檢查方法單位數(shù)值主控項目1樁體質量檢驗按基樁檢測技術規(guī)范見表7-66按基樁檢測技術規(guī)范2樁位偏差用鋼尺量3承載力按基樁檢測技術規(guī)范一般項目1成品樁質量：外觀表面平整，顏色均勻，掉角深度10mm，蜂窩面積小于總面積0.5%直觀外形尺寸見表7-68見表7-68強度滿足設計要求查出廠質保證明或鉆芯試壓2硫磺膠泥質量（半成品）設計要求查出廠質保證明或抽樣送檢3接樁電焊接樁：焊縫質量見表7-96見表7-96電焊結束后停歇時間min1.0秒表測定硫磺膠泥接樁：膠泥澆筑時間min2秒表測定澆筑后停歇時間7秒表測定4電焊條質量設計要求查產(chǎn)品合格證書5壓樁壓力（設計有要求時）%5查壓力表讀數(shù)6接樁時上下節(jié)平面偏差mm10用鋼尺量接樁時節(jié)點彎曲矢高l/1000l尺量（l為兩節(jié)樁長）7樁頂標高mm50水準儀7-2-5-2 錨桿靜壓樁施工錨桿靜力壓樁法，是近年開發(fā)的一項地基加固新技術，在老廠或舊有建筑物改造、已有建筑物基礎托換加固以及新建工程中得到較為廣泛的應用，取得了良好的技術經(jīng)濟效益。1基本原理與性能錨桿靜壓法沉樁，系利用建（構）筑物的自重作為壓載，先在基礎上開鑿出壓樁孔和錨桿孔，然后埋設錨桿或在新建（構）筑物基礎上預留壓樁孔預埋鋼錨桿，借錨桿反力，通過反力架，用液壓壓樁機將鋼筋混凝土預制短樁逐段壓入基礎中開鑿或預留的樁孔內(nèi)，當壓樁力PP達到1.5Pa（Pa樁的設計承載力）和滿足設計樁長時，便可認為滿足設計要求，再將樁與基礎連接在一起，卸去液壓壓樁機后，該樁便能立即承受上部荷載，從而可減少地基土的壓力，及時阻止建（構）筑物繼續(xù)產(chǎn)生不均勻沉降。錨桿靜壓裝置如圖7-58所示；錨桿靜力壓樁時的力系平衡見圖7-59。圖7-58 錨桿靜壓法沉樁裝置（a）靜壓樁裝置；（b）壓樁孔與錨桿孔位置1-樁；2-壓樁孔；3-錨桿；4-鋼結構及反力架；5-活動橫梁；6-千斤頂；7-電動葫蘆；8-基礎；9-柱基；10-磚墻圖7-59 錨桿靜壓法沉樁時力系平衡簡圖1-樁；2-錨桿；3-反力架；4-基礎R-樁尖阻力；F-樁側阻力（1）抗拔錨桿的基本性能錨桿的形式，新澆基礎一般采用預埋爪式錨桿螺栓；在舊有基礎上，采用先鑿孔，后埋設帶鐓粗頭的直桿螺栓；后埋式錨桿與混凝土基礎的粘結一般采用環(huán)氧樹脂或硫磺膠泥砂漿，經(jīng)固化或冷卻后，能承受壓樁時很大的抗拔力；錨桿埋深為810d（d錨桿直徑），端部鐓粗或加焊鋼筋箍，亦可采用螺栓錨桿。（2）壓樁阻力與單樁承載力將樁壓入土中時，要克服土體對樁的阻力PP，壓樁阻力PP由樁側阻力和樁尖阻力二部分組成，可按下式計算：PPUhifiAgi （7-15）式中 U樁周長（m）；hi各土層的厚度（m）；fi各土層的樁側阻力系數(shù)（kPa）；A樁尖面積（m2）；gi樁尖阻力系數(shù)（kPa）。在壓樁過程中，由于擠土的作用，在樁周一定范圍內(nèi)出現(xiàn)重塑區(qū)，土的粘結力被破壞，土中超孔隙水壓力增大，土的抗剪強度大大降低，故此樁側摩阻力明顯減小，壓樁即利用此特性，能用較小的壓樁力將樁壓入到較深的土層中去，隨著時間的推移，超孔隙水壓力逐漸消散，土體逐漸壓密固結，抗剪強度也隨之提高，土的結構強度得到恢復，樁的側向摩阻力也明顯增大。根據(jù)實踐，當在樁力為1.31.5Pa時，經(jīng)三周后，粘土的單樁承載力得到明顯恢復，其安全度K達到2，可滿足設計要求。2特點及適用范圍錨桿靜壓樁的特點是：對于加固已沉裂、傾斜的建（構）筑物，可以迅速得到穩(wěn)定，可在不停產(chǎn)、不搬遷的情況下進行基礎托換加固；對于新建工程可與上部建筑同步施工，不占絕對工期；加固過程中無振動、無噪聲、無環(huán)境污染，側向擠壓?。辉趬簶哆^程中可直接測得壓樁力和樁的入土深度，可保證樁基質量；施工機具設備結構簡單、輕便、移動靈活，操作技術易于掌握，可自行制造，可在狹小空間場地應用；錨桿靜壓法沉樁受力明確、簡便，單樁承載力高（約250300kN），加固效果顯著；不用大型機具，施工快速（新建工程每臺班可壓樁6080延長米），節(jié)省加固費用，做到現(xiàn)場文明施工。適用于加固粘性土、淤泥質土、人工填土、黃土等地基，特別適用于建筑物加層；已沉裂、傾斜建（構）筑物的糾偏加固；老廠房技術改造柱基及設備基礎的托換加固；新建工程先建房后壓樁的工程。3機具設備（1）YJ-150型液壓壓樁機，由反力架、活動橫梁、油壓千斤頂、高壓油泵、電動葫蘆等部件組成（圖7-58），壓樁力500kN，可自行制造。（2）配套機具，包括電焊機、切割機、空氣壓縮機、風鉆、風鎬、配制環(huán)氧樹脂膠泥（砂漿）及熬制硫磺膠泥（砂漿）用的器具等。4樁段制作要求樁段采用鋼筋混凝土，截面形狀為方形，樁的截面邊長為180300mm，樁段長一般由1.03.0m不等，鋼筋采用I級鋼和II級鋼，混凝土強度不小于C30。樁制作多采用無底模板間隔、重疊法生產(chǎn)，壓樁時強度要求達到100%。5施工要點（1）錨桿靜壓法沉樁程序是：清理基礎頂面覆土鑿壓樁孔和錨桿孔埋設錨桿螺栓安裝反力架吊樁段就位、進行壓樁施工接樁壓到設計深度和要求壓樁力封樁、將樁與基礎連接拆除壓樁設備。（2）開鑿壓樁孔可采用風鎬或鉆機成孔，壓樁孔鑿成上小下大截頭錐形體，以利于基礎承受沖剪；鑿錨桿孔可采用風鉆或鉆機成孔，孔徑為42mm，深度為1012倍錨桿直徑，并清理干凈，使干燥。（3）埋設錨桿應與基礎配筋扎在一起，可采用環(huán)氧膠泥（砂漿）粘結，環(huán)氧膠泥（砂漿）可加熱（40左右）或冷作業(yè)，硫磺砂漿要求熱作業(yè)，填灌密實，使混凝土與混凝土粘結在一起，采取自然養(yǎng)護16h以上。（4）反力架安裝應牢固，不能松動，并保持垂直；樁吊入壓樁孔后，亦要保持垂直。壓樁時，要使千斤頂與樁段軸線保持垂直，并在一條直線上，不得偏壓。（5）每沉完一節(jié)樁，吊裝上一段樁，樁間用硫磺膠泥連接。接樁前應檢查插筋長度和插筋孔深度，接樁時應圍好套箍，填塞縫隙，倒入硫磺膠泥，再將上節(jié)樁慢慢放下，接縫處要求漿液飽滿，待硫磺膠泥冷卻結硬后才可開始壓樁。（6）壓樁施工應對稱進行，防止基礎受力不平衡而導致傾斜；幾臺壓樁機同時作業(yè)時，總壓樁力不得大于該節(jié)點基礎上的建筑物自重，防止基礎被抬起。（7）壓樁應連續(xù)進行，不得中途停頓，以防因間歇時間過長使壓樁力驟增，造成樁壓不下去或把樁頭壓碎等質量事故。（8）封樁必須認真進行，應砍去外露樁頭，清除樁孔內(nèi)的泥水雜物，清洗孔壁，焊好交叉鋼筋，濕潤混凝土連接面，澆筑C30微膨脹早強混凝土并加以搗實，使樁與樁基承臺結合成整體，濕養(yǎng)護7d以上。6質量控制質量控制同7-2-5-1機械靜壓樁質量控制。