静压桩施工方案.doc

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1、1液液压压静静压压桩桩工工法法一一. .前言前言液压静压桩就是通过液压静压桩机,利用其本身的重量(包括配重)作为反作用力,克服压桩 过程中，桩周土侧壁摩阻力和桩端土的阻力,将桩徐徐压入土中。液压静压桩开始于八十年代后期，相对于锤击桩而言，它具有沉桩速度均匀、无噪音、无 振动、能自动显示压桩力、昼夜施工等优点。随着九十年代初期高层建筑的快速发展，单桩竖 向承载力越来越高，液压静压桩机的吨位也随着增大，目前最大吨位已达到 650-700T，最大单 桩承载力由初期的 120T 提高到现在的 250T 左右，故近几年来广泛地应用于工业厂房、综合办 公大楼、高层建筑的桩基施工中，并取得了良好的技术经济效

2、果。 二二. .沉桩机理沉桩机理液压静压桩属于挤土桩。桩在压入过程中对周围土体进行排挤，使地基的侧向应力增加， 从而导致土的密度的增加。它的挤土效应取决于桩截面的几何形状和压桩力。对同样截面的桩 截面来说，静压桩的挤土效应小于打入桩。一般来说，采用静压桩工艺的地基土含水量较高，孔隙比较大，在桩受垂直静压过程中， 桩尖直接使土产生冲剪破坏，伴随或先发生沿桩身土体的直接剪切破坏，从而也产生了超孔隙 水压力，扰动了土体结构，使桩周约一倍桩径土体的抗剪强度降低，发生严重软化(粘性土)或 稠化(粉土、砂土)，出现土的重塑现象，从而可连续地将静压桩送入很深的地基土层中。相反， 若遇砂层，超孔隙水压力消散，

3、则摩阻力增加，压桩困难。 三三. .特点及适用范围特点及适用范围(1)静压桩具有无震动、无噪声、场地小和能定量监测单桩承载力等优点，尤其适合在人口 密集的市区及建筑群中施工。(2)施工引起的土体隆起和水平挤动比打入式桩小，适宜于危房、精密仪器房、岸边和地下 管线多的地区内施工。(3)由于避免了锤击应力，可减少钢筋和水泥用量，降低工程造价。(4)压桩力能自动记录和显示，桩的承载力有保证，并且避免锤击过度而使桩顶或桩身开裂 的现象。(5)压桩力有限，单桩垂直承载力相对锤击桩来说较低。(6)施工速度快，工期短。(7)只适应于软土地基，不适用于贯穿厚度大于 2m 的中密以上的砂土夹层或进入中密以上的

4、砂土持力层。 四四. .施工工艺施工工艺静压桩施工工艺分为定位、桩尖就位、对中、调直、压桩、接桩、再压桩、送桩等过程。(1)定位：根据控制点和控制轴线，定出施工桩位，并在桩位中心插入一根短钢筋，洒上石 灰粉使桩位标志明显。(2)桩尖就位、对中、调直：对于步履式全液压静压桩机而言，通过大、小船行走油缸的动 作，作纵横向的行走，从而将桩尖对准桩位，并开动压桩油泵将桩压入土中 2m 后停止压桩，用 两台经纬仪校正桩在两垂直方向的垂直度。(3)压桩：利用夹紧器的浮顶增力原理，夹紧工程桩，用压桩油泵的压力将桩压入地下。每 次压桩行程为 2m。当压完第一行程后放松夹紧器装置，用压桩油缸提起夹紧器，当夹紧器

5、到位 后，再次夹紧压桩，如此循环。(4)接桩：当下一节桩压到露出地面 0.51.0m 时，应接上一节桩。(5)送桩：送桩可用专用的送桩器，也可用一节长度超过要求的桩，放在被送的桩顶上便可 送桩。(6)移位：若桩顶高出地面一段距离，而压桩力已达到规定值时则要截桩，以便桩机移位。2五五. .施工注意事项施工注意事项(1)因压桩机自重很大，对地面承载力要求较高，故在地面松软处施工时要及时采取加固措 施，以确保压桩机的平衡。(2)压入力由压力表反映，在压桩过程中要认真记录桩入土深度和压力表读数的关系，以判 断桩的质量及承载力。当压力表读数突然上升或下降时，要停机，对地质资料进行分析，看是 否遇到障碍物

6、或产生断桩情况等。液压静压桩机的压入力与压力表读数换算式如式(1)所示。F=2PS+G(1)式中：F- 压入力；P- 压力表读数；S- 压下油缸活塞面积；G- 夹头箱、压下油缸柱塞及送桩器三者重量之和。(3)实践表明：因接送桩的中途停留(2530 分钟)使得压桩阻力增长 3668%。而且，停留 时间较长，其阻力增长越多；压桩入土越深，其阻力增长也越大。故静压桩施工时不宜中途停 顿。必须接桩停留，宜考虑浅层接桩，还应尽量避开在好土层深度处停留接桩，且尽可能缩短 接桩时间。(4)桩压入过程中，需随时用两台经纬仪从正面和侧面校正其垂直度，确保桩的垂直度偏差 小于 0.5%。(5)施工时，整体沉桩流水

7、要合理安排，避免向单一方向推进。当桩距小于 3.5 倍桩宽时， 压桩顺序应符合下列规定：对于密集桩群，自中间向两个方向或向四周对称施压；当一侧 毗邻建筑物时，由建筑物一侧向另一侧施压；应严格遵守“先密后稀、先深后浅、先长后短” 三原则施压。(6)由于静压桩不同于打入桩，邻近桩相互挤土的干扰影响很小。实践证明，对于压入同样 深度土层的压桩力，并不随邻近的压桩先后而有所不同(有条件时，邻近桩施工间隔时间不能太 长)。故施工中注意此点，在局部桩群中施工时，就可以灵活地安排施工顺序，以减少桩机的移 位及行走时间。(7)终止压桩的控制原则如下：对于摩擦桩以达到桩端设计标高为终止条件；对于端承摩擦 型桩，

8、是以设计桩长控制为主，终压力值作对照为控制条件。 六六. .施工机具施工机具(1)施工机具施工主要机具是液压静压桩机及其配套设备(详见表 1)。目前常用的 HY 型系列液压静压桩 机，其主要技术参数详见表 2(其中 HY-400 型液压静压桩机正视图、俯视图见图 1、图 2)。每台班施工主要机具及配套设备一览表 表 1 序号机 具 名 称型 号规 格数量备 注1液压静压桩机HY 系列YZY 系列1 台每个系列最大吨位分别有300T、400T、500T 等2吊 车30T1 台拆装机械及喂吊桩3电焊机BX1-500-2F2 台交流电焊机、电焊接桩4气割设备1 套切割角钢等5经纬仪J22 台定桩位、

9、校正桩的垂直度6水准仪DS31 台测定高程及控制桩顶桩高7送桩杆9m1 根钢制，送桩时用3HY 型系列液压静压桩机主要技术参数 表 2型号参数项目单位HY-300HY-400HY-450HY-500HY-600横向行程 (一次 )米33333纵向行程 (一次 )米0.50.50.50.50.5大身最大回转角度1818181820纵横向行走前行米 /分2221.81.8速 度回程米 /分4.24.24.244最 大 压 入 力吨300400450500600最 大 锁 紧 力吨760900100010001000系统压力兆帕31.531.531.531.531.5油泵最大流量升 /分143143

10、143154167电机总功率千瓦85858592100大船吨 /米9.212.313.813.814.2接 地比 压小船吨 /米9.813.114.715.717.5外形尺寸长 *宽 *高米10.6*9*8.610.6*9*910.6*9*911*9*9.111.1*10*9.1自 重吨150180190200200整机配 重吨180250290340430外形尺寸长*宽 *高米7.8*3.5*17.8*3.5*17.8*3.5*17.8*3.5*17.8*3.5*1大身装 运 重 量(包括牛腿)吨40434550524(2)施工机具的选择压桩力与单桩极限承载力的关系压桩力与单桩极限承载力在概

11、念、性质、数量大小及作用效果等方面均存在显著差别。压5桩力包括桩尖土层阻力和侧壁土滑动摩阻力，且主要来自压桩机克服桩尖土层的抗冲剪阻力， 即压桩力随着桩尖土体的抗冲剪阻力大小而波动，说明此时桩侧摩阻力非常小。单桩极限承载 力包括桩端土支承力和桩侧土摩阻力，且大多数单桩极限承载力发挥，主要是取决于桩侧土层 的摩阻力(端承桩除外)。这是由于压桩终止后，随着时间推移，桩周土体中孔隙水压力逐渐消 散，土体发生固结，桩周土的摩阻力逐渐恢复和提高，从而使静压预制桩获得较大承载力。在 固结系数较高的软土地区，静压桩获得的单桩极限承载力可比最终压桩力高出二至三倍)。由此 可见，单桩极限承载力大于和小于压桩力的

12、情况均存在。 同时也说明了选择压桩机械时不能单 纯依据单桩极限承载力。压桩机械的选择压桩机械选择的主要依据是压桩力的大小。根据工程实践经验，压桩力可以根据静力触探 Ps 值及桩侧土层摩阻力进行预估。式(2)、(3)就是根据工程实际资料经数理统计分析得出的， 它可以作为选择压桩机械和分析沉桩可能性的依据。Pc=KPc(2)n Pc=2PsAp+0.07Upfili(3)i=1式中: Pc -压桩力；Pc-平均压桩力；Ps -桩端土层的静力触探比贯入阻力；Ap -桩的横截面面积；Up -桩的截面周长；fi -第 i 层土的摩阻力值；li -第 i 层土的厚度；其中，由于地质情况的复杂性、所选地质参

13、数的平均性、施工后期的挤土效应导致 C、 值的提高及桩截面的不同，故乘以影响系数 K。fi值可由各层静力触探指标 Ps 值进行估算或根 据地区经验选定。影响系数 K 值在 1.11.3 之间,且主要取决于 Ps、Ap 值的大小情况,即视 Pc值而定。一般情况如下:如 Pc350T K 取 1.1根据式(2)、(3)进行压桩机械选择时，所选择的压桩机最大压桩吨位必须接近或大于所预 估的压桩力才行。否则，将给沉桩带来一定的困难。 七七. .劳动组织劳动组织考虑到液压静压桩能连续 24 小时操作,故施工组织时按双班制考虑。每个台班由 12 人组成，其中：(1)前台指挥 1 名。负责前台桩的起吊及喂桩

14、，调整插桩时桩的垂直度(在两台经纬仪的配 合下)，并指挥桩机移位及桩的定位，及时组织力量排除施工中出现的故障。(2)后台指挥 1 名。负责后台桩的起吊及运输，并能定时定量确保合格成品桩运至前台处。(3)桩机司机 1 名。负责压桩机的操作及日常维修保养。按照设计要求的施工工艺，正确操 纵机械进行桩的定位、调整桩的垂直度、压桩及桩机的移位行走。(4)吊机司机 1 名。负责吊机的操作及其日常维修保养。在前、后台的指挥下，正确进行桩 的起吊、运输及喂桩。(5)电工 1 名。负责现场全套施工机械电器设备的安装和安全使用。(6)机修工 1 名。负责现场全套机械的正常运转和维修保养。(7)起重工 2 名。在

15、前后台的指挥下，负责桩的起吊、运输及喂桩，并配合前台指挥及桩机 司机进行桩的定位。(8)施工员 2 名。负责桩基的定位及校正桩的垂直度，施工中及时作好各种原始记录，并及 时解决施工中出现的技术问题。(9)电焊工 2 名。负责桩的焊接并切割角钢等。 6八八. .质量要求质量要求(1)主要标准桩位允许偏差：单排或双排条基中，垂直(平行)条基纵轴方向为 10cm(15cm)；桩数为 13 根桩基中的桩为 10cm；桩数 416 根桩基中的桩为 1/3 桩边长或桩径；桩数大于 16 根桩 基中的桩，其最外边桩为 1/3 桩边长或桩径，中间桩为 1/2 桩边长或桩径。桩身垂直度：小于 0.5%设计桩长。

16、桩顶标高：偏差510cm。(2)单桩承载力检测静载试验 一级建筑桩基和地质条件复杂、桩的施工质量及确定单桩竖向承载力的可靠性低、桩数 多的二级建筑桩基，在工程桩施工前应采用静载试验对工程桩单桩承载力进行检测，检测数量 不宜小于总桩数的 1%，且不宜少于 3 根。桩基动测未进行单桩静载试验的一级、二级建筑桩基及三级建筑桩基，基坑开挖后，均可采用动测 法进行桩基检测，以判断桩身质量的完整性及单桩承载力是否达到设计要求。 九九. .施工安全注意事项施工安全注意事项(1)顶升油缸或回程动作，要分层次交换进行。单个油缸动作，每次不得超过 50mm；两 个油缸同时动作，每次不得超过 100mm。(2)作业

17、人员应密切配合，随时调整桩的垂直度，以免断桩。(3)作业时应设围栏和标志，非作业人员要离开桩机 10m 以外。作业人员也不得靠近桩机底 座的升降部位。(4)新开机时，要空负荷运转 35 分钟，使系统液压温度有一定升高，同时液压循环后，先 排除油缸和管路中的空气。(5)压桩时，如液压油温度达 800C，应待降温后再继续施工。(6)在施工中，出现浮机现象时，应使桩机先回位，然后再继续施工。(7)操纵手柄变换位置时，必须先回到中位然后再变位，避免动作过猛，机车出现冲击震动。十十. .技术经济分析技术经济分析(1)钢筋用量：静压桩的最小纵向配筋率不小于 0.4%，相对于锤击桩的最小纵向配筋率不小 于

18、0.8%而言，其纵向配筋率减少不小于 0.4%。(2)水泥用量：对于同样的地质条件，选用静压桩较锤击桩能减少 5%10%水泥量。(3)施工效率：由于静压桩施工无噪音，可连续 24 小时施工，通过现场试验及工程应用，对 于桩长 30m 左右，送桩深度 26m 的静压桩，每台机可完成 10 根/天。十一十一. .工程应用实例分析工程应用实例分析(1)上海新兴技术开发区漕河泾九期标准厂房位于上海市闵行区虹漕路、钦州北路，基础采 用静压桩。50#厂房基础桩型为 ZHb-240-14.514.5B,桩长 29m,电焊接桩，单桩承载力为 90T， 总桩数 184 根。51#厂房基础桩型为 JZHb-245

19、-1415B，桩长 29m，电焊接桩，单桩承载力 105T，总桩数 228 根。桩砼标号均为 C35,送桩 23m。根据地质报告，各地层主要特征及侧壁摩阻力如表 3 所示。地层主要特征表 表 3层序地 层名 称层均厚l(m)静力触探比贯入阻力Ps(T/m2)侧壁摩阻力f(T/m2)1杂填土1.8572浜填土1.65501.0粘土1.45611.5淤泥质粘土夹粉质粘土2.55311.5夹砂质粘土0.851671.5淤泥质粘土10.95351.81淤泥质粉质粘土夹粉砂8.95934.02砂质粉土4.856396.0根据式(2)、(3)及表 11，则 50#、51#厂房桩基的静压桩力分别为：50#厂

20、房压桩力：Pc=213.52T Pc=1.3Pc=277.6T 51#厂房压桩力：Pc= 268.98T Pc= 1.2Pc=322.8T故施工前选择静压桩机的吨位时，50#厂房桩机最大吨位必须大于 277.6T，51#厂房桩机最 大吨位必须大于 322.8T，否则将给沉桩带来困难。实际施工时，50#厂房选择的压桩机型号为 YZY400，51#厂房选择的压桩机型号为 HY400，均满足了最大压桩吨位大于压桩力的要求，而且还留有相当大的余地，故施工时沉桩 较顺利。该静压桩工程结束后，从静压桩机油压表读数换算成压桩力来看，50#厂房桩基最大压桩力 为 287T(平均值为 210T，与 Pc值接近)

21、，51#厂房桩基最大压桩力为 296T(平均值为 240T，与 Pc值接近)，均与计算结果相接近，说明了根据式(2)、(3)来选择压桩机械的可行性和可靠性。九期厂房静压桩工程计划工期 50 天，实际施工中扣除停电等因素影响，仅用了 20 天就完 成了 412 根桩的施工任务，平均每台机日完成桩数 10 根，取得了良好的经济效益和社会效益。(2)美丽园商厦位于上海静安区江宁路、康定路路口，基础施工采用静压桩，桩型为 JZHb- 245-1617B,桩身砼强度等级为 C35，桩尖持力层为1 层(其 Ps 平均值为 11MPa),单桩承载力 155T。桩顶相对标高为4.82(以0.00=+4.2 计

22、)。选用的压桩机械是 HY-400 型全液压静压桩 机。从施工结果统计分析来看，施工前期桩顶标高均能达到要求，而施工中后期桩顶标高普遍 高于设计标高 0.11.5m，并出现浮机现象。 现根据式(2)、(3)来验算压桩机械选择的对否。根据地质报告提供的参数计算 Pc 值为 506.6T。故施工时静压桩机应选用 HY-500 型较合适。由此可见，正确选择静压桩机械，对工程 的成败十分关键。 YZY 静压抱桩机系列8参数 型号YZY280YZY280YZY320YZY320YZY400YZY400YZY500YZY500YZY600YZY600YZY660YZY660YZY700YZY700YZY8

23、00YZY800额定压桩力(KN)280320400500600660700800高速 (M/MIN)2.32.664.683.73.43.43.53.6 压桩速 度低速 (M/MIN)1.21.332.30.950.951.051.11.4一次压桩行程(M)2.02.02.02.02.02.02.02.0纵向(M)3.63.63.63.63.63.63.63.6一次行 走距离横向(M)0.60.60.60.60.60.520.520.52每次转角 ( ) 22.921.320.618.918.518.017.518.0最小(mm)口 350口 350口 350口 350口 350口 350口

24、 350口 350适用方 桩最大(mm)口 500口 500口 500口 500口 600600600600最小(mm)300300300350350350350350 适用圆 桩最大(mm )400400500500600600600600边桩距离(mm)130013001300130001300130013001300角桩距离(mm)23002300230023002400260030003000吊机起重量(T)12.012.012.012.016.016.016.016.09吊机起重力矩 (KN.M)480480480480720720720720主机功率(KW)909090901101

25、10110120吊机功率(KW)2222222222222222整机自重(T)95100126156172180190205整机及配重重量 (T)205238300380460500540620工作长(m)11.8211.8211.8211.8211.9312.2714.6215.2工作宽(m)10.010.611.010.811.011.011.013.0外形尺 寸工作高(m)19.0019.2219.2219.619.619.620.120.1拖运尺寸(宽 X 高) ( M)3.36X3.30 3.37X3.30 3.37X3.30 3.37X3.30 3.37X3.30 3.38X3.3 3.38X3.3 3.38X3.3