锤击法
利用桩锤的冲击能量克服地基土对桩的阻力,而将桩打入到预定深度,适用于软塑或可塑的粘性土层。使用的主要设备有桩架、桩锤、动力设备等。常用的桩锤有落锤、单动汽锤、双动汽锤和柴油锤等四种。落锤的锤体用铸铁做成,重量为250~2000千克,用人力或卷扬机提升,靠锤体自由下落的冲击能量打桩。其优点是结构简单,但打桩速度慢。单动汽锤是利用蒸汽或压缩空气的能量提升锤体,靠锤体自由下落的冲击能量打桩;锤体重量为1500~10000千克,每分钟锤击次数为25~30次,是较为常用的一种桩锤。双动汽锤是汽缸固定在桩顶,靠蒸汽或压缩空气的能量推动锤体在汽缸内上下运动: 因其冲击频率高,不仅可打桩,还可拔桩,被广泛应用于打桩施工。柴油锤有杆式和筒式两种,其工作原理与柴油发动机汽缸的原理相似,打桩效率也较高,也是较为常用的一种桩锤。桩锤的重量是打桩施工中的重要参数。打桩宜用重锤轻打,落距不宜太大,以免将桩顶打裂,或使桩顶以下1/3桩长范围内产生水平裂缝;轻锤重打,锤击动能很大部份被桩身吸收,工效低,还易于打碎桩头。因此,锤重应根据土质、桩重和桩的类型慎重选用。打桩时为避免先打入的桩被后打入的桩推挤而发生水平位移,要合理安排打桩顺序。多排桩时,可逐排改变推进方向; 同一排桩,可间隔跳打;大面积打桩时,一般从中间先打,逐渐向四周推进。
桩基由桩和桩承台组成(见桩基础)。桩施工法分为预制桩和灌注桩两大类。打桩方法的选定,除了根据工程地质条件外,还要考虑桩的类型、断面、长度、场地环境及设计要求。中国古代已有用石硪夯打木桩施工。其后桩长、桩径加大,石硪逐渐被拉动铸铁的落锤取代。17世纪80年代始有蒸汽锤问世。至19世纪30年代已应用导杆式柴油锤。随着建筑工业的发展,为了适应大型桩基工程的需要,桩基础施工技术既要增加锤重和改进起重、吊装操作工艺,又要减少震动噪声和对环境的污染。有的预制桩的施工以钻孔取土后沉桩的钻打(或钻压)结合工艺,取代原来单纯锤击挤土或压入挤土等方法。同时能量大、无公害的冲击体重达 60多吨的液压锤、125吨蒸汽锤和15吨柴油锤都已得到应用。灌注桩施工亦由原来泥浆护壁、套管成孔进展到无噪声、不排污、不挤土的全套管施工。
预制桩的施工预制桩的施工方法有:锤击法、振动法、压入法和射水法。①锤击法。桩基施工中采用广泛的一种沉桩方法。以锤的冲击能量克服土对桩的阻力,使桩沉到预定深度。一般适用于硬塑、软塑粘性土。用于砂土或碎石土有困难时,可辅以钻孔法及水冲法。常用桩锤有蒸汽锤、柴油锤(见打桩机)。②振动法。振动法沉桩是以大功率的电动激振器产生频率为700~900次/分钟的振动,克服土对桩的阻力,使桩沉入土中。一般适用于砂土中沉入钢板桩,亦可辅以水冲法沉入预制钢筋混凝土管桩。用于振动沉桩的振动机的常用规格为20吨及40吨。使用高频率达10000次/分钟的沉桩机头,震动与噪声小,沉桩速度快(见振动沉桩机)。③压入法。压入法沉桩具有无噪声、无震动、成本低等优点,常用压桩机有80吨及120吨两种。压桩需借助设备自重及配重,经过传动机构加压把桩压入土中,故仅用于软土地基。④射水法。锤击、振动两种沉桩方法的辅助方法。施工时利用高压水泵,产生高速射流,破坏或减小土的阻力,使锤击或振动更易将桩沉入土中。射水法多适用于砂土或碎石土中,使用时需控制水冲深度。
桩身混凝土及混凝土保护层厚度应符合下列要求:
1 桩身混凝土强度等级不得小于C25,混凝土预制桩尖强度等级不得小于C30;
2 灌注桩主筋的混凝土保护层厚度不应小于35mm,水下灌注 桩的主筋混凝土保护层厚度不得小于50mm;
3 四类、五类环境中桩身混凝土保护层厚度应符合国家现行标准《港口工程混凝土结构设计规范》JTJ 267、《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的相关规定。