壹、鋼筋混凝土板樁的制作
1,生產方法
鋼筋混凝土板樁的制作不受場地限制,可在現場或工廠制作。鋼筋混凝土板樁的制作壹般采用定型鋼模板或木鋼組合模板。養護方式包括自然養護和蒸汽養護窯養護。應在生產現場制作相同養護條件的混凝土試塊,以確定板樁的起吊、翻轉和運輸條件。
2.預制和施工中的生產要求
由於鋼筋混凝土板樁的特殊結構和特殊用途,要求板樁墻的樁頂在設計水平面上,板樁墻軸線在壹條直線上,榫槽順直準確。
(1)樁混凝土應壹次澆築,不留施工縫。
(2)鋼筋箍處的混凝土表面不應有規則的裂縫。
(3)板樁的榫不應有缺角和損傷等缺陷。
(4)預制板樁的抗拔強度應大於設計強度的70%。
(5)吊點位置偏差不應超過200mm,吊索與樁身軸線的夾角不應小於45度。
(6)堆放板樁時,應註意:使用多個墊塊,並均勻鋪設墊塊;多層堆放的每層墊層應在同壹垂直線上;現場堆放不超過3層,工廠堆放不超過7層。
(7)板樁裝運過程中,應註意:按沈樁順序畫出裝樁圖,並按圖裝運;運輸過程中,墊層應墊以木楔,並根據實際情況采取適當的加固措施;按照多墊少堆的原則裝運。板樁在工廠制作和堆放,如圖15-12a和圖15-12b所示。
3、板樁制作的允許偏差
板樁制作的允許偏差見表15-2。
二、鋼筋混凝土板樁沈樁施工
必須充分考慮沈樁對附近建築物的影響。打樁過程中,預測振動和棄土對周圍環境的影響,並采取相應措施。靜力壓樁或在樁旁土中埋設袋裝砂井或塑料排水板等措施,包括放慢壓樁速度,效果明顯。
1,沈樁法
沈樁方法有打入法、水沖插入法和插槽法,打入法是目前最常用的方法。
打入方式分為單樁打入、排樁打入(或篩打入)或步進打入。封閉板樁施工也可分為明打和封閉打。所謂封閉打樁,就是將所有板樁通過導向架插入樁位,然後封閉樁壁,再打入地下。這種打入方法有利於保證板樁墻的封閉尺寸。如圖15-13所示。
2.沈樁前準備
(1)樁料準備
板樁要達到設計強度的100%才能打樁,否則容易斷樁頭或樁身開裂。打樁前,必須嚴格檢查樁的截面尺寸是否符合設計要求,誤差是否在允許範圍內。特別是樁的互鎖部分,無論是榫還是榫眼,都必須詳細檢查,以確保樁的順利打入和正確咬合。凡不符合要求的,必須運輸、吊裝、堆放,確保樁身不損壞,不出現裂縫。本工程板樁制作允許偏差見表15-2。
(2)異形樁的制作
異形板樁包括用於轉角的轉角樁、用於調整樁墻軸線傾斜度的斜截面樁、用於調整樁墻長度和尺寸的變寬樁以及用於導向和固定樁位的導向樁。異形板樁可以由鋼或其他類型的樁制成,例如H形鋼樁。角樁的制作比較復雜,板樁墻的拐角也可以構造成沒有角樁的T型封(即拐角處的板樁墻互不咬合,而是相互垂直)。
3、鋼筋混凝土板樁制作
工藝流程:測量放線並設置水準點→探測並清除板樁縱向軸線上的障礙物→定位打樁機或打樁船→打入導向檁條樁→制作並安裝導向檁條→沈初樁(定位樁)→插樁→送沈樁→移動導向檁條繼續施工→夾緊沈樁。
(1)檁條制作
板樁壁兩側設置導向檁條裝置,平行於板樁壁打入,以保證板樁的正確定位、樁身的垂直度和板樁壁的平直度。
檁條通常由導向柱和導向架組成,其類型分為單面和雙面、單層和雙層和多層、錨固型和活動型。導向樁可采用鋼和鋼管,也可采用特殊的鋼筋混凝土板樁。導向柱間距為3 ~ 5m,打入土壤深度約5m。導向架寬度略大於板樁厚度3 ~ 5cm。導架底面到底面的高度設置為50mm,雙層或多層導架的高度間距視導架的剛度而定,但不宜過大。檁條應結構簡單,牢固,安裝方便。壹般應選擇足夠剛度的鋼梁,如鋼管、H型鋼、雙拼接大槽鋼等。檁條每次的設置長度視具體施工情況而定,可以輪流使用。當在導向架中打入板樁時,可采用單樁打入法。例如,當采用屏蔽法打入板樁時,可在板樁完全插入土中並拆除檁條導向架後打入地下。檁條類型如圖15-14所示。
(2)定位打樁(即起始樁或第壹樁)
定位樁後的板樁將沿定位樁的直線度埋設,並在此基礎上插入未來的板樁墻。因此,定位樁(河岸側和上下遊側)的位置和垂直度將對整個板樁墻產生很大影響。因此,定位樁的打入要更加小心,尤其是樁身的垂直度,要控制到誤差最小。定位樁的第壹根檁條的標高,但為了防止下壹根樁將其扛下來,標高可適當提高約1m。導向檁條如圖15-15所示。
(3)插入板樁
定位樁基本插到位後,可以依次插入其他板樁。
將板樁沿定位樁(或已插入到位的前壹根樁)的凹槽在導向檁條中逐個插入到位,插入土中的深度取決於樁長、打樁架的高度和地質條件。要求用樁錘靜壓,留樁長1/3打樁。在插樁過程中,盡量不要開錘(尤其是重錘)打樁。
當采用屏蔽法施工時,每排插樁數為10 ~ 20。如果壹次插樁數量過多,打樁時板樁間擠壓力大,難以成樁,容易斷樁。
地質較硬時,可采用鋼樁尖,在樁頂和樁頂加鋼板箍或鋼筋,提高混凝土標號,以提高板樁的抗錘擊能力。
(4)拆除導向檁條裝置
板樁幕墻成型後,確認墻體不會因拆除導向檁條裝置而發生傾斜或晃動,即可拆除導向檁條裝置,按照施工流水安排施工下壹根導向檁條。為了使與下壹施工段的接口順暢,最後壹段導向裝置保持完好,並與下壹施工段依次連接。
(5)送板樁
檁條裝置拆除後,可將已插入幕墻的板樁墻逐個打入設計標高。送樁順序與插樁相反,即先送插樁,後送插樁。在打入過程中,如果發現相鄰樁在帶下或板樁傾斜(板樁墻方向),就要考慮分層打入。分層堆放的順序壹般同上。每個屏段墻最後壹根樁不打,與下壹個施工段銜接。
A.斜截面樁(也稱斜錐樁)的施工
由於擠土的影響,板樁的凹凸榫很難在整個樁範圍內咬緊,樁壁會沿軸線傾斜,傾斜過大時施工困難。此時可以通過打入斜截面樁,即楔形樁來調整。斜截面樁的數量和位置應根據施工經驗和情況確定。
B.拐角結構
轉角處可采用專用鋼樁,兩個H型鋼樁焊接成型,也可采用T型密封。為了保證轉角處尺寸準確,可以先打轉角處的樁,再打其他樁。轉角板樁的樁尖與方樁相同,樁長比普通板樁長2m,沈樁時需要控制轉角方向。
(6)在槽內澆註袋裝混凝土
壹般情況下,在基坑開挖前,板樁之間的相對溝槽會伸入1.0m以下的泥面(開挖面),用高壓水槍將溝槽沖洗幹凈,並在雙槽內裝入壹個周長大於雙槽內長(不小於5cm)、長度大於0.2m的足夠強度的密封塑料袋,袋內填入坍落度不小於10cm的細石和板樁。
4、打樁施工標準
板樁插入的垂直度偏差不得超過0.5%;板樁沈樁平面位置允許偏差為100mm;;板樁施工垂直度允許偏差為65438±0%;采用板樁防滲時,板樁的凈空不得大於20mm;用於擋土的不得大於25mm;板樁軸線允許偏差為20mm;板樁施工中樁頂標高允許偏差為100 mm
沈樁施工質量標準見表15-3。
5、板樁接榫、防傾斜措施
沈樁過程中,樁頂破碎、樁身裂縫、沈樁困難等常見質量問題的預防和處理方法與普通鋼筋混凝土方樁基本相同。這裏只闡述鋼筋混凝土板樁施工中的開榫和傾斜等特殊問題。
(1)預制鋼筋混凝土板樁凹凸榫的尺寸和直線度不符合設計要求,是脫榫的主要原因。因此,施工前必須逐壹檢查驗收,避免上述樁被打入土中。
(2)當樁尖與樁身不在同壹軸線上時,或沈樁時樁尖壹側遇到硬土或異物時,樁身會發生旋轉(即樁的橫截面與板樁壁軸線形成壹個角度),如不及時采取措施,必然會發生脫榫。
對此,首先應對預制樁進行認真檢查驗收,不能使用樁尖與樁身不在同壹軸線上的樁。另外,在沈樁過程中,當樁身旋轉而無法拔出樁時,可在與有旋轉趨勢的板樁相對應的兩側導向檁條上焊接壹個由型鋼制成的具有足夠強度的小限位,小限位與板樁體緊密接觸(要求光滑接觸,最好是滾動接觸),然後緩慢小心地打樁。經過以上矯正措施,壹般可以矯正,至少可以防止榫頭發展。這項措施成功的關鍵是及早發現榫趨勢,及早實施糾正措施。
(3)有些板樁之間的榫側會有倒角,如圖15-16。設計者打算促進樁穿過土壤並打入。但如果在樁埋的過程中倒角遇到小石子或其他硬物,樁容易脫榫,建議取消倒角。
(4)對於板樁墻前後方向的傾斜,插樁時只需將樁尖和樁頂控制在壹條豎直線上即可(即樁頂和周圍檁條槽保持在同壹豎直線上)。尤其是初始樁(定位樁)更要控制,因為樁的榫是後期形成的板樁墻垂直度的導向和“後盾”。所以初始樁的定位要求零誤差控制,確認無誤後插樁,對以後的施工控制非常有利。
(5)板樁往往是壹根壹根沈下去後,向成墻方向(即樁榫方向)傾斜。主要原因是插入樁的打入側與前壹根樁之間的側摩阻力大於另壹側與土之間的側摩阻力。另外,板樁的樁尖除定位樁外,壹般在榫側都有斜角。由於這種傾斜角度,板樁在行駛過程中會與前壹樁靠得更近。設計這種形式的初衷是為了使板樁墻的接縫搭接無榫。但也會大大增加打樁過程中該樁與前壹樁之間的摩擦阻力,從而增加樁傾斜的概率。因此,在板樁施工中,壹般有逐漸向板樁成墻方向傾斜的趨勢。因此,采用屏蔽法代替逐根打入法,可以從根本上降低樁傾斜的概率。為了進壹步避免、減少和糾正上述樁的傾斜,還可以選擇以下措施:
在檁條上設置壹個“定位角鐵”,它與插入的樁緊密貼合,以限制對樁的傾斜。可以在“定位角鐵”和插樁之間塗上黃油,方便板樁的插入。
B.插樁時,在板樁的榫頭中插入壹根竹子(綠色)(約1cm厚,略小於榫卯寬度),以減少插(打)樁與被打樁之間的摩擦阻力。
C.圖15-16所示的樁尖傾斜角度可以修正,可以有效控制樁身傾斜。而板樁打入時壹般是預制的,不可能做任何調整。為了便於現場調整,可以預制幾根與初始樁相同樁尖類型的板樁(即樁尖兩側有斜角,降樁時不會有傾斜趨勢)。在打樁的過程中,根據現場情況,每隔壹段距離插壹根類似的板樁,效果非常好(如果現場沒有這樣的板樁,且樁尖所在的土層不在硬土中,也可以將樁尖鑿掉,換成“平樁”)。
(6)板樁的開槽處理
建議采用壓密註漿加固板樁的去榫。即除了用細石混凝土澆築榫頭外,還在靠近河岸的地方用壓密灌漿加固榫頭。無榫鋼筋混凝土板樁應按設計要求灌註細石混凝土。鋼筋混凝土板樁處理前,應將高於設計標高的板樁鑿至設計標高。
榫頭大於80mm的板樁采用雙排壓密註漿,板樁中間註漿空氣中采用樹根樁加固。用高壓水沖洗幹凈板樁榫頭處的泥土,放下註漿管,然後填入重量比為1: 2的中粗砂和5-25塊碎石,並在註漿前用粘土壓實表面。板樁榫大於25mm且小於等於80mm的部分,只采用雙排壓密註漿。進行雙排灌漿時,先註入外排,再註入內排。對於沒有榫接的板樁,在板樁榫接處註排水泥漿。註漿漿液中加入1: 0.3(水泥:細砂重量比)和2%水玻璃。註漿量控制在25Kg/m左右,註漿壓力控制在0.4 ~ 0.5 MP。灌漿時,灌漿壓力應嚴格控制在規範範圍內。
6.沈樁傾斜的糾正措施
板樁打入時,經常要用經緯儀觀察並保持板樁在兩個方向上垂直。如有傾斜,可按表15-4所列方法進行校正。
3.鋼筋混凝土板樁沈樁設備的選擇
板樁可以用柴油打樁錘、落錘、動力錘等機器打入,樁錘的大小取決於板樁。
1,錘式要求
對於鋼筋混凝土板樁,導桿式柴油錘最適合施工,1.8t的雙導桿柴油錘錘擊能量為30 ~ 40kn.m,適合施工長度為10 ~ 15m的樁。2.5 ~ 3.2 t雙導桿柴油錘,其錘擊能量在65 ~ 85 kn之間。m,適用於20m長樁的施工;對於長度為20 ~ 30m的板樁施工,還采用沖擊塊為2.5~4.6t,錘擊能量為60 ~ 140kn.m的圓柱形柴油錘。汽缸柴油錘施工宜采用重錘敲擊的方法,或選擇錘擊能量相同的落錘和蒸汽錘施工。近年來,壹批錘能為20 ~ 150 kN·m的小型液壓錘投入市場,也可用於鋼筋混凝土板樁的施工,其施工質量優於其他錘。
2.樁帽形式
錘擊法施工鋼筋混凝土板樁時,應采用樁墊(桿式柴油錘)或樁帽加樁墊(筒式柴油錘)。由於板樁結構的特點和板樁墻結構及其施工工藝的特殊要求,為了實現板樁支撐在壹個設計平面上,其承臺形式與建築混凝土方樁不同,靠近插樁的壹側沒有承臺擋板,壹側敞開;當處於送樁階段時,樁帽兩側無擋板,兩側敞開。
當鋼板樁采用封閉樁頂時,也可以采用類似於四面帶擋板的混凝土方樁的樁帽。
3、錘墊、樁墊材料要求
由於鋼筋混凝土板樁在使用中長度有限,施工中使用的錘能較低,所以施工中使用的樁墊和錘墊也與沈鋼筋混凝土方樁不同。堆墊多為紙板或纖維板,壹般5 ~ 10 cm厚,或5cm厚的松木。錘墊多為白棕繩;有時硬木加工被用作錘墊。
壹般白掌繩加工的錘墊需要錘打50 ~ 100樁才能更換(壹般沒有損壞),硬木錘墊損壞後需要更換,壹般500樁以上即可。
四。水射流法預制鋼筋混凝土板樁簡介
註水法預制鋼筋混凝土板樁[3]又稱水力插入式鋼筋混凝土板樁,特別適用於沿海地區或河流水域的建設工程,如圖15-17所示,這些地方有充足的註水水源,海水的使用對自然環境無明顯影響。液壓插入式技術已成功應用於港口碼頭、道路交通橋梁、水中人工島、汙水處理池、地下涵洞、泵站、水閘和輸水渠道的建設。這項技術可以在預防洪水災害中建造長期穩定的防洪壩和防潮壩;在海洋工程上,可以解決世界範圍內的破沙洲建深水航道的難題;在樁基工程中,可以形成多種樁基結構,這是提高承載力的新途徑。該技術的推廣應用將對水利工程、樁基工程、港航工程和消除洪澇災害產生重大而深遠的影響。
該技術主要包括以下步驟:
1.工廠預制:預制專門用於噴射和灌漿的混凝土樁;
2.現場插樁,用吊車、浮橋或平臺上的吊車吊起板樁,啟動水泵,在水力噴射的作用下將樁插入土中;
3.整體連接,即進行孔內灌漿將板樁縱向連接成整體,頂部現澆鋼筋混凝土將板樁橫向和縱向連接成整體,以加強連接,提高承載力。
1,結構要求
水射流法預制鋼筋混凝土板樁的設計除了普通鋼筋混凝土外,還包括壹些工藝結構要求,如圖15-19,水射流法預制鋼筋混凝土板樁結構圖。
(1)中央管道
板樁沿其中心軸線有壹根垂直鋼管,鋼管在樁頭開口,與塑料軟管連接,將壓力水從軟管輸送到樁尖。
(2)樁尖噴嘴
樁尖預埋水平鋼管,將水從中心管引入樁尖管口,通過小孔註入土中,如圖15-18所示。樁尖管內有大量直徑約3mm的孔,孔間距均勻,中心管與樁尖管相連。
(3)工字梁
如圖15-19所示,在混凝土板樁的壹側澆築壹部分工字鋼。工字梁的側面設有兩個半圓形凹槽。
(4)矩形管道
在鋼筋混凝土板樁中沿工字鋼的對面澆築壹根矩形截面鋼管(矩形管),如圖15-19所示。矩形管有壹個狹窄的開口,比工字鋼腹板略厚,但比工字鋼翼緣窄。矩形管的內部寬度略大於工字鋼翼緣的寬度。
矩形管的內部長度大於半腹板長度和法蘭厚度之和。矩形管道的側面有兩個預制在混凝土中的半圓形凹槽。工字鋼、矩形管道和四個半圓形明槽的下端位於板樁樁尖以上1m處。
2、施工要求
(1)板樁制造
根據15.5.1鋼筋混凝土板樁的制造要求,預制專門設計的用於噴射、灌漿和連接的鋼筋混凝土板樁。
(2)噴射法沈樁
從樁內管道註水的方法如下:
壹種是用圓錐從樁尖的噴嘴噴水;
其次,利用鋼筋混凝土板樁樁尖的許多小噴嘴,以許多向下的直線高速方式噴水。
當板樁豎立到正確位置時,壓力水流通過塑料軟管被泵送到垂直中心管。塑料軟管與樁尖的壹系列小噴嘴相連,這些小噴嘴向土壤中噴水,如圖15-18所示。抽水壓力約為1.0-2.0 MPa,總排水速率為50-80l/s,沈樁速度約為1m/s
為了確保樁尖的小孔不會被沙子或礫石堵塞,泵送和噴射的水不得含有任何大的固體顆粒。根據經驗,建議水中固體顆粒含量不超過水總質量的0.1%。
樁尖下的土被噴射分散液化,所以吊車控制下的鋼筋混凝土板樁可以靠自重沈入土中。起重機操作員持續噴灑,直到樁達到設計深度。當樁沈至設計深度以上約0.5m時,他降低排水速率和水壓,以盡量減少對永久樁尖以下土壤的擾動。
第壹根樁安裝到位後,第二根樁應按照類似的施工程序進行施工。在噴塗之前,第二個板樁垂直側的工字梁的自由凸緣應插入第壹個板樁垂直側的矩形管中,並且第二個板樁的工字梁的自由凸緣應與第壹個板樁的矩形管的內側相匹配。比如在水插板壩工程中,需要在板樁側面加插滑道進行定位。這個過程在以後的所有樁中重復。
(3)板樁連接
用袋狀水泥砂漿形成兩個與兩個板樁相對應的帶有四個半圓形凹槽的垂直圓柱孔,用泥漿代替鋼管與兩個混凝土樁側壁之間的間隙,使鋼筋混凝土板樁縱向連接成壹個整體。
最後將頂部預留鋼筋與新增橫向鋼筋綁紮在壹起,澆築鋼筋混凝土蓋梁,使整個板樁水平連接成壹個整體。
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