第四节手 沉管灌注桩.docVIP

PAGE PAGE 82 第四节 沉管灌注桩 1　概述 1.1　沉管灌注桩的原理及类型 沉管灌注桩是采用振动沉管桩机或锤击沉管桩机等将带有封口桩尖的桩管直接打入地层至设计深度成孔，然后放入钢筋笼，边浇筑混凝土边拔出桩管而形成的混凝土灌注桩。 沉管灌注桩按沉管机具和方法不同，可分为振动沉管灌注桩、锤击沉管灌注桩和振动冲击沉管灌注桩。这里主要介绍前两种施工方法。 1.2　沉管灌注桩的特点 施工设备简单，成桩速度快，工期短； 孔形圆整性好，成桩质量高，超径系数小，节省材料； 不用冲洗液，无泥浆排放问题，现场整洁； 对地层和环境有挤土和振动影响； 在软土中成桩易于产生缩颈缺陷。 沉管灌注桩的适用范围 振动沉管灌注桩的桩径一般为270mm～400mm，最大桩长为20m。锤击沉管灌注桩的桩径一般为300mm～500mm，最大桩长为24m。 沉管灌注桩适用于一般粘性土、粉土、淤泥质土、松散至中密的砂土及人工填土层。不宜用于标准贯入击数N值大于12的砂土和N值大于15的粘性土以及碎石土。在厚度较大的高流塑淤泥层中不宜采用桩径小于340mm的沉管灌注桩。 2. 施工机械与设备 2.1 振动沉管打桩机 振动沉管打桩机由桩架、振动沉拔桩锤、卷扬机、行走机构等部件组成（图8-4-1）。 2.1.1　桩架 桩架由立杆、撑杆、底盘等部件组成。由于沉管灌注桩的施工必须用整根的桩管，而桩管的长度又必须大于孔深；所以桩架的立杆高度必须大于桩管的长度加上桩锤的高度。桩长越大桩架越高，这是沉管灌注桩施工的特点。为了保持桩架的稳定，振动沉管打桩机都有较大的底盘。桩架上设有三台卷扬机，一台用于提升桩锤和桩管，一台用于沉管时对桩管加压，另一台为提升混凝土料斗用。振动沉管打桩机的行走方式有滚管式、轨道式和步履式三种。常用桩架的技术性能见表8-4-1。 2.1.2　振动沉拔桩锤 振动沉拔桩锤具有沉桩和拔桩双重作用。振动沉拔桩锤按动力不同可分电动沉拔桩锤和液压沉拔桩锤。常用的电动沉拔桩锤均为偏心振动机构，有高频、中频、低频、加压、可调偏心力矩及双锤联动等类型，功率7.5kW～150kW，激振力55kN～1354kN，规格众多（图8-4-2）。施工时根据地层条件、沉管深度和桩管直径选择振动桩锤和与之配套的桩架。表8-4-2中列出了不同激振力振动桩锤的适用范围。部分国产电动振动桩锤的型号、规格及技术性能见表8-4-3。液压振动沉拔桩锤目前国内很少生产，国外的产品德国和法国的比较多，详见表8-4-4。 图8-4-2 振动沉拔桩锤图8-4-1 振动沉管桩机 图8-4-2 振动沉拔桩锤 图8-4-1 振动沉管桩机 表8-4-1 桩架型号及技术性能表 型号 项目 ZJ40J 轨道式 ZJ60J 轨道式 J-40 轨道式 ZDJG40 轨道式 DJB18 步履式 DJB40 步履式 DJB25 步履式 DJB60 步履式 沉桩最大长度（m） 18 25 15 21.5 16 22 20 26 沉桩最大直径（mm） 400 500 273~325 325 350 500 500 500 最大加压力（kN） 120 200 50 80 78 150 最大拔桩力（kN） 150 250 300 250 120 300 250 350 导杆前倾最大角度（°） 10 10 5 5 18.5 5 9 导杆后倾最大角度（°） 5 5 5 5 0 5 3 桩架质量（t） 18.0 26.5 32.0 44.5 28.0 45 30 60 外形尺寸 （工作尺寸） 长（m） 11 11 9.5 8.5 8.0 9.8 13.5 宽（m） 10 12 4.5 4.5 4.5 7.0 6.1 高（m） 24 30 23.5 22 18.5 24.5 35.0 生产厂家 瑞安建机厂 北京桩机厂 湖南桩机厂 兰州建筑机械厂 8-4-2 振动沉管桩选用振动锤的激振范围 振动锤激振力 （kN） 桩管沉入深度 （m） 桩管外径 （mm） 桩管壁厚 （mm） 70~80 8~10 220~273 6~8 100~150 10~15 273~325 7~10 150~200 15~20 325 10~12.5 400 20~24 370 12.5~15 2.2　锤击沉管打桩机 锤击沉管打桩机由桩架、桩锤、卷扬机、行走机构等部件组成。桩架的结构形式和技术性能与振动沉管打桩机的桩架基本相同。桩锤按动力和工作方式不同，可分为单动气锤、双动气锤、柴油打桩锤、电动落锤、柴油机落锤等类型；按桩锤质量不同，可分为小型桩锤、中型桩锤和大型桩锤。其中气锤可用蒸气作动力，也可用压缩空气作动力。落锤是一种用卷扬机提起后，自由下落打击桩头的简易桩锤。锤击沉管常用的桩锤如下： （1）小型