制樁根據(jù)材料可分為木樁、混凝土預(yù)制樁和鋼樁。木樁現(xiàn)在已經(jīng)很少使用;混凝土預(yù)制樁包括普通混凝土預(yù)制樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PC)、預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁(PHC)、預(yù)應(yīng)力混凝土方樁;鋼樁主要是鋼管樁和H型樁。沉樁方法有錘擊法、靜壓法、振動法、射水法、預(yù)鉆孔法及中掘法等。 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的優(yōu)點明顯，在工程中的應(yīng)用發(fā)展非�？�，在樁基工程占重要地位。
一、分類
預(yù)制樁主要有混凝土預(yù)制樁和鋼樁兩大類�；炷令A(yù)制樁能承受較大的荷載、堅固耐久、施工速度快，是廣泛應(yīng)用的樁型之一，但其施工對周圍環(huán)境影響較大，常用的有混凝土實心方樁和預(yù)應(yīng)力混凝土空心管樁。鋼樁主要是鋼管樁和H型鋼樁兩種。
混凝土實心方樁
樁尖、樁身和樁頭
鋼筋混凝土實心樁，斷面一般呈方形。樁身截面一般沿樁長不變。實心方樁截面尺寸一般為200×200mm~600×600mm。鋼筋混凝土實心樁樁身長度：限于樁架高度，現(xiàn)場預(yù)制樁的長度一般在25~30m以內(nèi)。限于運輸條件，工廠預(yù)制樁，樁長一般不超過12m，否則應(yīng)分節(jié)預(yù)制，然后在打樁過程中予以接長。接頭不宜超過3個。鋼筋混凝土實心樁的優(yōu)點：長度和截面可在一定范圍內(nèi)根據(jù)現(xiàn)場實際需要選擇，由于在地面上預(yù)制，制作質(zhì)量容易保證，承載能力高，耐久性好。因此，工程上應(yīng)用較廣。材料要求：鋼筋混凝土實心樁所用混凝土的強度等級不宜低于C30(30N/mm2)。采用靜壓法沉樁時，可適當(dāng)降低，但不宜低于C20，預(yù)應(yīng)力混凝土樁的混凝土的強度等級不宜低于C40，主筋根據(jù)樁斷面大小及吊裝驗算確定，一般為4~8根，直徑12~25mm;不宜小于Φ14，箍筋直徑為6~8mm，間距不大于200mm，打入樁樁頂2~3d長度范圍內(nèi)箍筋應(yīng)加密，并設(shè)置鋼筋網(wǎng)片。預(yù)制樁縱向鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不宜小于30mm。樁尖處可將主筋合攏焊在樁尖輔助鋼筋上，在密實砂和碎石類土中，可在樁尖處包以鋼板樁靴，加強樁尖。
混凝土管樁
混凝土管樁
混凝土管樁一般在預(yù)制廠用離心法生產(chǎn)。樁徑有Φ300、Φ400、Φ500mm等，每節(jié)長度8m、10m、12m不等，接樁時，接頭數(shù)量不宜超過4個。管壁內(nèi)設(shè)Φ12mm~22mm主筋10根~20根，外面繞以Φ6mm螺旋箍筋，多以C30混凝土制造�；炷凉軜陡鞴�(jié)段之間的連接可以用角鋼焊接或法蘭螺栓連接。由于用離心法成型，混凝土中多余的水分由于離心力而甩出，故混凝土致密，強度高，抵抗地下水和其它腐蝕的性能好�；炷凉軜稇�(yīng)達(dá)到設(shè)計強度100%后方可運到現(xiàn)場打樁。堆放層數(shù)不超過三層，底層管樁邊緣應(yīng)用楔形木塊塞緊，以防滾動。
二、制作
較短的樁一般在預(yù)制廠制作，較長的樁一般在施工現(xiàn)場附近露天預(yù)制。為節(jié)省場地，現(xiàn)場預(yù)制方樁多用疊澆法，重疊層數(shù)取決于地面允許荷載和施工條件，一般不宜超過4層。制樁場地應(yīng)平整、堅實。不得產(chǎn)生不均勻沉降。樁與樁間應(yīng)做好隔離層，樁與鄰樁、底模間的接觸面不得發(fā)生粘結(jié)。上層樁或鄰樁的澆筑，必須在下層樁或鄰樁的混凝土達(dá)到設(shè)計強度的30%以后方可進(jìn)行。鋼筋骨架及樁身尺寸偏差如超出規(guī)范允許的偏差，樁容易被打壞，樁的預(yù)制先后次序應(yīng)與打樁次序?qū)?yīng)，以縮短養(yǎng)護(hù)時間。預(yù)制樁的混凝土澆筑，應(yīng)由樁頂向樁尖連續(xù)進(jìn)行，嚴(yán)禁中斷，并應(yīng)防止另一端的砂漿積聚過多。
三、起吊
鋼筋混凝土預(yù)制樁應(yīng)在混凝土達(dá)到設(shè)計強度等級的70%方可起吊，達(dá)到設(shè)計強度等級的100%才能運輸和打樁。如提前吊運，必須采取措施并經(jīng)過驗算合格后才能進(jìn)行。
起吊時，必須合理選擇吊點，防止在起吊過程中過彎而損壞。當(dāng)?shù)觞c少于或等于3個時，其位置按正負(fù)彎矩相等的原則計算確定。當(dāng)?shù)觞c多于3個時，其位置按反力相等的原則計算確定。長20~30m的樁，一般采用3個吊點。
四、運輸堆放
打樁前，樁從制作處運到現(xiàn)場，并應(yīng)根據(jù)打樁順序隨打隨運。樁的運輸方式，在運距不大時，可用起重機吊運;當(dāng)運距較大時，可采用輕便軌道小平臺車運輸。嚴(yán)禁在場地上直接推拉樁體。
五、預(yù)制樁運輸與堆放
堆放樁的地面必須平整、堅實，墊木間距應(yīng)與吊點位置相同，各層墊木應(yīng)位于同一垂直線上，堆放層數(shù)不宜超過4層。不同規(guī)格的樁，應(yīng)分別堆放。
預(yù)應(yīng)力管樁達(dá)到設(shè)計強度后方可出廠，在達(dá)到設(shè)計強度及14天齡期后方可沉樁。
預(yù)應(yīng)力管樁在節(jié)長小于等于20m時宜采用兩點捆綁法，大于20m時采用四吊點法。
預(yù)應(yīng)力管樁在運輸過程中應(yīng)滿足兩點起吊法的位置，并墊以楔形掩木防止?jié)L動，嚴(yán)禁層間墊木出現(xiàn)錯位。
六、沉樁方法
預(yù)制樁的沉樁方法有錘擊法、靜力壓樁法、振動法等。
錘擊法是利用樁錘的沖擊克服土對樁的阻力，使樁沉到預(yù)定持力層。這是最常用的一種沉樁方法。
打樁設(shè)備主要有樁錘、樁架和動力裝置三部分。
樁錘
對樁施加沖擊力，將樁打入土中。主要有落錘、單動汽錘、雙動汽錘、柴油錘、液壓錘。
①落錘：
一般由生鐵鑄成，利用卷揚機提升，以脫鉤裝置或松開卷揚機剎車使其墜落到樁頭上，逐漸將樁打入土中。落錘重量為5~20KN，構(gòu)造簡單，使用方便，故障少。適用于普通粘性土和含礫石較多的土層中打樁。但打樁速度較慢，效率低。提高落錘的落距，可以增加沖擊能，但落距太高又會擊壞樁頭，故落距一般以1~2m為宜。
�、趩蝿悠N：
單動汽錘的沖擊部分為汽缸，活塞是固定于樁頂上的，動力為蒸氣。其工作過程和原理是：將錘固定于樁頂上，用軟管連接鍋爐閥門，引蒸氣入汽缸活塞上部空間，因蒸氣壓力推動而升起汽缸，當(dāng)升到頂端位置時，停止供汽并排出汽體，汽錘則借自重下落到樁頂上擊樁。如此反復(fù)循環(huán)進(jìn)行，逐漸把樁打入土中。單動汽錘的錘重30~150KN，具有落距小，沖擊力大的優(yōu)點，其打樁速度較自由落錘快，適用于打各種樁。
③雙動汽錘：
雙動汽錘
雙動汽錘的沖擊部分為活塞，動力是蒸汽。汽缸是固定在樁頂上不動的，而汽錘是在汽缸內(nèi)，由蒸汽推動而上下運動。其工作過程和原理是：先將樁錘固定在樁頂上，然后將蒸汽由汽錘的汽缸調(diào)節(jié)閥進(jìn)入活塞下部，由蒸汽的推動而升起活塞，當(dāng)升到最上部時，調(diào)節(jié)閥在壓差的作用下自動改變位置，蒸汽即改變方向而進(jìn)入活塞上部，下部汽體則同時排出。如此反復(fù)循環(huán)進(jìn)行而逐漸把樁打入土中。
�、懿裼湾N：
柴油錘是以柴油為燃料，利用柴油點燃爆炸時膨脹產(chǎn)生的壓力，將錘抬起，然后自由落下沖擊樁頂，同時汽缸中空氣壓縮，溫度驟增，噴嘴噴油，柴油在汽缸內(nèi)自行燃燒爆發(fā)，使汽缸上拋，落下時又擊樁進(jìn)入下一循環(huán)。如此反復(fù)循環(huán)進(jìn)行，把樁打入土中。根據(jù)沖擊部分的不同，柴油錘可分為導(dǎo)桿式、活塞式和管式三大類。導(dǎo)桿式柴油錘的沖擊部分是沿導(dǎo)桿上下運動的汽缸，筒式柴油錘的沖擊部分則是往復(fù)運動的活塞。
樁架
滾筒式樁架
支持樁身和樁錘，將樁吊到打樁位置，并在打入過程中引導(dǎo)樁的方向，保證樁錘沿著所要求的方向沖擊。常用的樁架形式有以下三種：
多功能樁架
①滾筒式樁架：
行走靠兩根鋼滾筒在墊木上滾動，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)比較簡單，制作容易，但在平面轉(zhuǎn)彎、調(diào)頭方面不夠靈活，操作人員較多。適用于預(yù)制樁和灌注樁施工。
�、诙喙δ軜都埽�
多功能樁架的機動性和適應(yīng)性很大，在水平方向可做3600旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)架可以伸縮和前后傾斜，底座下裝有鐵輪，底盤在軌道上行走。這種樁架可適用于各種預(yù)制樁和灌筑樁施工。
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以履帶起重機為底盤，增加導(dǎo)桿和斜撐組成，用以打樁。移動方便，比多功能樁架更靈活，可用于各種預(yù)制樁和灌筑樁施工。
七、打樁順序
打樁時，由于樁對土體的擠密作用，先打入的樁被后打入的樁水平擠推而造成偏移和變位或被垂直擠拔造成浮樁;而后打入的樁難以達(dá)到設(shè)計標(biāo)高或入土深度，造成土體隆起和擠壓，截樁過大。所以，群樁施工時，為了保證質(zhì)量和進(jìn)度，防止周圍建筑物破壞，打樁前根據(jù)樁的密集程度、樁的規(guī)格、長短以及樁架移動是否方便等因素來選擇正確的打樁順序。
在打樁前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙確定樁基軸線，并將樁的準(zhǔn)確位置測設(shè)到地上。要綜合考慮到樁的密集程度、基礎(chǔ)的設(shè)計標(biāo)高、現(xiàn)場地形條件、土質(zhì)情況等，以確定打樁順序。
常用的打樁順序一般有下面幾種：
由一側(cè)向單一方向進(jìn)行，自中間向兩個方向?qū)ΨQ進(jìn)行，自中間向四周進(jìn)行。
一般基坑不大時，應(yīng)從中間開始分頭向兩邊或周邊進(jìn)行;當(dāng)基坑較大時，應(yīng)將基坑分成數(shù)段，而后在各段范圍內(nèi)分別進(jìn)行。打樁應(yīng)避免自外向內(nèi)，或從周邊向中間進(jìn)行。
第一種打樁順序，打樁推進(jìn)方向宜逐排改變，以免土壤朝一個方向擠壓，而導(dǎo)致土壤擠壓不均勻，對于同一排樁，必要時還可采用間隔跳打的方式。對于大面積的樁群，宜采用后兩種打樁順序，以免土壤受到嚴(yán)重擠壓，使樁難以打入，或使先打入的樁受擠壓而傾斜。大面積的樁群，宜分成幾個區(qū)域，由多臺打樁機采用合理的順序進(jìn)行打設(shè)。打樁時對不同基礎(chǔ)標(biāo)高的樁，宜先深后淺，對不同規(guī)格的樁，宜先大后小，先長后短，宜防止樁的位移或偏斜。
為減少擠土影響，確定沉樁順序的原則應(yīng)入下：
a、從中間向四周沉設(shè)，由中及外;
b、從靠近現(xiàn)有建筑物最近的樁位開始沉設(shè)，由近及遠(yuǎn);
c、先沉設(shè)入土深度深的樁，由深及淺;
d、先沉設(shè)斷面大的樁，由大及小。
e、先沉設(shè)長度大的樁，由長及短。
八、打樁方法
打樁機就位后，將樁錘和樁帽吊起，然后吊樁并送至導(dǎo)桿內(nèi)，垂直對準(zhǔn)樁位緩緩送下插入土中，垂直偏差不得超過0.5%，然后固定樁帽和樁錘，使樁、樁帽、樁錘在同一鉛垂線上，確保樁能垂直下沉。在樁錘和樁帽之間應(yīng)加彈性襯墊，樁帽和樁頂周圍四邊應(yīng)有5~10mm的間隙，以防損傷樁頂。
錘擊法打樁過程
打樁開始時，應(yīng)先采用小的落距(0.5~0.8m)作輕的錘擊，使樁正常沉入土中約1~2m后，經(jīng)檢查樁尖不發(fā)生偏移，再逐漸增大落距至規(guī)定高度，繼續(xù)錘擊，直至把樁打到設(shè)計要求的深度。最大落距不宜大于1m，用柴油錘時，應(yīng)使錘跳動正常。在打樁過程中，遇有貫入度劇變、樁身突然發(fā)生傾斜、移位或有嚴(yán)重回彈、樁頂或樁身出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫或破碎等異常情況時，應(yīng)暫停打樁，及時研究處理。
打樁有“輕錘高擊”和“重錘低擊”兩種方式。這兩種方式，如果所做的功相同，而所得到的效果卻不相同。輕錘高擊，所得的動量小，而樁錘對樁頭的沖擊力大，因而回彈也大，樁頭容易損壞大部分能量均消耗在樁錘的回彈上，故樁難以入土。相反，重錘低擊，所得的動量大，而樁錘對樁頭的沖擊力小，因而回彈也小，樁頭不易被打碎，大部分能量都可以用來克服樁身與土壤的摩阻力和樁尖的阻力，故樁很快入土。此外，又由于重錘低擊的落距小，因而可提高錘擊頻率，打樁效率也高，正因為樁錘頻率較高，對于較密實的土層，如砂土或粘性土也能較容易地穿過，所以打樁宜采用“重錘低擊”。
九、質(zhì)量控制
打樁質(zhì)量評定包括兩個方面：一是能否滿足設(shè)計規(guī)定的貫入度或標(biāo)高的要求;二是樁打入后的偏差是否在施工規(guī)范允許的范圍內(nèi)。
1、貫入度或標(biāo)高必須符合設(shè)計要求
樁端達(dá)到堅硬、硬塑的粘性土、碎石土、中密以上的粉土和砂土或風(fēng)化巖等土層時，應(yīng)以貫入度控制為主，樁端進(jìn)入持力層深度或樁尖標(biāo)高作參考;若貫入度已達(dá)到而樁端標(biāo)高未達(dá)到時，應(yīng)繼續(xù)錘擊3陣，其每陣10擊的平均貫入度不應(yīng)大于規(guī)定的數(shù)值;樁端位于其它軟土層時，以樁端設(shè)計標(biāo)高控制為主，貫入度作參考。
上述所說的貫入度是指最后貫入度，即施工中最后10擊內(nèi)樁的平均入土深度。貫入度的大小應(yīng)通過合格的試樁或試打數(shù)根樁后確定，它是打樁質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的重要控制指標(biāo)。最后貫入度的測量應(yīng)在下列正常條件下進(jìn)行：樁頂沒有破壞;錘擊沒有偏心;錘的落距符合規(guī)定;樁帽與彈性墊層正常。
打樁時如樁端達(dá)到設(shè)計標(biāo)高而貫入度指標(biāo)與要求相差較大;或者貫入度指標(biāo)已滿足，而標(biāo)高與設(shè)計要求相差較大。遇到這兩種情況時，說明地基的實際情況設(shè)計原來的估計或判斷有較大的出入，屬于異常情況，都應(yīng)會同設(shè)計單位研究處理，以調(diào)整其標(biāo)高或貫入度控制的要求。
2、平面位置或垂直度必須符合施工規(guī)范要求
樁打入后，樁位的允許偏差應(yīng)符合《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50202—2002的規(guī)定。
預(yù)制樁(鋼樁)樁位的允許偏差(mm)，必須使樁在提升就位時要對準(zhǔn)樁位，樁身要垂直;樁在施打時，必須使樁身、樁帽和樁錘三者的中心線在同一垂直軸線上，以保證樁的垂直入土;短樁接長時，上下節(jié)樁的端面要平整，中心要對齊，入發(fā)現(xiàn)斷面有間隙，應(yīng)用鐵片墊平焊牢;打樁完畢基坑挖土?xí)r，應(yīng)制訂合理的挖土方案，以防挖土而引起樁的位移或傾斜。
3、接樁的質(zhì)量要求
(1)采用焊接接樁時，電焊結(jié)束后停歇時間、焊縫的允許偏差、檢驗數(shù)量及檢驗方法應(yīng)符合下表的規(guī)定。
電焊結(jié)束后停歇時間、焊縫的允許偏差、檢驗數(shù)量及檢驗方法
(2)當(dāng)混凝土預(yù)制樁用法蘭盤拼接時，應(yīng)連接牢固，防銹處理應(yīng)符合設(shè)計要求。
十、環(huán)境影響
1、必須遵守國家有關(guān)環(huán)境保護(hù)法令，對現(xiàn)場施工時的“三廢”排放和建筑垃圾的清理均遵守有關(guān)規(guī)定。如因我方施工違反上述法令條例受處罰或因影響周圍居民、企業(yè)而導(dǎo)致賠償時，由我方自行承擔(dān)，發(fā)包人概不負(fù)責(zé)，也不支付任何費用。
2、施工中產(chǎn)生的固體廢棄物的堆放、產(chǎn)生的噪音污染及廢氣排放必須按《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》等有關(guān)法規(guī)執(zhí)行。
3、凡無出廠環(huán)境指標(biāo)檢驗報告或者放射性指標(biāo)、有害物質(zhì)含量指標(biāo)超標(biāo)的產(chǎn)品不得使用在本工程上。要大力提倡使用環(huán)保產(chǎn)品，確保本工程建設(shè)成為環(huán)保工程。
4、為保持施工場地和生活區(qū)的環(huán)境衛(wèi)生，對生活垃圾，在生活區(qū)和施工區(qū)設(shè)置垃圾收集點，及時將垃圾集中后運至業(yè)主指定的垃圾堆放點進(jìn)行堆放掩埋。
5、定期對工地施工道路進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、灑水，減少粉塵。
6、施工組織力求均衡，加強計劃的落實，建筑垃圾、棄土等及時清運至指定棄土地點，工完料盡，保護(hù)良好的施工環(huán)境。
十一、檢測
一、預(yù)制樁、預(yù)應(yīng)力管樁完工后應(yīng)進(jìn)行樁身完整性及單樁豎向承載力檢測。
二、宜先進(jìn)行樁身完整性檢測，根據(jù)完整性檢測結(jié)果選擇有代表性的樁進(jìn)行單樁豎向承載力檢測。
三、樁身完整性檢測應(yīng)采用低應(yīng)變法，抽檢數(shù)量，應(yīng)抽取總樁數(shù)的10%，且不少于10根，每個承臺不得少于1根。
四、單樁豎向承載力檢測應(yīng)符合如下規(guī)定：
同一規(guī)格、同一持力層的基樁，對設(shè)計等級為甲級和乙級樁基應(yīng)抽取總樁數(shù)的1%且不少于3根進(jìn)行單樁豎向靜載荷試驗;
對地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為丙級的樁基應(yīng)抽取總樁數(shù)的5%且不少于5根進(jìn)行高應(yīng)變動力檢測。
