随着我国城市化的加速推进以及旧城改造的全面实施,工民建工程开始向着超高层、大跨度的方向上发展,建筑主体结构形式的转变对桩基基础工程的建设也提出了新的要求,它要求桩基工程必须向着高科技以及高承载能力的方向上不断前进。因此说,在工民建筑工程全新发展的行业背景下,我们对桩基工程施工技术应用展开探讨是非常有必要的。
一、打桩机的种类及其应用特点
打桩机是桩基施工中不可或缺的主体之一,种类以及应用特点又因为我们对他的工作要求不同而存在一定的差异,下面我们就对几种比较常用的打桩机及其应用特点展开简要的分析。
(一)落锤
落锤指的是使用人力或者是卷扬机将桩锤拉起,然后放任其自由下落,借用桩锤的重量将桩夯进土中的一种施工方式。通常情况下,这种施工方式主要适用于打细长尺寸的混凝土桩或者是木桩,并且其在粘土、含砾石以及一般土层都适用。落锤具有构造简单、冲击力大、使用便捷以及可随意调整落距的优点,但也有着锤基速度较慢、效率较低等特点。
(二)单动汽锤
其主要是利用压缩空气的压力(比较常用)或者是蒸汽将锤举起,然后向下冲击将桩夯进土中的一种桩基施工机械。其夯击力量较强,适用于打各种桩,尤其适宜采用套管法打就地灌注混凝土桩。单动汽锤存在着结构简单、落距小,并且对设备以及桩头损害性小的优势。其与落锤相比打桩速度和冲击力都高出不少,效率也比较高。
(三)双动汽锤
双动汽锤是利用压缩空气或者是蒸汽的压力举起锤头,然后由锤自由下落冲击桩顶,将桩夯进土中的一种打桩机械,其适用于打击各种桩并且可以打斜桩。当双动汽锤采用压缩空气时可以在水下打桩,同时其也可以用来拔桩、吊锤打桩等。双动汽锤冲单位时间内击次数较多且具有较大的冲击力,因此其工作效率较高,但是也存在着设备笨重,不便于移动的显著缺点。
(四)柴油桩锤
它主要是利用燃油爆炸,推动活塞以带动桩锤跳动从而不断夯击桩顶。其经常用来打钢板桩或者木桩,同时也能用来在软土地基打20米以下的混凝土桩。柴油桩锤具备动力、桩架等设备,所以不需要外部能源并且机架较轻,不仅在移动起来比较便捷,同时打桩的速度也较快,而且也比较节省燃料。但是桩架的高度低,不适宜在软土或者是硬土大壮也是它比较明显的劣势。
(五)振动桩锤
振动桩锤是利用偏心轮以引起激振,然后通过刚性联结的桩帽将振动力量传递到桩上。期比较适用于打钢管桩和钢板桩、15米以内的打入式灌注桩,并且适合在粉质粘层、砾石以及密实性粘土地、松散砂土等地基上施工,应用范围比较宽广。振动桩锤有着沉桩速度快、适用性广泛、施工安全以及操作简单的特点,并且其能够用来打各种桩以及帮助卷扬机拔桩,但是它却不太适合打斜桩。
(六)射水沉桩
射水沉桩主要是利用水的压力冲刷桩尖处的土层,然后再配以锤击沉桩的一种桩基施工技术。这种沉桩方法经常配合锤击法一起使用,比较适用于大面积的空心管桩和混凝土桩基施工。并且这种施工技术适合多种土层,尤其是比较坚硬砂土、砂砾土层,但是不太适用于粗卵石以及坚硬的粘土层。它的主要特点就是比较适用于坚硬土层的打桩作业,并且效率较高、不易对桩做成损害;比较明显的缺点就是所需设备较多,不能用于打斜桩。
(七)静压力桩
这种施工技术是利用液压桩或者是所附属设备的自身重量,通过卷扬机的牵引将压力传至桩顶,然后将桩压进土中。其主要用于软土地基以及在打桩会影响周围建筑物或者设备的情况下会采用;同时它也可以用来压截面在60*60公分一下的钢筋混凝土或者是空心管桩。它最大的优点就是无振动、对周围不会造成干扰以及便于运输;其最大的缺点就是对桩基施工土层的针对性特别强,使用范围比较狭窄。
二、打桩的方法及适用的范围
(一)锤击打桩法
这种方法主要用到设备有桩锤、动力设备以及桩架等等,通常比较适用于可塑或者是软塑的粘性土层沉桩。打桩用锤具体又可以分为落锤、柴油锤以及蒸汽锤等几种。
首先,落锤打桩。一般选用高度为6~15m的木制或者是钢材质的桩架,选用重量约为05.~2T的铸铁锤,然后用卷扬机作为动力设备将锤提升起来,同时在打桩的时候应当将落锤的高度控制在1m以内。
其次,蒸汽锤打桩。用蒸汽锤打桩又可以分为两种方式,即单动式锤和双动式锤,具体选择时应该根据地质条件以及施工的各相关条件来综合性的制定。其中,双动式汽锤的举起和下落都依赖于蒸汽压力,它的冲击力比较大,频率约为100~135次/分钟,锤的重量约为5~7T。
最后,柴油锤打桩。选用柴油锤打桩也可以分为导杆式以及筒式两种,在施工的过程中我们一般选用后者。通常选用柴油锤打桩时,打桩机一般都会带着桩锤、桩架以及卷扬机等全部设备,如果在施工的过程中遇到砂砾石或者是砂土以及其他坚硬土层时,锤击法打桩不利的情况下,我们还会辅以射水法。
(二)振动沉桩法
这种方法一般比较适用于沉、拔钢管桩或者是钢板桩,其在砂土中的效率比较高,但是在粘土中就比较差,并且这种施工方法需要较大功率的振动器作为动力装置。关于常用振动沉桩机的主要性能我们一般在工程施工规范中都可以查到。此外,在作业的过程中,我们应该将桩头套入振动器并且将之压紧,以保证我们在开动振动箱之后,让桩能够在振动中或者是自重下沉入土中。如果遭遇较硬土层时,我们可以选择加压下沉或者是将桩略提高0.6~1.0m,重新快速下冲。沉桩机需要激振力应当根据土的性质、含水性或者是桩种类、构造而定,通常在100~400kN之间。
(三)射水沉桩法
射水沉桩法适用范围比较广泛,通常适用于淤泥质土、淤泥、粉土、粉质粘土、松散砂石、软以及中等密实土、水饱和砂、混有砾石的砂以及密实砂等等土层,并且其更加适合与锤击法、振动法配合起来使用。但是它一般不能用于粗卵石、厚度较大的泥炭层以及比较坚硬的粘土层。
(四)钻桩式沉桩法
这种打桩方法更加适合在软土地基打入比较密集预制桩时以及对周围30至40米内会造成土体大量隆起或者是水平位移而危害地下管道、地面建筑或交通安全时使用。此外,在面对比较坚硬的土层难以打入时也可以采用钻桩式沉桩法来实施桩基作业。钻桩式沉桩法主要采用的设备是三点支撑式柴油打桩机,同时还应为其配备可水平旋转并相互垂直的双向龙门导轨,在一侧配挂筒式的柴油桩锤,另一侧配置螺杆螺旋转钻机,以便于让其在钻孔之后不用移动桩机就能直接插桩打桩、
三、总结
关于工民建桩基工程施工技术的应用探析,本文主要从以上几个方面展开简要的论述。总的来说,工民建桩基工程施工技术是一个随着时间慢慢发展并不断创新的技术体系,其中每项技术都有着其独特的适用范围和使用特点,在具体的施工操作中,需要我们从桩基所处的地质结构、土层、周遭环境以及施工的具体条件、所具备的技术水平等相关影响因素来综合性的考虑,才能真正的保证施工技术的高水平性。
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