码头工程桩基施工的桩锤选择

码头工程桩基施工的桩锤选择

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码头工程桩基施工的桩锤选择

刘永锋

中港第四航务工程局技术研究院"广东广州!

摘

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要)作者根据多年码头桩基检测的工作经验"对广东地区码头的桩*地质和桩锤资料进行了归纳总结"从而

得出了一个码头桩基施工表"可供施工部门参考+关键词)桩基,桩锤,施工,沉桩,研究

中图分类号)-0./文献标识码)1文章编号)$%%’2’/33!&%%$(%42%%4&2%’

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r概述

近年来"我国的码头建设取得了很大的发展"越来越多的码头采用了桩基础+根据我们的经验"码头桩一般采用钢管桩和混凝土桩"且均为打入桩+钢管桩多用于海上靠船墩和工作平台"以承受较大的水平荷载"其直径在$较小的s$t4f之间"钢管桩的直径有3$’ff+混凝土桩按桩径可分为大直径管桩和中等直径桩"大直径管桩是近几年才发展起来的"用于海上靠船墩和工作平台"由于它廉价耐用"大有取代钢桩的趋势+大直径混凝土管桩的直径一般为$t&f"通常用数节管节拼成"管节端部涂环氧粘结剂"再穿钢绞线张拉"孔内压力灌浆形成整体+中等直径混凝土桩有空心桩*实心桩和管桩"其截面尺寸在4%s/%Rf之间"有圆管

收稿日期)&%%%2$$2$#

作者简介)刘永锋!$u/’2("男"高工"水工结构专业+

桩或方桩+中等直径的混凝土桩多用于内河码头桩或海上码头的引桥桩+

采用什么样的桩"取决于码头功能*结构荷载与地质水文条件+我们对深圳盐田港二期工程汕头’号泊位和珠海岩谷码头等工程的J_]码头&号*地质条件进行了调查和比较"发现它们有共同的特点+这些区域的土层大致可以分为三大层"最上面的一层是海相沉积层"有淤泥和淤泥质粘土,中层是陆相冲积层"有粘土*亚粘土*砂和砾砂,最下层是基岩"可分为残积土*强风化*中风化和微风化岩+由于基岩高低起伏"这使得桩的入土深度变化很大"少的仅有#多的可达4由s/%f"f以上+于桩的侧阻力变化大"设计部门多数要求桩尖进入强风化岩甚至中风化岩"因此码头桩多是些端承桩或摩擦端承桩"而且终锤多以贯入度控制+

现在码头桩施工大多采用开口柴油锤"其特点是冲击能量大*操作简便*沉桩效果好+但桩锤的

码头工程桩基施工的桩锤选择

中国港湾建设

ABBC年D月第E期6,

就可以得到动荷载下的混凝土强度"

’,(桩有合适的收锤标准!即终锤贯入度不宜

厂家众多!同一厂家又有不同的等级的桩锤"选择什么样的桩锤!才能有效进行打桩工作!桩锤有怎样的穿透能力!终锤的贯入度应当为多少才妥当!同时还要满足经济要求!是每一个承包商都要考虑的问题"

#桩锤的选择方法

#$%锤击法沉桩的工作原理

太小"对柴油锤!其终锤贯入度不宜小于*.+005

’6(桩总锤击数和打桩时间应当合适!太多锤击数会引起桩的疲劳破坏!打桩时间太长!则锤的效率低下!并且会影响施工进度"不同桩型的锤击击!蒸汽锤不宜小于+击!以免损坏桩锤".,005

锤击法沉桩是利用桩锤自由下落时瞬间产生的冲击力打击桩头!产生强大的冲击机械能克服土体对桩的阻力!使其静力平衡状态遭到破坏!导致桩体下沉!达到新的静力平衡"如是反复地锤击桩头!桩身也就不断地下沉"#$#桩锤选择的一般原则

选择合适的桩锤要考虑桩的形状&尺寸&重量&埋入长度&结构形式以及土质&气象’海象(等因素!并结合以往的经验!综合分析选择"但是无论如何要满足以下的要求)

’*(锤击力要充分地超过沉桩阻力"沉桩阻力包括桩尖静动阻力&桩侧的静动摩阻力"

’+(打桩系统输入到桩身的能量应当足够地大!以满足沉桩的要求"输入桩身的能量消耗有以下几个方面)桩身材料的粘滞性造成的能量消耗!传递给土的幅射能!存在于桩身内部的弹性能!克服土的静阻力的能量和克服土的动阻力的能量"

’,(桩重同锤重比须相适应"桩重同锤重的比值不同会产生不同的打桩效率!如果锤重不足!则沉桩困难并易引起桩头部的破损-但采用大型的桩锤打小断面桩时!也会使桩产生纵向弯曲和局部破坏"一般而言!与桩重比桩锤越重!打桩效率越高"

因此在选择桩锤时!应遵循以下的原则)’*(桩锤应当有足够的冲击能力!能穿过较厚的土层!并进入持力层!达到设计的标高"

’+(在打桩过程中!桩身产生的拉应力和压应力应当小于桩身材料的允许应力!保证桩身不受到破坏"对于预应力混凝土桩!还要考虑预应力的影响"由于实测的桩身应力为瞬间荷载下的应力!根据有关单位的试验!钢筋混凝土材料在瞬间荷载作用下!强度有所提高!柴油锤加载时间’由零值到峰值(一般为,./01!混凝土动力强度的提高系数为*$23.*$42"通过将混凝土强度乘以提高系数!

数控制如表*所示"

表%锤击数的建议控制值

桩型

总锤击数最后20的锤击数桩

7,233.63337*333.*+337+333.+2337833./337*233.+333

7233.433

#$9选择桩锤的方法

人们根据理论计算和工程实践!发明了许多选择桩锤的方法!在这只简述常用的几种)

’*(按锤重选用桩锤

锤总重一般应大于桩重!以重锤低落距打桩为好"如采用轻锤!即使落距再大!效果也不好!且易击碎桩头!并因回弹损失较多的能量!而减弱打入效果"故宜在落距,0以内来选择桩锤"

’+(按桩锤的冲击力来选择桩锤’,(按照波动方程法选择桩锤

应用波动方程法选择桩锤!其主要成果是沉桩曲线!即桩的承载力&锤跳高&桩身最大拉应力&

桩身最大压应力同沉桩时每0锤击数的关系曲线"同样的桩型和地质条件下!不同的桩锤的沉桩曲线是不同的"而锤的打入能力是以沉桩时单位长度的锤击数来定的"

根据不同桩锤的不同的沉桩曲线!就可以选择哪一种锤是合适的"

’6(按照经验综合比较方法选择桩锤广泛收集施工实践中锤&桩&承载力和地质资料!

考察各种桩锤贯入土层的能力和可能达到的承载力程度!进行归纳总结得出一个表格以供施工单位查用"在:港口工程桩基规范;’<=<+26>?/(中的表@!就是这样一个供施工单位选锤的参考表"

该表由三航勘察设计院编制!较多地考虑了华东地区的地质条件"

作者在广东省进行了多年的码头桩基的检测!

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