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桩工知识 静力压桩设备的基础知识介绍

静力压桩是利用静压力(压桩机自重及配重)将预制桩逐节压入土中的压桩方法。这种方法节约钢筋和混凝土,降低工程造价,采用的混凝土强度等级可降低1~2级,配筋比锤击法可节省钢筋40%左右,而且施工时无噪音、无振动,无污染,对周围环境的干扰小,适用于软土地区、城市中心或建筑物密集处的桩基础工程,以及精密工厂的扩建工程。

结构性能

静力压桩机有机械式和液压式之分,压桩机的主要部件有桩架底盘、压梁、卷扬机、滑轮组、配置和动力设备等,压桩时,先将桩起吊,对准桩位,将桩顶置于梁下,然后开动卷扬机牵引钢丝绳,逐渐将钢丝绳收紧,使活动压梁向下,将整个桩机的自重和配重荷载通过压梁压在桩顶。当静压力大于桩尖阻力和桩身与土层之间的摩擦力时,桩逐渐压入土中。常用压桩机的荷重有80t,120t,150t等数种,使用的多为液压式静力压桩机,压力可达8000KN。

作用机理

静压预制桩主要应用于软土,一般粘性土地基。在桩压入过程中,系以桩机本身的重量(包括配重)作为反作用力,以克服压桩过程中的桩侧摩阻力和桩端阻力。

当预制桩在竖向静压力作用下沉入土中时,桩周土体发生急速而激烈的挤压,土中孔隙水压力急剧上升,土的抗剪强度大大降低,从而使桩身很快下沉。

压桩方法

静力压桩在一般情况下是分段预制,为段压入、逐段接长。每节桩长度取决于桩架高度,通常6m左右.压桩桩长可达30m以上,桩断面为400mm×400mm。接桩方法可采用焊接法、硫磺胶泥锚接法等。压桩一般是分节压入,逐段接长。为此,桩需分节预制。当第一节桩压入土中,其上端距地面2m 左右时将第二节桩接上,继续压入。对每一根桩的压入,各工序应连续。

压桩顺序宜根据场地工程地质条件确定,并应符合下列规定:

1. 对于场地地层中局部含砂、碎石、卵石时,宜先对该区域进行压桩;

2.当持力层埋深或桩的入土深度差别较大时,宜先施压长桩后施压短桩。
压桩过程中应测量桩身的垂直度。当桩身垂直度偏差大于1%的时候,应找出原因并设法纠正;当桩尖进入较硬土层后,严禁用移动机架等方法强行纠偏。

质量控制

压桩施工前.应了解施工现场土层土质情况,检查桩机设备,以免压桩时中途中断施工,造成土层固结,使压桩困难,如果桩需要停歇,则应考虑将桩尖停歇在软弱土层中,以使压桩启动时阻力不致过大。压桩机自重大,行驶路基必须有足够的承载力,必要时应对路基进行加固处理。

压桩时,应始终保持桩轴心受压,若有偏移应立即纠正,接桩应保证上下节桩轴线一致,并应尽量减少每根桩的接头个数.一般不宜超过4个接头。施工中,若压阻力超过压桩能力,使桩架上抬倾斜时,应立即停压,查明原因。

当桩压至接近设计标高时,不可过早停压,应使压桩一次成功,以免发生压不下或超压现象。工程中有少数桩不能压至设计标高,此时可将桩顶截去。如初压时桩身发生较大移位、倾斜;压入过程中桩身突然下沉或倾斜;桩顶混凝土破坏或压桩阻力剧变时,应暂停压桩,及时研究处理。

当桩较密集,或地基为饱和淤泥、淤泥质土和黏性土时,应设置塑料排水板、袋装砂井消减超孔压或采取引孔等措施。在压桩施工过程中应对桩数10%的桩设置上涌和水平偏位观测点,定时检测桩的上浮量及桩顶水平偏位量,若上涌和偏位值较大,应采取复压等措施。

降噪问题

(1)由于系统压力油从液压泵流至汇流器的管路上要经过二道90度弯的钢管,当工作压力达到10-16MPa时,液流的液动力激发了弯头处钢管的固有频率,致使该段管路发生剧烈振动,从而辐射出强烈噪声。经研究决定,将其中的一个90度钢管的弯曲处切除,换上通经为32mm、4层钢丝缠绕、长700mm的液压胶管。这样在工作压力范围内,液流就不能引发管路的共振,从根本上排除了这个噪声源。

(2)纵移液压缸时,压力油入口处的这个噪声源是由节流塞而引起的。因为系统流量加大后,整机行走速度过快,起步、停步时对机身的冲击很大,为了适当降速而加了一个节流塞(见图1)当压力油穿过节流孔a-a经b口进入液压缸时,由于孔道面积突然加大而形成喷流。从而生产强烈的冲击噪声。


图1

(3)接头孔道中部b处的断面积最小(但能满足节流要求),液流的入口a和出口c均做成喇叭口状,装机试验,取得了令人满意的效果,消除了这个噪声源。

(4)为避免噪声的发生,在液流管路上应尽量避免通流截面的突变;采用钢管的管路时,特别是有多处弯道的情况下,应考虑液动力的影响,避免管道产生共振现象,必要时可加一段软管以消除振动,防止噪声的发生。


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