田紅霞 武海濱 葛 濱

摘要：樁基礎(chǔ)施工在工業(yè)與民用建筑中占著重中之中的地位，沒有過硬、穩(wěn)定、高質(zhì)量的基礎(chǔ)工程，再豪華的建筑也擺脫不了坍塌的命運(yùn)。本文結(jié)合筆者多年的工程實(shí)踐，參考國家最新施工規(guī)范，對樁基施工中打(沉)樁機(jī)械設(shè)備的選用和施工方法進(jìn)行了探討，謹(jǐn)供同行參考。

關(guān)鍵詞：樁基工程打樁設(shè)備選用標(biāo)準(zhǔn)

1打(沉)樁機(jī)械的種類

目前，常用打(沉)樁機(jī)械設(shè)備主要有落錘、單動(dòng)汽錘、雙動(dòng)汽錘、柴油樁錘、振動(dòng)樁錘、射水沉樁和靜壓力樁七種。這幾種打(沉)機(jī)械的適用范圍和優(yōu)劣比較如下：

1.1落錘

1.1.1所謂落錘，就是指用人力或卷揚(yáng)機(jī)拉起樁錘，然后自由下落，利用錘重夯擊樁頂使樁入土。這種樁錘主要適用于打木樁及細(xì)長尺寸的混凝土樁，在一般土層及粘土、含有礫石的土層均可使用。

1.1.2落錘的構(gòu)造簡單，使用方便，沖擊力大，能隨意調(diào)整落距，但錘擊速度慢(每分鐘約6—20次)，效率低。

1.2單動(dòng)汽錘

1.2.1指利用蒸汽或壓縮空氣的壓力將錘頭上舉及下沖，增加夯擊能量。這種機(jī)械適用打各種樁，最適用的是套管法打就地灌注混凝土樁。

1.2.2特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，落距小，對設(shè)備和樁頭不易損壞，打樁速度及沖擊力較落錘大，效率高。

1.3雙動(dòng)汽錘

1.3.1利用蒸汽或壓縮空氣的壓力將錘頭上舉，然后自由下落沖擊樁頂。此種汽錘適用于打種各種樁，可用于打斜樁。使用壓縮空氣時(shí)，可用于水下打樁：也可用于拔樁、吊錘打樁。

1.3.2特點(diǎn)：沖擊次數(shù)較多，沖擊力大，工作效率高，但設(shè)備笨重，移動(dòng)較困難。

1.4柴油樁錘

1.4.1利用燃油爆炸，推動(dòng)活塞，引起錘頭跳動(dòng)夯擊樁頂。這種錘最適用于打鋼板樁、木樁，在軟弱地基打20米以下的混凝土樁。

1.4.2特點(diǎn)：附有樁架、動(dòng)力等設(shè)備，不需要外部能源，機(jī)架輕，移動(dòng)便利，打樁快，燃料消耗少；但樁架高度低，遇硬土或軟土不宜使用。

1.5振動(dòng)樁錘

1.5.1指利用偏心輪引起激振，通過剛性聯(lián)結(jié)的樁帽傳到樁上。這種錘設(shè)備適用打鋼板樁、鋼管樁、長度在15米以內(nèi)的打入式灌注樁：適用于粉質(zhì)粘土、松散砂土、礫石和密實(shí)的粘性土地基。

1.5.2特點(diǎn)：沉樁速度快，適用性強(qiáng)，施工操作簡易安全，能打種種樁并能幫助卷揚(yáng)機(jī)拔樁；但不適用打斜樁。

1.6射水沉樁

1.6.1指利用水壓力沖刷樁尖處土層，再配以錘擊沉樁。這種錘常與錘擊法聯(lián)合使用，適用于大截面積混凝土和空心管樁。可用于多種土層，而以砂土、砂礫土或其他堅(jiān)硬的土層最適宜。不能用于粗卵石、極堅(jiān)硬的粘土層或厚度超過半米的泥炭層。

1.6.2特點(diǎn)：可適用于堅(jiān)硬土層，打樁效率高，樁不易損壞；但設(shè)備較多，當(dāng)附近有建筑物時(shí)，水流易使建筑物沉陷；不能用于打斜樁。

1.7靜壓力樁

1.7.1系采用液壓樁或利用樁架自重及附屬設(shè)備的重量，通過卷揚(yáng)機(jī)的牽引傳至樁頂，將樁逐節(jié)壓入土中。此種樁適用于軟土地基及打樁振動(dòng)影響鄰近建筑物或設(shè)備的情況；可壓截面60cm×60cm以睛的鋼筋混凝土和直徑60cm以下的空心管樁。

1.7.2特點(diǎn)：壓樁無振動(dòng)，對周圍無干擾，不需打樁設(shè)備；樁配筋簡單，短樁可接，便于運(yùn)輸，節(jié)約鋼材：但不能適應(yīng)多種土的情況，如用樁架壓樁，需要搭架設(shè)備，自重大，運(yùn)輸安裝不便。

2打(沉)樁方法的選用范圍和標(biāo)準(zhǔn)

2.1鍾擊法打樁適用于軟塑或可塑的粘性土層中沉樁。打樁錘可分落錘、蒸汽錘、柴油錘幾中，主要設(shè)備包括樁錘、樁架、動(dòng)力設(shè)備等。

2.1.1落錘打樁：用鋼或木制樁架，高一般為6～15米，用0.5～2.0t的鑄鐵錘，用卷揚(yáng)機(jī)提升，落錘高度1米以內(nèi)。

2.1.2單動(dòng)式錘打樁時(shí)，錘直接放在樁頂，由導(dǎo)柱固定位置，重錘連接在筒內(nèi)活塞桿上，在筒內(nèi)滑行，每分鐘錘擊40～70次，鍾重在3~15t之間，落距1m以內(nèi)。

2.1.3雙動(dòng)式汽錘的舉起和下落都借助蒸汽壓力，沖擊力加大，每分鐘達(dá)100～135次，鍾重為5～7ta

2.1.4柴油錘打樁，有導(dǎo)桿式和筒式兩種，多用后者，其技術(shù)性能不再詳說。打樁機(jī)帶有樁鍾、樁架、卷揚(yáng)機(jī)等全部設(shè)備，當(dāng)遇砂土、砂礫石或其他堅(jiān)硬土層，錘擊法打不穿時(shí)，常輔以射水法。

2.2振動(dòng)法沉樁適用于沉、拔鋼板樁及鋼管樁，在砂土中效率最高，在粘性土中較差，需較大功率的振動(dòng)器。主要設(shè)備為一個(gè)大功率的振動(dòng)器及附屬加壓裝置和起吊機(jī)械設(shè)備、混凝土上料斗等。常用振動(dòng)沉樁機(jī)主要性能需多工程施工規(guī)范中均可查到。施工方法：沉樁時(shí)，使樁頭套入振動(dòng)器(箱)連同的樁帽或液壓夾樁器內(nèi)夾緊，開動(dòng)振動(dòng)箱，使樁在振動(dòng)和自重下沉入土中。如遇硬土下沉過慢，可加壓下沉或?qū)堵蕴岣?.6～1.0m，然后重新快速下沖。沉樁機(jī)需要激振力根據(jù)土的性質(zhì)、含水性及樁種類、構(gòu)造而定，約為100～400kN。

2.3射水法(水沖法)沉樁適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、軟及中等密實(shí)粘土、粉質(zhì)粘土、粉土、松散的砂、水飽和砂、密實(shí)砂、混有礫石的砂，特別適用于與錘擊法振動(dòng)法配合使用。不能用于粗卵石、極堅(jiān)硬的粘土層或厚度較大的泥炭層。

施工方法：

2.3.1將射水管對稱附在樁兩側(cè)，用壓水流將樁類附近的土沖開，以減少阻力，使樁借自重或輔助錘擊(松動(dòng))沉入土中。射水管內(nèi)徑38～63mm，最大100mm，每節(jié)長4.5～6.0米，用螺栓縮接，空心樁射水管設(shè)在中間。射水噴嘴出口內(nèi)徑約12.7～38mm，最大75mm，側(cè)孔與管壁成30～45°射水管上端用中100mm軟管連于水泵上，管子用滑車組吊起使之能順樁身上下自由升降，水沖法所需射水管數(shù)目直徑、水壓及消耗水量等可參考相關(guān)施工工程規(guī)范。

2.3.2水沖沉樁可采取先沖孔后插樁，或一面射水一面錘擊或振動(dòng)，或射水、錘擊交替進(jìn)行等方式。射水管應(yīng)處于樁尖下0.3～0.4m，水沖壓力一般為0.5MPa，樁尖沉至最后1～1.5m應(yīng)停止射水，拔出射水管用錘擊或震動(dòng)打至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

2.4插(鉆、打)樁法沉樁適用于軟土地基打入大量密集預(yù)制樁：對附近30～40米范圍內(nèi)會(huì)造成土體大量隆起和水平位移，危害鄰近的地下管道、地面交通和建筑物的安全情況下使用；對堅(jiān)硬土層難以打入時(shí)，也可采用。

2.4.1主要設(shè)備：采用三點(diǎn)支撐式柴油打樁機(jī)，應(yīng)具有可水平旋轉(zhuǎn)的互相垂直的雙向龍門導(dǎo)軌，在一側(cè)配掛筒式柴油樁錘，另一側(cè)配掛長、螺桿螺旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)，使其在鉆孔后不用移動(dòng)樁機(jī)，即可迅速插樁施打。

2.4.2施工方法：沉樁時(shí)，樁機(jī)就位后，先將鉆機(jī)轉(zhuǎn)至樁架正前方對準(zhǔn)樁位，開動(dòng)樁機(jī)徐徐鉆進(jìn)，同時(shí)經(jīng)由出土斗排土外運(yùn)。鉆時(shí)要保持鉆桿不停地旋轉(zhuǎn)，以防卡鉆。鉆至預(yù)定標(biāo)高后，即可清孔提鉆，然后再將打樁機(jī)水平旋轉(zhuǎn)，使樁機(jī)導(dǎo)軌定位，吊樁插于孔中施打。一般鉆孔深為8～10米，其余長度用打樁機(jī)打入，鉆孔后應(yīng)在半小時(shí)插樁施打，避免塌孔。

2.5靜力壓樁法沉樁適用于軟土、淤泥質(zhì)土，沉設(shè)截面積小于60cm×60cm以下的鋼筋混土樁或空心樁；或打樁振動(dòng)會(huì)影響鄰近建筑物正常使用或設(shè)備安全的情況下使用。

2.5.1靜力壓樁法沉樁設(shè)備有機(jī)械式和液壓式兩種。其中機(jī)械式靜力壓樁機(jī)體積龐大，比較笨重，操作較復(fù)雜，壓樁速度較慢工效低，運(yùn)輸、安裝、移動(dòng)不便。液壓式靜力壓力樁機(jī)用液壓操縱，自動(dòng)化程度高.結(jié)構(gòu)緊湊，行走方便、施壓部位在樁的側(cè)面，送樁定位方便、迅速，壓樁效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，移動(dòng)方便、迅速，是一種新型的靜壓樁方式，已逐步取代機(jī)械式靜力壓樁。下面就介紹一下液壓式。

2.5.2施工方法：液壓式系采用液壓式靜力壓樁機(jī)進(jìn)行，該機(jī)由壓拔機(jī)械、行走機(jī)構(gòu)及起吊機(jī)構(gòu)三部分組成；壓拔機(jī)構(gòu)是壓樁機(jī)的主體，當(dāng)樁被送入該機(jī)構(gòu)后便被夾緊并壓入(或拔出)土中：行走機(jī)構(gòu)可自行移動(dòng)，進(jìn)行縱、橫向運(yùn)動(dòng)，并能小角度旋轉(zhuǎn)，以適應(yīng)自找樁位和纖偏的需要；起吊機(jī)構(gòu)可作360°回轉(zhuǎn)吊裝、送樁。靜壓力樁機(jī)的靜壓力900～6500kN。

3結(jié)束語

工業(yè)與民用建筑基樁施工是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工程體系，對施工質(zhì)量和安全的要求十分嚴(yán)格，關(guān)于樁基施工技術(shù)的內(nèi)容除了上述的最基礎(chǔ)的技術(shù)指標(biāo)外，還有更具體的諸如鋼筋混凝土預(yù)制樁打樁的施工技術(shù)、混凝土及鋼筋混凝土灌注樁、鉆孔壓漿成孔樁等施工方法值得施工人員們進(jìn)行探討和總結(jié)。由于樁基礎(chǔ)施工面對的對象千變?nèi)f化，施工技術(shù)的日新月異，很難用較短的篇幅加以全面概括，希望同行們能在具體工程施工中有所創(chuàng)新。