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樁基工程engineering
行業資訊News
192018-06
打樁機   打樁機是指把樁打入地層的建筑機械。由樁錘、樁架(有的無樁架而有吊架)組成。樁錘沿樁架(或導桿)上下運動,沖擊樁頂,使樁下沉。主要用于架設低水橋或水面下橋時打橋腳樁,也可用其打工事的基礎樁、被覆樁等。   打樁過程分為三個階段:  ?、僦劐N自由下 落。先用卷揚設備將重錘提起,使其具有足夠 的重力勢能,重錘釋放后作自由落體運動,其全 部重力勢能轉變為動能。  ?、谥劐N與樁的完全非彈性碰撞。由于重錘與樁 之間相互作用的沖力極大,樁所受到地面的阻 力可忽略,碰撞時重錘與樁的總動量保持守恒。 根據動量守恒定律,有mv=(m+M)V,其中 m與v為重錘的質量和其碰撞前的速度,M為樁的質量,V為重錘和樁在碰撞后的共同速度。  ?、壑劐N與樁共同運動。它們共同的質量為 m+M,初速度為V,所遇到的土壤阻力比其重 力大很多,重力可忽略。利用碰撞后重錘與樁 的剩余動能,使它們克服土壤的阻力作功而進入土層
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打樁的原理   因為地面建筑物如果要建在地面上,地面要承受很大的壓力,就必須保證地面有足夠的抵抗壓力的強度,這個往往很難做到,所以就必須對承受建筑物的地面進行加固或者改善地面的承受方式,所以就想到在地基上打樁,讓建筑物的大部分重量通過樁傳到地面以下很深的位置,因為這個位置的地基比地面承受能力大得多。   關于樁要打多深,這要看地底下的地層分布情況(專業上叫地質結構層),如果能足夠承受建筑物的壓力,樁打到此了,如果不能,還得繼續加深。
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樁基檢測的方法   按設計和施工質量驗收規范所規定的具體檢測項目方式,宏觀上可分為兩種檢測方法:   直接法   通過現場原型試驗直接檢測項目結果的檢測方法。主要有樁身完整性檢測(鉆孔取芯法)和承載力檢測(靜載荷試驗)。   間接法   在現場原型試驗基礎上,同時基于一些理論假設和工程實踐經驗并加以綜合分析才能最終獲得檢測項目結果的檢測方法。主要包括以下三種方法:   低應變法 在樁頂面施加低能量的瞬態或穩態激振,使樁在彈性范圍內做彈性振動,并由此產生應力波縱向傳播,同時利用波動和振動理論對樁身的完整性做出評價。低應變法是普查基樁的完整性,判定樁身缺陷程度和位置的一種常用方法。適合鋼筋混凝土灌注樁,預應力混凝土樁(實心放樁、實心圓樁、管樁)等。該方法測試設備簡單輕便,檢測速度快、成本低,是基樁質量完整性普查的良好手段。   高應變法 高應變法的主要功能是判定單樁豎向抗壓承載力是否滿足設計要求。這里所說的承載力是指在樁身強度滿足樁身結構承載力的前提下,得到的樁周巖土對樁的抗力(靜阻力)。所以要得到極限承載力,應使樁側和樁端巖土阻力充分發揮,否則不能得到承載力的極限值,只能得到承載力檢測值。與低應變法檢測的快捷、廉價相比,高應變法檢測樁身完整性雖然是附帶性的,但由于其激勵能量和檢測有效深度大的優點,特別在判定樁身水平整合型縫隙、預制樁接頭等缺陷時,能夠在查明這些“缺陷”是否影響豎向抗壓承載力的基礎上,能合理判定缺陷程度。當然,帶有普查性的完整性檢測,采用低應變法更為恰當。然而高應變檢測技術是從打入式預制樁發展起來的,試打樁和打樁監控屬于其特有的功能,是靜載試驗無法做到的。   聲波透射法 聲波透射法是在樁內預埋縱向聲測管道,將超聲脈沖發射和接收探頭置于聲測管中,管中充滿清水作耦合劑,由儀器發出周期性電脈沖通過發射探頭發射并穿透混凝土,被接收探頭接收并轉換成電信號。由儀器中的測量系統測出超聲脈沖穿過樁體所需時間、接收波幅值、接收脈沖主頻率、接收波形及頻譜等參數。最后由數據處理系統按判斷軟件對接收信號的各種參數進行綜合判斷和分析,即可對混凝土各種內部缺陷的性質、大小、位置作出判斷,并給出混凝土總體均勻性和強度等級的評價指標。
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樁基檢測   灌注樁的施工分為成孔和成樁兩部分,因而對樁基的檢測便可分為成孔質量檢測和成樁質量檢測兩大部分。其中成孔是灌注樁施工中的第—個環節。成孔作業由于是在地下、水下完成,質量控制難度大,復雜的地質條件或施工中的失誤都有可能產生塌孔、縮徑、樁孔偏斜、沉渣過厚等問題。成樁質量檢測又可分為承載力檢測和對完整性檢測。   成孔質量檢測   在灌注樁的施工中,成孔質量的好壞直接影響到混凝土澆注后的成樁質量:樁孔的孔徑偏小則使得成樁的側摩阻力、樁尖端承載力減少,整樁的承載能力降低;樁孔上部擴徑將導致成樁上部側阻力增大,而下部側阻力不能完全發揮,同時單樁的混凝土澆注量增加;樁孔偏斜在一定程度上改變了樁豎向承載受力特性,削弱了基樁承載力的有效發揮;樁底沉渣過厚使得樁長減少,對于端承樁則直接影響樁尖的端承能力。   樁的承載力檢測   樁的承載力與加荷速率有很大關系,由于靜荷載試驗與任何動荷載試驗相比,所施加的荷載速率最慢,最接近于實際工程的加荷速率,所以試驗的結果最接近于實際樁的承載力,因而,國內外均將靜荷載試驗的結果作為樁承載力的標準。   樁的完整性檢測   基樁的低應變動測法就是通過對樁頂施加較低的激振能量,引起樁身及周圍土體的微幅振動,同時用儀表量測和記錄樁頂的振動速度和加速度,利用波動理論或機械阻抗理論對記錄結果加以分析,從而達到檢驗樁基施工質量、判斷樁身完整性、預估基樁承載力等目的。因此,低應變一般只適合對樁的完整性檢測。   對于正常的混凝土,聲波在其中傳播的速度是有一定范圍的,當傳播路徑遇到混凝土有缺陷時,如斷裂、裂縫、夾泥和密實度等,聲波要繞過缺陷或在傳播速度較慢的介質中通過,聲波將發生衰減,造成傳播時間延長,使聲時增大,計算聲速降低,波幅減小,波形畸變,利用超聲波在混凝土中傳播的這些聲學參數的變化,來分析判斷樁身混凝土質量。
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什么是樁基工程   樁基工程是一個工程術語。灌注樁的施工分為成孔和成樁兩部分,因而對樁基的檢測便可分為成孔質量檢測和成樁質量檢測兩大部分。其中成孔是灌注樁施工中的第—個環節。成孔作業由于是在地下、水下完成,質量控制難度大,復雜的地質條件或施工中的失誤都有可能產生塌孔、縮徑、樁孔偏斜、沉渣過厚等問題。成樁質量檢測又可分為承載力檢測和對完整性檢測。
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打樁的方法   用專用機具將各種材料的樁打入、壓入、振入或旋入地基土中的施工方法。常用的有錘擊法、振動法、射水法和壓樁法等。   錘擊法   利用樁錘的沖擊能量克服地基土對樁的阻力,而將樁打入到預定深度,適用于軟塑或可塑的粘性土層。使用的主要設備有樁架、樁錘、動力設備等。常用的樁錘有落錘、單動汽錘、雙動汽錘和柴油錘等四種。落錘的錘體用鑄鐵做成,重量為250~2000千克,用人力或卷揚機提升,靠錘體自由下落的沖擊能量打樁。其優點是結構簡單,但打樁速度慢。單動汽錘是利用蒸汽或壓縮空氣的能量提升錘體,靠錘體自由下落的沖擊能量打樁;錘體重量為1500~10000千克,每分鐘錘擊次數為25~30次,是較為常用的一種樁錘。雙動汽錘是汽缸固定在樁頂,靠蒸汽或壓縮空氣的能量推動錘體在汽缸內上下運動: 因其沖擊頻率高,不僅可打樁,還可拔樁,被廣泛應用于打樁施工。柴油錘有桿式和筒式兩種,其工作原理與柴油發動機汽缸的原理相似,打樁效率也較高,也是較為常用的一種樁錘。樁錘的重量是打樁施工中的重要參數。打樁宜用重錘輕打,落距不宜太大,以免將樁頂打裂,或使樁頂以下1/3樁長范圍內產生水平裂縫;輕錘重打,錘擊動能很大部份被樁身吸收,工效低,還易于打碎樁頭。因此,錘重應根據土質、樁重和樁的類型慎重選用。打樁時為避免先打入的樁被后打入的樁推擠而發生水平位移,要合理安排打樁順序。多排樁時,可逐排改變推進方向; 同一排樁,可間隔跳打;大面積打樁時,一般從中間先打,逐漸向四周推進。   振動法   打樁時,把大功率的振動打樁機安裝在樁頂上,利用振動力來減小地基土對樁的阻力。在沙土中打樁效率很高,也可用于沉、拔鋼板樁和鋼管樁。   射水法   也稱為射水沉樁法。是錘擊法與振動法的一種輔助方法。利用高壓水流,通過安裝在樁側面或空心樁內的射水管,沖松樁尖周圍的土層,達到減少樁下沉阻力的目的。一般用于沙土層中,效率很高。當樁尖下沉到距設計標高約1~1.5米時,應停止射水,用錘擊法或振動法將樁沉到設計標高。   壓樁法   借助樁架自重及樁架上的壓重,通過滑車換向將樁壓入土中。壓樁法可以減少錘擊或振動打樁時噪音以及對地基土和鄰近建筑物的振動,適用于較均質的軟土地基。在沙土及其它堅硬土層中, 由于阻力過大而不宜采用。由于壓樁架高度的限制,每一根樁需分節壓入,所以接頭較多,采用硫磺膠泥作為膠結劑的接樁新工藝, 已獲得成功和推廣。
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