钢管桩打拔桩施工研究_管松

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1、工程施工GONGCHENGSHIGONG管松:钢管桩打拔桩施工研究钢管桩打拔桩施工研究管松(阜阳市公路管理局,安徽阜阳236006)摘要:文章结合S204临泉泉河大桥河滩的工程地质和施工特点,针对施工便桥基础钢管桩的打入和拔出方案进行了比选;对振打设备的选择,采用了振动沉桩计算理论,并对该理论进行了分析验证,解决了施工中钢管桩打入和拔出的技术难题,保证了施工的快速顺利进行,同时,也为今后同类钢管桩施工提供一定的理论和实践经验。关键词:钢管桩;打拔桩;振动沉桩中图分类号:TU473.12;U445

2、.551文献标识码:A文章编号:1673-5781(2006)05-0486-03动桩周土,以减小桩周土的摩阻力,最后利用50t履1工程概况带式起重机提升拔除,如图1所示。临泉县泉河大桥位于省道204线临泉绕城段改建工程项目中,在新建泉河大桥的同时,必须在大桥上游50m处修建一座施工便桥,以便保证轻型车辆及行人通行。拟定施工便桥桩基采用600mm、800mm钢管桩,单排,每排3根,桩长20～27m,便桥长210m,其桩基钢管桩打入和拔出的工作量很大,总根数达213根。打入钢管桩最大长度27m,位

3、于便桥最中间,钢图1单重管高压喷射法拔桩示意图管桩入土深度23.8m。桩尖伸入淤泥质亚粘土层,方案二:履带式起重机配合大型液压振动锤拔桩地质资料见表1所列。履带式起重机支于后跨便桥端,依次拆除被拆除表1地质资料跨面板、贝雷桁架、桩顶分配梁,然后吊液压振动锤夹地质土层厚度极限摩阻力标贯序号分布情况住钢管桩,进行振动拔桩作业,如图2所示。编号/m/kPa击数1①1层亚粘土、饱和、稍密16.43014淤泥质亚粘土、饱2②2层21.6208和、流塑2施工方案的确定钢管桩打入选用履带式起重机配合小型液压振

4、动锤振动打入;对拔桩,由于考虑到打入钢管桩经使用一段时间后,桩周土体渐趋稳定,桩土摩擦力增大,拔桩难度增大,拟定在以下两种拔桩方案中进行选择。方案一:单重管高压喷射法拔桩图2履带式起重机配合大型液压振动锤拔桩利用单重管旋喷钻机在钢管桩外侧钻孔至一定通过对上述两种方案在安全、经济、施工效率和深度,通过高压胶管连接钻杆顶端和多级泵喷头,在可操作性上比选,最后确定采用方案二。两种方案比钻杆提升过程中,向钢管桩方向定向摆喷高压水,扰较,见表2所列。收稿日期:2006-07-05作者简介:管松(1972-

5、),男,安徽阜阳人,阜阳市公路管理局工程师.486《工程与建设》2006年第20卷第5期工程施工GONGCHENGSHIGONG管松:钢管桩打拔桩施工研究表2方案比较(3)起振力P0的确定:起振力P0必须大于土与方案一方案二钢管桩之间的动摩擦力Tv,即安全性低高液压振动锤租金3000元/d×18d=P0≥Tv=μT(2)1800元/根54000元其中,Tv为动摩擦力;μ为动摩擦力系数,与振动加经济性1800×213=履带式起重机租金12000元/d×383400元18d=216000元P0T速度

6、η==μ有关;T为静摩擦力,按合计270000元QB+QCQB+QC较低高效率钢管桩单桩承载力的2倍取值,依据地质及桩入土深4h/根1h/根操作性较强强度单桩承载力计算得402.6kN,T=805.2kN。T将T、QB和QC值代入η=μ,得3打拔桩理论选型QB+QCη=11.359μ(3)3.1打拔桩设备选型原则又振动设备选择原则:①振动设备起振力>桩土-βημ=μmin+(1-μmin)e(4)之间的摩擦力。②设备质量与桩重以及摩擦阻力之其中,μmin为桩土极限动摩擦力系数,取0.05;β为降

7、和小于所选起吊设备起吊力。低系数,钢管桩为0.52。起吊设备选择原则:起吊质量>桩锤质量+夹钳由此(4)式转化为质量+钢管桩质量+桩土摩阻力。-0.52ημ=0.05+0.95e(5)3.2振动设备选择由(3)式和(5)式绘出μ-η关系图,如图3所示。钢管桩由于具自重轻、高强、抗水平荷载强等特性,最早应用于日本、荷兰等临海国家。随着钢管桩的普遍应用,其振打设备日趋先进,目前使用较普遍的是建立在振动沉桩理论上的液压振动锤,本次方案振打设备的选择采用了国外振动沉桩计算理论。液压振动锤振动沉桩理论:通

8、过给钢管桩以强制振动,传播给和桩接触的土层,以引起土壤物理性能的改变,减小桩周土体摩擦阻力,从而达到打入或拔[1～4]出钢管桩的目的。以直径800mm、长22m的钢管桩为例,液压振图3μ-η关系图动锤选型计算如下。图3中关系图的交点即为解值,经计算得η=3.2.1液压振动锤选型参数2.91,μ=0.257。由此得(1)振幅(A0):振动沉入钢管桩时,使桩发生振P0=η(QB+QC)=206.93kN动的必要振幅(A0),要大于桩接触土的瞬间全部弹3.2.2液压振动锤的选定性压力,必要振幅(A0)