夹桩新技术研究

夹桩新技术研究

刘忠友，葛浮春，张魏，刘卫东

(中交二航局 湖北武汉 邮编 430040)

摘 要: 本文在总结了常规夹桩模式的基础上，将研发的三种新型夹桩技术作了较为详细的介绍，对比分析了其工艺优劣。夹桩形式虽多种多样，但必须结合实际选用，在确保安全的基础上，尽可能的简化施工，降低造价。

关键词: 夹桩 承载力 抱箍

Pile gripper of comparative analysis of facility performance

LIU Zhong-you，GE Fu-chun

(CCCC Second Harbor Engineering Co.Ltd.,Wuhan,Hubei 430040,China）

Abstract: This article summarizes the General pile gripper pattern on the basis of, will develop three new pile gripper gives a detailed introduction to the technique, are compared and analyzed their technology advantages and disadvantages. Pile gripper is varied, but it must be combined with practical use, on the basis of ensuring security, simplified construction as far as possible, reduce the cost.

Key word: pile load capacity bearingcapacityshroudring

前言：

对于采用桩基基础的构筑物、特别是水上构筑物，为使上部结构的荷载在施工期间有效传递到桩基上，一般都采用夹桩设施来处理，夹桩设施的模式经过多年的开发，形式多种多样，他们各有特点。我们在前人的基础上，开发了利用高强度钢丝绳传力的刚柔结合体夹桩模式及采用楔形工字钢锁固钢抱箍的夹桩模式。为了更好的推广新技术，更好的指导工程施工，现分别叙述如下。

1 常规夹桩设施情况介绍

1.1夹桩木模式

80年代前的码头桩基以预制方桩为主，夹桩时大多采用夹桩木夹桩，夹桩木的断面尺寸一般为200mm×150mm，拉杆一般采用Ф25圆钢加工而成，单层夹木承载能力一般按照2.5～3.5ｔ计算[1]。当需要较大承载力时，须采用多层夹木。见图1-1。对于管桩目前也有采用夹桩木结构的情形，但大多采用型钢与木材的组合物，借助于型钢的刚度及木材的宜加工性，将夹木做成圆弧状，大体情形与方桩夹木类似。夹木紧固后将围囹型钢放置在夹木上并固定好，一般情况下围囹型钢都采用螺栓对拉固定。

基桩夹木拉杆

图1-1

1.2吊筋模式

用吊筋来承受构筑物的荷载这种模式在内河及长江码头上用的比较多，以桩头作为受力点，将吊筋吊挂在桩头上，下面吊住围囹型钢。见图1-2。由于钢材的抗拉强度远大于抗剪强度，因此，吊筋的转角处应做成圆弧形过渡。施工时先夹夹木，然后将围囹型钢放置在夹好的夹木上再焊接吊筋。

吊筋型钢基桩

图1-2

1.3牛腿模式

对于钢管桩结构，一般采用焊接钢牛腿来承受来自构筑物的荷载，钢牛腿一般采用挂篮方式焊接，围囹型钢放置在牛腿上。见图1-3。

型钢钢牛腿钢管桩

图1-3

1.4钢板包箍模式

钢包箍模式基本包含有两种结构形式，其一是两个半圆对扣模式，另一种是绞结对扣模式。分别见图1-4、1-5所示。目前在混凝土管桩的夹桩方面用得比较广泛。

钢包箍牛腿加劲板绞钢包箍牛腿加劲板螺栓孔螺栓孔

图1-4 图1-5

1.5吊挂模式

吊挂模式采用了两层承载梁，上层为挂梁，下层为支撑梁，见图1-6所示。挂梁用型钢支撑在桩头上，支撑梁通过拉杆挂在挂梁上。吊挂模式有两种情形，其一，上层挂梁仅有横梁，下层支撑梁仅在桩位处用拉杆挂在挂梁上；其二，上层挂梁采用纵梁，且刚度大，下层支撑梁规格较小，采用多拉杆挂在挂梁上。

横担支撑型钢桩拉杆支撑梁

图1-6

2 新开发夹桩模式

2.1钢丝绳索、型钢组合新型夹桩模式

钢丝绳索、型钢组合型夹桩结构见图2-1、2-2、2-3所示。

2.1.1结构说明

（1）受力结构主要为型钢、钢丝绳等，利用了钢丝绳的高强度；

（2）系统采用单侧受力模式，使结构体始终处于自锁状态，可防止结构体在受力状态下下滑；

（3）采用滑行楔块将钢丝绳张紧。

2.1.2使用说明

（1）根据桩径、夹桩型钢的尺寸确定钢丝绳的下料长度；

（2）将钢丝绳穿过夹桩型钢的固定孔，然后将钢丝绳两端头用铝合金压制环套住、压紧；

（3）用双钢筋钩勾住夹桩型钢并挂在桩头上，将钢丝绳饶过桩体，把铝合金压制环放入夹桩型钢的开敞式孔中；

（4）在铝合金压制环下垫好钢垫板，将楔型滑块插入，并用锤敲紧。

2.1.3优、特点分析

（1）由于其具有自锁性，结构体在受力状态下，在下滑很小的距离后将不再下滑；

（2）有效利用了钢丝绳高强度的特点，可承受很大的垂直荷载；

（3）由于采用楔型滑块张紧钢丝绳，因而拆装方便；

（4）结构体重量相对较轻，操作可行性高；

（5）主要适用于管桩的夹桩。

楔型垫木钢丝绳夹桩型钢桩铝合金压制环俯视图钢丝绳夹桩型钢铝合金压制环桩正视图

图2-1

主梁型钢楔型垫木夹桩型钢钢垫块楔型滑块楔型底座桩钢丝绳铝合金压制环钢丝绳铝合金压制环楔型垫木桩夹桩型钢楔型块侧视图1侧视图2

图2-2

夹桩型钢钢丝绳垫板限位板铝合金压制环钢垫块楔型底座楔型滑块

图2-3顶紧装置细部图

2.2楔形工字钢锁固式桩基钢抱箍

楔形工字钢锁固式钢抱箍结构见图2-4所示。

2.2.1结构说明

（1）总体结构为钢抱箍，其由两个半圆组成，一侧用轴绞连接，另一侧采用楔形工字钢锁固；

（2）钢抱箍采用钢板卷制而成，内圆与桩外径吻合度要高，绞联结构应设置在抱箍的外侧，并与抱箍钢板焊接牢固；

（3）钢抱箍牛腿上设有卡口槽，卡口槽的尺寸应比楔形工字钢外口尺寸大5mm以上；

（4）楔形工字钢截面为工字型，侧视为A型，采用较厚的钢板焊接加工而成，其坡口与钢抱箍牛腿坡口一致。

2.2.2使用说明

（1）钢抱箍采用吊车吊放较为合适，当现场没有吊车时也可采用人工搬放，当采用人工直接搬放时，应设置钢抱箍吊挂绳，将其挂在桩头上。

（2）当吊放到设计高度时，将楔形工字钢从牛腿上的卡口槽插入，并用锤敲紧；

（3）为防止楔形工字钢滑脱，可采用电焊将楔形工字钢点焊在钢抱箍的牛腿上；

（4）拆除时用吊车吊住钢抱箍，用手锤向相反的方向敲击楔形工字钢，即可将钢抱箍放松。

2.2.3优、特点分析

（1）结构简单，施工快速；

（2）由于楔形工字钢可以产生很大的侧向压力，因而这种夹桩结构承载力大；

（3）易于拆除。

工字楔形销 抱箍 管桩绞 管桩抱箍 工字楔形销 图2-4

3 夹桩模式对比分析

3.1夹桩木模式

工字楔形销 抱箍 管桩

这种模式应用较早，主要适用于方桩的夹桩，用于管桩则效果较差。其优点是：夹桩木较为轻便，施工时不需要吊车配合；缺点是：木材用量较大，承载力较低，由于层与层之间压缩变形较大，施工沉降较大；夹木的拉杆完全靠人工手动紧固，可靠性不高。为了减少夹木的下沉量，达到增大夹木承载力的目的，在施工荷载增加前，应用水将夹木打湿，让木材膨胀。

3.2吊筋模式

吊筋模式一般与夹桩木模式共同使用，主要靠吊筋承受荷载，主要验算吊筋的抗剪强度。该种模式的优点是承受荷载能力较大；缺点是现场焊接工作量较大，而且不适于沿海工程项目；由于吊筋割除较为困难，锈蚀后可能会对结构产生不利影响。

3.3牛腿模式

该种模式主要适用于钢管桩。其优点是承载力很大，而且不会出现沉降；缺点是现场焊接工作量大，由于焊点处防腐处理等级较低，对钢管产生不利影响，沿海地区尤甚；仅适用于钢管桩。

3.4钢包箍模式

应用较多的是两个半圆对扣式钢包箍。这种模式的优点是承载力大，不会对桩及结构产生不利影响；缺点是自重大，施工时需用吊车配合，而且需要先夹夹木，工效低、成本大。若采用铰接对扣模式，相对于对口模式可提高工效。钢包箍在使用时，为了增加包箍与桩的摩擦力，包箍内应垫有增大摩阻系数的橡胶垫板[2]。

3.5吊挂模式

这种模式在海上码头施工中应用较多，海上码头要求桩头伸入横梁或桩帽尺度较大，特别是受潮位影响的区域采用较多。该种模式的优点是减少了潮位对施工的影响；缺点是提高了施工成本。

3.6钢丝绳索、型钢组合新型夹桩模式

这种模式目前采用的不多，仅在个别项目上有过试验，结果还是很成功的。这种模式的优点是有效利用了钢丝绳很高的抗拉能力，在材料的使用上较钢包箍模式节省不少材料，而且由于重量较轻，操作时不需要吊车配合，有利于降低施工成本；缺点是目前还不是很成熟，下沉量无法精准计算。

3.7楔形工字钢锁固式桩基钢抱箍模式

这种模式目前处于开发阶段，没有经过实际施工的检验。优点是操作快捷，形成的压力大，拆除方便；缺点是没有经过实践经验的检验。

4总结

为施工上部结构，在桩基施工完成后基本都需要夹桩，以便承受施工荷载，夹桩的模式较多，前五种模式是常用的较为成熟的模式。新开发的三种夹桩模式目前已经在申报国家专利，并已经受理。

夹桩木与吊筋的组合模式及其它组合模式也经常用在工程施工中，而且效果不错。

我们在施工中究竟采用哪种夹桩模式，并不是一成不变的，应结合工程的实际情况、多方案进行比较，在确保工程安全、质量的情况下选用施工综合成本较低的夹桩模式。例如在方桩的夹桩方面，采用夹桩木及吊筋模式就是比较好的模式。

参考文献：

[1] JTS167-1-2010高桩码头设计与施工规范[S].

[2] 周正兵.板桩码头及高桩码头施工技术[J].水运工程2004(10):133-136

作者简介：刘忠友（1963-），男，高级工程师，从事水运工程施工及管理。