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静压管桩施工工艺

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静压预应力管桩施工工艺
一、 桩基工程
本工程采用静压先张法预应力管桩: PHC-A500(100)。
根据本工程的桩基类型、 数量、 工期及地质情况等条件, 配置2台YZD320液压式静力压桩机进场施工。先张法预应力混凝土管桩的运输和压桩应在桩身混凝土龄期大于14天( 混凝土达100%设计强度) 后, 且常压蒸汽养护后在常温下静停7天后方可进行。周围建筑物、 地下管线或桩相对密集时打桩应采取必要措施加强保护并做好监测记录。
( 一) 材料要求
( 1) 先张法预应力混凝土管桩( 以下简称管桩) 的规格、 质量必须符合设计要求和施工规范的规定, 并应有出厂合格证书, 还应根据地质资料, 初步确定桩段的级配计划数量。
( 2) 管桩的混凝土强度等级达到100%方能压桩。
( 3) 管桩接桩时采用钢端板焊接法, 使用的焊条牌号、 性能必须符合设计要求和有关标准的规定, 并应有出厂合格证明。接头端板的宽度不得小于管桩的壁厚, 接头的端面必须与桩身的轴线垂直。
( 二) 作业条件
( 1) 应具有工程地质资料、 桩基施工平面图、 桩基施工组织设计或施工方案。
( 2) 打桩场地附近建( 构) 物有防振和防挤土要求时, 已采取防振和防挤土措施。
( 3) 桩基的轴线桩和水准基点桩已设置完毕, 并经过复查办理了签证手续。每根桩的桩位已经测定, 用小木桩或短钢筋打好定位桩, 并用白灰做出标志。
( 4) 已选择和确定打桩设备进出路线和打桩顺序。
( 5) 检查桩的质量, 将需用的桩按平面布置图堆放在打桩机附近, 不合格的桩另行堆放。
( 6) 检查打桩机设备及起重工具; 铺设水电管网, 进行设备架立组装和试打桩。在桩架上设置标尺或在桩的侧面画上标尺, 以便能观测桩身入土深度。
( 7) 施工前先打试桩, 以确定贯入度及桩长, 并校验打桩设备和施工工艺及技术措施是否符合要求。
( 三) 主要施工机械设备
根据本工程情况, 选择2台YZD320液压式静力压桩机作为压桩机械, 二台交流电焊机作为接桩机械, 另外配一辆12T汽吊吊运薄壁混凝土管桩。
( 四) 施工流向
打桩工程完成时, 土方开挖可穿插进行。
( 五) 施工工艺
测量桩位

桩机就位

吊桩插桩

桩身对中调直

静压沉桩

接 桩

再静压沉桩

终止压接

校正垂直度

焊接质量检测

压力记录

切割桩头

桩机移位

管桩运输、 堆放

( 1) 预应力混凝土管桩静压施工工艺主要流程:
( 2) 桩机就位
静力压桩机的安装必须按有关程序或说明书进行。压桩机的配重应平衡配置于平台上。压桩机就位时应对准桩位, 启动平台支腿油缸, 校正平台处于水平状态。启动门架支撑油缸, 使门架作微倾15B, 以便吊插管桩。
( 3) 起吊管桩
先拴好吊装用的钢丝绳及索具, 然后应用索具捆绑住桩上部约50cm处, 启动机器起吊管桩, 使桩尖垂直对准桩位, 缓缓放下插入土中, 回复门架在桩顶扣好桩帽, 可卸去索具。桩帽与桩周边应有5～10mm的间隙, 桩帽与桩顶之间应有相适应的衬垫, 一般采用硬木板, 其厚度为10cm左右。
( 4) 稳桩与压桩
当桩尖插入桩位, 扣好桩帽后, 微微启动压桩油缸, 当桩入土至50cm时, 再次校正桩的垂直度和平台的水平度, 保证桩的纵横双向垂直偏差不得超过0.5%( 在不受施工影响范围内, 成90B方向设置经纬仪各一台校准) , 然后启动压桩油缸, 把桩徐徐压下, 控制施压速度, 一般不宜超过2m/min。
( 5) 压桩的顺序应根据场地的地形、 地质、 桩基的设计布置密集程度以及压桩机移动方便等因素决定。
建筑面积较大, 桩数较多时, 可将基桩分为数段, 压桩在各段范围内分别进行。压桩应连续进行, 同一根桩的中间间歇时间不宜超过半小时。压桩施工时, 应由专人或开启自动记录设备做好施工记录, 开始压桩时应记录桩每沉下1m油压表压力值, 当下沉至设计标高或两倍于设计荷载时, 应记录最后三次稳压时的贯入度。
( 6) 接桩
接桩采用钢端板焊接法, 桩段顶端距地面1m左右就可接桩, 接桩前先将下段桩顶清洗干净, 加上定位板, 然后把上段桩吊放在下段桩端板上, 依靠定位板将上下桩段接直, 接头处如有空隙, 应采用楔形铁片全部填实焊牢, 拼接处坡口槽电焊应分层对称进行, 焊接时应采取措施减小焊接变形, 焊缝应连续饱满( 满足三级焊缝) , 焊后清除焊渣, 检查焊缝饱满程度。
接桩宜在桩尖穿过较硬的土层后进行, 接桩时上下段桩的中心线偏差不宜大于5mm, 节点弯曲矢高不得大于桩段的0.1%。接桩处的焊缝应自然冷却10-15min, 接桩处入土前, 应对外露铁件再次补刷防锈漆。
( 7) 送桩
设计要求送桩时, ”送桩( 工具) ”的中心线应与桩身吻合一致方能送桩。若桩顶不平, 可用麻袋或厚纸垫平。送桩深度一般不宜超过2m, 送桩留下的桩孔应立即回填密实。
( 8) 稳压
当压桩力已达到两倍设计荷载或桩端已到达持力层时, 应随即进行稳压。当桩长小于15m或粘性土为持力层时, 宜取略大于2倍设计荷载作为最后稳压力, 并稳压不少于5次, 每次1min; 当桩长大于15m或密实砂土为持力层时, 宜取2倍设计荷载作为最后稳压力, 并稳压不少于3次, 每次1min。测定其最后各次稳压时的贯入度。以上如设计有具体要求时, 则按设计要求执行。
( 9) 截桩
管桩一般不宜截桩, 如遇特殊情况确要截桩时, 可采用如下几种方法:
1) 人工凿;
2) 混凝土切割器;
3) 液压紧箍式切断机;
4) 液压千斤顶式截桩器;
5) 钢锯, 风镐。
人工凿截桩难度大, 费时费力, 不易保证质量, 一般不宜采用。
( 10) 检查验收
压桩符合设计要求后, 填好施工记录, 如发现桩位与要求相差较大时, 应会同有关单位研究处理, 然后移桩机到新桩位。
( 四) 质量标准
1、 保证项目
( 1) 管桩的质量必须符合设计要求和施工规范的规定, 关有出厂合格证。
( 2) 桩的贯入度必须符合设计要求, 最后几次的贯入度不能依次递增。
( 3) 桩的接头节点处理必须符合设计要求和施工规范和规定。
( 4) 预应力混凝土管桩施工允许偏差( 见下表)
预应力混凝土管桩施工允许偏差表
项 目
允许偏差
( mm)
检验方法
桩
中
心
位
置
偏
移
有基础
梁的桩
垂直基础梁的中心线方向
100
用经纬仪或拉线
和尺量检查
沿基础梁的中心线方向
150
桩数为1-2根的单排桩
100
桩数为3-20根
D/2
桩数多于20根
边缘桩
D/2
中间桩
D
按标高控制的打入桩桩顶高差
-50—100
用水准仪
和尺检查

( 5) 管桩外观质量和尺寸检查( 见下表)
管桩外观质量和尺寸检查表
检查项目
检查工具与检查方法
测量工具分度值( mm)
长 度
用钢卷尺测量, 精确至1mm。
1
外 径
用卡尺或钢直尺在同一断面测定相互垂直的两直径, 取其平均值, 精确至1mm。
1
壁 厚
用钢直尺在同一断面相互垂直的两直径上测定四处壁厚, 取其平均值, 精确至1mm。
0.5
桩端部倾斜
将直角靠尺的一边紧靠桩身, 另一边与端板紧靠, 测其最大间隙处, 精确至1mm。
0.5
桩身弯曲度
将拉线紧靠桩的两端部, 用钢直尺测量其弯曲处的最大距, 精确至1mm。
0.5
保护层厚度
用深度游标卡尺在管桩的中部同一圆周的二处不同部位, 精确至0.1mm。
0.02
漏浆长度
用钢卷尺测量, 精确至1mm。
1
漏浆深度
用深度游标卡尺测量, 精确至0.1mm。
0.02
裂缝宽度
用20倍读数放大镜测量, 精确至0.01mm。
0.01
( 七) 避免工程质量通病
A、 桩身断裂
1、 现象
桩在沉入过程中, 桩身突然倾斜错位, 当桩尖处土质条件没有特殊变化, 而贯入度突然增大, 施压油缸的油压显示突然下降引起机台抖动, 这时可能是桩身断裂。
2、 原因
( 1) 桩制作时, 桩身弯曲超过规定, 桩尖偏离桩的纵轴线较大, 沉入过程中桩身发生倾斜或弯曲。
( 2) 桩入土后, 遇到大块坚硬的障碍物, 把桩尖挤向一侧。
( 3) 稳桩不垂直, 压入地下一定深度后, 再用走架方法校正, 使桩身产生弯曲。
( 4) 两节桩或多节桩施工时, 相接的两节桩不在同一轴线上, 产生了曲折。
( 5) 制作桩的混凝土强度不够, 桩在堆放、 吊运过程中产生裂缝或断裂未被发现。
3、 预防措施
( 1) 施工前应对桩位下的障碍物清理干净, 必要时对每个桩位用钎探了解。对桩构件要进行检查, 发现桩身弯曲超过规定( L/1000且≤20mm) 或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用。
( 2) 在稳桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正, 桩压入一定深度发生严重倾斜时。不宜采用移架方法来校正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上, 接头处应严格按照操作要求执行。
( 3) 桩在堆放、 吊运过程中, 应严格按照有关规定执行, 发现桩开裂超过有关验收规定时不得使用。
B、 沉桩达不到要求
1、 现象
桩设计是以采用绝对标高为主控, 压桩力为辅作为施工的最终控制,有时因各方面原因沉桩达不到设计的最终控制要求。
2、 原因分析
( 1) 勘探点不够或勘探资料粗, 对工程地质情况不明, 特别是对持力层起标伏标高不明, 至使设计考虑持力层或选择桩长有误。
( 2) 勘探工作是以点带面, 对局部硬夹层、 软夹层不可能全部了解, 特别在复杂的工程地质条件下, 还有地下障碍物, 如大块石头等。压桩施工遇到这种情况, 就会达不到设计要求的施工控制标准。
( 3) 由于地层结构的不稳定, 同一层土的强度差异很大, 桩沉入到该层时, 进入持力层较深才能达到贯入度或容易穿越砂夹层, 但群桩施工时, 砂层越挤越密, 最后会有沉不下的现象。
3、 预防措施
( 1) 详细探明工程地质情况, 必要时应作补勘, 正确选择持力层或标高。
( 2) 根据工程地质条件, 合理地选择施工方法及压桩顺序。
C、 桩顶位移
1、 现象
在沉桩进程中, 相邻的桩产生横向位移或桩身上浮。
2、 原因
( 1) 桩入土后, 遇到大块坚硬障碍物, 把桩尖挤向一侧。
( 2) 两节桩或多节桩施工时, 相接的两桩不在同一轴线上, 产生了曲折。
( 3) 桩数较多, 土饱和密实, 桩间距较小, 在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起, 相邻的桩被浮起。
( 4) 在软土地基施工较密集的群桩时, 由于沉桩引起的孔隙水压力把相邻的桩推向一侧或浮起。
3、 预防措施
( 1) 施工前应对桩位下的障碍物清理干净, 必要时对每个桩位用钎探了解。对桩构件要进行检查, 发现桩身弯曲超过规定( L/1000且≤200) 或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用。
( 2) 在稳桩过程中, 如发现桩不垂直应及时纠正, 接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上, 接头处应严格按照操作要求执行。
( 3) 沉桩期间不得开挖基坑, 需要沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖, 相隔时间应视具体地质情况、 基坑开挖深度、 面积、 桩的密集程度及孔隙水压力消散情况来确定。
D、 接桩处开裂
1、 现象
接桩处经施工后, 出现松脱开裂。
2、 原因
( 1) 连接处表面没有清理干净, 留有杂质、 雨水、 油迹等。
( 2) 采用焊接连接时, 连接件不平, 有较大的间隙, 造成焊接不牢。
( 3) 焊接质量不好, 焊接不连续, 不饱满, 焊缝中有夹渣等。
( 4) 两节桩不在同一直线上, 在接桩处产生曲折, 压入时接桩处局部产生集中应力而破坏连接。
3、 预防措施
( 1) 接桩前, 对连接部位上的杂质、 油污、 水份等必须清理干净, 保证连接部件清洁。
( 2) 检查连接部件是否牢固、 平整和符合设计要求, 如有问题, 必须进行修正才能使用。
( 3) 接桩时, 两节桩应在同一轴线上, 焊接预埋件应平整服贴, 焊缝应饱满连续。