软土地基静压先张法预应力混凝土空心方桩施工工法.doc

软土地基静压先张法预应力混凝土空心方桩施工工法
1 前言
1. 1XX地区境内多山，丘陵广布，为海岛丘陵区，山间和海滨分布有小块平原，海岸线蜿蜒曲折，以基岩和泥质海岸为主，少量砂质海岸，松散沉积物分布在海积、冲海积平原区和山麓沟谷地带，厚度变化较大。
1. 2软土地基采用靜压先张法预应力混凝土空心方桩加固处理（土木工程小型桩），可以提高地基承载力减少地基变形，是一项自主创新成果，经济效益和社会效益显著，有较大的推广应用前景，经中华人民共和国家知识产权局评审，于2005年4月13日获得国家级实用新型专利证书（专利号： ZLxxxxxxxxx）。

2 工法特点
2. 1 软土固结、性能改善效果好，挤土效应减弱明显。
2. 2 单桩承载力造价低，桩身强度高，耐久性好，截面惯性距及刚度比预应力管桩有较大提高。
2. 3 桩型规格多、桩长选择灵活、施工工效高、工期短、桩身耐压，适用范围广。
2. 4 空心方桩为外方内圆形结构，外表面平整，采用抱压施工时出现桩身抱碎事故率低；而且采购、运输、吊装方便，成桩质量可靠，监理检测方便。
3 适用范围
3.1适用于软土地基处理、浅基坑围护、坡脚加固及房屋纠偏工程。
3.1.1预应力空心方桩在浅基坑支护中的应用

图3.1.1-1 图3.1.1-2
3.1.2 预应力空心方桩在软土地基加固处理中的应用:

图3.1.2-3 图3.1.2-4
3.2在土层中夹有难以消除的孤石、障碍物，或含有难以贯穿的坚硬土层；方桩难以贯入的岩面埋藏较浅且倾斜较大地层情况下不宜使用。

4 工艺原理
4.1桩基施工前，可采用开挖防挤沟、用中粗砂置换上层部分软土等方法，在桩基施工期间，通过控制日压桩数量、合理安排压桩顺序方向、钻孔取土、设置排水砂井等方法，对饱和软土层进行固结，改善其性能，保证压桩机行走移位，可减少挤土效应，防止出现大量工程桩偏位及倾斜，甚至断桩现象。
4.2静压方桩沉桩以桩机自重及桩架上的配重作反力，利用静压桩机的液压系统，使预应力方桩在静力作用下，以平稳的沉桩速度，垂直、完整下沉至设计标高，达到设计的控制要求。

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 静压预应力混凝土空心方桩的工艺流程如下：

复测控制网

施放桩位

复测桩位

桩机就位
桩 插 入
桩 打 入
桩机转移
是
计算送桩深度
复核送桩深度
选择送桩
制作送桩器
送桩
监测送桩标高
是否需要
送 桩
否
打到标高
否
是否全部
施打完毕
是
桩机退场
清理场地
绘制竣工图

竣工资料移交

沉桩施工工艺流程图

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5. 2 施工准备与操作要点
5.2.1 当压桩场地距周边建筑物较近，或距道路及地下管线较近时，可在桩基施工区域与管线之间开挖沟宽和沟深1.5m～2.0m左右的防挤沟，保护建筑、管线及道路。软土中当桩置换率达3%时场内也可适当布置沙井，以降低空隙水压力，消除挤土效应。
5.2.2 如果压桩场地存在大面积较厚饱和软土，压桩机无法行走或行走影响成桩质量时，可以用塘渣置换1.5m～2.5m厚饱和软土，既利于下部饱和软土固结，又便于桩架机械行走移位，防止因挤土效应致使方桩偏倾及断桩。
6 材料与设备
6.1施工材料
采用的施工材料明细表一
序号
材料名称
规格
主要技术指标
备注
1
空心预应力混凝土方桩
边长200mm、250mm、
300mm、350mm、 400mm、450mm、500mm、550mm、
600mm、800mm
按图集舟07G1施工
桩长4m-15m
可根据施工实际需要选择
2
桩尖
十字形、开口形、锥形

3
焊条或焊丝
E4303、E4316

6.2机械设备
施工机具及仪器明细表二
机具或仪器名称
数量
用途
YJD-25型静力压桩机
1台
压桩
16吨履带式起重机
1辆
吊桩
焊机
2台
焊接桩头及零星维修
割机
2台
切割桩头
送桩器
1支
送桩
经纬仪
2台
测量定位
水准仪
1台
测量定位

7 质量控制
7.1 质量控制标准
7.1.1 除按上述施工工艺进行严格操作控制外，还应满足国家和地方的有关标准、规范如下：
1）《工程测量规范》 GB50026-2007
2）《建筑桩基技术规范》 JGJ94—2008
3）《预制钢筋混凝土方桩》 97G361
7.2 质量控制措施
7.2.1 对于静压桩机的机械性能有如下要求：
1 ） 机身总重量加配重要求达到最大压桩力的1.3倍；
2 ） 桩机机架应坚固、稳定，有足够的承载力和刚度，沉桩时不产生颤动位移；
7.2.2 对静力压桩的施工提出了下列要求：
1）沉桩施工前要了解相邻建筑物的基础，掌握现场的土质情况，作好沉桩设备的检查和调试，保证使用可靠，以免发生施工中途间断，引起间歇后沉桩阻力增大，发生不能打入的滞桩事故；
2）沉桩施工过程中，应随时注意保持桩处于轴心受压状态，如有偏移应及时调整，以免发生沉桩破碎和断桩质量事故；
3）沉桩场地地面承载力应满足压桩机的要求，当不能满足时，应采取本工法提出的有效措施保证压桩机的稳定
8 安全措施
8. 1 施工人员须经培训合格后持证上岗，对桩基施工作业人员进行技术及安全交底。
8. 2 施工安全和文物、环境保护等应按有关规定执行，施工中，施工人员应严格按有关安全技术规程进行施工，施工形成的桩孔应及时回填或做好覆盖和围栏，确保安全。
8.3 管桩的运输、吊运和现场堆放必须严格按照规程要求进行，防止方桩滑落伤人。
8. 4 桩机进场施工前，必须了解地下管线的布线位置；进入现场的所有人员必须配戴
安全帽，严禁酒后作业。
8.5 压桩机械进场及压桩施工过程中，严格按桩机操作规程操作，严禁违规操作。
9 环保措施
9. 1 成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度，做好交通环境疏导，充分满足便民要求，认真接受城市交通管理，随时接受相关单位的监督检查。
9. 2 静压预应力空心方桩加固处理按国家或地方有关施工环保措施及企业环境管理体系要求，进行必要的培训。
9. 3 将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。
10 效益分析
10.1 社会效益
10.1.1XX海岛地区大部分为软土地基，大部分地层为流塑淤泥与饱和的粉细砂互层，承载力约在100KPa左右，压缩性大。在这种地质条件下，对软土地区提高地基承载力减少地基变形、浅基坑围护、坡脚加固及房屋纠偏工程中，经过技术、经济比较，只有静压预应力空心方桩桩单位承载力造价低、施工速度快、施工质量可靠、经济合理、符合环保要求
10.2 经济效益
10.2.1预应力空心方桩与钻孔灌注桩单项工程（350根）进行经济比较如下表：
表10.2-1 钻孔灌注桩与静压空心方桩桩经济效益对比表
桩型
桩截面
桩长
（m）
桩数
（根）
工程量
综合单价
总造价（万元）
单桩承载力造价（元/t）
钻孔灌注桩
φ600
15
350
1484m3
750元/m3
111.30
6.27
静压空心方桩
600×600
15
350
5250m
150元/m
78.75
3.32

采用静压空心方桩比钻孔灌注桩单项工程（350根）节约造价32.38万元，即静压空心方桩比钻孔灌注桩降低造价29.09%，利用钻孔灌注桩获取1t承载力需6.27元，若采用静压空心方桩桩获取1t承载力只需3.32元，单桩承载力提高1.89倍。
10.2.2静压空心方桩与静压PHC桩单项工程（100根）进行经济比较如下表：
表10.2-2 静压PHC桩与预制空心方桩经济效益对比表
桩型
桩长
（m）
桩数
（根）
工程量
（m）
每米综合单价（元/m）
总造价
（万元）
φ400PHC桩
6
100
600
130
7.8
400×400静压空心方桩
6
100
600
80
4.8
采用静压空心方桩比静压PHC桩单项工程（100根）节约造价3万元，即静压空心方桩比静压PHC桩降低造价38.46%，施工φ400PHC桩总造价7.8万元，静压空心方桩总造价4.8万元。空心方桩比管桩周长大，提供的承载力大，因而单位承载力的造价要低。

11应用实例
11. 1 XX市新城体育中心体育馆位于临城新区，建筑面积30690 m2，地下一层， 地上二层，施工地下室基础φ500预应力管桩451根，φ600预应力管桩38根，挖土深度5.2米，基坑施工中采用静压预应力混凝土空心方桩作基坑支护效果良好，得到业主和有关单位一致好评。

图11.1XX市XX体育中心体育馆工程基坑支护

11.2XX市XX行政中心工程位于XX开发区，挖土深度3.2米，工程在地下室基坑支护设计中采用静压混凝土空心方桩作边坡支护后效果良好，得到业主和有

单位一致好评。

图11.2XX市XX行政中心工程基坑支护

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本人于2011年10月撰写于北京筑龙网