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沪昆客专杭长湖南段HCTJⅠ标段路基工程

预应力管桩试桩施工方案

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中铁二十局集团有限公司沪昆客专杭长湖南段
HCTJⅠ标第一项目分部
二〇一一年一月二十六日

预应力管桩试桩施工方案

一、试桩依据
1、《新建铁路杭州至长沙铁路客运专线HCHN-1标DK826+270～DK826+418.53段路基设计图》，图号：杭长客专施图（路）-HCHN1-8-1、2；
2、《新建铁路杭州至长沙铁路客运专线路基工程设计详图集》；
3、《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》；
4、《客运专线铁路路基工程施工技术指南》；
5、《铁路工程桩基检测技术规程》。
二、试桩地点、试验内容及目的
1、试桩地点
新建铁路杭州至长沙铁路客运专线HCTJ-1标DK826+284～DK826+418.53段路基地基处理设计为预应力管桩工程，选取DK826+284～DK826+418.53段为试桩区段（选取其中的6根桩作为试桩）。
试桩位置详见《DK826+284～DK826+418.53段地基处理管桩布置图》中DK826+284～DK826+418.53段879#、884#、914#、916#、955#、960#共6根进行管桩试桩。
2、试验内容
⑴ 成桩工艺试验。检验施工设备以及施工工艺的适用性；获取锤重、落距、桩的终止压力值等施工参数，为施工工艺的合理选择提供依据；积累现场施工组织与管理经验，磨合施工队伍与施工机械设备。
⑵ 桩身质量检测。 进行桩身完整性检测，为优化施工参数提供依据。
⑶ 单桩承载力检测。验算桩侧摩阻力、桩端阻力，了解桩的承载性能，为持力层的合理选择提供依据。
⑷ 试桩现场地质勘察。了解土层的分布情况以及各个土层的力学性能，为持力层的选择与沉降分析提供依据。
3、试桩目的
确定使用的压桩机械、施工顺序、贯入度（收锤标准）、确定管桩的分节模数长度、校验打桩设备。
三、工程概况
DK826+270～DK826+418.53,长148.53m。前接祥云隧道，后接醴陵特大桥，设计为松软土路基。地基处理：DK826+284～DK826+418.53段路基经沉降估算分析，不满足无砟轨道路基工后沉降的设计要求，地基需进行加固处理。
采用PHC-AB400-95预应力管桩加固，桩径0.4m，桩长20～38m，正方形布置，桩间距2m。桩顶设C35钢筋混凝土桩帽，桩帽顶面设碎砾石垫层厚0.6m，内铺设两层单向塑料拉伸土工格栅，两侧回折不小于2.0m，抗拉强度不小于250kN/m；单桩承载力为1000kN。
1、地质岩性
丘坡表层为Qel+dl粉质黏土，黄褐色，硬塑，厚度1.0～2.0m,谷地表层为Qal+pl粉质黏土，褐红色，硬塑，局部夹有中砂；粉质黏土层下面为圆粒土，灰黄色。下伏K砂砾岩及紫红色泥质粉砂岩，灰褐色、紫红色，全风化～弱风化。DK826+310之后段粉质黏土厚度大于30m。
2、水文地质情况
地表水，地下水均有酸性，二氧化碳侵蚀性，环境作用等级为H1。
四、施工准备
1、内业技术准备
根据设计文件要绘制桩位平面布置图（见附图），制定合理的施工工艺，选定合理的施工机械，配备足够的技术人员。编制作业指导书和技术交底书，应在开工前组织技术人员认真审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉验标及技术标准。施工前对施工人员进行详细的施工技术交底。
2、人员配备
该段路基预应力管桩地基加固工程配备技术管理人员2人，试验员2人，确保全天候作业要求。
3、机械设备配置
施工机械及工艺装备
1）、自行式柴油打桩机。
2）、辅助机具与仪器：
电焊机、水准仪、全站仪、测绳、钢尺等测量工具。
4、材料要求
PHC型、混凝土强度等级C80、桩径0.4m、壁厚95mm。
5、试验准备
打桩前必须对桩的质量进行验收，其质量和规格必须符合设计要求。吊插桩前应重复检查桩架、桩位、桩身，质量合格后方可开始插桩。
6、路堑开挖及作业面处理
按照设计图要求开挖至碎砾石垫层底标高，用推土机进行平整，用压路机进行压实，确保碾压完后的原地面K30≥60Mpa/m。以保证机械能正常工作。
7、地质核查
地基加固桩施工前应按规定进行地质核查,若实际地质资料与设计资料不相符时，尤其是比设计资料中地质条件差时，应及时报设计院重新检算，调整桩间距或桩长。如现场实际地质情况与设计一致，按设计桩长与桩间距施工。
五、施工程序与工艺流程
1、施工程序
每100m为一个检验批验收段，要作为一个完整的作业区。
施工程序为：施工准备 清表及碾压 工艺性试验 确定工艺 测量放样 桩基施工 成桩验收。
2、工艺流程
原地面处理

测量放样

桩机就位

桩起吊就位

打入第一节桩

桩接头处理

打入下一节桩

桩机移位至下一桩位

预应力管桩施工工艺流程图
3、施工要求
（1）预制桩的堆放、起吊和运输必须符合下列规定：
①桩应根据使用顺序堆放：堆放场地必须平整、坚实，堆放层数不宜超过4层；堆放桩的支承垫木位置，当两点支承时，应设在距两端0.21倍桩长处；当三点支承时，应设在距两段0.15倍桩长及中点处。每层垫木必须保持在同一平面上。各层间垫木应在同一垂直线上。
②起吊时桩的吊点位置和混凝土强度应符合设计要求。应平稳提升，使各吊点同时受力。一个吊点吊桩时，吊点应设在距桩上端0.3倍桩长处，在起吊中，应用钢丝绳捆绑并控制桩的下端。
③桩在起吊、搬运和堆码时，应防止碰撞和发生附加弯矩。
（2）锤击打桩宜重锤低击，打桩前应从两个方向检查确认桩锤、桩帽与桩身保持在同一轴线上，桩的垂直度应符合设计要求。
（3）管桩的拼接应采用端板焊接连接。焊接连接除应符合现行标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205中二级焊缝要求的有关规定外，尚应符合下列要求：
①焊接时上、下节桩段应保持顺直，上、下节桩应接直焊牢，错位偏差不宜大于2mm；
②焊接层数不得少于两层，内层焊渣必须清理干净后方能施焊外层，焊缝应饱满连续。
（4）打桩过程中应防止偏移。遇到下列情况时应停止打桩，经分析研究并采取措施后，方可继续施工：
①贯入度发生急剧变化或振动打桩机的振幅异常；
②桩身突然倾斜移位或锤击时有严重回弹；
③桩头破碎或桩身开裂；
④附近地面有严重隆起现象；
⑤打桩架发生偏斜或晃动。
当土质与设计不符，致使桩的入土深度相差很大时，应提交设计单位采取措施。
六、劳动力组织
劳动组织（每台钻机配备人员）见下表。
劳动组织表
序号
工种
人数
职 责
1
班组长
1
负责施工指挥，协调各工序间操作联系
2
桩机司机
3
负责钻机成孔
3
配合人员
3
负责吊桩、接桩等工作
4
修理
1
机械维护与修理
5
电工
1
负责施工用电
6
安全员
1
全面负责施工中的安全质量
7
测量
1
全面负责施工中的测量工作
合计

11

技术管理人员每作业面一组，全面负责该作业面的技术指导及协调工作。
七、质量控制及检验
1、质量控制
①桩的质量应符合设计要求和相关标准的规定。检验全部进场桩的合格证或检验报告等质量证明文件。
②桩的混凝土表面质量应符合下列规定：
a、桩的棱角破损深度应在10mm以内，其总长度不大于40cm；
b、预应力混凝土桩不得有裂缝（表面收缩裂缝除外）；
③桩的数量、布桩形势应符合设计要求。
④接桩应符合设计要求。
2、试桩质量检测
（1）低应变动力检测
低应变动测法检测预应力混凝土管桩的桩长、桩身强度和桩身完整性。抽检时间为收锤后七天。
（2）孔内摄像法检测
采用孔内摄像法检测，可以清楚辨别出是接桩问题还是接头附近的桩身缺陷、上下节桩是否脱开、接桩处下部分桩身的完整性情况。收锤后即可进行检验。
八、检验批要求
1.桩的质量应符合设计要求和相关标准的规定。
检验数量：施工单位、监理单位全部检验。
检验方法：检查合格证或检验报告等质量证明文件。
2.桩的混凝土表面质量应符合下列规定：
1）、桩的棱角破损深度应在10mm以内，其总长度不大于40cm；
2）、预应力混凝土桩不得有裂缝（表面收缩裂缝除外）；
3）、普通混凝土桩表面裂缝深度不应大于7mm，裂缝宽度不应大于0.15mm；横向裂缝长度：方桩不应大于边长1/3，管桩及多角形桩不应大于直径或对角线1/3；纵向裂缝长度：方桩不应大于边长的1.5倍，管桩及多角形桩不应大于直径或对角线的1.5倍；
检验数量：施工单位、监理单位全部检验。
检验方法：观察、尺量或用刻度放大镜检查。
3.打入桩的数量、布桩形式应符合设计。
4.接桩应符合设计要求，当混凝土桩用法兰盘拼接时，应连接牢固，防锈处理符合设计要求。
检验数量：施工单位、监理单位全部检验。
检验方法：观察。
5.桩的入土深度和最终贯入度应符合设计要求。
检验数量：施工单位、监理单位全部检验。
检验方法：施工单位观察、测量并填写沉桩记录；监理单位对最终沉桩进行旁站并检查沉桩记录。
6.桩顶高程和桩头处理应符合设计要求。
检验数量：施工单位、监理单位全部检验。
检验方法：测量、观察。
7.打入桩地基处理后，按设计要求检验桩的承载力应满足设计要求。
检验数量：施工单位、监理单位按设计要求数量检验；勘察设计单位现场确认。
检验方法：施工单位进行静载试验，监理单位见证试验。
8.桩位、倾斜度的允许偏差、检验数量及检验方法应符合下表的规定。
桩的允许偏差、检验数量及检验方法
序号
检验项目
允许偏差
施工单位检验数量
检验方法
1
桩位
d/4
按桩总数的5%抽样检验，且每检验批不少于10根
测量或尺量
2
直桩垂直度
1%
吊线和尺量
3
斜桩倾斜度
15%tanθ
九、质量缺陷控制
1.桩身断裂
①桩身弯曲过大、强度低，不能承受锤击的作用力。所以，桩的强度必须达到100%后，方可植桩和沉打桩，打桩区域地下障碍物必须清理干净，以防导致桩尖位移不在桩的纵轴线上。
②桩的堆放、运输、起吊过程中产生的断裂，植桩前未发现，受力后导致断裂。为此，植桩前必须严格检查桩身的外观质量，防止将断裂桩就位使用。
2.桩顶碎裂
①根据地质条件，桩断面尺寸及形式，合理选择桩锤。桩顶平面是否垂直桩的轴线，不符合规程规定的不得使用，或经修改后才能使用。及时检查桩帽与桩的接触面处及替打木是否平整，如不平整应进行处理后，方可施打。
②沉桩时稳桩要垂直，桩顶应加草帘、胶皮等缓冲垫。
3.桩顶位移
①采用井点降水、砂井或盲沟等降水及排水措施。沉桩期间不得同时开挖基坑，需待沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖。
②采用“植桩法”（先钻孔，钻透硬夹层，将桩插入孔内，打至设计要求）以减少土的挤密及孔隙水压力的上升。
4.桩身倾斜
①打桩作业区的场地必须平整
②桩机就位后，底盘应水平稳固，稳桩必须垂直
③桩尖与桩身一定要保持在同一轴线上，当桩尖在地下遇到硬物等时应及时处理后，方可施打。
5.接桩脱裂
①连接处表面应干净，连接铁件要保持平整，焊区质量必须符合技术要求和质量标准的规定。
②接桩应严格控制上下桩中心线在同一轴线上。
6.沉桩达不到设计要求
施工作业前必须详细熟悉现场的工程地质情况，根据地质条件、桩断面及自重，合理选择施工机械及施工方法。
十、质量保证措施
在施工过程中，严格按照设计和规范要求，认真接受业主及监理的指导、检查，在施工过程中抓好以下几方面的工作：
1、严格执行“自检、互检、专检”的三检制，，自检项目不达优质不交班，隐蔽工程未经监理检查及签证不隐蔽。
2、进行详细的技术交底，让施工人员明确各项工作的技术标准，在施工中认真贯彻执行。
3、建立健全内部质量保证体系，做好技术保证工作，以测量、试验为主。
4、在施工中，不断采用新工艺，新技术，实行质量与承包挂钩，奖优罚劣，举行观摩比赛活动树立精品意识。
5、在施工中，杜绝使用不合格材料，所有原材料、成品进场时必须有合格证。
十一、施工安全保证措施
1、以项目经理为首，由安全、工程、技术质量、专职安全员等各方面的管理人员组成安全保证体系，建立项目经理部安全工作委员会，领导和组织实施安全工作。
2、分析安全难点,确保安全管理重点，在施工现场设置安全标识牌。
3、现场电气设备均作漏电保护装置，配电采用一机一箱一闸。
4、施工机械的使用严格按照有关规定执行，无关人员严禁使用。
5、建立严格的安全教育制度，坚持入场教育、坚持每周按班组召开安全工作教育研讨会，增强安全意识，使安全工作落到广大群众基础上。
6、编制安全技术交底，设计和购置安全设施。
7、强化安全法制观念，严格执行安全工作文字交底，双方认可，坚持特殊工种持安全操作证上岗制度等。
8、加强施工管理人员的安全考核，增强安全意识，避免违章指挥。
十二、环保水保措施
1、文明环保措施
（1）成立文明、环保施工领导小组。开展文明施工活动，加强安全，文明施工教育。施工前必须对施工人员进行专业培训，使全体施工人员掌握施工方法，知道施工程序，明确安全责任。
（2）施工现场树立施工标志牌，材料分批次堆放整齐并标识，做到统一布置，有条不紊、文明施工。
（3）与当地老百姓和睦相处,离村子近的工点尽量选在白天施工,尽量不扰民。打桩土要及时清理运至弃土场，打完桩后及时清理桩周水泥浆和多余的料。
（4）施工时尽量不破坏植被必须破坏时施工后要及时恢复植被。
2、水土保持措施
（1）合理安排施工用地，施工场地范围内的树木进行移植，保护施工场地和临时设施附近的植被。
（2）施工场地外围设置围墙，防止施工用料和建筑垃圾、废碴落入水体。
（3）施工废水必须经沉淀处理，达标后排放。施工废碴和建筑垃圾按设计和建设单位要求堆放和运至指定位置。杜绝随意排放和倾倒。
（4）施工场地和道路硬化处理，周边和两侧设排水沟，防止排水引起水土流失。
（5）施工现场生产区和生活区种植树木花草进行绿化，美化施工环境。