岳阳水泥管桩施工方案.doc

岳阳水泥管桩施工方案
一、工程概况
1.1 工程地质条件
本工程位于岳阳市城区，场地地形地貌为洞庭湖冲积平原东缘，属中部丘岗区向西部平原区过渡地带。场地地面标高介于47.83～55.90m之间，地势东高西低，自然坡度约2°～5°。根据地质勘察资料，场地土层分布自上而下依次为：
· ①素填土：厚0.5～1.2m，松散结构，主要由黏性土夹杂少量建筑垃圾组成
· ②粉质黏土：厚1.5～3.0m，含铁锰结核，呈可塑状态，承载力特征值120kPa
· ③圆砾层：厚2.0～4.5m，粒径2～50mm，充填物为中粗砂，密实度中等，承载力特征值250kPa
· ④强风化泥质粉砂岩：揭露厚度5.0～8.0m，岩体破碎，呈砂土状，承载力特征值300kPa
地下水位埋深0.60～7.50m，年变化幅度约2.0m，地下水类型以第四系松散岩类孔隙潜水为主，主要赋存于③圆砾层中，水量丰富，渗透系数15～25m/d。场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组。
1.2 工程设计概况
本工程采用预应力高强度混凝土管桩（PHC管桩）作为基础形式，桩径主要为Φ500mm和Φ600mm两种规格，桩长20～28m，单桩竖向承载力特征值分别为1800kN和2400kN。总桩数为586根，桩顶设计标高为-2.50m～-4.80m，桩端进入④强风化泥质粉砂岩不少于1.5m
管桩混凝土强度等级为C80，桩身抗裂弯矩不小于220kN·m，桩端采用十字型桩尖。桩位布置采用行列式排列，桩中心距为1.5～2.5m，根据地质条件和桩长不同，采用静压法沉桩施工工艺。
二、施工准备
2.1 技术准备
1. 图纸会审与设计交底：组织技术人员熟悉施工图纸，参加图纸会审，明确设计意图和技术要求。重点审查桩位布置、桩长、桩径、单桩承载力等设计参数，对地质勘察报告中的土层分布、地下水位、岩土性质等进行详细分析。
2. 施工方案编制：根据工程特点和地质条件，编制详细的施工方案，明确施工流程、质量标准、安全措施和应急预案。方案应包括沉桩顺序、桩机选型、接桩工艺、质量控制标准等内容，并经监理单位审批后实施。
3. 技术交底：施工前，项目技术负责人向施工班组进行全面技术交底，内容包括桩位编号、桩长、沉桩控制标准、接桩要求、质量检验方法及安全注意事项等。交底应有书面记录，并由交底人和被交底人签字确认。
4. 测量控制网建立：根据业主提供的测量控制点，建立施工现场测量控制网，包括平面控制网和高程控制网。平面控制网采用全站仪按二级导线精度建立，高程控制网采用水准仪按三等水准精度建立。控制桩应设置在不受施工影响的位置，并做好保护措施。
2.2 现场准备
1. 场地平整与处理：清除场地内的障碍物、杂草和建筑垃圾，平整场地，坡度控制在2%以内。对软弱地基区域，采用级配砂石换填处理，换填厚度500mm，压实系数不小于0.93。场地四周设置排水沟，沟宽300mm，深400mm，确保排水畅通。
2. 桩位放线与复核：根据设计图纸和测量控制网，采用全站仪精确测放桩位。桩位偏差应控制在±10mm以内，并用木桩或钢筋头标记，桩位周围撒白灰线。全部桩位放完后，由监理工程师进行复核，确认无误后方可施工。
3. 地下管线探查：施工前，向相关部门查询场地内地下管线分布情况，采用人工探坑和管线探测仪相结合的方法进行探查。对探明的地下管线，设置明显标志，并采取保护措施。距离桩位3m范围内的地下管线，应采取加固或迁移措施。
4. 临时设施搭设：在场地北侧搭设办公室、宿舍、材料仓库和水泥浆搅拌站。临时设施采用集装箱式活动房，搭设位置远离施工区域，并符合消防安全要求。场地内设置洗车平台，配备高压水枪，防止车辆带泥出场。
2.3 材料准备
1. 管桩进场验收：管桩进场时，应检查产品合格证、出厂检验报告和混凝土强度报告。管桩外观质量应符合下列要求：
o 桩身表面不得有裂缝、蜂窝、麻面和露筋
o 桩端板平整，无变形、破损和锈蚀
o 桩身弯曲度不大于1/1000
o 桩长偏差±50mm，桩径偏差±5mm
2. 管桩堆放：管桩堆放场地应平整坚实，铺设200mm厚碎石垫层，并设置排水坡度。管桩按不同规格、长度分别堆放，采用两点支垫，垫木位于距桩端0.21L（L为桩长）处。Φ500mm管桩堆放层数不超过5层，Φ600mm管桩堆放层数不超过4层，层间垫木应上下对齐。
3. 其他材料准备：接桩用焊条采用E4303型，直径3.2mm和4.0mm两种规格，应有产品合格证和烘焙记录。送桩器采用钢制圆筒结构，长度2.5m，直径比桩径小20mm，一端装有弹性垫层。
2.4 机械设备准备
1. 主要施工机械：根据地质条件和桩长，选用YZY-600型静压桩机2台，桩机最大压桩力6000kN，行走方式为步履式，配备25t汽车吊1台用于吊桩。桩机应配备压力表、垂直度监测仪和自动记录装置。
2. 辅助设备：包括电焊机4台、氧割设备2套、全站仪1台、水准仪2台、测绳、线坠等测量工具。所有设备进场前应进行检查和调试，确保性能良好，符合施工要求。
3. 排水设备：根据地下水位情况，准备轻型井点降水设备2套，潜水泵6台，用于降低地下水位和排除场地积水。井点管采用Φ50mm钢管，长度6m，间距1.5m，总管采用Φ100mm钢管。
三、主要施工方法
3.1 施工流程
测量放线→桩机就位→吊桩喂桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→继续沉桩→送桩→终压→桩机移位→截桩→桩头处理
3.2 测量放线
1. 根据施工控制网，用全站仪测放各轴线控制点，然后根据轴线控制点测放桩位。桩位采用Φ16mm钢筋头标记，长度300mm，打入地下200mm，桩位周围撒白灰线标识。
2. 桩位放线完成后，应进行复核，复核内容包括桩位间距、对角线距离等。复核允许偏差：群桩≤20mm，单排桩≤10mm。
3. 在桩机就位前，应对桩位进行二次复核，确保桩位准确。施工过程中，应定期对桩位进行复测，防止因挤土效应导致桩位偏移。
3.3 沉桩施工
1. 桩机就位：桩机行驶至桩位处，调整桩机支腿，使桩机平台保持水平，桩架垂直。采用线坠或经纬仪检查桩架垂直度，确保垂直度偏差不大于0.5%。
2. 吊桩喂桩：采用两点起吊法吊桩，吊点位置距桩端0.21L处。起吊时应平稳，避免碰撞桩身。将桩缓缓放入桩架内，使桩尖对准桩位标记，桩身保持垂直。
3. 桩身对中调直：在桩身两侧各放置一台经纬仪，成90°角对桩身垂直度进行观测。调整桩机，使桩身垂直度偏差不大于0.5%。在桩入土500mm后，再次检查垂直度，确认无误后方可继续沉桩。
4. 静压沉桩：启动压桩油缸，开始压桩。压桩过程中，应保持连续均匀施压，压桩速度控制在1～2m/min。在压桩过程中，应随时监测桩身垂直度和压力值变化，做好施工记录。
5. 接桩：当桩顶距离地面500～800mm时，停止压桩，进行接桩。接桩采用焊接法，具体步骤如下：
o 桩端清理：用钢丝刷清除上下桩端板表面的铁锈、油污和泥土等杂物。
o 定位对中：将上节桩吊入桩架，使上下桩端板对齐，中心偏差不大于2mm。用导向箍固定上下桩节，确保桩身垂直度。
o 焊接固定：在桩端板圆周上对称点焊4～6点，每点焊缝长度不小于20mm，将上下桩节固定。
o 分层焊接：由两名焊工对称施焊，采用分层焊接，每层焊缝厚度不小于6mm，焊接层数不少于2层。内层焊渣必须清理干净后方可施焊外层。焊缝应连续饱满，无夹渣、气孔和裂缝等缺陷。
o 冷却时间：焊接完成后，应自然冷却不少于8min，严禁用水冷却或焊后立即沉桩。
6. 送桩：当桩顶接近地面需要送桩时，安装送桩器。送桩器中心线应与桩身中心线一致，送桩器与桩顶之间放置弹性垫层。送桩过程中，应监测桩身垂直度和送桩深度，确保桩顶标高符合设计要求。
7. 终压控制：采用双控标准控制终压，以桩长控制为主，终压力控制为辅。当桩端进入持力层后，稳压3次，每次稳压时间10～15s，终压力值不小于2倍单桩承载力特征值。终压时应做好压力值和桩长记录。
3.4 沉桩顺序
根据场地地质条件和桩位布置情况，采用分区段施工，沉桩顺序遵循以下原则：
1. 从中间向四周进行，先施工场地中心区域桩，后施工周边区域桩。
2. 先施工长桩，后施工短桩；先施工大直径桩，后施工小直径桩。
3. 相邻桩间距小于3.5倍桩径时，采用跳打施工，跳打间隔不少于4根桩。
4. 每天施工结束后，应预留一定数量的桩位不施工，作为应力释放孔，减少挤土效应。
3.5 截桩与桩头处理
1. 截桩：当桩顶标高高于设计标高时，应进行截桩处理。截桩采用专用截桩器，严禁使用大锤硬砸。截桩前，应在桩身上标出截桩位置，确保截桩后桩顶标高符合设计要求。
2. 桩头处理：截桩完成后，应清理桩顶杂物，凿除桩顶疏松混凝土。在桩顶嵌入10mm厚钢板，钢板直径比桩径小100mm，钢板中心预留Φ100mm孔洞，用于灌注混凝土。桩头钢筋采用Φ16mm螺纹钢，长度500mm，沿桩周均匀布置8根，与桩端板焊接连接。
3. 桩顶填芯：桩顶采用C30微膨胀混凝土填芯，填芯深度1200mm。混凝土应振捣密实，表面抹平。填芯前，应清理桩孔内杂物和积水，确保混凝土与桩身结合紧密。
3.6 特殊地质条件处理
1. 砂层处理：当桩穿越③圆砾层时，可能出现压桩困难或桩身倾斜此时应放慢压桩速度，控制压桩力不超过桩身允许压力。如遇孤石或障碍物，应停止压桩，采用洛阳铲探明情况，清除障碍物后再继续施工。
2. 地下水处理：对地下水位较高的区域，采用轻型井点降水，降低地下水位至桩顶以下1.0m。降水应在施工前3天开始，确保降水效果。降水过程中，应监测地下水位变化，防止降水过度影响周边环境。
3. 挤土效应处理：施工过程中，应定期监测桩位偏移和地面隆起情况。当桩位偏移超过50mm或地面隆起超过30mm时，应采取以下措施：
o 放慢施工速度，延长相邻桩施工间隔时间
o 在桩群外围设置应力释放孔，孔径Φ150mm，深度10m，间距3m
o 对已偏移的桩位，应及时调整后续桩位，确保桩群整体布置符合设计要求
四、质量控制
4.1 原材料质量控制
1. 管桩进场检验：管桩进场时，必须具有出厂合格证和质量检验报告。应对管桩外观质量、尺寸偏差进行检查，不合格的管桩不得使用。管桩应按批进行检验，每批不超过500根。
2. 钢材检验：接桩用焊条应有产品合格证，并按规定进行烘焙。烘焙温度为350～400℃，烘焙时间1～2小时，烘干后放入保温筒内备用。
3. 混凝土检验：填芯用混凝土采用C30微膨胀混凝土，其配合比应经试验确定。混凝土进场时，应检查其坍落度、和易性等性能，并按规定留置试块，每50m³留置一组试块。
4.2 施工过程质量控制
1. 桩位偏差控制桩位放线后应进行复核，施工过程中应定期复测。桩位允许偏差：
o 群桩基础：≤100mm
o 单排桩基础：≤50mm
o 桩垂直度偏差：≤0.5%
2. 沉桩控制：
o 桩长控制：桩端进入持力层深度应符合设计要求，允许偏差±500mm
o 压力控制：终压力值应符合设计要求，允许偏差±5%
o 桩顶标高：允许偏差-50mm～+100mm
3. 接桩质量控制：
o 上下桩节中心线偏差：≤2mm
o 焊缝高度：≥6mm
o 焊缝宽度：≥12mm
o 焊缝外观：无夹渣、气孔、裂缝等缺陷
4. 施工记录：认真做好施工记录，内容包括桩号、桩长、压桩力、桩顶标高、垂直度、接桩质量等记录应及时、准确、完整，并有施工人员和监理工程师签字确认。
4.3 质量检验
1. 桩身完整性检验：采用低应变反射波法对桩身完整性进行检验，检验数量不少于总桩数的20%，且不少于10根。对地质条件复杂、施工中出现异常情况的桩，应增加检验数量。
2. 单桩承载力检验：采用静载试验对单桩竖向抗压承载力进行检验，检验数量为总桩数的1%，且不少于3根。试验加载方式采用慢速维持荷载法，加载至破坏荷载，确定单桩极限承载力。
3. 竣工验收：工程完工后，应进行竣工验收。验收内容包括桩位偏差、桩顶标高、桩身完整性、单桩承载力等。验收合格后，应出具竣工验收报告，作为工程验收的依据。
五、安全措施
5.1 安全教育与培训
1. 施工前，对所有施工人员进行安全教育培训，内容包括安全操作规程、安全技术措施、应急预案等。特种作业人员必须持证上岗，严禁无证操作。
2. 每周召开一次安全例会，总结安全工作，分析安全隐患，制定整改措施。每天班前进行安全技术交底，明确当天施工中的安全注意事项。
5.2 施工现场安全防护
1. 桩机作业安全：
o 桩机行走时，应清理场地障碍物，平整场地，确保桩机平稳行驶。
o 桩机作业时，桩架周围5m范围内严禁站人，非作业人员不得进入施工现场。
o 桩机操作人员应严格按照操作规程操作，严禁违章作业。
2. 吊装作业安全：
o 吊桩时，应检查吊具、钢丝绳是否完好，吊点位置是否正确。
o 起吊时，应先试吊，确认无误后方可正式起吊。起吊过程中，桩下严禁站人。
o 大风天气（风力超过6级）应停止吊装作业，将桩放下，确保桩机稳定。
3. 用电安全：
o 施工现场临时用电应符合《施工现场临时用电安全技术规范》要求，采用TN-S接零保护系统。
o 配电箱应设置漏电保护器，实行"一机一闸一漏"制。配电箱应防雨、防尘，严禁乱接乱拉电线。
4. 防火安全：
o 施工现场应配备足够的消防器材，每50m²配备2具4kg干粉灭火器。
o 焊接作业时，应清理周围易燃物，设置接火斗，配备灭火器材。
o 易燃材料仓库应单独设置，远离施工现场，严禁烟火。

5.3 应急预案
1. 触电事故应急预案：
o 立即切断电源，或用干燥木棒、竹竿等绝缘物使触电者脱离电源。
o 将触电者移至通风干燥处，解开衣领，检查呼吸心跳。如呼吸心跳停止，立即进行心肺复苏。
o 拨打120急救电话，送医院救治。
2. 桩机倾覆应急预案：
o 立即停止施工，疏散周围人员，设置警戒线。
o 分析倾覆原因，制定抢险方案。必要时，调用吊车进行救援。
o 检查桩机损坏情况，修复后方可继续使用。
3. 火灾事故应急预案：
o 立即组织人员扑救，使用现场消防器材控制火势。
o 拨打119报警电话，通知消防部门。
o 疏散人员和物资，确保人员安全。
5.4 安全检查
1. 每天进行一次安全巡查，检查内容包括施工现场安全防护、机械设备安全、用电安全等。发现安全隐患，立即整改。
2. 每周进行一次安全大检查，由项目经理组织，各部门负责人参加。对检查中发现的问题，下发整改通知书，限期整改。
3. 每月进行一次安全考核，将安全工作纳入绩效考核，奖惩分明，提高全员安全意识。
六、环境保护措施
6.1 噪声控制
1. 合理安排施工时间，避免夜间施工。确需夜间施工时，应办理夜间施工许可证，并采取降噪措施，确保施工噪声符合国家标准。
2. 选用低噪声机械设备，对高噪声设备采取减振、隔声措施。如在桩机底座设置减振垫，在施工区域设置隔声屏障等。
3. 加强机械设备维护保养，确保设备正常运转，减少因设备故障产生的噪声。
6.2 扬尘控制
1. 施工现场主要道路采用混凝土硬化，道路宽度不小于4m，厚度不小于200mm。道路两侧设置排水沟，确保排水畅通。
2. 对裸露场地和材料堆场进行覆盖，采用密目网或防尘布覆盖，覆盖率达到100%。
3. 施工现场出入口设置洗车平台，配备高压水枪和沉淀池。车辆出场前必须冲洗干净，严禁带泥出场。
4. 施工现场设置洒水车，每天洒水不少于3次，保持场地湿润，减少扬尘。
6.3 废水处理
1. 施工现场设置沉淀池，对施工废水进行处理。沉淀池采用三级沉淀，池体尺寸为3m×2m×1.5m，废水经处理后回用或排放。
2. 生活污水经化粪池处理后，排入市政污水管网。严禁将生活污水直接排入河道或农田。
3. 对地下水位较高的区域，采用井点降水时，应设置回灌系统，防止地下水过度下降，影响周边环境。
6.4 固体废弃物处理
1. 施工现场设置分类垃圾桶，对生活垃圾和建筑垃圾进行分类收集。生活垃圾由环卫部门定期清运，建筑垃圾运至指定消纳场处理。
2. 施工过程中产生的废焊条、废机油等危险废弃物，应单独存放，交由有资质的单位处理。
3. 合理利用建筑材料，减少废弃物产生。对可回收利用的废弃物，应进行回收利用，降低资源消耗。
七、施工进度计划与保证措施
7.1 施工进度计划
本工程总工期为60天，具体进度计划如下：
· 施工准备阶段：7天（包括场地平整、测量放线、设备进场等）
· 管桩施工阶段：45天（平均每天施工13根桩，2台桩机同时作业）
· 桩头处理阶段：5天
· 验收阶段：3天
7.2 进度保证措施
1. 组织保证：成立项目经理为首的进度管理小组，明确各部门职责，确保各项工作有序进行。实行周进度计划考核制度，对未完成计划的，及时分析原因，制定整改措施。
2. 资源保证：配备足够的施工机械设备和人员，确保施工连续进行。管桩材料应提前进场，保证现场有足够的库存量，避免因材料短缺影响施工进度。
3. 技术保证：优化施工方案，合理安排施工顺序，减少工序搭接时间。采用先进的施工技术和设备，提高施工效率。加强技术交底，确保施工人员熟悉施工工艺，减少施工失误。
4. 资金保证：合理安排资金使用计划，确保工程款及时到位。设立专项资金，用于应对突发事件，保证施工顺利进行。
5. 协调配合：加强与监理单位、设计单位、业主的沟通协调，及时解决施工中出现的问题。与周边社区保持良好关系，减少施工干扰。
八、结论与建议
本工程采用静压法施工PHC管桩，具有施工速度快、质量可靠、对环境影响小等优点。通过合理的施工组织、严格的质量控制和安全管理，能够确保工程顺利完成。针对岳阳地区的地质条件，提出以下建议：
1. 施工前应详细了解场地地质条件，特别是地下障碍物和管线分布情况，制定相应的处理措施。
2. 沉桩过程中，应密切关注挤土效应，采取跳打、设置应力释放孔等措施，减少对周边环境的影响。
3. 对地质条件复杂的区域，应加强施工监测，及时调整施工参数，确保施工质量和安全。
4. 加强与设计单位的沟通，根据现场地质情况，及时调整桩长和桩型，优化设计方案。
通过以上措施的落实，能够确保岳阳水泥管桩工程的施工质量和安全，为后续工程建设奠定坚实的基础。