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打( 沉) 入预应力管桩处理地基施工工艺

打入( 沉) 管桩是经过锤击或振动将预制好的混凝土桩打入所需的深度, 达到地基加固处理的目的。
1 工艺特点
沉桩作业循环
是
是
是
否
否
图1 预应力管桩施工工艺图
是
沉桩循环
测量放样
桩机就位
吊装对位
桩体纠偏
桩体接长
停止沉桩, 桩机移位
桩体制作
是
否
开 始
原地面处理
检验合格

沉入桩体
垂直度符合要求

深度符合要求
度符合要求

承载力符合要求

结 束
预应力打( 沉) 入管桩处理地基, 具有施工方便, 工期可控, 施工设备相对简单, 环境污染小等特点。
2 工艺范围
打入桩主要适用于地基持力层埋藏较深、 地下水位较高、 水流冲刷力较大以及软基上结构物水平荷载较大的地质中; 沉入桩主要适用于重流塑、 大厚度的淤泥以及砂土层和人工填土层中。
3 工艺原理
否
预应力打( 沉) 入管桩是将各种预制好的桩打( 沉) 入地基所需要达到的深度, 使上部结构的荷载穿过软土层传递到更坚硬、 更密实的土层或基岩上, 达到软基处理的目的。
4 施工工艺流程
见图1。
5 操作要点
5.1 前期准备
5.1.1进场道路
施工路段的运输便道与主要运输道路贯通, 以便施工机械的进出场及预应力管桩的到场。
5.1.2 施工用电
建立变( 配) 电站, 利永当地网电; 并可适当配备应急发电机组, 保证施工正常进行。
5.2 材料安排
预应力管桩采用”工厂化”生产或现场预制, 其质量应符合先张法预应力砼管桩标准, 而且其采用的规格和生产工艺应满足设计要求; 粗集料采用2～5cm卵石或碎石, 细集料选用干净的中、 粗砂, 混凝土坍落度为7～12cm。根据设计的桩长, 确定合理的管桩长度模数, 方便配桩。
5.2.1材料验收
1) 外型尺寸
(1)桩长允许偏差±0.4％。
(2)桩外经允许偏差+5mm, -4mm。
(3)壁厚允许偏差-5mm( 正偏差不限) 。
(4)桩身弯曲度: 桩长/1000。
(5)端头板对桩中心线的倾斜≤0.5％。
2) 钢件质量
(1)端头板端面平整、 无裂纹, 焊糟符合要求。
(2)预应力钢筋、 镦头无拉断, 镦头不准高出端板。
(3)桩头钢套箍圆滑、 无大凹陷, 凹陷深度≤10mm。
3)砼质量
(1)不允许有蜂窝, 麻面小于0.5％。
(2)不允许有环向及纵向裂缝, 微状的网状收缩除外。
(3)外壁不允许塌落, 内壁砼流塌深度≤15mm, 面积≤200cm。
(4)钢套箍内不得有空洞空隙
5.3 预应力管桩施工
5.3.1预应力管桩的堆放、 吊装、 运输
1) 现场堆放时, 应场地平整、 坚实, 不得产生过大或不均匀沉降, 而且堆放场地应具有排水设施; 根据现场地质情况确定堆放层数, 堆放层数不得超过七层, 层与层之间设置垫木, 垫木数量与支垫位置应与吊点位置一致, 且不少于2个并保持在同一水平面上, 各层垫木应上下对齐处于同一垂线上。管桩底层两面外侧挡以楔形挡木, 放滚放滑。
预应力管桩存放在打桩机附近时, 应单层放置, 并设支垫。
2)预应力管桩吊装采用两支点法, 两支点距离桩端0.2倍管桩长度绳索与桩身水平交角大于45度, 管桩在起吊、 装卸时必须平稳、 轻起轻放, 严禁抛掷、 碰撞、 滚落。
3)预应力管桩采用大型平板车运输到现场, 运输车辆底层设置垫木, 各层间设置垫木, 支点位置距桩两端均为0.2倍的管桩长度。注意支垫上下对齐, 运输时的堆放层次不超过三层, 并用钩绳、 钢缆对管桩支点附近进行封固, 防止滚动。
5.3.2 测量放样
为使桩位放样准确, 减少中间环节及受地形条件的影响, 预应力管桩施工采用桩位坐标点放样, 首先根据计算的坐标引出桩基轴线; 桩基轴线的定位点位置在不受打桩影响的地点, 并在施工过程中作系统的检查。
5.3.3 预应力管桩施工
5.3.3.1管桩施工场地应平整
坡度不宜大于1/100, 且应设置排水明沟或暗沟。施工场地应满足沉桩接地压力的要求, 当不能满足时, 铺垫宕碴层, 厚度控制在20～50cm, 用重型推土机压平进行处理。为保证桩架稳定, 采取铺设枕木, 局部地基较软处铺设道碴层后再设置垫木, 各层间设置垫木。
5.3.3.2打桩
施工顺序宜按照先长后短, 对称沉入的原则进行安排。沉桩方法有: 锤击沉桩、 振动沉桩、 静压沉桩等。
打桩设备按照沉桩轴线位置就位后, 机架必须平正、 稳固, 确保施工中不发生倾斜、 移动。每一根桩在沉入前在桩的一侧用油漆作长度标记, 以便于沉桩时显示沉桩的入土深度。桩、 锤、 桩帽和桩身控制在同一轴线上, 在机架上相互垂直两面上分别设置两个0.5Kg重的铅锤, 并划上垂直线, 以控制沉桩的垂直度。锤击沉桩时, 应视沉桩情况采用重锤轻击, 以使锤击的能量主要转化成为沉桩的入土能量, 避免轻锤重击时大量能量转化为破坏桩头的能量之现象。沉桩使用的锤重应根据所需要打入的桩的重量、 地基土的特性, 按照相关规范的规定和手册要求经过计算确定, 不可随意确定锤重, 特别是冲击部分的总量更是应该经过计算、 试沉桩后才能最后确定。 桩帽外圈内径比桩径大1～2厘米, 采用硬木或橡胶作为桩锤之间的弹性垫层, 施工过程中, 经常检查及时更换失去弹性的垫层材料。
采用打桩作业, 则必须在同一作业班内打入到规定标高, 注意判别桩的假极限情况, 若有假极限情况则应按照规范要求进行复打。还应补充振动沉桩、 静压沉桩的相关内容。

5.3.3.3接桩
根据图纸及技术规范要求, 沉桩采用焊接法接桩, 桩头距离地面1m左右, 可进行接桩, 现场接桩时, 焊接钢板表面应保持清洁, 接头处预埋钢板保证平整及垂直桩轴线, 并严禁出现假焊现象, 严格注意端部砼浇筑密实。接桩时桩的纵向弯曲失高不得大于桩段的0.1%, 上、 下节桩的中心偏差不得大于5mm; 沉桩过程中遇有较难穿透的土层时, 接桩宜在桩尖穿过该层土后进行。
5.3.3.4管桩与桩帽的连接
管桩打设完成后, 与桩帽连接之前, 采用吊绳放入管桩的内径孔中测量管桩的打设深度。对于沉入控制标高而不需要截桩的薄壁预应力混凝土管桩与桩帽连接可用桩帽连接筋与钢筋板圈焊接后, 将桩顶直接埋入桩帽内, 连接筋和桩顶埋入桩帽内深度, 应根据不同的工程情况, 遵照设计要求确定。
需要截桩的管桩与桩帽连接, 管桩截断后, 将垫块下入管内, 并把连接用钢筋插入桩内, 用与桩帽相同标号的混凝土浇筑。
5.4质量检验
1) 预应力管桩检查项目见表1。
表1 管桩检查项目
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法
1
桩距( mm)
±100
抽查桩数5%
2
竖直度( %)
≤1
抽查桩数5%
3
桩长( m)
不小于设计
吊绳量测, 成桩数5%
4
单桩承载力
不小于设计
承载力试验, 成桩数0.2%
5
桩帽高度
+20, -10
钢尺量测, 成桩数5%
6
桩帽长度和宽度( mm)
+30, -20
钢尺量测, 成桩数5%
7
桩帽位置( mm)
50
钢尺量测, 成桩数5%

6 主要机具设备
根据预应力管桩工程数量和地质条件, 进行成桩工艺性试验, 合理选择打( 沉) 桩设备型号和主要设备参数, 同时根据施工进度安排配备合适的设备数量, 具体见表2。
表2 设备配置表
设备名称
单 位
数 量
桩机
台
1
发电机
台
1
混凝土搅拌机
台
1
翻斗车
台
1
7 劳动力组织
见表3
表3 劳动力组织表
工 种
人 数
分 工
班组长
1
指挥现场各项工作
高级技工
1-2
技术把关
中级技工
2
技术负责
初级技工
5-6
技术操作
合 计
11

8 质量要求及控制要点
1) 施工前复核测量基线、 水准点及桩位。桩基轴线的定点位及施工区附近所设的水准点设置在不受桩基施工影响处。
2) 施工前必须进行成桩工艺性试验, 以确定沉桩设备参数和主要工艺参数是否符合设计要求。
3) 必须严格控制第一节桩的沉桩质量, 认真注视稳桩、 压锤时桩身变化情况, 发现有偏移或倾斜时, 应立即停止分析原因, 并采取校正措施。开始锤击时, 宜先用低能量、 低冲程或空锤锤击3～5击, 在确认桩身贯入方向无异常时, 方可进行连续锤击。
4) 送桩时, 送桩轴线应与桩轴线一致, 不得在晃动情况下进行锤击。沉桩过程中出现贯入度反常, 桩身位移, 倾斜或桩身、 桩顶破损, 应查明原因, 进行必要的处理后, 方可继续进行施工。沉桩中遇障碍或因地基原因, 致使桩位偏移或倾斜时, 不得强行纠偏, 应会同有关方面研究处理。桩顶和桩身不得出现裂缝, 如出现裂缝, 应根据情况研究处理, 必要时应采取补强措施。
5) 桩管下端与预制桩尖接触处, 应垫置缓冲, 止水材料。
6) 沉孔时, 如遇桩尖损坏或地下障碍物时, 应及时将桩管拔出, 待处理后, 方可连续施工。
7) 沉桩施工应力求连续施工。
9 安全环保措施
9.1 安全生产规程
1)工作时必须按规定佩戴安全帽、 电焊手套等安全防护工具, 从事高空作业的人员必须使用安全保护工具。
2)非施工人员未经许可不得擅自进入施工现场, 现场安全标识明显。
3) 施工人员必须服从安全管理员的领导, 未经许可不得擅自拆除设备上的安全防护装置, 非操作人员不得擅自操作机械设备。
4) 施工前对临近的建筑物采取有效的保护措施, 施工时应随时进行观测。
5) 机械司机在施工操作时, 必须听从指挥, 不得随意离开岗位; 应经常注意机械的运转情况, 发生异常立即检查处理, 操作手不得擅自把施工机械交由她人操作。。
6) 管桩在起吊和搬运时, 必须做到吊点符合施工图要求, 当施工图没有提出吊点要求时, 当桩长在16米内, 可用一个吊点起吊, 吊点位置在桩端至少0.29桩长处; 桩长在16米以上时, 需设两点吊, 吊点在桩距离两端头0.21桩长处; 桩长大于25米时, 应另设吊点位置。
7) 管桩堆放时, 垫木与吊点的位置应相同, 并保持在同一平面内。
9.2 环保措施
1) 在施工期间应始终保持工地的良好排水状态, 要设置临时排水沟。施工表面应有横坡, 保证路基无积水。
2) 建立废旧物品回收、 保留和处理制度, 施工过程中的废弃物, 要在工程完工时即时清除干净。
3) 施工期间, 施工物料应堆放整齐。
4) 施工机械要防止严重漏油, 机械在运转中产生的油污水与维修施工机械时的油污水, 及时回收, 集中处理。
5) 尽量控制机械作业所产生的噪音、 废气等的污染。夜间作业在靠近民居处, 尽量不安排有噪音、 振动的工序施工, 避免噪音、 振动干扰居民。