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浅谈预应力砼管桩静压施工技术

时间:2015-07-20 11:58 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:邢生科等 点击次数:

    摘要:预应力高强混凝土管桩(简称PHC桩)施工工艺简单、软土地基处理效果好、单桩承载力高、质量可靠、单位造价便宜等诸多优点,是目前预制桩同类型基础中比较先进的一种基础类型,同时与诸如混凝土灌注桩等其它不同类别的基桩相比,其技术先进且质量稳定。

  关键词:预应力管桩;静压;地基处理

  1、工艺原理

  PHC管桩静压法沉桩工艺原理,在桩机就位后,利用适合吨位的吊车,吊起管桩进行喂桩,通过静压桩机中心的夹具对桩进行夹抱,调整垂直后进行施压。施压时,静压桩机机身通过油缸支持安装在大小步履上的小车,小车在大小步履轨道上由油缸控制运动,抱压桩时,借助自重及配重,以器缸液压互联动力系统方式通过夹头相交压力施加压桩力,管桩在自重及配重静压力作用下逐渐将桩压入地基土中,然后通过焊接将上下两节管桩连接实现接长,并通过送桩器将桩顶送到设计标高的一种成桩工艺。

  2、适用范围

  PHC静压管桩作为一种快速兴起的一种基桩形式,与锤击法沉桩方式相比尤其适应于软土地层中,适用于一般粘性土及回填土、淤泥和淤泥质土、粉(砂)性土、非自重湿陷性黄土质以及强风化(全风化)的岩层、坚硬的碎石土层和砂土层中;由于静压无噪音,在对环保要求较高的地区,特别是在城市和居民区的新建和改造工程施工尤其适用。

  3、静压高强度预应力混凝土管桩特点

  质量可靠、承载力高;施工速度快,投资回收周期短;施工污染少、安全环保,对周边影响小;适应性能好,应用较广泛;造价低、材料损耗小,经济效益高。

  4、施工工艺及操作要点

  4.1 PHC管桩静压法沉桩施工工艺流程

  4.2 施工操作要点

  4.2.1 测量定位放线

  认真复核设计图纸及设计院交桩点位,必要时将坐标控制点、水准控制点按标准设置要求布设在施工现场,然后依据设计图纸精确算出尺寸关系或各桩位坐标,对桩位进行精确测放。桩位放出后,在中心采用竹筷插入土中,端头系上红布条或点上白灰做好标识,然后画出桩外皮轮廓线的圆周,便于对位、插桩。

  4.2.2 桩机就位

  在对施工场地内的表层土质试压后,确保承载力满足静压机械施工及移动过程中不至于出现沉陷,对局部软土层可采用事先换填处理或采用整块钢板铺垫作业。桩机进场后,检查各部件及仪表是否灵敏有效,确保设备运转安全、正常后,按照打桩顺序,移动调整桩机对位、调平、调直。

  4.2.3 管桩的验收、堆放、吊运及插桩

  4.2.3.1 管桩的进场验收

  管桩进场后,应按照《先张法预应力砼管桩》(GB13476-1999)的国家标准或各地区的地方标准对管桩的外观、桩径、长度、壁厚、桩身弯曲度、桩端头板的平整度、桩身强度以及桩身上的材料标识等按规范进行验收,并审查产品合格证明文件,把好材料进场验收关。

  4.2.3.2 管桩的堆放

  现场管桩堆放场地应平整,采用软垫(木垫)按二点法做相应支垫,且支撑点大致在同一水平面上。当管桩在场地内堆放时,不宜超过4层;当在桩位附近准备施工时宜单层放置,且必须设支垫。管桩堆放要按照不同型号、规格分类堆放,以免调运施工过程中发生差错。

  4.2.3.3 管桩吊运及插桩

  单根管桩吊运时可采用两头勾吊法,竖起时可采用单点法。管桩起吊运输过程中应平稳轻放,以免受振动、冲撞。管桩吊起后,缓缓将桩一端送入桩帽中,待管桩放入桩机夹桩箱内扶正就位后,根据需要焊接开(闭)口型桩尖,然后将桩插入土中0.5m-1.0m的深度后,用两台经纬仪(在接近90度的夹角方向)双向控制桩的垂直度,条件不具备也可采用两个线锤进行垂直度控制。

  4.2.4 压桩

  压桩前,根据工程情况制定合理的压桩顺序,减少挤土效应,在每节单桩桩身上划出以米为单位的长度标记,以便观察桩的入土深度及记录对应压力值;在压桩开始阶段,压桩速度不能过快,应根据地质报告显示的土质情况选择压桩速度;在初期2-3m的压桩范围内应重点观察控制状身、机架垂直度,在压桩过程中需要经常观测桩身是否发生位移、偏移等情况并做好过程记录,并详细记录每入土1米时压力表的压力值;压桩前最好将地表下的障碍物探明并清除干净,以免桩身移位倾斜。

  4.2.5 接桩

  将首节管桩压至桩头距地面0.5-1.0m左右高度时停止压桩,开始进行接桩作业。接桩前将上下桩端头板用钢丝刷清除浮锈及泥污,然后下放桩身进行对桩。上下两节端头板对齐并初步调整垂直后,采用手工电弧焊在坡口周围点焊4-6点,然后再次进行垂直度的调整,若端头板间隙过大,应加塞铁片。如果有多节管桩,重复以上工序即可。

  4.2.6 送桩或截桩

  当桩顶设计标高较自然地面低时必须进行送桩。送桩时选用的送桩器的外形尺寸要与所压桩的外形尺寸相匹配,并且要有足够的强度和刚度。送桩时,送桩器的轴线要与桩身相吻合。送桩器上根据测定的局部地面标高,事先要标出送桩深度,通过伺候在现场的水准仪跟踪观测,准确地将送桩送至设计标高。同时送桩器上要标出最后1m的位置线,详细记录最终压力值。当管桩露出地面或未能送到设计桩顶标高时,需要截桩。截桩要求必须用专门的截桩器,严禁用大锤横向敲击、冲撞。

  5、质量标准及控制

  5.1 质量标准

  PHC静压管桩施工质量验收标准,《公路工程质量检验评定标准》(JTGF801-2004)、管桩预制施工的相关技术规程的规定。

  5.2 质量控制要点

  5.2.1 进场材料质量验收与控制

  施工前应对成品管桩做外观尺寸及外观质量验收,并查看合格证明文件及相关外加剂的含量证明,必要时索要管桩的抗弯、抗裂性能检验报告;接桩用焊条等应有产品合格证书并送样复检,压桩用压力表也应进行检查。

  5.2.2 场地土承载力要求

  场地要平整坚硬,在较软的场地中适当铺设道渣,不能使桩机在打桩过程中产生不均匀沉降。静压桩桩机对施工场地要求较高,必须对施工场地进行局部回填平整或铺垫整块钢板,采取必要的措施提高地基承载力,使其达到静压桩施工要求。

  5.2.3 桩位、垂直度及标高控制

  桩身垂直度应重点控制第一根桩身的垂直,从十字交叉的两个方向进行观测,及时发现偏差后,拔出管桩回填后重新施工,不得强行回扳校正,以免将桩扳裂以致断桩。桩身的不垂直沉入,偏心受力容易将桩体压碎裂而降低桩体的承载力。

  标高控制,通过正确引测到施工现场附近的水准控制点进行观测。将水准仪安放在离开桩机5m左右以外的位置,测定此时水准线下需要的送桩长度,并标记在送桩器上,送桩时,设专人进行观测,当送桩器上的刻度将与水准仪的水准线重合时,放慢压桩速度直至两线重合,并结合设计要求的稳定终压值停止压桩。

  5.2.4 桩尖及接桩焊接质量控制

  桩尖焊接时不能只点焊了事,需进行一周满焊。在设计需要桩尖的地层,如桩尖焊接不牢而发生脱落,会影响管桩穿透土层的能力。

  接桩焊接质量为管桩施工质量控制的一个重点环节。焊接前需清理干净端头板上的铁锈、泥污等,对称、分层焊接,减少焊接变形而引起的节点弯曲,并保证焊缝均匀饱满。焊接结束后,确保足够的冷却停歇时间,一般不应小于5min,然后在把桩头连接部分涂刷防腐沥青漆。

  5.2.5 沉桩到位率控制

  选择合适型号的压桩机械。根据正式工程桩施工前的试验桩资料、地质土层分布情况、桩端持力层土质情况选择合适的压桩力。

  缩短送桩时间。压桩作业在进入硬土层时,压桩时应控制施工停歇时间,避免由于停歇时间过程中土的磨阻力增大影响桩机施工,造成沉桩困难。

  6、小结

  高强砼预应力管桩质量可靠,单桩竖向承载力高等优点,值得大力推广应用。在施工方法方面,静压法有低噪声、无振动、无污染、施工速度很快,同时场地整洁、施工文明程度高等优点,施工时应优先考虑采用。本文提出的施工工艺与施工质量控制方法,可供参考。 


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