锚杆静压桩桩基逆做法施工方案的选用、施工及质量管理.pdf

广东科技2 0 0 6 . 1 1总第1 6 1期 4总 结 虽然我国检测涂料中游离t d i的标准方法规定使用气相 色谱法, 但就国际对t d i含量严格控制的趋势来看, 其分析方 法的改变也势在必行, 气相色谱-质谱联用分析t d i的广泛就 用将是必由之路。 参考文献 1 张敏, 雷兴红, 涂料中游离甲苯二异氰酸酯的气相色谱测定法, 环境 与键康杂志,2 0 0 3,2 0(6):3 6 4 - 3 6 5 2 染鸣、 姜晓黎、 蔡春平等、 衍生反应气相色谱法同时测定涂料中苯系 物和甲苯二异氰酸酯的方法研究 ,测验测疫科学,2 0 0 4,1 4(6); 1 7 - 2 0 3 李胜银, 聚氨酯醇酸的裂解色相色谱-质谱研究, 分析测试学报, 1 9 9 9,1 8(2);4 5 - 4 6。 4 陈楚良, 固相微萃取技术 j , 上海环境科学,1 9 9 7,1 6(4);3 9 5 陈珠灵, 张兰, 吴晓平等, 固相微萃取气相色谱技术用于涂料中苯系 物有害质物的快速测定, 福州大学学报,2 0 0 4,3 2(6);7 5 1 - 7 5 4 6 张伟亚, 李英, 刘丽甲苯二异氰酸酯的色相色谱-质谱分析, 分析测 试学报,2 0 0 1,2 0(4);6 2 - 6 4。 (作者单位: 华南理工大学化学科学学院) ! 序号机械名称型号单位数量备注 1压桩架套2 2液压千斤顶1 0 0 t台2 3经纬仪j6台1 4水准仪s3 -0 2 0台1 5水泵套2 6电焊机交直流台2 锚杆静压桩桩基逆做法施工方案的选用、 施工及质量管理 胡天华 锚杆静压桩是锚杆和静力压桩结合形成的一种桩基施工工艺。 施工时通过在基础 (或承台、 基础梁等) 上预埋锚杆作固定压桩架 之用, 借助锚杆的反力, 用千斤顶和配套的压桩架将预制的桩段从 基础中预留或开凿的压桩孔内逐段压入地基土中, 再将桩与基础连 结在一起, 从而起到承受上部荷载、 减少基础下面地基土上的部分压 力及控制沉降的目的, 对地基基础的加固亦能起到立竿见影的效果。 以下是笔者在锚杆静压桩桩基逆做法施工方案的选用和施工 管理方面中的一点体会与经历, 写出来与行家们探讨。 1工程概况及施工现场条件 上海某区中心医院位于人口稠密的旧城区, 院内急诊大楼改扩 建工程分为改建和扩建两部分, 改建部分始建于1 9 8 0年, 为4层砖 混结构, 改建内容为室内外装饰及部分机电设备的安装; 待扩建部 分为5层钢筋混凝土框架结构,待扩建的急诊楼底层平面呈长方 形, 东西长2 4 m, 南北宽约1 4 .3 8 m, 建筑面积约2 0 0 0 m2, 位于西侧 的扩建急诊楼与位于东侧的原有改建老急诊楼之间设一道1 5 0 mm 宽的沉降缝, 基于上海城区软土地基的特性, 扩建急诊楼采用控制沉 降的预制方桩桩基。 接受业主的委托, 上海某设计院对扩建急诊楼进行了施工图的 设 计 , 设 计 院 最 初 的 桩 基 础 设 计 方 案 为 : 每 节 桩 为 1 2 5 0 0 * 3 0 0 * 3 0 0 mm普通静压c 3 0预制方桩, 每根桩长2 5米, 总 桩数1 2 2根。 根据设计院的施工图纸, 结合施工现场的实际情况, 施工方发 现设计单位提出的设计方案根本无法实施, 原因如下: (1) 本扩建项目施工场地非常狭小, 进出的道路有几个9 0度 的弯道且道路最窄处宽度不到四米, 普通的静力压桩机无法进入施 工现场。即使进入现场也无法施工, 这是因为场地东侧新老楼之间 只有1 5 0 mm的沉降缝, 新楼东侧的最外一道轴线桩无论如何也没 有办法压下去;另外场地南侧距新急诊楼外墙1 .5 m左右的道路下 有院方正在使用的下水道, 该下水道埋深很浅很难承受得普通静力 压桩机的荷载;此外场地西侧距新急诊楼外墙0 .5 m左右处即为院 方正在使用的污水处理站;至于场地北侧距新急诊楼外墙1 .5 m左 右即为当地某新村的煤气调压站, 施工场地狭小得找不到十多米长 预制桩的堆置场所。所以无论从那个方面来讲, 普通的压桩施工根 本无法进行。 (2) 本项目的工期相当紧张, 此外夜间禁止施工, 地下管网及周 边道路与建筑物的防护工作相当复杂, 而且工作量很难预测, 施工方 必须合理安排施工进度, 确保总工期的实现。 最后经过数次研究讨论及结构计算, 设计院更改桩基设计方案, 采 用 锚 杆 静 压 桩 , 桩 数 仍 然 是1 2 2根 , 桩 段 规 格 : 2 5 0 0 * 2 5 0 * 2 5 0 mmc 3 0预制方桩, 每根桩长2 5 m, 全部采用角铁 焊接接桩。 2本工程主体结构施工逆做法的施工顺序 施工放线基坑土方开挖承台基础与基础梁的施工 (预留倒 锥形压桩孔及预埋锚杆)底层柱、 二层楼面梁板二层柱、 三层楼 面梁板三层柱、 四层楼面梁板四层柱、 五层楼面梁板 (开始锚杆 静压桩的施工)五层柱、 屋面梁板屋顶机房. 3本工程锚杆静压桩施工主要施工机具一览表 4锚杆静压桩施工工艺流程 清理压桩作业区基础预留压桩孔的拆模抽除基坑积水 (上 海城区地下水位较高)安装压桩架 (与锚杆用螺帽连接)桩段 运输手动葫芦吊桩入孔就位液压千斤顶压桩施工角铁焊接接 桩以桩长作为压桩控制标准压桩记录送桩拆移压桩架破 桩顶砼及清孔桩顶焊接抗拔钢筋锚杆加焊 “ 十” 字交叉钢筋 c 3 0微膨胀早强砼封桩孔及浇注桩头封顶梁验收基坑回填土。 压桩顺序为: 先压对角桩, 将房屋四角固定; 然后压框架柱下的 桩; 再压电梯井部位的桩; 最后压基础梁下的桩, 从老急诊楼附近自 东向西压桩推进,以尽量减少累计挤土侧压力对老急诊楼基础的影 响。 5本工程锚杆静压桩施工中的几点措施 5 .1施工场地周边原有建筑物的保护 在压桩施工过程中, 由于地基土被挤压, 势必对毗邻的建 (构) 筑物造成影响。本工程锚杆静压桩总计1 2 2根, 单根混凝土方量为 0 .2 5 m0 .2 5 m2 5 m= 1 .5 7 m3,如果1 2 2根桩同时压入地基土中, 摘要: 上海某区中心医院急诊楼扩建工程桩基采用锚杆静压桩逆做法施工工艺, 解决了施工场地狭小、 工期 紧张等问题, 通过实践检验及数据统计, 证明该工艺是成功的。 关键词: 逆做法方案选用; 施工管理; 质量控制; 业 界 建设行业专版 综合论述 1 1 1 广东科技2 0 0 6 . 1 1总第1 6 1期 势必将有1 2 2 1 .5 7 = 1 9 0 .6 m3的土方被排挤开 。而且, 本工程采 用逆做法施工, 土体上部已经被承台基础及基础梁等限制上拱, 土体 基本上只能发生水平移动, 所以必须采取有效措施, 尽量减小挤土对 周围环境造成的影响。 为了保证施工场地周边原有建筑物的结构安全和道路及地下 管网的完好, 施工单位采取了以下保护措施: (1) 合理安排压桩顺序。 尽量从老急诊楼那侧开始施工, 自东向 西压桩推进,以减少累计挤土作用力对老急诊楼的影响。 (2) 调整压桩施工进度。先快后慢, 在保证总体进度的情况下, 尽量放慢压桩速度 (特别是在压桩后期) ,平均控制在6至8根/ 天, 从而减小挤土作用力, 避免对周边建筑物造成破坏。 (3) 挤土强烈时, 在北侧设置了6只8 m深应力释放孔 (竖向 排水通道) , 将超孔隙水压力逐渐消散。 (4) 加强环境监测工作。 保证每天不少于一次的观测, 并做好记 录, 计算其沉降量和位移量。 5 .2防止压桩反力引起原有基础开裂的措施 锚杆静压桩就是利用锚杆的反力压桩。在压桩过程中锚杆承受 拉力有可能将基础拉裂, 即使压桩速度再慢, 也可能很难保证不开 裂, 这将给压桩施工带来了极大的难度及危险性。 根据多年的施工经 验及现场实际情况, 在基础施工时事先将压桩孔及锚杆预留到位, 并 且在压桩孔及锚杆周围的基础钢筋绑扎时就采取了附加钢筋的加 固措施,锚杆也采用了3 0爪式预埋螺栓,埋入混凝土深度达 4 5 0 mm之多。 倒锥形的压桩孔封桩且浇注封顶梁后, 桩顶与基础连 接的质量得到可靠的保证, 亦增加了基础的抗冲切力。 6本工程锚杆静压桩施工时的质量管理措施 (1) 压桩架安装时要保持垂直, 拧紧螺帽, 防止压桩架晃动。并 保持垂直桩吊入压桩孔后亦要保持垂直。 压桩时, 要使千斤顶与桩段 轴线保持垂直并在一条线上不得偏压。压桩时桩段垂直偏差小于 1 .5 %; 每沉桩一节后, 吊装上一段桩。 (2) 上下两节桩间应用垫铁塞实, 然后由两人进行对角分段焊 接。 焊接前要清除预埋件表面的污泥杂物, 焊缝应连续饱满。 焊接后 应冷却3 - 1 0分钟后才开始压桩。注意焊接用的钢板与角钢宜用低 碳钢, 焊条宜用e 4 3系列焊条。 压桩时桩顶应垫钢板或麻袋, 防止压 坏桩顶混凝土。 (3 ) 当 2台压桩架同在一个独立柱基础上压桩施工时, 要验算 压桩力的总和不得大于该基础及上部荷载的总重量, 为减少拖带下 沉, 严防发生基础上抬。 (4) 压桩施工要求一次到位, 严禁施工中途停顿, 以防止间歇时 间过长使压桩力骤增造成桩压不下去或把桩头压碎等质量事故。 (5) 封桩孔必须认真进行, 应打掉外露桩头, 清除桩孔内的泥水 杂物清洗孔壁, 桩顶焊接抗拔钢筋, 锚杆加焊 “ 十” 字交叉钢筋, 然后 浇筑c 3 0微膨胀早强混凝土封压桩孔及浇捣桩头封顶梁 (长 7 5 0 mm , 宽 4 5 0 mm , 高 2 5 0 mm) 使桩与基础承台结合成整体, 砼 浇水养护7 d以上。 (6) 做好现场压桩的施工记录, 包括质量检测纪录、 隐蔽验收纪 录等, 应做到无漏项, 验收手续符合要求等。 7本工程选用锚杆静压桩逆做法施工工艺工期效果 本工程为五层现浇钢筋混凝土框架结构,每层建筑面积约4 0 0 平方米, 底层层高4 .5 m, 其余四层层高均为3 .6 m, 屋顶机房3 .0 m, 因为施工场地极其狭小, 垂直运输机械无法配备, 钢筋、 模板等所有 材料均为人工垂直搬运, 而且夜间医院禁止施工等等, 施工单位克服 了种种不利因素, 精心组织, 包括压桩 (1 2 2根2 5米/根) 、 土方开 挖 ( 1 2 0 0余方) 、 五层 (六层机房) 全现浇钢筋混凝土结构施工, 结 构封顶工期刚好6 0天, 在如此条件下的施工速度应该来讲算快的。 8本工程单桩竖向静载荷试验及沉降量检测情况 8 .1单桩竖向静载荷试验 本工程锚杆静压桩完成后, 为确定单桩竖向承载力, 设计单位筛 选了三根桩委托施工单位进行现场快速复压实验, 作为确定本工程 单桩承载力设计值的效果检验。 检测方法: 根据本工程的情况, 采用锚杆作为反力装置, 装置由 压桩b z 6 3 - 8液压泵连接1 0 0吨油压千斤顶组成。 终止加载条件:达到设计要求最大复压加载量7 2 0 k n且稳定 为止, 或已达到桩身材料的极限强度以及试桩桩顶出现明显的破损 现象; 试验结果: 根据设计方要求复压试桩加压到规定值时, 得三根桩 测试结果如下所示: 其一, 复试压力7 7 0 k n; 其二, 复试压力7 2 3 k n; 其三, 复试压 力7 7 0 k n 由复压试验结果可得: 三条试桩的承载力均超过7 2 0 k n。 所以, 满足设计要求的竖向抗压极限承载力。 8 .2沉降量检测情况 除对桩的承载力进行检测外, 建筑物的沉降亦值得我们关注, 因 为沉降均匀与否、 沉降量是否正常直接影响到建筑物的正常使用。 为 取得较完整的沉降观测资料, 施工单位在浇筑基础时就安排了沉降 观测工作, 施工期观测根据工程进度确定, 频繁时每天都进行观测, 通过施工单位测量人员长期的精心观测及沉降观测数据统计结果 显示, 本工程采用锚杆静压桩逆做法施工工艺是成功的。 在压桩施工过程中, 由于挤土作用, 在桩四周一定范围内出现土 的重塑区, 土体的抗剪强度将明显降低, 故压桩初期建筑物的沉降较 明显。 但是, 这种现象只是一种暂时现象, 随着时间的推移, 超孔隙水 压力的逐渐消散, 基础下桩四周的土体将逐渐恢复固结密实, 土体的 强度也随之提高, 桩的侧摩阻力也将明显增大, 桩的承载力将有所提 高, 建筑物的沉降量也将日趋平缓。 9结束语 锚杆静压桩在工程实践中更多地做为一种加固技术应用于既 有建筑物基础的加固, 在新建工程中的使用则很少, 此外单就桩基施 工本身而言还缺乏系统经验, 而且人为的干扰因素较多, 这导致锚杆 静压桩更不容易被人理解, 特别是用于新建扩建工程。 上面讲的人为的干扰因素, 主要有两方面。第一方面, 桩基施工 就工艺本身来讲, 属于隐蔽施工项目, 质量检查较困难, 主要依赖于 施工人员的素质及施工企业的质量管理措施; 第二方面源于桩基的 检测方法, 目前理论上来讲都是在一定的假设计算模型基础上进行 参数测定和检验, 而且需要专业人员的经验分析和判读实测结果。 通过很多工程的实践, 锚杆静压桩适用的土类较为广泛, 而且施 工机具小巧灵活, 施工操作简单方便, 需要的施工作业面小, 可在室 内施工, 施工时无振动、 无噪音、 无污染, 施工时可以不停产、 不搬迁、 不停业。如新建的建筑工程需要采用桩基、 场地又极端有限、 工期紧 此时