浅谈液压预应力混凝土管桩施工.doc

浅谈静压预应力混凝土管桩施工中铁九局第四工程有限公司 摘要：联系沈阳新加坡工业园三期可分割式标准厂房中静压高强预应力砼管桩基础的施工经验，从施工工艺、质量检测、注意事项几方面论述高强预应力混凝土管桩静压法施工的方法。关键词：预应力混凝土管桩,静压施工,施工工艺,注意事项,质量检测近年来，随着混凝土预应力管桩的逐步推广应用，与其他桩基础相比其优越性与施工快捷、方便、施工现场整洁文明，更合乎环保要求，检测方便。受到施工、建设单位的一致认可。在近些年的工程施工过程中，对混凝土管桩的施工工艺逐步认识并熟悉，总结施工和检测的工作经验，结合本工程的施工经验谈几点初步的认识。一、工程概况 沈阳新加坡工业园三期组团（B）工程位于沈阳浑南新区文溯街16号，地下室为框架剪力墙结构，主体为框架结构，地面以上四层，局部五层，基础形式为静压高强预应力砼管桩桩径为400，壁厚为90MM，砼C80，配筋AB型。以砾砂层为持力层，桩长大于等于12m且桩端进入持力层深度不小于2D，单桩竖向承载力特征值Ra为1500KN。二、静压桩的施工方法1、施工设备及原理（1）主要施工机械设备目前市场上所用的桩机有抱压式和顶压式两种，以抱压式为主，抱压式桩机最大吨位可达800T，通常在600T。a、对于静压桩机的机械性能要求。b、机身总重量加配重要求达到设计要求；桩机机架应坚固、稳定，并有足够刚度，沉桩时不产生颤动位移。c、夹具应有足够的刚度和硬度，夹片内的园弧与桩径应严格匹配，夹具在工作时，夹片内侧与桩周应完整贴合，呈面接触状态，且应保证对称向心施力，严防点接触和不均匀受力。d、压桩机行走要灵活，压桩机的底盘要能承受机械自重和配重的基本要求，底盘的面积要有足够大，满足地基承载力的要求。根据以上的要求，我们选用了YZY-750型静压桩机，该机最大压桩力可达750T，满足本工程压桩的需要。（2）静压桩机施工基本原理：机身通过油缸支持安装在大小步履上的小车上，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，管桩在沉入土层过程中，桩尖把土挤向周围，从而产生桩侧摩阻力与桩端端阻力。2、施工前准备（1）检查管桩外观质量及产品等级，检查管桩的标记是否清晰。（2）根据桩基础施土图绘制桩位编号。（3）分批或全部测定标出定标出场地上的桩位，其偏差不得大于20mm。（4）在桩身上划出以米为单位的长度标记，并按从下至上的顺序标明桩的长度，以便观察桩的入土深度及记录每米沉桩压力数。3、静压管桩的施工流程：测量定位桩机就位复核桩位吊桩插桩桩身对中调直静压沉桩接桩再静压沉桩送桩终止压桩桩质量检验切割桩头填充管桩内的砼。4、打桩顺序编排原则（1）根据桩的密集程度及桩基础与周围建（构）筑物的关系，进行确定施工顺序。（2）根据桩的入土深度，宜先长后短。（3）根据工地布桩的疏密程度，宜先密后疏。本工程单层建筑面积6600m2，共有预应力管桩862根，桩数多，施工范围大，将桩施工划分为4个区段进行，压桩在各段范围内分别进行。对多桩台，应避免自外向内或从周边向中心进行，采取从中心向外施压。5、操作工艺（1）压桩机就位时应对准桩位，启动平台支腿油缸校正平台处于水平状态。（2）启动门架支撑油缸，使门架作微倾15。，以便吊插预制桩。（3）起吊预制桩。先拴好吊装用的钢丝绳及索具，然后应用索具捆绑住桩上部约50cm处，启动机器起吊预制桩，使桩尖垂直对准桩位中心，缓慢放下插入土中，门架在桩顶扣好桩帽，可卸去索具。桩帽与桩周边应有5-l0cm的间隙，桩帽与桩顶之间应有相适应的衬垫，采用硬木板，其厚度为l0cm左右。管桩起吊就位插入地面后，应认真检查桩位及桩身垂直度偏差，桩位偏差不得大于20mn。（4）稳桩和压桩。当桩尖插入桩位，扣好桩帽后，微微启动压桩油缸，当桩入土至50cm时，再次校正桩的垂直度和平台的水平度，保证桩的纵横双向桩身垂直偏差不得超过0.5%。并宜先用长条水准尺和经纬仪等测量仪器校正。然后启动压桩油缸，把桩徐徐压下，控制施压速度，一般不宜超过2m/min。（5）接桩。标准节桩长度4m，采用焊接法接桩。焊接法接桩时预埋铁件表面应清洁，上下桩节间的缝隙应用铁垫片垫密焊牢，焊接时应采取措施对称施焊，以减少焊缝变形引起节点弯曲。接桩时，上下节桩段应保持顺直，错位偏差不宜大于2mm。焊缝应连续、饱满。接桩方法和要求按设计采用。接桩处的焊缝应自然冷却10-15min，对外露铁件刷防腐漆后，才压入土中。接桩在距地面1m左右进行。上下桩的中心线偏差不得大于10mm，节点弯曲矢量不得大于1桩长。（6）截桩。采取有效措施确保截桩后桩管的质量，截桩宜采用锯桩器。严禁采用大锤横向敲击截桩或强行扳拉截桩。（7）送桩。设计要求送桩时，送桩（工具）的中心线应与桩身吻合一致方能送桩，送桩深度一般不宜超过2m。（8）压桩应连续，同一根桩的中间间歇时间不宜超过半小时。（9）稳压。当压桩力己达到两倍设计荷载或桩端已到达持力层时，应随即进行稳压。本工程桩长小于15m，宜取略大于2倍设计荷载作为最后稳压力，并稳压不少于5次，每次1min。（10）压桩施工时，应由专人或开启自动记录设备作好施工记录，开始压桩时应记录桩每沉下lm油压表压力值，当下沉至设计标高或两倍于设计荷载时，应记录最后3次的稳压时的贯入度。三、施工中应注意的质量通病1、桩身断裂（1）现象：桩在沉入过程中，桩身突然倾斜错位，当桩尖处土质条件没有特殊变化而贯入度突然增大，施压油缸的油压显示突然下降引起机台抖动，这时可能是桩身断裂。（2）原因：a、桩制作时，桩身弯曲超过规定，桩尖偏离桩的纵轴线较大沉入过程中桩身发生倾斜或弯曲。b桩入土后，遇到大块坚硬的障碍物，把桩尖挤向一侧。c稳桩不垂直，压入地下一定深度后，再用走架方法校正，使桩身产生弯曲。d、两节桩或多节桩施工时，相接的两节桩不在同一轴线上，产生了曲折。（3）预防措施a、施工前应对桩位下的障碍物清理干净，必要时对每个桩位用钎探了解。对桩构件要进行检查，发现桩身弯曲超过规定（L/1000且20mm）或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用。b在稳桩过程中如发现桩不垂应及时纠正，桩压入一定深度发生严重倾斜时，不宜采用移架方法来校正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处应严格按照操作要求执行。c、桩在堆放、吊运过程中，应严格按照有关规定执行，发现桩开裂超过有关验收规定时不得使用。2、桩顶掉角（1）现象：在沉桩过程中，桩顶出现掉角。（2）原因：a、预制的砼配比不良，施工控制不严，振捣不密实等或养护时间短，养护措施不足b、桩顶面不平，桩顶平面与桩轴线不垂直、桩顶保护层过厚。c、桩顶与桩帽的接触面不平，桩沉入时不垂直，使桩顶面倾斜，造成桩顶面局部受集中应力而掉角。d、沉桩时，桩顶衬垫已损坏未及时更换。3）预防措施：a、桩制作时，要振倒密实，桩顶的加密箍筋要保证位置准确；桩成型后要严格加强养护。b、沉桩前应对桩构件进行检查，检查桩顶有无凹凸现象，桩顶面是否垂直于轴线，桩尖有否偏斜，对不符合规范要求的桩不宜使用，或经过修补等处理后才能使用。c、检查桩帽与桩的接触面是否平整，如不平整应进行处理才能施工。d、沉桩时稳桩要垂直，桩顶要有衬垫，如衬垫失效或不符合要求时要更换。3、沉桩达不到要求（1）现象：桩设计是以最终贯入度和最终桩长作为施工的最终控制。一般情况下，以最终贯入度控制为主，结合以最终桩长控制参数，有时沉桩达不到设计要求的最终控制要求。（2）原因分析a、勘探点不够或勘探资料粗，对工程地质情况不明，尤其是对持力层起伏标高不明，致使设计考虑持力层和选择桩长有误。b、勘探工作是以点带面，对局部硬夹层、软夹层不可能全部了解清楚，尤其在复杂的工程地质条件下，还有地下障碍物，如大块石头、砼块等。压桩施工遇到这种情况，就会达不到设计要求的控制标准。c、以新近代砂层为持力层时或穿越较厚的砂夹层，由于其结构的不稳定，同一层土的强度差异很大，桩沉入到该层时，进入持力层较深才能达到贯入度和容易穿越砂夹层，但群桩施工时，砂层越挤越密，最后会有沉不下的现象。（3）预防措施a详细查明工程地质情况，必要时应作补勘，正确选择持力层或标高。b、根据工程地质条件，合理地选择施工方法及压桩顺序。4、桩顶位移（1）现象：在沉桩过程中，相邻的桩产生横向位移和桩身上浮。（2）原因a桩入土后，遇到大块坚硬障碍物，把桩尖挤向一侧。b两节桩或多节桩施工时，相接的两桩不在同一轴线上，产生了曲折。c桩数较多，土饱和密实，桩间距较小，在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起，相邻的桩被浮起。d、在软土地基施工较密集的群桩时，由于沉桩引起的孔隙水压力把相邻的桩推向一侧或浮起。（3）预防措施a、施工前应对桩位下的障碍物清理干净，必要时对每个桩位用钎探了解，对桩构件要进行检查，发现桩身弯曲超过规定（L/1000且20mm）或桩尖不在桩纵轴线土的不宜使用。b在稳桩过程中，如发现桩不垂直应及时纠正，接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处应严格按照操作要求执行。f、采用井点降水、砂井和盲沟等降水或排水措施。d、沉桩期间不得开挖基坑，需要沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖，相隔时间应视具体地质情况、基坑开挖深度、面积、桩的密集程度及孔隙水压力消散情况来确实，一般宜两周左右。5、接桩处开裂（1）现象：接桩处经施工后，出现松脱开裂。（2）原因a、连接处表面没有清理干净，留有杂质、雨水、油迹等。b、采用焊接时，连接件不平，有较大的间隙，造成焊接不牢。c、焊接质量不好，焊接不连续、不饱满，焊缝中有夹渣等。d、采用硫磺胶泥接桩时，硫磺胶泥配比不合适，没有严格按操作规程熬制，温度控制不当等造成硫磺胶泥达不到设计强度。e、两节桩不在同一直线上，在接桩处产生曲折，压入桩时接桩处局部产生集中应力而破坏连接。（3）预防措施a、接桩前，对连接部位上的杂质、油污、水分等必须清理干净，保证连接部件清洁。b、检查连接部件是否牢固、平整和符合设计要求，如有问题，必须进行修正才能使用。c、接桩施，两节桩应在同一轴线上，焊接预埋件应平整服贴，焊缝应饱满连续。四、桩基础检测经过沈阳市岩土工程技术测试开发