浅谈高速公路预应力管桩施工质量控制与管理2.doc

浅谈高速公路预应力管桩施工质量控制与管理余正江中交二公局五公司（西安）陕西省西安市710000摘要：由于我国社会经济的发展，从而也带动了交通运输的发展，高速公路作为交通运输系统的一部分，也得到了快速发展与进步。施工质量控制和管理是工程建立的主要内容。高速公路的发展能够带动社会经济的发展进程，因此高速公路软基的施工质量与管理受到广泛的关注与重视，由于现阶段我国的高速公路正在逐步发展中，其中存在着许多不足，所以必须要结合自身情况分析高速公路路基施工。鉴于此，本文以信茂公路项目软基预应力管桩施工为实例，分析和探讨预应力管桩施工质量控制关键点与施工管理要点。关键词：高速公路 软基处理 预应力管桩 质量控制1 工程概括1.1 工程概况本项目为包茂公路，是包头至茂名国家高速公路广东省内路段，是国际高度公路网的第7条纵线，是连接我国华北、西北、西南的纵向大通道，起于包头，经西安、安康、重庆、桂林、梧州等主要城市，终于茂名，是我国广西及内陆省份的重要出海通道之一，也是广东省高速公路网布局规划中的“九纵”之一。本项目预应力管桩主要布置在K33+300K33+445段软基处理，处治范围共计9118，该段填土高度22.5m，平均处治宽度62.9m。1.2 项目区域地质情况该地段地貌单元为低缓丘陵夹山间洼地，间有河流谷地，丘陵地形多呈波状起伏，山坡坡度一般为2535；但部分山体坡度较陡，局部见小型崩塌发育。第四系松散层由坡积层和河流谷地及山间洼地冲积层组成，第四系松散沉积物多为粉质粘土、细砂、中砂、砾石，沉积厚度约29m，软土零星分布，厚度薄；基地为寒武系混合岩及风化层组成，地质构造发育，裂隙、片理发育，岩石风化强烈，风化层较厚，岩石破碎，中-微风化岩面起伏变化较大。2 预应力管桩类型2.1 预应力管桩种类介绍预应力管桩分为后张法预应力管桩和先张发预应力管桩，按混凝土强度等级和壁厚分为预应力混凝土管桩（PC管桩）、预应力混凝土薄壁管桩（PTC管桩）和预应力高强混凝土管桩（PHC管桩）。PC桩的混凝土强度不得低于C50砼，PTC管桩强度等级不得低于C60，PHC管桩的混凝土强度等级不得低于C80。PC桩和PTC桩一般采用常压蒸汽养护，一般要经过28天才能施打。而PHC桩，脱模后要进入高压釜蒸养，经10个大气压、180度左右的蒸压养护，混凝土强度等级达C80从成型到使用的最短时间只需三、四天。按桩身混凝土有效预压应力值分：A型、AB型、B型、C型按混凝土强度等级分：预应力混凝土管桩 （代号PC）、预应力高强度混凝土管桩 （代号PHC）按外径（mm）分：300、400、500、600、700、800、1000、1200等规格本项目预应力管桩采用PHC40-A型，管桩间距2.0m，共2336根。2.2 预应力管桩布置布桩时，管桩的数量、布置形式及间距必须严格按设计要求。本项目预应力管桩布置根据实际地形，综合考虑该范围内的盖板涵位置，盖板涵范围内采用加密布置，间距1.8m，然后依次向间距2.0m布置。打设时严格遵循从路基中心向外推进施工，严禁四周转向内或外侧向路基中心推进施工。3 预应力管桩材料控制要点长度控制要点 当设计桩长不超过12m时，要求到场桩桩长不小于设计桩长，严禁接桩； 当设计桩长超过12m时，要求每根桩接头不超过1个，具体根据现场需要配置购买桩长，现场施工时应先施打短桩，然后再接长桩，将接头打入较好土层，防止在接头设置在软土中，在上部荷载作用下，易在接桩处出现短桩，在施工前应做好配桩的方案，按照配桩方案进桩。存放控制要点 堆放场地必须平整坚实，堆放层数不超过4层。 堆放管桩的支撑垫木位置，当两点支撑时，应设在距两端0.21倍桩长处；当3点支撑时，应设在距两端0.15倍桩长及中点处。 每层垫木必须保持在同一水平面上，各层垫木应在同一垂直线上。装运控制要点 起吊时管桩的吊点位置和混凝土强度应符合设计要求。 应平稳提升使各吊点同时受力，一个吊点吊装时，吊点应设在距桩上端0.3倍桩长处，在起吊中应用钢丝绳捆绑并控制桩的下端。 桩在起吊、搬运和堆码时，应防止冲撞和产生附加弯矩。4 预应力管桩施工控制施工前需前进行试桩，试桩数量以46根为宜。通过试桩确定了施打顺序和桩距能否保证桩身质量；选择的施工机具、设备、施工工艺是否满足设计要求；新打桩是否对已打桩造成影响；验证设计参数及处理效果；而后方可进行正式施工。通过试桩，本项目确定的施工工艺及各项指标均满足设计及规范要求，且得到实际单桩施工时间为15分钟左右，为后续施工提供了珍贵的经验。根据监理核验后的管桩布置图进行桩位放样。桩机就位前，应对桩位处的地基进行加固，保证桩机稳定，防止断桩。就位时，应先将桩机导轨调正，使之垂直，然后再移动桩机至桩位。预应力管桩在吊放过程中应轻提缓放，桩头处宜设置桩靴。当桩尖（靴）被打入设计持力层一定深度时，施工人员即可考虑终止锤击。由于过早停打，则桩的承载能力达不到设计要求；过迟收锤，桩身，桩头可能被打坏。在收锤之前，施工人员一般需获得桩身最后十击贯入度及最后1m沉桩锤击数等各种沉桩信息，具体手锤标准为D62柴油锤按照15cm/10击；D4550柴油锤按照10cm/10击。本项目采用D50柴油锤，故收锤标准按照10cm/10击控制。4.1 锤击控制要点 预制桩在吊放过程中应轻提缓放，桩头处宜设置桩靴。对桩位、垂直度等检查合格后可开始沉桩，遇阻时不得强行沉桩，应及时停止，待查明原因进行相应处理后再行沉桩。 锤击沉桩时应设置桩帽，桩帽应有足够的强度、刚性和耐打性，桩帽宜做成圆筒型，套桩头用的筒体深度宜取350400mm，内径应比管桩外径大2030mm。 桩帽与桩头之间应设置弹性衬垫，衬垫可采用胶合板等材料制作，衬垫厚度应均匀且经锤击压实后的厚度不宜小于120mm；在打桩期间应经常检查，如有损坏应及时更换或补充。 桩帽和桩锤之间应采用竖纹硬木或盘圆层叠的钢丝绳作“锤垫”，其厚度宜取150200mm。 锤击沉桩时，开始宜起锤空打（不燃烧燃料）轻压，静压成桩时开始也应缓慢压入，待观测到桩身、桩架、桩锤等垂直一致后，方可转入正常施打。开始落距应小，待入土达一定深度且桩稳定后，再将落距提高到规定的高度施打。在黏性土中沉桩时每一节桩应一次性连续打到底，接桩、送桩宜连续进行，应尽量减少中间停歇时间。4.2 接桩控制要点如需接桩时,预应力管桩接头全部采用端头板四周一圈坡口进行电焊连接。当底桩顶露出地面0.50.8m时可暂停锤击，进行管桩焊接。管桩的拼接采用端板焊接连接。焊接连接符合现行标准建筑钢结构焊接技术规程(JGJ81-2002J218-2002)、钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001中二级焊缝要求的有关规定，而且符合下列要求： 当前一节桩沉入后，宜在桩顶离地面500800mm时开始接桩。接桩焊接时，应将焊接部位清除干净，露出金属光泽。焊接时上、下节桩段要保持顺直，上、下节桩接直焊牢，错位偏差不大于2mm；焊接时需两至三个人同时焊接，严禁一个人焊接。 桩接口部位如有碰损变形或经锤击后有局部变形、出现毛刺等，应修正合格后再焊接。 焊接时宜先在坡口周围对称点焊46点，待上下桩节固定后拆除导向箍再分层施焊，施焊宜由两个焊工对称进行。焊接层数不得少于3层，内层焊应清理干净后方能施焊外一层，内外层焊缝接头位置应错开，焊缝应饱满连续。气温低于0时焊件上下100mm范围应进行预热，焊好后的桩接头应自然冷却8min，严禁采用水冷却或焊好后即施打，应避免焊缝接口变脆而被打裂。4.3 托板及封底施工为有效防止基础上浮并保证基础和桩基的整体协同工作，PHC桩按设计要求伸入基础内，同时在基础钢筋绑扎前，将PHC桩顶部的100CM高度内中间空心部分灌入砼，同时沿孔周边设置轴筋，锚筋伸入基础底板内，与底板砼刚接。本项目托板及封底采用C25混凝土浇筑，钢板采用Q235薄钢板。钢筋在后场集中加，平板车运输现场，模板采用木模施工。 桩头处理 桩头截除：桩头截除采用截桩机截除。桩间土清除后，管桩桩头采用切割机环切，切痕8cm以上，然后人工截除桩头。桩帽间土使用满足设计要求的填料夯填密实，压实系数至0.9以上。禁止在桩顶标高处打眼，重锤击打截除桩头；禁止使用挖机钩断桩头。 加固区无保护层段落禁止任何机械进入。 桩顶标高可根据地面标高调整，为确保管桩受力均匀，桩顶标高与控制标高偏差不应大于5cm。桩超长时要求采用截桩器，严禁采用大锤横向敲击、冲撞。桩帽施工需等到桩身质量检测完成后进行，为保证桩与桩帽的刚性连接，桩伸入桩帽的长度不得少于5cm。 桩帽施工桩帽必须立模施工，严禁采用地模施工。 土工隔栅施工土工隔栅下承层表面应平整、压实，并清除表面坚硬突起物。土工隔栅铺设后，需进行预拉，预拉力的大小按照设计要求，预拉后再按设计要求用U形钉固定。严禁碾压或运输设备直接在土工合成材料表面碾压或行走作业。 碎石褥垫层碎石褥垫层，需采用最大粒径不大于设计要求级配碎石。采用小型机具摊铺，采用610T小型压路机静压压实，严禁采用大型机械和振动压实。最后一层压（夯）完成后，表面应拉线找平，并且要符合设计规定的标高。5 控制关键点总结预应力管桩施工过程中，施工技术员及监理必须旁站，同时需注意一下几个控制关键点： 桩机按设计桩位就位，接桩应长桩在下，接桩应符合设计要求。 管桩的顺序宜事先确定，一个承台中的桩宜从一边向另一边推进，或由中间向四周推进，严禁先两边后中间或先四周后中间。 静压管桩应压至设计标高，其承载力应符合设计要求。否则将按规定办理加长或减短的变更。 停锤（压）标准应由设计根据地质资料、施工机械型号等因素确定，且应满足设计和规范要求，若桩尖标高比设计标高高出很多或低很多时，应及时报告设计单位，修