路基预应力管桩工艺性试验方案

新建铁路石家庄至武汉客运专线(河南段)XX标段路基预应力管桩工艺性试验方案一、试验目的通过工艺性试验工作，要达到以下目的：1．验证机械性能，选择合理的机械配备。2．验证工艺流程，总结出有关管桩的施工参数、施工工艺、施工顺序等，具体指导后续预应力管桩的施工。3．验证设计桩长、收锤贯入度、打入桩长和岩层距排桩顶面之间的关系。4．确定桩与桩之间成桩过程中的影响程度。5．对成桩质量进行检测，确定检测方法。二、试验方案及地点选择2.1.试验方案选择本次试验采用步履式-筒式柴油落锤式沉桩工艺。2.2.试验地点选择步履式-筒式柴油落锤式沉桩工艺试验选择在DKXX～DKXX线路右侧路基填筑范围内，原位试桩。该处为高阶地形，丘陵地貌，地形起伏不大，地势平坦开阔。路基基底由上至下为砾砂、细圆砾土，云母片岩；其砾砂层厚约11m，黄褐色，饱和，细圆砾土厚6m，褐黄色，饱和，云母片岩厚约11.5m，青灰色，强风化。经沉降估算分析，该段路基工后沉降不满足无碴轨道道路工后沉降≦15mm的设计要求，需要进行地基加固处理，采用管桩加固，桩长按设计，间距2.3米，桩径0.4米，矩形布置。图1管桩平面示意图（单位：m）桩号1#2#3#4#桩长（m）29.129.129.129.1工艺类型步履式-筒式柴柴油落锤式式沉桩工艺艺表1管桩桩位情况表2.3.设备选配采用JZL50型步履式筒式柴油打桩锤机1台；挖掘机1台；吊车一台；电焊设备3套；水准仪、全站仪1套及其他配套设备。表2拟投入机械设备表序号名称单位数量用途1JZL50步履履式筒式柴柴油打桩锤锤机台1钻孔成桩2电、气焊设备台3接桩焊接3水准仪、全站仪仪套1测标高、放桩位位4挖掘机台1吊卸管桩5吊车套1测标高、放桩位位6截桩机台1截桩7值班车台1工地值班2.4、材料要求表3材料表序号名称规格技术指标1预应力管桩PHC-AB4400-990mm强度不低于C8802钢质送桩器配套φ400mm管桩3焊条J422mm型工程量：管桩总长度116米，以8m-12m分节合理配置。管桩合格证附后。三、施工工艺3.1、施工准备3.1.1、管桩起吊、运输、堆放1）根据施工桩长、运输条件和工程地质情况对桩进行分节设计，初步拟定桩节长度为8～12m，首节为12m，其余节按施工桩长配桩。2）管桩桩身混凝土达到放张强度脱模后即可水平吊运，蒸汽养护完24天小时后才能沉桩。3）装卸时轻起轻放，严禁抛掷、碰撞、滚落，吊运过程保持平稳。4）运输过程中，支点必须满足两点法的位置（支点距离桩端0.207L）处，并垫以楔形木，防止滚动，保证层与层间垫木与桩端的距离相等。运输车辆底层设置垫枕，并保持同一平面。5）堆放时，桩下垫木设置两道，支撑点的位置就在两点吊的吊点位置处，当重叠堆放时，各层均设置垫木，堆放层数不超过三层。3.1.2、作业条件1）施工场地达到“三通一平”，打桩范围内铺设30-50cm厚的碎石土工作垫层。2）做好场地清理和场地排水工作。3.1.3、技术准备1）通过试桩校验打入桩设备的技术性能、工艺参数及其技术措施的适宜性，试桩不少于4根。2）在桩身上画出以米为单位的长度标记，用于打入桩时观察桩的入土深度。3.2、预应力管桩施工3.2.1、定位放样1）根据设计图纸编制桩位编号及测量定位图。2）沉桩前先放出定位轴线和控制点，并用约30～40cm长的小竹片桩定位每根桩的中心位置。3）桩机移位后，应进行第二次核样，保证工程桩位放样偏差值小于10mm。3.2.2、喂桩1）为确保管桩进入持力层深度大于桩径的1.5倍，有效预防浮桩，喂桩前应按设计要求把钢桩尖焊在第一节管桩的下端板上。2）将管桩吊起，喂入桩机内，然后对准桩位，将桩插入土中约1.0米至1.5米，校正桩身垂直度后，开始沉桩。如果桩在刚入土过程中碰到地下障碍物，发生桩位偏差超出允许偏差范围时，必须及时将桩拔出进行重新插桩施工；如果桩入土较深而碰到地下障碍物，应及时通知有关单位，协商处理发生情况，以便施工顺利进行。3.2.3、沉桩沉桩时，用两台经纬仪交叉检查桩身垂直度。待第一节桩入土一定深度且桩身稳定后，再按正常沉桩速度进行。第一节桩端距地面1.0米左右时停止沉桩进行接桩，如此循环沉桩到持力层经监理工程师检查合格后才移至下根桩施工。3.2.4、接桩1）当管桩需要接长时，接头个数不宜超过3个，且尽量避免桩尖落在厚黏性土层中接桩。2）采用焊接接桩，其入土部分段的桩头宜高出0.5m～1.0m，吊上第二节桩，加上定位板，然后把第二节桩吊放在下段桩端板上，将上、下桩段接直。上、下桩段的中心线偏差不大于5mm，节点弯曲矢高不得大于桩段的0.1%。3）管桩对接前，上下端板表面应用钢丝刷清理干净，坡口处露出金属光泽。对接后，若上下桩接触面不密实，可用不超过5mm的钢片嵌填，达到饱满为止，并点焊牢固。4）三个电焊工在成120°角的方向同时施焊。先在坡口圆周上对称点焊4～6点，待上下桩固定后再拆除导向箍再分层施焊。每层焊接厚度应均匀，焊接层数不得少于三层，焊缝连续饱满。采用普通交流焊机的手工焊接时，必须用电焊条打底，确保根部焊透，第二层方可用粗电焊条4mm～5mm施焊；采用自动及半自动保护焊机的，应按相应规程分层连续完成。5）焊接时，必须将内层焊渣清理干净后再焊外一层。坡口槽的电焊必须满焊，电焊厚度宜高出坡口1mm，焊缝必须饱满连续且应每层检查，不得有夹渣，气孔等缺陷。焊接完成后，需自然冷却10-15min并经监理工程师检查合格后才可进行打桩施工。夏天施工温度较高，可采用鼓风机送风，加速冷却，严禁用水冷却或焊好即打。6）当设计对桩接头有防腐要求时，对焊接好冷却后的接头进行防腐处理。3.2.5、送、截桩1）送桩：根据设计配桩施工完后如未达到持力层，而邻桩持力层又不深时采用送桩。送桩前在送桩器上以米为单位，并按从下至上的顺序标明长度，由打桩机主卷扬吊钩采用单点吊法将送桩器喂入桩孔。送桩时在管桩顶部放置桩垫，厚薄均匀，将送桩器下套在桩顶上。2）截桩：管桩施打在满足停锤条件或终压标准后仍有一大截管桩外露时，应对该节实施截桩。截桩采用专用切割机，边切割边浇水。严禁在管桩没有完全切断时采用大锤敲断或桩机别断。续接、沉第三、四节桩续接、沉第三、四节桩钻机移位沉第二节桩接桩沉第一节桩第一节桩起吊对中起吊对中平整场地桩位放线焊接桩尖钻机移位沉第二节桩接桩沉第一节桩第一节桩起吊对中起吊对中平整场地桩位放线焊接桩尖钻机就位图2步履式-筒式柴油落锤式沉桩施工流程图3.3、施工要求（1）当桩尖进入持力硬土层后，严禁移动桩架等强行回扳纠偏，根据设计桩长合理配置桩节长度，应尽量减少接桩，接桩宜在穿过硬土层后进行，单桩接头不宜超过4个，焊接处强度不应低于出厂的强度。（2）开挖表土不得造成桩顶设计高程以下的桩体断裂和扰动桩间土，桩帽以外超挖部分在垫层施工时一并回填。管桩一般不宜截桩，若遇特殊情况需截桩时，施工时先放样桩顶标高位置，用混凝土切割器截桩，严禁采用大锤敲断或桩机别断。（3）桩头应按设计要求预留10cm嵌入桩帽，采用人工开挖桩帽基坑，桩帽钢筋混凝土原槽浇注。3.4、施工控制（1）预应力管桩的数量、布置形式及间距符合设计要求。（2）桩长、桩顶标高及出厂强度、桩径符合设计要求。（3）成桩过程中，一般以要求最后三次十锤的平均贯入度不大于20mm控制，并且三次十锤的贯入度不能递增，方可收锤。3.5、质量检验（1）桩位检查验收管桩施工允许偏差见表3。表3管桩施工允许偏差序号项目目允许偏差1桩位（终横向）中间桩D/2且不大于于250MMM外缘桩D/4（D为桩桩径）2桩身垂直度1.0%（2）低应变桩身完整性检验对4根管桩进行低应变试验，以检测桩身完整性。（3）管桩单桩承载力检测对4根管桩单桩承载力试验，以检测桩身完整性。四、通病及事故处理措施4.1、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，而贯入度逐渐增加或突然增大，同时在桩锤跳起后，桩身随之出现回弹现象，这时可能是桩身发生断裂。2）原因：a.桩节的细长比过，沉入又遇到了较硬土层。b.桩制作时，桩身弯曲超过规定，桩尖偏离桩的纵轴线较大，沉入后桩身发生倾斜或弯曲。c.桩入土后遇到大块坚硬的障碍物，把桩尖挤向一侧。d.稳桩时不垂直，打入地下一定深度后，再用走架的方法校正，使桩身产生弯曲。e.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。f.桩在反复长时间打击中，桩身受拉应力作用，当拉应力值大于同抗拉强度，桩身某处即产生横向裂纹，表面砼剥落，如拉应力过大，钢筋超过流限，桩即断裂。g.制作桩的砼强度不够，桩在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂未被发现。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探测，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，一节桩的细长比不宜过大，一般不宜超过40。b.在稳桩过程中，如发现桩不垂直应及时纠正，桩打入一定深度后发生严重倾斜时，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。4.2、桩顶碎裂1）现象：在沉桩过程中，桩顶出现砼掉角、碎裂、坍塌甚至桩顶钢筋全部外露打坏。2）原因：a.设计时没有考虑到工程地质条件、施工机具等因素，砼设计强度偏低，或者桩顶钢筋网片不足，主筋距桩顶面距离过小。b.桩预制时，砼配合比不良，施工控制不严，振捣不密实等。c.砼养护时间短或养护措施不当，致使钢筋与砼在冲击荷载下，不能很好地协同工作，桩顶容易严重碎裂。d.桩顶面不平，桩顶平面与桩轴线不垂直，桩顶保护层过厚。e.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碎裂。f.沉桩时，桩顶未加衬垫或衬垫已损坏，未及时更换，使桩顶直接承受冲击荷载。g.锤重选择不当，桩锤小，桩顶受打击次数过多，桩顶砼容易产生疲劳破坏而打碎；桩锤大，打击力过大，桩顶砼承受不了过大的打击力，也会发生碎裂。3）预防措施a.桩制作时，要振捣密实，主筋不得超过第一层网片，桩成型后要严格加强养护。在达到设计强度后，宜有1-3个月的自然养护，以增加桩顶抗冲击能力。b.应根据工程地质条件，桩断面尺寸及形状，合理地选择桩锤。c.沉桩前应对桩构件进行检查，检查桩顶有无凹凸情况，桩定平面是否垂直于桩轴线，桩尖有否偏斜，对不符合规范要求的桩不宜采用或经过修补等处理后方可使用。d.检查桩帽与桩的接触面处替打木是否平整，如不平整应进行处理方能施工。e.稳桩要垂直，桩顶要加衬垫，如衬垫失效或不符合要求要更换。4.3、沉桩达不到要求1）现象：桩设计时是以最终贯入度和最终桩长为施工的最终控制。一般情况下，以最终贯入度为主，以最终桩长为参考，有时沉桩桩长达不到设计桩长。2）原因分析a.探测点不够或勘察资料粗，对工程地质情况不明，尤其是持力层的起伏标高不明，致使设计考虑持力层或选择桩有误，也有时因为设计要求过严，超过施工机械能力或桩身砼强度。b.勘察工作是以点带面，对局部硬夹层、软夹层不可能全部了解清楚，尤其在复杂的地质条件下，还有地下障碍物，如大块石头、砼块等，打桩施工遇到这种情况，就会达不到设计要求的施工控制标准。c.以新近代砂砂层为持力力层时，由由于其结构构不稳定，同同一层土的的强度差异异很大，桩桩打入该层层时，进入入持力层较较深才能得得出贯入度度，但群桩桩施工时，砂砂层越挤越越密，最终终则会有沉沉不下的现现象。d.桩锤选择太太大或太小小，使桩沉沉不到或超超过设计要要求的控制制标高。e.桩顶打碎或或桩身打断断，致使桩桩不能继续续打入。3）预防措施a.详细探明工工程地质情情况，必要要时应补勘勘。正确选选择持力层层或标高。根据工程地质条件、桩断面及自重，合理选择施工机械、施工方法及打桩顺序。b.防止桩定打打碎或桩身身断裂。4.4、桩顶位位移1）现象：在沉桩过过程中，相相邻的桩产产生横向位位移或桩身身上浮。2）原因：a.桩入土后，遇遇到大块坚坚硬障碍物物，把桩尖尖挤向一侧侧。b.两节桩或多多节桩施工工时，相接接的两节桩桩不在同一一轴线上，产产生了曲折折。c.桩数较多，土土壤饱和密密实，桩间间距较小，在在沉桩时土土被挤到极极限密实度度而向上隆隆起，相邻邻的桩被浮浮起。d.在软土地基基施工较密密集的群桩桩时，由于于沉桩引起起孔隙水压压力把相邻邻的桩挤向向一侧或浮浮起。3）预防措施a.同本节（11）、3）a及b。b.采用井点降降水、砂井井或盲沟等等降水或排排水措施。c.沉桩期间不不得同时开开挖基坑，需需待沉桩完完毕后相隔隔适当时间间方可开挖挖，相隔时时间应视具具体土质条条件、基坑坑开挖深度度、面积、桩桩的密集程程度及孔隙隙压力消散散情况来确确定。4.5、接桩桩处松脱开开裂1）现象：接桩处经经锤击后，出出现松脱开开裂现象。2）原因：a.连接处表面面没有清理理干净，留留有杂质、雨雨水油污等等。b.连接件不平平，有较大大空隙，焊焊不牢。c.焊接质量不不好，焊缝缝不连接，不不饱满或有有夹渣。d.两节桩不在在同一直线线上，接桩桩处产生曲曲折，锤击击时接桩处处产生集中中应力而破破坏连接。3）预防措施a.接桩前对连连接部位上上的杂质、油油污等必须须清理干净净，保证连连接部件清清洁。b.检查连接部部件是否牢牢固平整和和符合设计计要求，如如有问题必必须进行修修正。c.接桩时，两两节桩应在在同一轴线线上，焊接接预埋件应应平整服贴贴，焊接后后，锤击数数次，再检检查一遍，砍砍有无开裂裂，如有应应作补救措措施。五、试验时间本试验计划在22月21日进行。六、试验组织机构及及劳力安排排6.1、施工组织织机构试验负责人试验负责人试验技术负责人试验技术负责人计划合同部物资设备部安质部中计划合同部物资设备部安质部中心试验室工程技术部测量组施工班组测量组施工班组图3组织结构图图6.2、主要管理理人员及责责任试验负责人由项项目副经理刘映红红担任，主持持该项桩基基试验的全面面领导工作作，全面负负责桩基施施工生产过过程中的人人员组织、材材料计划、施施工安排、各各环节的协协调等。试验技术负责人人由项目总总工程师周周大勇担任任，全面负负责试验技技术工作。质检主管肖文质质负责原材材料的取样样送检、校校核桩位，在在施工中及及时对沉桩桩、接桩、送送、截桩等等工序进行行检查、验验收，并将将检查情况况及有关资资料及时反反映给技术术负责人，以以便及时处处理存在的的问题，做做到工程施施工准确无无误。安检主管张卫泽负负责检查施施工场地安安全用电，杜杜绝施工机机械、消防防等方面的的隐患。6.3、作业人员员计划表4人员计划划表序号作业人员人数1管理人员62钻机组43焊工34辅助工3合计15七、保证质量、安安全、文明明施工减少少扰民降低低环境污染染和噪音的的措施7.1、质量保证证措施7.1.1、质量目标为保证工程质量量达到优良良标准，建建立质量保保证体系。从从施工组织织、施工技技术、材料料验收等方方面采取强强制性措施施。确保预预应力管桩桩工程质量量全面达到到国家及铁铁道部客运运专线工程程质量验收收标准以及及相关的强强制性标准准，保证工工程一次验验收合格率率达到100%。实现主主体工程零零缺陷、材材料设备无无隐患。7.1.2、质量保证证体系质量保证体系见见图4。图4质量保证证体系框图图分部经理（付彦生）分部经理（付彦生）技术负责（韩伟技术负责（韩伟技术员（赵斌）质检技术员（赵斌）质检员（袁安林）队长（叶火明）7.1.3、质量保证证措施对本工程质量实实行工程质质量终身负负责制，建建立层层负负责的质量量岗位责任任制，分部部经理、总总工程师、质质检工程师师、试验工工程师、施施工作业队队长按相应应职责、管管理权限签签订质量终终身负责责责任状。项项目经理对对质量工作作全权负责责，并负责责组织、推推动、决策策，对本标标段工程质质量负责；；分部经理理对所管工工点的工程程质量负责责，具体组组织工程质质量措施的的实施，强强化对施工工过程的控控制。1、建立质量责任任制分部设专职质量检检查工程师师，施工队队设专职质质量员，班班组设兼职职质量员，明明确各级责责任。认真真执行三检检制度，即即自检、互互检、工序序交接检验验制度。2、工程质量奖罚罚制度凡各施工队、班班组在施工工过程中违违反操作规规程，不按按图施工，屡屡教不改或或发生了质质量问题，分部有权对其进行处罚。凡各施工队、班班组在施工工过程中，按按图施工，质质量优良且且达到优质质，项目经经理部对其其进行奖励励，奖励形形式为表扬扬、表彰、奖奖金。分部在实施奖罚时时，以平常常检查、抽抽查、业主主大检查、监监理工程师师评价等形形式作为依依据。对质量事故严肃肃处理，坚坚持三不放放过：事故故原因不明明不放过，不不分清责任任不放过，没没有改进措措施不放过过。3、质量管理与技技术保证措措施（1）提高全体人员员的质量意意识，教育育职工视工工程质量为为企业的生生命，是企企业生存和和发展的基基础。（2）建立每道工序序的质量保保证措施，严严格按照各各工序验收收标准，进进行质量跟跟踪检查，发发现问题及及时整改，把把质量事故故消灭在萌萌芽状态。（3）作好桩位的测测放工作，桩桩位偏差≤D/4mm，钻孔孔垂直度≤1.0%%。（4）原材料要求：：①钢筋砼预预制桩的质质量符合设设计要求和和施工规范范的规定，并并有出厂合合格证,桩应达到到设计强度度的75%%方可起吊吊，1000%方可运运输和打桩桩。=22\*GB3②接桩用的的焊条的牌牌号、性能能必须符合合设计要求求和有关标标准的规定定，并应有有出厂合格格证明。一一般宜用结结422焊条。（5）成桩过程中，一般以要求最后三次十锤的平均灌入度不大于20mm控制，并且三次十锤的贯入度不能递增。符合设计要求后，方可收锤，移动桩机。（6）严格按图纸施施工，做好好施工记录录，所有技技术资料及及时会同建建设单位、监监理单位履履行签字手手续。（7）施工中各工序序密切配合合，在项目目经理的统统一领导下下，协调好好各工序之之间的交叉叉作业问题题，明确质质量目标落落实质量责责任，确保保工程创优