软弱土层大面积满布密集管桩静压施工工法

软弱土层大面积满布密集管桩静压施工工法由广州市恒盛建设工程有限公司、湖南长大建设集团股份有限公司完成的工法01形成原因操作原理质量控制工法特点材料设备安全措施目录030502040607环保措施应用实例效益分析荣誉表彰目录0908010基本信息《软弱土层大面积满布密集管桩静压施工工法》是广州市恒盛建设工程有限公司、湖南长大建设集团股份有限公司完成的建筑类施工工法，完成人是陈卫文、赖惠清、邓迎芳、李和平、黄自强、李天成，适用于软弱土层上，大面积满布密集的管桩施工。《软弱土层大面积满布密集管桩静压施工工法》主要的工法特点是：控制压速等工艺改良，有效地增大管桩内部返土及控制挤土效应。2011年9月，《软弱土层大面积满布密集管桩静压施工工法》被中华人民共和国住房和城乡建设部评定为2009~2010年度国家二级工法。形成原因形成原因中国有较多的沿海（江、河、湖）地区及湿地地区，淤泥层普遍较厚，承载力不足，这些地区进行大型厂房等地面承载力高的建（构）筑物在设计上多采用密集管桩基础，对于在软弱土层上大面积的密集管桩的施工，极易出现挤土效应，主要表现为：后压桩对先压桩的挤压，从而造成先压桩的偏移、倾斜或隆起，或是造成周边地面隆起及建（构）筑物的开裂，对管桩施工质量及周边环境影响的控制较为困难。《软弱土层大面积满布密集管桩静压施工工法》针对管桩的静压施工，着重采用新型桩尖及改良工艺以增加管桩内部返土，同时控制施工部署及综合采用外部措施来削弱挤土效应，以达到规范施工、保证工程质量及周边环境安全的目的。

工法特点工法特点《软弱土层大面积满布密集管桩静压施工工法》的工法特点是：1、采用设计的新型“锯齿形筒状开口桩尖”（专利号：57），配合管桩自引孔、控制压速等工艺改良，有效地增大管桩内部返土。2、除工艺的改良外，系统地考虑施工部署，同时采取泄压沟（孔）等措施，有效地控制挤土效应。

操作原理适用范围施工工艺工艺原理操作原理适用范围《软弱土层大面积满布密集管桩静压施工工法》适用于软弱土层（淤泥、中砂等天然含水量过大、承载力低、在荷载作用下易产生滑动或固结沉降的高压缩性土层平均厚度占管桩桩身设计长度的1/3以上）上，大面积（一般在10000平方米以上）满布密集（程度不小于100条/1000米或管桩以外径计算的面积累计占场地面积6%以上或管桩桩心距平均不大于3米）的管桩施工（注：软土厚度、施工面积、管桩密集程度等低于本范围要求但挤土效应明显或控制要求严的工程，也可根据实际情况选用该工法内的部分或全部指导性部署及工艺）。

工艺原理《软弱土层大面积满布密集管桩静压施工工法》的工艺原理叙述如下：静压桩作为挤土桩，压桩过程容易使软土中超孔隙水压力升高、周围土层被压密并挤开，使土体产生水平移动和垂直隆起，可能令邻近已压入的桩产生上浮、偏移和桩身折断；周边土体也会因超空隙水压力的不断传播和消失而蠕变，从而导致土体的垂直隆起和水平位移。对以上情况，主要从以下三点考虑：1、管桩下压的挤土的方向虽然是向四周扩散，但主要前锋线是与施工方向一致且成扇形展开的，所以在施工部署上，整体施工方向应与拟挤土方向一致；此外，流塑状态的软弱土层的流动是非常缓慢的，必须以保证有足够的时间使得应力消散，所以对每天的施压量进行控制。2、挤土量的多少，直接影响到挤土效应的大小，而利用管桩开口空心的特点，通过改良桩尖及工艺在桩内尽量返土，从而使对周边的挤土量减少。3、对余下不能内部消化、必须挤向外部的泥土或水，采取阻拦上引的方法，利用场地内及周边的沟、孔，将挤土（水）在引至地表后排除，以保证对周边的挤土效应得到尽量的削减。

施工工艺《软弱土层大面积满布密集管桩静压施工工法》的施工工艺流程见下图。

施工工艺流程图《软弱土层大面积满布密集管桩静压施工工法》的操作要点如下：场地平整等施工准备施工前，场地平整应完成。由于软土上行走大型桩机易塌陷、下沉，可在场地表面铺设碎石，场地应能保证桩机能正常就位及顺利行走。同时，场地面应设置通畅的施工道路，保证管桩的运输能够到桩机近旁。临时用电等按相关要求进行设置。

确定桩机数量桩机的数量由所需施工的管桩的数量及工期决定，该工法适用大面积区域的管桩施工，为利于应力消散，在工期允许范围内一般允许不大于15条桩/机·天（按土层地质流塑状态的高低，可适当降低或加快施工速度）的施压量。若工期宽松，可按每台桩机施工6000平方米或1200条的工作能力计算（一般在4台以上）；若工期紧张，可按每台桩机施工4000平方米或800条的工作能力计算。同时，场地面积及单向宽度对桩机数量可能有所限制，应满足桩机平面间距不宜低于30米（若同时施工的桩机过多过密，不利于桩施工挤土效应的消散）。材料设备材料设备《软弱土层大面积满布密集管桩静压施工工法》所用的材料及设备明细如下：材料管桩进料应综合设计桩长、地质资料及试桩桩长来确定，单段桩桩长一般为9~12米，短桩桩长为3~6米。按照“15条/机·天”的施工能力，综合桩机数量及工期进行备料。此外，桩尖、接桩焊条等相关材料也应按桩数相应配备。

设备预应力混凝土管桩施工方法主要为静压、锤击以及振动沉桩，其中静力压桩又可分为顶压及抱桩压。该工法主要适用于抱桩静压施工，根据施工方法的不同，选择相对应的桩机。桩机数量根据工程量及工期确定。桩机进场后需进行相关合格证查验及检修。测量、泄压沟开挖所需全站仪、挖掘机等设备按分部工程所需配备，见下表。

质量控制质量控制《软弱土层大面积满布密集管桩静压施工工法》的质量控制要求如下：质量控制标准管桩作为基础工程的重要组成部分，施工质量（含承载力、偏移及隆起偏差）按《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002要求。

质量保证措施1、管桩、焊条等材料应该要求进行送检，施工前做好材料质检。2、妥善保护好桩基轴线和标高控制桩，不得碰撞和振动，以免引起位移。3、在压桩过程中要认真记录桩入土深度和压力表读数的关系，以判断桩的质量和承载力。当压力表读数突然上升或下降时，要停机对照地质资料进行分析，判断是否遇到障碍物或产生断桩现象等。4、各节桩间的连接必须按图纸要求进行施工及检测。5、超载压桩时，一般不宜采用满载连续复压法，但在必要时可以进行复压，复压的次数不宜超过2次，且每次稳压时间不宜超过10s安全措施安全措施采用《软弱土层大面积满布密集管桩静压施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：1、场地内基本安全措施、临时用电安全等按照相关要求施行。2、做好场地内坑洞（特别对于泄泥沟、孔），需进行不少于1.2米的围栏，由于沟孔随时泄泥，边坡和孔壁是不稳定的，周边按基坑顶部的要求处理（堆载区域及量）。3、桩施工前采用探测仪探明地下管线位置（包括泄压沟位置），对施工有影响的电缆等，做好记录标记清楚。施工前向施工人员进行安全技术交底，现场指明并标识地下管线位置，施工过程中由施工员和安全员现场监督指挥施工，确保压桩不会影响管线。如管线较近，则应采取防护措施，保护好管线不受影响。4、预制桩在起吊和搬运时，必须做到吊点符合设计要求；设计未有要求的，必须进行起吊验算。5、管桩口施工完成后用木板等覆盖，尽量少的外露，并做好标识。6、作业前应检查桩机等相关机械的性能及完好情况。7、压桩作业时，非工作人员必须离桩机10米以外，任何人员严禁站在起重吊臂的正下方，其他人不得碰触桩身，非操作人员不能进机室机械司机在施工操作时，必须听从指挥信号，不得随意离开岗位。环保措施环保措施《软弱土层大面积满布密集管桩静压施工工法》的环保措施如下：1、按照环保及文明施工的要求，对材料、固体废弃物（含管桩桩头、废弃桩尖等）等要归类存放。2、场地内外泄泥沟、孔内的泥水要及时清理运输，保持现场相对整洁。3、建筑垃圾（含泄出的泥水、废管桩头等）等的堆放和丢弃应按政府部门有关规定进行管理，外运泥土需将车辆冲净后方许开出工地。4、做好施工噪声控制，对于夜间和午休时间作业，要与周围居民作好沟通工作。

效益分析效益分析《软弱土层大面积满布密集管桩静压施工工法》的效益分析是：经济效益1、由于挤土效应的削弱，对先压桩纠偏、复压工作量的减少（含废桩的材料损失）是该工法带来的最大的直接经济效益。该部分经应用工程实践，可达到减少总桩量约3%的二次工作量（含节省材料）。2、新创制的“简易锯齿形开口桩尖”相较于传统B形桩尖用钢量有所减少（特别对于直径600毫米及以上的管桩，桩尖用钢量可节省约1/3）。3、由于泄泥沟（孔）是与场地排水沟、灌注桩孔综合考虑，增加费用极少，与以上两点带来的直接经济效益统筹考虑，可将管桩施工的综合造价节省3.23%左右。4、由于二次工作量的减少，带来了节省工期等的间接经济效益。5、由于对周边环境的影响减少，节省了修复围墙等构筑物裂缝、清理周边水域增排淤泥等费用，是该工法带来的不可忽视的间接经济效益。应用实例应用实例《软弱土层大面积满布密集管桩静压施工工法》的应用实例如下：《软弱土层大面积满布密集管桩静压施工工法》在“广州南沙丰庭商务中心一期工程”、“东方电气出海口基地三期联合厂房二土建工程”、“同德新社区项目泽德花园二期A5、A6、F-4a、F-4b栋住宅楼工程”中得以应用，工程基桩全部检测合格。以“东方电气出海口基地三期联合厂房二工程”为例做介绍。

1、工程概况东方电气出海口基地三期工程联合厂房二土建工程主要为厂房±0.000以下工程，包括基础工程（混凝土灌注桩、预制钢筋混凝土管桩、承台和地梁、地坪）及各类设备基础。根据钻孔地质资料，本场地地层自下而下，由人工冲填土层（Qml）、第四系海陆交互相沉积层（Qmc）、风化残积土层（Qel）及加里东期花岗片麻岩（Pt）组成：其中淤泥层分布广泛，发育较厚，厚度13.10~24.40米，平均19.17米；饱和，流塑，局部混较多粉细砂或夹薄层淤泥质粉细砂；另有局部中砂层存在，含少量泥