建筑行业PC工法桩施工工法

PC工法桩施工工法1、前言随着城市建设的快速发展，大型基坑项目越来越多，且安全环保要求日益严格，传统的基坑围护结构施工在经济性、安全性及环保要求等方面饱受诟病。PC工法桩集合了钢管桩和拉森钢板桩的优点，其桩身刚度大、强度高、施工速度快、可回收，现场不产生泥浆和置换渣土等，是一种绿色、环保的可回收式钢质连续墙施工工法。2、工法特点PC工法桩材料刚度大、强度高、止水性好、施工速度快、材料可回收重复利用、无泥浆、无环境污染等特点。3、适用范围本工法适用于一般的粉土、砂土、黏性土、淤泥质土等基坑支护工程施工。施工深度一般在16m～18m。4、工艺原理沿用拉森钢板桩的企口原理，在钢管上焊接企口，使钢管桩与拉森钢板桩之间相互锁口呈弧形状搭接，使钢管桩与拉森钢板桩组合连接，形成一个整体的、止水的钢质连续墙体组合结构。连接企口实物图在施工时，使用履带式全液压全回转长臂振动锤先打入带企口的钢管桩，再沿轴线将拉森钢板桩与钢管桩的企口垂直对齐，然后打入拉森钢板桩，钢管桩和拉森钢板桩交替沉桩施工；沉桩完成后，再在钢管桩顶端浇筑一道钢筋混凝土压顶梁，以使各个管桩连成整体，保证PC工法桩的整体稳定性。PC工法桩设计和实物图5、工艺流程及操作要点5.1工艺流程场地平整→测量放线→开挖导向沟→安装定位型钢→交替下沉钢管桩和拉森钢板桩→浇筑压顶梁→基坑施工→破除压顶梁→拔桩→灌缝。5.2操作要点5.2.1施工策划1.根据现场实际情况、设计图纸，项目部组织编制切实可行的施工方案，并对PC工法桩施工管理人员及施工班组进行安全技术交底。2.根据施工方案，配备相应的管理人员、施工班组、机械设备、材料。3.建立质量保证体系，保证PC工法桩的施工质量。5.2.2人员准备序号人员数量工作内容1土建工程师1负责PC桩施工全过程2技术员、质量员2PC桩施工质量管理3测量员2桩位和桩垂直度监测4钢筋工10压顶梁钢筋施工5木工5压顶梁模板施工6混凝土工4压顶梁混凝土施工7机械操作人员2震动打桩机及挖机操作8机械指挥工人1指挥机械操作及周围施工环境看管5.2.3材料、设备准备根据现场场地情况对主要的材料、设备提前做好需求计划。材料进场后，及时报请监理和建设单位进行检查、取样、送检。机械设备进场后，检查其性能是否符合施工要求。履带式全液压全回转长臂振动锤5.2.4PC工法桩技术参数1.钢管桩采用φ630mm，壁厚14mm的螺旋焊管，钢管采用Q345钢。拉森钢板采用拉森Ⅳ钢板桩。钢管两侧焊接企口，钢管中心间距为1100mm。2.孔位放样误差小于2cm，桩底标高误差小于+5cm，桩身垂直度要求不大于L/200L(L为桩长)3.钢管桩必须控制好下沉速度，钢管桩下沉速度一般为1m/min。5.2.5现场准备场地平整完成，钢管桩及拉森钢板桩运输至现场指定位置。机械、人员就位。5.3施工工艺5.3.1开挖导向沟1.测量放线后，用白灰洒出导向沟开挖线轮廓，反铲挖掘机开挖。开挖时，使用水准仪测量沟底标高，开挖深度至压顶梁底标高。2.根据项目测量控制网和施工图纸，定出排桩中心线，轴线测量放样经复核后报监理工程师复核确认。沟槽的宽度和放坡根据当地土质情况和压顶梁的宽度确定。3.沟槽开挖完成后用全站仪放出排桩中心线。然后根据桩位中心线放置定位型钢。5.3.2钢管桩沉桩打桩前，将桩尖处的凹槽底口封闭，避免泥土挤入，锁口涂黄油或其它油脂。由于钢管桩和钢板桩通过企口连接，所以第一根桩的桩身垂直度和定位精度直接决定了后续沉入桩的垂直度和定位精度。钢管桩沉桩首根桩的施打采用两台水准仪控制桩身垂直度：一台水准仪架设在PC工法桩中心线上，距离钢管桩约25米左右，以能够方便观测桩身垂直度为宜。另一台水准仪架设在排桩中心线垂线上，垂足在钢管桩位置，距离钢管桩仍为25米左右。打桩时，先用履带式全液压全回转长臂震动锤将钢管桩立起，底部对准放样的桩中心线插入地面。通过两台经纬仪观测，调整垂直度后开始打桩，打入土体50~100cm后，用两台水准仪再次校核桩身垂直度，直到桩身垂直度符合规范要求。在桩身打入土中3m后，若出现规范允许的偏差值，则应拔出重新插入。PC工法桩施工5.3.3拉森钢板桩沉桩钢管桩沉桩至设计标高后，长臂振锤吊起拉森钢板桩，对准钢管侧壁的连接锁口，震动下沉，在排桩轴线方向同时校正垂直度和拉森钢板桩的中心线，满足设计要求后震动下沉至设计标高。钢管桩和钢板桩交替沉桩，直至所有桩施工完成。5.3.4压顶梁施工PC工法桩施工完成后，先用人工配合机械清理沟槽中的松土并整平。钢筋绑扎按照施工图纸进行施工。模板采用15mm厚的木夹板，尺寸、规格、平整度、强度、稳定性均满足要求。5.3.5破除压顶梁在基坑回填压实完成后，使用镐头机破除压顶梁。在破碎时，从一端向另一端推进破碎。破碎完成后需进行钢筋、砼分离，采用氧气、乙炔气割的方法将压顶梁里的钢筋全部分离出来。对于局部破碎后的砼块过大的情况，采用空压机就地二次破碎的方法进行钢筋和砼的分离，分离后的钢筋及时由人工清理、码放，并分批集中吊运至指定场所。5.3.6拔桩用长臂振动锤夹住钢管桩两侧的管壁，根据振动锤工作原理，启动震动锤震动下沉、然后震动起拔、再振动下沉、再震动起拔，往复几次，直至能顺利起拔。拉森钢板桩拔出原理同钢管桩拔出方法。拔桩过程中注意加强监测，先拔拉森钢板桩，再拔钢管桩，依次进行。钢管桩采用跳拔方式拔出。5.3.7灌缝为保证周边建筑物的稳定，防止型钢拔出后孔洞变形导致土体侧向位移和周边建筑物沉降等问题钢，在钢板桩和钢管桩拔出后，水泥土中的空隙立即采用纯水泥浆填充，水灰比1：1.5～1：1.8，灌满后待浆液在10min～15min内不再下沉，灌浆结束。6、材料与设备6.1主要机械、设备准备序号名称规格型号单位数量1履带式全液压全回转长臂振动锤ZAXIS450台12反铲挖掘机(带镐头)ZAXIS200台13全站仪拓普康OS-602G台14经纬仪DJ6台25水准仪北京博飞DZS3-1台16.2材料准备序号名称规格型号单位数量1钢管桩630×14m26882拉森钢板桩400×170m30723钢筋221410t204混凝土C30m³1757、质量控制7.1参照标准《建筑深基坑工程施工安全技术规范》JGJ311-2013《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012《建筑地基基础工程施工质量验收标准》GB50202-2018《建筑地基基础工程施工规范》GB51004-2015《工程测量规范》GB50026-20077.2质量标准7.2.1钢桩的制作：制作钢桩的材料应符合设计要求，并有出厂合格证明和试验报告。钢管桩的外形偏差如下表所示。钢管桩外形尺寸允许偏差项目允许偏差外径桩端部+0.5%D桩身+1‰D长度≥0矢高≤1‰L端部平整度≤2端部平面与桩身中心线的倾斜值≤2钢板桩外形尺寸允许偏差项目允许偏差外径桩端部+0.5%l桩身+1‰l长度≥0矢高≤1‰L端部平整度≤1端部平面与桩身中心线的倾斜值≤27.2.2施工允许偏差钢板桩和钢管桩施工过程中的桩位允许偏差为50mm，垂直度偏差应小于1/100。桩顶标高允许偏差+100mm，7.2.3钢桩再施工现场运输、吊装过程中，严禁采用拖拉取桩方法8、安全措施1.进入施工现场，必须遵章守纪，佩戴安全帽，扣好帽带。2.特种作业人员必须经培训考试合格后持证上岗。3.施工现场按规定悬挂“七牌二图”及安全警示标志、标牌和安全宣传标语。4.施工用电中的照明、配电箱、开关箱、架空线、接地接零等部分必须严格按规程操作、布置。电工必须持证上岗，应编制用电计划，实行定期检查制度。5.大型机械的保险、限位、防护、指示器等必须齐全可靠，驾驶、指挥人员必须持有效证件上岗，必须按规程要求进行操作。6.做好消防保卫工作。7.各类安全（包括制动）装置的防护罩、盖齐全可靠。机械与输电线路（垂直、水平方向）应按规定保持距离，作业时，机械停放应尽可能稳固，臂杆幅度指示器应灵敏可靠。8.各类机械应持技术性能牌和上岗操作牌，必须严格执行定期保养制度，做好操作前、操作中和操作后设备的清洁润滑、紧固、调整和防腐工作。严禁机械设备超负荷使用、带病运转和在作业运转中进行维修。9.机械设备夜间作业必须有充足的照明。9、环保措施1.对施工作业区划分文明施工责任区，并设立标牌，制定区域负责人。2.坚持项目领导小组每周一次安全大检查，严禁作业面出现火灾等事故。3.施工现场采取多种形式进行环保宣传教育活动，不断提高职工的环保意识和法制观念，经常进行考核检查，并做好记录。4.现场设垃圾回收站，对有毒、有害废弃物进行分类回收处理。10、效益分析10.1经济效益分析。本工法应用在河庄街道同二村集体建设用地建设租赁住房项目，共有68m长基坑SMW工法桩变更为PC工法桩。该段PC工法桩与SMW工法桩比较产生如下效益：1.本工程该段拟使用的SMW工法桩预计花费约32万元，而将该段SMW工法桩变更成PC工法桩后，共需花费约10.2万元，节约21.8万元。2.SMW工法桩由于需要等待水泥的28天强度，而PC工法桩则不需要。本工程在工期方面节约了近20天工期。10.2环保、节能效益相较于SMW工法桩，PC工法桩不产生泥浆，成桩不使用水泥，不产生施工置换的渣土，避免了水泥浆、渣土对现场和周边环境的影响，而且PC工法桩使用的材料能够回收，重复使用，环保无污染。10.3社会效益PC工法桩作为新型的基坑支护工艺，补充和完善了传统的基坑支护结构型式的不足，在基坑深度在8m范围，可以替代钻孔灌注桩及SMW工法桩作为基坑支护结构，对PC工法桩的普及和推广有着借鉴意义。该工艺提高了生产效率，节约了施工成