浅谈沿海吹填土预制高强度预应力离心管桩管桩施工工法

'浅谈沿海吹填土预制高强度预应力离心管桩管桩施工工法1.前言1.1高强度预应力离心混凝土管桩（以下简称phc管桩、砼强度不小于c80），采用先张法预应力工艺和离心成型法，制成的一种空心圆柱体细长混凝土预制构件。1.2吹填土：曹妃甸地处唐山南部的渤海湾西岸，场地土除上部冲填土外，地貌单元为滨海相海陆交互沉积部位，地形较平坦。由于地形形成时代较晚，承载力较低，分布较均匀，场区无滑坡、泥石流等不良地质作用，具轻微～中等液化现象。2.工法特点2.1 浅谈沿海吹填土预制高强度预应力离心管桩管桩施工工法1.前言1.1高强度预应力离心混凝土管桩（以下简称phc管桩、砼强度不小于c80），采用先张法预应力工艺和离心成型法，制成的一种空心圆柱体细长混凝土预制构件。1.2吹填土：曹妃甸地处唐山南部的渤海湾西岸，场地土除上部冲填土外，地貌单元为滨海相海陆交互沉积部位，地形较平坦。由于地形形成时代较晚，承载力较低，分布较均匀，场区无滑坡、泥石流等不良地质作用，具轻微～中等液化现象。2.工法特点2.1 桩锤选择：选择8.3t桩锤合理高效的施工，有利于迅速击穿强夯后的地表土层。2.2冷锤锤击后热锤锤击，高效持续地进行锤击沉桩施工，有利于吹填土层的沉桩。2.3停锤标准：设计标高和锤击最后三阵贯入度小于50mm即停止锤击的双重标准。3.适用范围适用于沿海吹填土质情况下的预制高强度预应力离心管桩锤击沉桩法的施工。4.工艺原理针对所处地区的地质条件，选用偏重的桩锤，冷锤施工提高冲击荷载，有效的击穿地表土层，持续的热锤施工使桩尖进入持力层。5.施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程5.2操作要点5.2.1场地平整：达到桩机进场条件。5.2.2测量定位：测量人员由基准点测设桩位点。5.2.3桩机就位：桩机移至待打桩位。5.2.4底桩就位：底桩头部对准桩锤下面的桩帽套内，用人工扶住管桩下端将管桩桩尖在桩位点内就位后，焊接闭口型桩尖。5.2.5对中和调整垂直度：底桩就位后对中调直这道工序对成桩质量起关键作用。对中：如果底桩不对中，那么成桩后桩位偏差肯定超过规范要求；调整垂直度 ：使桩身、桩帽和桩锤的中心线重合。5.2.6锤击沉桩：在开始锤击底桩时贯入度大（冷锤锤击，俗称敦一锤），当入土一定深度并保持稳定后，再按要求锤击沉桩（热锤锤击）。5.2.7接桩：预应力管桩接桩采用端头板四周一圈坡口进行电焊连接。5.2.8送桩：桩顶设计标高低于施工场地自然地坪，使用送桩器送桩。5.2.9收锤：一种情况是当桩尖被打至设计标高，施工人员即停止锤击。另一种情况是停锤之前，施工人员须获得最后三阵（cm/10击）的贯入度，如果最后三阵的贯入度之和小于50mm，即可收锤停打。5.2.10桩基检测检测成桩的质量有两种基本方法：静载试验法、动测法；按规范要求试验桩的根数应不少于总桩数的1℅，且不少于3根，当总桩数少于50根时，应不少于2根1）桩静载试验是对单根桩进行竖向抗压试验，通过静载加压，确定单桩的极限承载力。在打桩后经过一定的时间，待桩身与土体的结合趋于稳定，进行试验。2）按单桩的静载试验确定承载力：对于缓变形q——s曲线，根据s=0.03～0.06d （d为桩外径）确定荷载值。3）动测法是检测桩基承载力及桩身质量的一项新技术，分为高应变和低应变检测，作为静载试验的补充。5.2.11施工体会1）冷锤锤击即重锤低打，有效降低锤击应力。桩锤对桩头的锤击速度越快，在桩身上产生的应力波强度也越高，即打桩应力与锤击速度成正比，所以为降低锤击应力并保持较好的贯入度，迅速将管桩打穿地表强夯后土层采用了较重的桩锤(桩锤重8.5t)和较低的速度施打，效果良好。2）桩头衬垫效应对锤击应力也有直接影响。为延长锤击作用时间、降低锤击速度，并借以降低锤击应力，选用10cm厚的棉垫，收到良好效果。3）停锤标准采用双控法：首先达到设计桩顶标高即可停锤；其次为贯入度控制，即最后三阵的贯入度值极小，无法继续贯入时停锤。做好真实准确的原始施工记录。4）选择合理的施工顺序，能减小桩的侧向位移，对周围建筑物不会有大的影响。 6.材料与设备准备6.1施工材料准备：编制工程所需的材料用量计划及材料进场计划。6.2施工设备准备6.2.1设备选型，由于施工场周边空旷远离市区，管桩施工采用锤击法沉桩。6.2.2桩锤选型：柴油桩锤，利用燃油爆炸，推动活塞，引起锤头跳动夯击桩顶；特别适应在软土地区施工，打桩时采用的是冲击载荷，管桩能穿透较厚的粗砂、圆砾和强风化岩层，对入土深度或持力层有要求的工程施工有更大的保证。6.2.3锤重选型：本工程管桩直径为500mm，桩长23.5m，单桩承载力1800kn，依据规范选择桩锤重量为7.2吨；结合本工程强夯平整场地地表土质较为密实，需要的冲击荷载偏大，所以选择8.3吨重桩锤。提高冲击荷载，避免因锤击次数过多导致的桩头碎裂无法完成打桩施工。6.2.4桩架选型：桩架选择主要根据所选定桩锤的形式、质量和尺寸；本工程选用的柴油锤筒式打桩机附有桩架、动力等设备不需另选型。6.2.5送桩器的选择：根据设计要求本工程送桩深度为2.85m，选择直径450mm、长5m的圆柱形的送桩器（前端设有小于桩内经的十字钢板插销）来满足设计施工要求。7.质量要求7.1锤击全过程都保证桩身、桩帽、桩锤三者的中心线重合，桩的垂直度必须不大于0.5%，满足要求方可继续沉桩；在沉桩过程中随时观察。7.2保证管桩接头的焊接质量：桩对接前，上下端板坡口处应刷至露出金属光泽，再行施焊；桩焊接时先在坡口圆周对称点焊4～6点，待上、下桩节固定后拆除导向箍，再分层施焊，施焊应有两个焊工对称进行；焊接层数一般为三层，不得少于二层。第一层必须用（<312mm）电焊条打底，以确保根部焊透，第二层可用粗焊条（<4mm或<5mm），焊缝应饱满连续；尽可能缩短接桩时间，焊好的桩接头应自然冷却后才可继续压桩，自然冷却时间不应小于8min，严禁用水冷却或焊好后立即锤击。7.3 桩位放样控制：桩位准确是成桩质量保证的前提，施工过程中采用极轴法与坐标法，互测互验。7.4停锤标准：采用双控法。首先为标高控制，即达到设计桩顶标高即可停锤；其次为贯入度控制，即最后三阵的贯入度值极小，无法继续贯入时停锤。8.安全措施8.1施工作业班组人员必须了解和掌握本工艺的技术操作要领，特殊工种应持证上岗。8.2施工机械要求做好维护保养工作，应定期对机械设备进行检查。9.环保措施施工现场环境保护措施为了保护和改善生活环境与生态环境保障建筑工地附近居民和施工人员的身体健康，对工程烟尘、噪声、污水进行控制。10.效益分析社会效益；此工法是我公司在沿海地区吹填土情况下的成功操作，在质量和进度方面得到业主、监理等多方面认可，在曹妃甸地区树立了良好的企业形象，社会效益十分显著。11.应用实例曹妃甸港区口岸查验综合楼及航运大厦工程桩基础共计2531根工程桩，采用本工艺进行施工，保证了施工进度和质量，对桩身质量进行了桩基静载试验和动测法试验，未发现不合格桩。同期曹妃甸政法单位业务用房工程及曹妃甸装备制造区前端服务站倒班宿舍一期工程也运用本工法，取得良好施工效果。注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。'