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摘要:本文结合工程实际案例介绍了静压管桩的优点和特点,分析了在施工过程中出现的技术的问题,并提出了技术处理和质量。
控制措施。
关键词:静压管桩;特点:施工技术;质量控制
中图分类号:U656.1+14文献标识码: A 文章编号:
1静压管桩的特点
静压桩施工技术足用静力压桩机或利用桩架自重及桩机架的配重。将桩徐徐压入土体中的一种工程桩施工技术。由于具备单桩承载力高;施工进度快;噪音小、污染少;穿越-L层能力强;现场施工方便;质量好控制:桩身耗材较低、单桩造价低的特点,在地质条件比较好的地区近两年来应用愈来愈广。
2 静压桩施工技术
2.1 施工准备
(1)场地要求现场的坡度不宜人于1/100 地耐力应不小于140kN/m2。当桩机 坡时,坡度应控制在10%,上坡时卸掉桩机配重。对桩机处的地面有混凝上地坪及旧有建筑物基础,应予凿除。桩机最小工作半径:桩位中心距周边建(构)筑物应该大于1/2压桩机宽度+1.0m,且对建(构)筑物应有保护措施。
(2)管桩堆放管桩进场前应有出厂合格证和检验报告,强度应达设计值的100%。现场堆放不能超过4层。堆放在坚实、半整的场地上,以防不均匀沉降造成损桩,并采取可靠的防滚、防滑措施。
(3)桩位测量定位根据基准点进行放样,将轴线控制点引出6-8m,做好测量控制网。桩位可打短钢筋并洒白石灰醒目标识。桩位测量允许偏差值:单桩Oil'lm,群桩20ram。
2.2 机械选择
压桩机的选型一般按1.2~1.5倍管桩极限承载力取值,静压桩机采用抱压式,本工程选用全液压静力压桩机(YZY一600型)桩机。桩机的夹角具选择长夹具,保证夹桩时,桩身侧压应力较小, 更易控制桩的垂直度。压桩速度为1.8m/rain。桩机的压力仪表按规定送检,以确保夹桩及压力控制准确。送桩器应考虑施工中有超深送桩,但送桩一般不宜超过4m。
2.3 压桩技术
2.3.1 管桩就位
用桩机上的吊车吊起就近的管桩,指挥员指令吊车慢慢把管桩放入夹持箱内。当管桩下放至地面lOcm处停车,夹持器把管桩夹紧。吊车的吊钩放松。夹桩的压力不大于5MPa,并应逐次加压。管桩对中方法:将钢筋制成的+500mm的模具放置在地面上.模具的中心对桩位桩对中后.提起管桩少许,进行桩尖焊接。
2.3.2 桩机就位
桩机移至桩位置,将桩机调平,使夹持器的中心对正桩位中心。
2.4 压桩顺序
对多于5根的群桩承台应考虑压桩时的挤土效应,应先施, 后压群桩周边较少桩的承台:不同深度的桩基,应先深后浅,先大后小;尽量避免因桩机多次行走扰动地面土层,使地面沉陷;以经济合理、运桩、吊桩方便为原则,根据场地情况,决定先桩再开挖基坑。分3个施工区段。A、C区管桩采取逐排压桩,B区的核心筒下的2个承台的桩较密集,每个承台的桩数9根,横纵桩距为3.2D、3.6D(D为桩径),采取由中部向外间隔逐排的压桩方法。
3 技术处理
3.1打桩前
(1)应对场地原有建筑情況进行详细了解,并安排进行探桩施工;对浅层障碍物可采用挖土机挖除,当无法操作施工时,叫采用钻机将障碍物钻穿,然后在孔内插桩后沉桩,严禁移动桩架等强行回扳的方法纠偏。
(2)当桩己入土较深,桩无法拔出时,可采用小型钻机将钻具放入管桩中间的空洞中钻孔,将障碍物钻穿后继续沉桩。
(3)选用的桩机能量大小应与设计要求、桩径、桩长及地质条件相匹配,即桩机选型、配重应符合施工要求。
3.2 接桩
本工程的桩接头采用CO,气体保护焊,CO,气体保护焊是以CO,作为保护气体介质,依靠焊件和焊件之间产生电弧来熔化金属进行焊接,以CO,气体在电弧周围造成局部的保护层。以防止有害气体的侵入,保证焊接过程的稳定性 从而获得高质量的焊缝。CO,纯度要求不低于99.5%,否则会降低焊缝机械性能和产生气孔,焊接作业区应设篷布防风措施。
3.3 压桩
(1)压好第1节桩是保证整根压桩质量的关键,定位和垂直度应严格控制,压入时,先应根据机上水平仪调平机台,同时须在桩机的正面和侧面分别设经纬仪或吊线锤,监控下桩垂直度。桩身垂直度偏差不宜大于0.5%。压桩速度不得大于2m/min。若桩身垂直度偏大,须拨出已压入部分并根据经纬仪指示调整机台水平度使桩身垂直,同时记录此时机上水平仪的偏差量作为下次调平的修正值,再行压入,并认真注意压桩时的桩身和压力表的变化情况,如有异常偏移或倾斜立即分析原因,并采取校正措施,在确认压入方向无异常时方可连续施压。
(2)现场测量员对压桩过程进行全程测点测量,以保证桩的垂直度。
(3)本工程在压桩过程中认真记好压桩时间,压入桩长、所施压力等读数,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,应停机对照地质资料进行分析,看是否碰到障碍物,或产生断桩等情况,施工中禁止间断压桩。
(4)应合理调配管节长度,尽量避免接桩时桩尖处于或接近硬持力层,管桩接头数不宜超过3个。同一承台桩的接头位置应相互错开。
(5)桩压好后桩头高出地面的部分及时截除,严禁施工机械__碰撞或将桩头用作拉锚点,送桩遗留的孔洞宜用小木板进行覆盖。
(6)由于全风化岩面起伏变化大,管桩终压后会造成桩长不一, 有砍桩与超送(后接桩),露出地面的管桩应及时截桩,截至地面以下300—500mm.以免桩机行走时损坏管桩。对超送桩的,待后土方开挖后再进行接桩,视超送长度可采取人工挖孔、四周挖土接桩,或直接降低承台垫层标高,但应确保桩顶嵌入承台100mm 。
(7)遇下列情况之一时应暂停压桩,并及时与设计、监理等有关人员研究处理:① 压力值突然下降,沉降量突然增大;②桩身混凝土剥落、破碎;③桩身突然倾斜、跑位,桩周涌水;④地面明显隆起,邻桩上浮或位移过大;⑤ 按设计图上要求的桩长压桩 压桩力未达到设计值;⑥单桩承载力已满足设计值,压桩长度不能达到设计要求。
3.4终压
正式压桩前,分别对不同的桩型进行试压桩,确定压桩的终压技术参数为:以压桩力为主要控制指标,有效桩长为参考参数。当有效桩长小于20m时的终压值取18MPa(4500kN),当有效长小于15m时,取终压值19MPa(4750kN),满压不冉贯入后复压3次,间隔5min.每次持荷10s,总沉降量不超过10mm。
3.5 桩
本工程送桩长度为0.5~4.5m,当桩顶压至接近地面需要送桩时.应测量出桩垂直度并检查桩顶质量、合格后立即送桩。送桩器的中心与管桩中心线应吻合一致。
3.6截桩
桩头截除采用锯桩器截断,禁用大锤敲击或强行扳拉截桩。桩顶标高偏差不得大于2cm。电动切割机通过螺栓连接固定在抱箍上,通过手柄,进行割桩工作,割桩时需加水,操作时需要换几个方向。
4 施工时存在的问题和控制要点
4.1 桩身破坏
(1)施工过程中由于斜桩现象的出现或桩端、送桩杆不平整导致桩端应力集中,使桩帽滑落或桩头爆裂。
(2)桩机施工压力值超高。
(3)桩机施工过程中桩机擅自移动机架进行校正桩位、桩身垂直度,导致桩身断裂;施工结束后人工凿桩野蛮施工以及桩机施工后不合理的土方开挖。
4.2 设计问题
由于土层的复杂性,特别是持力层为细砂层且局部夹有薄弱土层的情况在地质勘察中不一定能被发现,所以控制压桩终压值非常重要,终压值宜大不宜小,一股不宜小于单桩竖向承载
力极限标准值。在饱和粘土中采用开口桩尖可解决在粘土层中快速沉桩引起桩的卸压回弹问题。由于开口桩尖在沉桩时桩内孔可以进入部分土体,可减少超孔隙水压力和粘土挤土作用,减低桩身上浮的可能性。通过应用对比,实践证明开口桩桩端承载力与闭口桩基本相同。
4. 3 桩身材料质量
(1)加强管桩的进场检查验收工作。管桩使用前应进行全数的外观检查(桩身裂缝、端板的外观)。管桩的吊运应轻吊轻放、避免剧烈碰撞,进场的管桩应分类堆放整齐,垫木宜用耐压的枕木,不得用有棱角的金属构件替代。管桩堆放超过2层时。应用吊机取桩、严禁拖桩。当堆放管桩不超过2层时,可拖拉取桩,但拖地端应用废轮胎等弹性材料保护。
(2)压桩施工过程中,应对周围建筑物和围墙进行变形监测,并做好记录。
4.4 地质条件
对群桩承台压桩时,应考虑挤土效应。静压桩的桩位复核一般在土方开挖后进行,土方开挖施工中应注意桩的成品保护,考虑土体反弹,土方开挖宣在压桩后的2周后进行,应采取分层均匀开挖,每次开挖的深度应视土质情况确定,粘土质土一般控制开挖深度为1.5~2.5m,淤泥质土的开挖深度一般控制在O.5~1.5m,土方开挖时采取了由四周分层均匀开挖,桩问较密的土方采用小型反铲开挖,则土层中的挤土应力被均匀地释放。地质报告表明本工程的孤石较多,对有孤石桩位采取补勘措施。探明孤石的大小、位置,因本工程孤石埋藏较浅,对小孤石可采取用送桩器进行排挤引孔,体积大的先用挖土机清除。根据地质报告和实际情况确定配桩计划,并考虑同——承台的桩接头位置应错开。终压值由设计根据现场试桩情况及工程地质勘探报告等确定,一般磨擦桩以桩长为控制条件:①大于20m的端承磨擦桩以桩长为主,终压对照;②对于15~20m长的桩,密实砂土持力层时,应以终压力达2.0~2.5倍的设计荷载为终压控制条件,稳压不少于3次;③对于长度小15m桩,粘土持力层时,应以终压力为终压控制条件;宜连续多次复压。
4.5桩身抬高
管桩与承台问的连接是靠管桩伸入承台及顶部现浇的桩芯混凝土,因此,管桩入承台高度及锚筋长度必须确保。
結束语
静压预应力管桩的施工过程非常复杂,与土质、土层排列、硬土层厚度、桩数、桩距、施工顺序、进度等有关,有待进一步研究。静压桩施工中出现的问题也各种各样,最常用的处理方法是提高终压力进行复压。往往桩在做完静载试验发现不合格后,还要增加静载试验或大应变检测,以确定更大范围不合格桩数量分布。有时基坑已开挖,桩头已凿去位置难确定,压桩机撤出现场,复压或补桩有一定困难,这就要采取其它一些措施处理不合格桩,如灌浆补强、降低桩承载力标准或扩大承台等。相信随着工程实践的不断丰富,能为静压桩规程的制定提供更多的素材。
控制措施。
关键词:静压管桩;特点:施工技术;质量控制
中图分类号:U656.1+14文献标识码: A 文章编号:
1静压管桩的特点
静压桩施工技术足用静力压桩机或利用桩架自重及桩机架的配重。将桩徐徐压入土体中的一种工程桩施工技术。由于具备单桩承载力高;施工进度快;噪音小、污染少;穿越-L层能力强;现场施工方便;质量好控制:桩身耗材较低、单桩造价低的特点,在地质条件比较好的地区近两年来应用愈来愈广。
2 静压桩施工技术
2.1 施工准备
(1)场地要求现场的坡度不宜人于1/100 地耐力应不小于140kN/m2。当桩机 坡时,坡度应控制在10%,上坡时卸掉桩机配重。对桩机处的地面有混凝上地坪及旧有建筑物基础,应予凿除。桩机最小工作半径:桩位中心距周边建(构)筑物应该大于1/2压桩机宽度+1.0m,且对建(构)筑物应有保护措施。
(2)管桩堆放管桩进场前应有出厂合格证和检验报告,强度应达设计值的100%。现场堆放不能超过4层。堆放在坚实、半整的场地上,以防不均匀沉降造成损桩,并采取可靠的防滚、防滑措施。
(3)桩位测量定位根据基准点进行放样,将轴线控制点引出6-8m,做好测量控制网。桩位可打短钢筋并洒白石灰醒目标识。桩位测量允许偏差值:单桩Oil'lm,群桩20ram。
2.2 机械选择
压桩机的选型一般按1.2~1.5倍管桩极限承载力取值,静压桩机采用抱压式,本工程选用全液压静力压桩机(YZY一600型)桩机。桩机的夹角具选择长夹具,保证夹桩时,桩身侧压应力较小, 更易控制桩的垂直度。压桩速度为1.8m/rain。桩机的压力仪表按规定送检,以确保夹桩及压力控制准确。送桩器应考虑施工中有超深送桩,但送桩一般不宜超过4m。
2.3 压桩技术
2.3.1 管桩就位
用桩机上的吊车吊起就近的管桩,指挥员指令吊车慢慢把管桩放入夹持箱内。当管桩下放至地面lOcm处停车,夹持器把管桩夹紧。吊车的吊钩放松。夹桩的压力不大于5MPa,并应逐次加压。管桩对中方法:将钢筋制成的+500mm的模具放置在地面上.模具的中心对桩位桩对中后.提起管桩少许,进行桩尖焊接。
2.3.2 桩机就位
桩机移至桩位置,将桩机调平,使夹持器的中心对正桩位中心。
2.4 压桩顺序
对多于5根的群桩承台应考虑压桩时的挤土效应,应先施, 后压群桩周边较少桩的承台:不同深度的桩基,应先深后浅,先大后小;尽量避免因桩机多次行走扰动地面土层,使地面沉陷;以经济合理、运桩、吊桩方便为原则,根据场地情况,决定先桩再开挖基坑。分3个施工区段。A、C区管桩采取逐排压桩,B区的核心筒下的2个承台的桩较密集,每个承台的桩数9根,横纵桩距为3.2D、3.6D(D为桩径),采取由中部向外间隔逐排的压桩方法。
3 技术处理
3.1打桩前
(1)应对场地原有建筑情況进行详细了解,并安排进行探桩施工;对浅层障碍物可采用挖土机挖除,当无法操作施工时,叫采用钻机将障碍物钻穿,然后在孔内插桩后沉桩,严禁移动桩架等强行回扳的方法纠偏。
(2)当桩己入土较深,桩无法拔出时,可采用小型钻机将钻具放入管桩中间的空洞中钻孔,将障碍物钻穿后继续沉桩。
(3)选用的桩机能量大小应与设计要求、桩径、桩长及地质条件相匹配,即桩机选型、配重应符合施工要求。
3.2 接桩
本工程的桩接头采用CO,气体保护焊,CO,气体保护焊是以CO,作为保护气体介质,依靠焊件和焊件之间产生电弧来熔化金属进行焊接,以CO,气体在电弧周围造成局部的保护层。以防止有害气体的侵入,保证焊接过程的稳定性 从而获得高质量的焊缝。CO,纯度要求不低于99.5%,否则会降低焊缝机械性能和产生气孔,焊接作业区应设篷布防风措施。
3.3 压桩
(1)压好第1节桩是保证整根压桩质量的关键,定位和垂直度应严格控制,压入时,先应根据机上水平仪调平机台,同时须在桩机的正面和侧面分别设经纬仪或吊线锤,监控下桩垂直度。桩身垂直度偏差不宜大于0.5%。压桩速度不得大于2m/min。若桩身垂直度偏大,须拨出已压入部分并根据经纬仪指示调整机台水平度使桩身垂直,同时记录此时机上水平仪的偏差量作为下次调平的修正值,再行压入,并认真注意压桩时的桩身和压力表的变化情况,如有异常偏移或倾斜立即分析原因,并采取校正措施,在确认压入方向无异常时方可连续施压。
(2)现场测量员对压桩过程进行全程测点测量,以保证桩的垂直度。
(3)本工程在压桩过程中认真记好压桩时间,压入桩长、所施压力等读数,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,应停机对照地质资料进行分析,看是否碰到障碍物,或产生断桩等情况,施工中禁止间断压桩。
(4)应合理调配管节长度,尽量避免接桩时桩尖处于或接近硬持力层,管桩接头数不宜超过3个。同一承台桩的接头位置应相互错开。
(5)桩压好后桩头高出地面的部分及时截除,严禁施工机械__碰撞或将桩头用作拉锚点,送桩遗留的孔洞宜用小木板进行覆盖。
(6)由于全风化岩面起伏变化大,管桩终压后会造成桩长不一, 有砍桩与超送(后接桩),露出地面的管桩应及时截桩,截至地面以下300—500mm.以免桩机行走时损坏管桩。对超送桩的,待后土方开挖后再进行接桩,视超送长度可采取人工挖孔、四周挖土接桩,或直接降低承台垫层标高,但应确保桩顶嵌入承台100mm 。
(7)遇下列情况之一时应暂停压桩,并及时与设计、监理等有关人员研究处理:① 压力值突然下降,沉降量突然增大;②桩身混凝土剥落、破碎;③桩身突然倾斜、跑位,桩周涌水;④地面明显隆起,邻桩上浮或位移过大;⑤ 按设计图上要求的桩长压桩 压桩力未达到设计值;⑥单桩承载力已满足设计值,压桩长度不能达到设计要求。
3.4终压
正式压桩前,分别对不同的桩型进行试压桩,确定压桩的终压技术参数为:以压桩力为主要控制指标,有效桩长为参考参数。当有效桩长小于20m时的终压值取18MPa(4500kN),当有效长小于15m时,取终压值19MPa(4750kN),满压不冉贯入后复压3次,间隔5min.每次持荷10s,总沉降量不超过10mm。
3.5 桩
本工程送桩长度为0.5~4.5m,当桩顶压至接近地面需要送桩时.应测量出桩垂直度并检查桩顶质量、合格后立即送桩。送桩器的中心与管桩中心线应吻合一致。
3.6截桩
桩头截除采用锯桩器截断,禁用大锤敲击或强行扳拉截桩。桩顶标高偏差不得大于2cm。电动切割机通过螺栓连接固定在抱箍上,通过手柄,进行割桩工作,割桩时需加水,操作时需要换几个方向。
4 施工时存在的问题和控制要点
4.1 桩身破坏
(1)施工过程中由于斜桩现象的出现或桩端、送桩杆不平整导致桩端应力集中,使桩帽滑落或桩头爆裂。
(2)桩机施工压力值超高。
(3)桩机施工过程中桩机擅自移动机架进行校正桩位、桩身垂直度,导致桩身断裂;施工结束后人工凿桩野蛮施工以及桩机施工后不合理的土方开挖。
4.2 设计问题
由于土层的复杂性,特别是持力层为细砂层且局部夹有薄弱土层的情况在地质勘察中不一定能被发现,所以控制压桩终压值非常重要,终压值宜大不宜小,一股不宜小于单桩竖向承载
力极限标准值。在饱和粘土中采用开口桩尖可解决在粘土层中快速沉桩引起桩的卸压回弹问题。由于开口桩尖在沉桩时桩内孔可以进入部分土体,可减少超孔隙水压力和粘土挤土作用,减低桩身上浮的可能性。通过应用对比,实践证明开口桩桩端承载力与闭口桩基本相同。
4. 3 桩身材料质量
(1)加强管桩的进场检查验收工作。管桩使用前应进行全数的外观检查(桩身裂缝、端板的外观)。管桩的吊运应轻吊轻放、避免剧烈碰撞,进场的管桩应分类堆放整齐,垫木宜用耐压的枕木,不得用有棱角的金属构件替代。管桩堆放超过2层时。应用吊机取桩、严禁拖桩。当堆放管桩不超过2层时,可拖拉取桩,但拖地端应用废轮胎等弹性材料保护。
(2)压桩施工过程中,应对周围建筑物和围墙进行变形监测,并做好记录。
4.4 地质条件
对群桩承台压桩时,应考虑挤土效应。静压桩的桩位复核一般在土方开挖后进行,土方开挖施工中应注意桩的成品保护,考虑土体反弹,土方开挖宣在压桩后的2周后进行,应采取分层均匀开挖,每次开挖的深度应视土质情况确定,粘土质土一般控制开挖深度为1.5~2.5m,淤泥质土的开挖深度一般控制在O.5~1.5m,土方开挖时采取了由四周分层均匀开挖,桩问较密的土方采用小型反铲开挖,则土层中的挤土应力被均匀地释放。地质报告表明本工程的孤石较多,对有孤石桩位采取补勘措施。探明孤石的大小、位置,因本工程孤石埋藏较浅,对小孤石可采取用送桩器进行排挤引孔,体积大的先用挖土机清除。根据地质报告和实际情况确定配桩计划,并考虑同——承台的桩接头位置应错开。终压值由设计根据现场试桩情况及工程地质勘探报告等确定,一般磨擦桩以桩长为控制条件:①大于20m的端承磨擦桩以桩长为主,终压对照;②对于15~20m长的桩,密实砂土持力层时,应以终压力达2.0~2.5倍的设计荷载为终压控制条件,稳压不少于3次;③对于长度小15m桩,粘土持力层时,应以终压力为终压控制条件;宜连续多次复压。
4.5桩身抬高
管桩与承台问的连接是靠管桩伸入承台及顶部现浇的桩芯混凝土,因此,管桩入承台高度及锚筋长度必须确保。
結束语
静压预应力管桩的施工过程非常复杂,与土质、土层排列、硬土层厚度、桩数、桩距、施工顺序、进度等有关,有待进一步研究。静压桩施工中出现的问题也各种各样,最常用的处理方法是提高终压力进行复压。往往桩在做完静载试验发现不合格后,还要增加静载试验或大应变检测,以确定更大范围不合格桩数量分布。有时基坑已开挖,桩头已凿去位置难确定,压桩机撤出现场,复压或补桩有一定困难,这就要采取其它一些措施处理不合格桩,如灌浆补强、降低桩承载力标准或扩大承台等。相信随着工程实践的不断丰富,能为静压桩规程的制定提供更多的素材。