论文部分内容阅读
【摘 要】本文以扬州市京杭运河特大桥为例，简要介绍PTC管桩施工工艺及质量控制的相关事项。
【关键词】PTC管桩；软基；质量控制
一、工程概况
扬州市京杭运河特大桥桥头段、桥头过渡段以淤泥质亚粘土为主，局部为淤泥，软塑状，具有含水量大、高压缩性、土的力学强度指标低等特点，工程地质级差，在较大外力作用下，易产生侧向滑移、不均匀沉降及蠕变等工程地质病害，其路基处理以PTC管桩为主。
二、路基底板的施工
1.先清除地表的杂草、树根、耕植土等，整平地表。在路基外侧开挖临时排水边沟。临时排水边沟不能和农田灌溉沟渠共用，在施工期间不能长期积水。
2.翻松地表土25cm，掺石灰后整平压实，每层压实厚度不大于20cm，压实度达到87%以上，并形成不小于2%的外向横坡。
3.填筑20cm石灰土（压实厚度），掺灰6%，整平后压实，压实度≥90%，并形成不小于2%的外向横坡。
三、PTC管桩的施工工艺
1.预制PTC管桩
桩长按13m～15m配置，根据规范、施工图纸以及实际与之情况，分二节进行预制。预制桩的质量必须符合施工图纸、规范和相关国家标准的要求，在预制过程中，定期对预制桩质量跟踪检查、控制。
2.起吊、运输、堆放
PTC管桩由于长细比大、自重大，在起吊、运输过程中过大的动荷载易使PTC桩产生环裂。正确的起吊方式是两支点法或两头勾吊法，并在吊装过程中轻吊轻放，禁止采用拖吊的方法，避免产生较大的动荷载。汽车运输时用长挂车，桩的悬臂不超过1.5m，在汽车运输时，应该绑固、分层叠放并错位布置，不宜超过5层。在工地现场堆放时，必须选择坚实平整的场地或垫木支承，堆高不超过5层。
3. PTC管桩的验收
在PTC管桩进场前，质检人员对桩的材料、外型尺寸、外观质量进行检查，随车附送合格桩，有出厂合格证明和试验报告。管桩的外观质量要求：
4.桩位放样
根据施工图纸提供的管桩处理段落的桩号，计算出中心线及边线的控制点坐标，然后用全站仪放出控制点的位置，再用经纬仪和钢卷尺根据控制点定出每根桩的具体桩位，用消石灰作出桩位的圆形标记，圆心位置用小木桩标记，并注意保护所作标记。
5.桩机就位及调平
根据桩位移动桩机，由于该型号桩机采用抱箍式顶压施工，采用机身调平进行控制，将机身调整至水平状态。
6.吊桩
吊桩采用一点起吊法。吊点位置位于桩顶的0.293L处，其位置偏差不得超过20cm。在吊点位置用钢丝绳捆绑牢固。起吊时吊机起吊速度控制在低档，配合2人控制桩尖对准桩位后，吊车松钩压桩夹具加压牢固。
7.插桩、压桩
压桩夹具加压牢固后，对准桩位处事先插入的混凝土桩尖，将桩徐徐压入土中约1.0m时，精心校正桩身垂直度，即压桩机身水平调整，使机身与桩身呈平行垂直状态即可继续加压沉桩，记录压桩时间和各压力表读数，保持连续压桩并控制压桩速度1.5m/min以内。
8.接桩
当第一节桩的桩头高于地面1.0m左右时开始接桩，接桩采用焊接法进行连接。接桩时将第二节桩吊起、夹紧，对准首节桩，调整上节桩的位置，使上下两节桩中心在同一条直线上且上下顺直，使接头紧密接触，同时用经纬仪调整桩的垂直度，其错位偏差不得大于2mm，上下桩如有空隙，用铁片全部垫实焊接牢固，检查桩帽是否平整、干净。上下接桩的中心线偏差不大于2mm。
焊接前，操作人员用铁刷将上下两节桩的焊缝上下3cm范围内的铁锈、油污、杂物等清除干净，焊條烘干。焊接分层进行，不得少于2层，在坡口四周先对称焊6点，由两个焊工对称焊接，焊完每层焊缝后要及时清除焊渣，每层焊缝的接头错开，焊缝须连续、饱满、无虚焊漏焊，满足三级焊缝的要求。焊好的桩头自然冷却，冷却时间至少8min，严禁用水冷却。
9.送桩
送桩前用水准仪确定地面标高，在送桩杆上作记号，送桩过程中进行跟踪，动态检查送桩深度。送桩器下端宜设置桩垫，桩垫厚度均匀并与桩顶全断面接触。
10.终止压桩
按设计压桩力1.3～1.5倍送桩，达到设计高程后持荷（正常压力）10min且每分钟沉降量不超过2mm后方可结束送桩。在压桩过程中，采用压力和压入长度进行双控，并以压力控制为主，当压入深度等于设计值，而压力为达到设计值时，继续往下压，直到压力之达到设计值为止，并以此时压入的总长度作为最后确认值；当压力达到1.3倍的设计值，而桩入土深度仍然未达到设计值时，即以此时的压入长度作为最后的确认值。在同一地质类型的地段，若出现静压力显著增加或送桩时静压力显著减小等异常情况，须暂停施工并及时报告监理，必要时增加静力触探等施工勘查补钻资料，分析和找出原因后提出处理措施。结束后，用袋装土覆盖桩头。
四、施工中可能出现的问题及分析处理措施
1.桩身断裂。产生原因是：沉桩时遇到硬土层；桩身弯曲度超过要求；桩尖偏离中轴线；两节桩不在同一中轴线上；桩质量不符合要求；在制作、堆放、起吊、运输过程中发生意外是桩身受到一定的伤害。预防及处理方法：施工前严格检查桩的质量情况；施工前清除地下障碍物；及时纠正在沉桩时产生倾斜的桩；严格控制上下节桩在同一中轴线上；在起吊、运输、堆放过程中，严格按照有关规定和操作规程执行；桩身断裂后，根据地质等情况在进行补桩。
2.沉桩达不到要求。产生原因是：局部有坚硬土夹层。预防及处理方法：采用先钻后压法，以利沉桩，但桩尖至少进入未扰动土层中4倍桩径深度。
3.桩顶位移。产生原因：桩入土后遇到大块坚硬的障碍物使桩向一侧斜；接桩位置不正；桩身原有弯曲。预防及处理方法：施工前先清除地下障碍物；保证上下节桩在同一中轴线上；控制沉桩速度。 4.樁身倾斜。产生原因：施工场地不平或地表松软；送桩时，送桩管与桩身不在同一中轴线上；桩身弯曲度过大；桩尖与桩底接触面不平整；桩距太近，邻桩压桩时土体挤压。预防及处理方法：对场地进行整平，软弱地基表面铺碎石在平整；初沉时对不垂直的桩及时纠正，控制垂直度在0.5%以内；沉桩前要进行严格检查；障碍物不深可挖除续填后在压或做补桩处理；保证桩尖接触面平整；接桩时保证上下节桩在同一中轴线上。
五、质量控制措施
1.测量定位控制
测量定位是关系到桩位的准确性、垂直度以及控制基准面标高准确与否的关键环节，桩位测量后，还要用钢尺和相邻的桩位进行校正，看所测距离与计算值是否一致，以杜绝错误的发生；桩位确定后，用长约300mm的小木桩钉入地下，用石灰注明以便识别，并做好保护。
2.施工过程质量监控
（1）桩长控制及检查：PTC桩属地下隐蔽工程，施工机具的压力表应能真实的反映压桩力，保证每根桩都达到设计深度进入地质资料中压缩性较低土层或中等至密实砂层并且压桩力达到≥1.5倍单桩容许承载力时维持压力10分钟，且每分钟沉降量不超过2mm，可停止压桩。在PTC桩压入前，应检查其长度规格和长度组合是否满足设计文件要求，可在PTC桩的端部用红色油漆作出长度和桩位标记。压桩按“从内侧向外侧、每根桩先长桩后短桩”的顺序施工，在压后一排桩之前要检查前一排桩的偏位情况。压桩结束后，通过锤球法来检查桩的打入深度，并记录每根桩位的实测深度。
（2）桩身垂直度控制及检查：压桩过程中，桩身必须始终保持垂直。施工时保证机身在水平面上，且在距桩机约20m处，成900方向设置经纬仪各1台，检查桩身垂直度并记录。
（3）桩施工结束后质量控制：PTC桩施工结束后，若有高出地面的桩头，应小心保护，严防施工机械碰撞。机械挖土时，应控制铲斗入土深度，严防挖土机铲斗碰桩，导致桩头破损。压桩完毕，须进行验收，验收合格后才能进行下道工序施工。
六、结束语
本文结合软基处理施工经验对PTC管桩的施工技术进行了一次总结，还存在一些不足，在今后的施工中还需进一步的总结和完善。
参考文献：
[1]《建筑地基基础施工质量验收规范》 GB50202-2002
[2]《公路工程质量检验评定标准》 JTG F80/1-2004
[3]《建筑桩基技术规范》 JTJ94-94
【关键词】PTC管桩；软基；质量控制
一、工程概况
扬州市京杭运河特大桥桥头段、桥头过渡段以淤泥质亚粘土为主，局部为淤泥，软塑状，具有含水量大、高压缩性、土的力学强度指标低等特点，工程地质级差，在较大外力作用下，易产生侧向滑移、不均匀沉降及蠕变等工程地质病害，其路基处理以PTC管桩为主。
二、路基底板的施工
1.先清除地表的杂草、树根、耕植土等，整平地表。在路基外侧开挖临时排水边沟。临时排水边沟不能和农田灌溉沟渠共用，在施工期间不能长期积水。
2.翻松地表土25cm，掺石灰后整平压实，每层压实厚度不大于20cm，压实度达到87%以上，并形成不小于2%的外向横坡。
3.填筑20cm石灰土（压实厚度），掺灰6%，整平后压实，压实度≥90%，并形成不小于2%的外向横坡。
三、PTC管桩的施工工艺
1.预制PTC管桩
桩长按13m～15m配置，根据规范、施工图纸以及实际与之情况，分二节进行预制。预制桩的质量必须符合施工图纸、规范和相关国家标准的要求，在预制过程中，定期对预制桩质量跟踪检查、控制。
2.起吊、运输、堆放
PTC管桩由于长细比大、自重大，在起吊、运输过程中过大的动荷载易使PTC桩产生环裂。正确的起吊方式是两支点法或两头勾吊法，并在吊装过程中轻吊轻放，禁止采用拖吊的方法，避免产生较大的动荷载。汽车运输时用长挂车，桩的悬臂不超过1.5m，在汽车运输时，应该绑固、分层叠放并错位布置，不宜超过5层。在工地现场堆放时，必须选择坚实平整的场地或垫木支承，堆高不超过5层。
3. PTC管桩的验收
在PTC管桩进场前，质检人员对桩的材料、外型尺寸、外观质量进行检查，随车附送合格桩，有出厂合格证明和试验报告。管桩的外观质量要求：
4.桩位放样
根据施工图纸提供的管桩处理段落的桩号，计算出中心线及边线的控制点坐标，然后用全站仪放出控制点的位置，再用经纬仪和钢卷尺根据控制点定出每根桩的具体桩位，用消石灰作出桩位的圆形标记，圆心位置用小木桩标记，并注意保护所作标记。
5.桩机就位及调平
根据桩位移动桩机，由于该型号桩机采用抱箍式顶压施工，采用机身调平进行控制，将机身调整至水平状态。
6.吊桩
吊桩采用一点起吊法。吊点位置位于桩顶的0.293L处，其位置偏差不得超过20cm。在吊点位置用钢丝绳捆绑牢固。起吊时吊机起吊速度控制在低档，配合2人控制桩尖对准桩位后，吊车松钩压桩夹具加压牢固。
7.插桩、压桩
压桩夹具加压牢固后，对准桩位处事先插入的混凝土桩尖，将桩徐徐压入土中约1.0m时，精心校正桩身垂直度，即压桩机身水平调整，使机身与桩身呈平行垂直状态即可继续加压沉桩，记录压桩时间和各压力表读数，保持连续压桩并控制压桩速度1.5m/min以内。
8.接桩
当第一节桩的桩头高于地面1.0m左右时开始接桩，接桩采用焊接法进行连接。接桩时将第二节桩吊起、夹紧，对准首节桩，调整上节桩的位置，使上下两节桩中心在同一条直线上且上下顺直，使接头紧密接触，同时用经纬仪调整桩的垂直度，其错位偏差不得大于2mm，上下桩如有空隙，用铁片全部垫实焊接牢固，检查桩帽是否平整、干净。上下接桩的中心线偏差不大于2mm。
焊接前，操作人员用铁刷将上下两节桩的焊缝上下3cm范围内的铁锈、油污、杂物等清除干净，焊條烘干。焊接分层进行，不得少于2层，在坡口四周先对称焊6点，由两个焊工对称焊接，焊完每层焊缝后要及时清除焊渣，每层焊缝的接头错开，焊缝须连续、饱满、无虚焊漏焊，满足三级焊缝的要求。焊好的桩头自然冷却，冷却时间至少8min，严禁用水冷却。
9.送桩
送桩前用水准仪确定地面标高，在送桩杆上作记号，送桩过程中进行跟踪，动态检查送桩深度。送桩器下端宜设置桩垫，桩垫厚度均匀并与桩顶全断面接触。
10.终止压桩
按设计压桩力1.3～1.5倍送桩，达到设计高程后持荷（正常压力）10min且每分钟沉降量不超过2mm后方可结束送桩。在压桩过程中，采用压力和压入长度进行双控，并以压力控制为主，当压入深度等于设计值，而压力为达到设计值时，继续往下压，直到压力之达到设计值为止，并以此时压入的总长度作为最后确认值；当压力达到1.3倍的设计值，而桩入土深度仍然未达到设计值时，即以此时的压入长度作为最后的确认值。在同一地质类型的地段，若出现静压力显著增加或送桩时静压力显著减小等异常情况，须暂停施工并及时报告监理，必要时增加静力触探等施工勘查补钻资料，分析和找出原因后提出处理措施。结束后，用袋装土覆盖桩头。
四、施工中可能出现的问题及分析处理措施
1.桩身断裂。产生原因是：沉桩时遇到硬土层；桩身弯曲度超过要求；桩尖偏离中轴线；两节桩不在同一中轴线上；桩质量不符合要求；在制作、堆放、起吊、运输过程中发生意外是桩身受到一定的伤害。预防及处理方法：施工前严格检查桩的质量情况；施工前清除地下障碍物；及时纠正在沉桩时产生倾斜的桩；严格控制上下节桩在同一中轴线上；在起吊、运输、堆放过程中，严格按照有关规定和操作规程执行；桩身断裂后，根据地质等情况在进行补桩。
2.沉桩达不到要求。产生原因是：局部有坚硬土夹层。预防及处理方法：采用先钻后压法，以利沉桩，但桩尖至少进入未扰动土层中4倍桩径深度。
3.桩顶位移。产生原因：桩入土后遇到大块坚硬的障碍物使桩向一侧斜；接桩位置不正；桩身原有弯曲。预防及处理方法：施工前先清除地下障碍物；保证上下节桩在同一中轴线上；控制沉桩速度。 4.樁身倾斜。产生原因：施工场地不平或地表松软；送桩时，送桩管与桩身不在同一中轴线上；桩身弯曲度过大；桩尖与桩底接触面不平整；桩距太近，邻桩压桩时土体挤压。预防及处理方法：对场地进行整平，软弱地基表面铺碎石在平整；初沉时对不垂直的桩及时纠正，控制垂直度在0.5%以内；沉桩前要进行严格检查；障碍物不深可挖除续填后在压或做补桩处理；保证桩尖接触面平整；接桩时保证上下节桩在同一中轴线上。
五、质量控制措施
1.测量定位控制
测量定位是关系到桩位的准确性、垂直度以及控制基准面标高准确与否的关键环节，桩位测量后，还要用钢尺和相邻的桩位进行校正，看所测距离与计算值是否一致，以杜绝错误的发生；桩位确定后，用长约300mm的小木桩钉入地下，用石灰注明以便识别，并做好保护。
2.施工过程质量监控
（1）桩长控制及检查：PTC桩属地下隐蔽工程，施工机具的压力表应能真实的反映压桩力，保证每根桩都达到设计深度进入地质资料中压缩性较低土层或中等至密实砂层并且压桩力达到≥1.5倍单桩容许承载力时维持压力10分钟，且每分钟沉降量不超过2mm，可停止压桩。在PTC桩压入前，应检查其长度规格和长度组合是否满足设计文件要求，可在PTC桩的端部用红色油漆作出长度和桩位标记。压桩按“从内侧向外侧、每根桩先长桩后短桩”的顺序施工，在压后一排桩之前要检查前一排桩的偏位情况。压桩结束后，通过锤球法来检查桩的打入深度，并记录每根桩位的实测深度。
（2）桩身垂直度控制及检查：压桩过程中，桩身必须始终保持垂直。施工时保证机身在水平面上，且在距桩机约20m处，成900方向设置经纬仪各1台，检查桩身垂直度并记录。
（3）桩施工结束后质量控制：PTC桩施工结束后，若有高出地面的桩头，应小心保护，严防施工机械碰撞。机械挖土时，应控制铲斗入土深度，严防挖土机铲斗碰桩，导致桩头破损。压桩完毕，须进行验收，验收合格后才能进行下道工序施工。
六、结束语
本文结合软基处理施工经验对PTC管桩的施工技术进行了一次总结，还存在一些不足，在今后的施工中还需进一步的总结和完善。
参考文献：
[1]《建筑地基基础施工质量验收规范》 GB50202-2002
[2]《公路工程质量检验评定标准》 JTG F80/1-2004
[3]《建筑桩基技术规范》 JTJ94-94