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摘 要 本文介绍了PHC管桩的特点、打桩原则及顺序、柴油打桩机PHC管桩施工方法及质量控制以及应急预案处理措施,从而确保工程质量。
关键词 PHC管桩;柴油打桩机;施工
中图分类号TU7文献标识码A文章编号1673-9671-(2009)111-0040-01
0前言
预应力高强混凝土管桩(简称PHC桩),是建设部科技成果重点推广项目。PHC桩是专业工厂里采用先张法预应力和
离心成型工艺,经过蒸压养护而制成的一种空心圆筒体的等截面构件,运往施工现场后,通过锤击或静压的方法沉入地下作为建(构)筑物的基础。
PHC桩单桩承载力高,单位承载力价格便宜。桩身混凝土强度等级为C80,具有高强性能,可作为高层、超高层建筑的基础。其单位承载力的造价比预制混凝土方桩和钻孔灌注桩低,并节省钢材。抗弯性能好。PHC桩选用高强度、低松驰的阴螺纹钢筋作为预应力主筋,使桩身具有较高的预压应力,其抗弯、抗裂性能良好,PHC桩有卓绝的贯入性能,能穿透密实的砂层,能适应复杂的环境与地理条件。
质量稳定可靠。由于采用工厂预制的生产方式,能利用先进的工艺和设备,质量容易控制,产品质量容易保证,且成桩质量监测方便。应用范围广。桩身耐防腐性能好,规格长度容易调整,使设计选用范围广,容易布桩,对桩端持力层起伏变化大的地质条件适应性强。施工速度快,工期短。施工现场无砂石、水泥,无泥浆污染,对施工现场狭窄的工程特别有利。
1工程概况
某150万吨不锈冷轧改造工程,主厂房采用独立柱基础,预应力混凝土管桩。工程桩尖类型为开口型钢桩尖。设计桩长21m,桩端持力层为中砂层,设计要求桩尖贯入持力中砂层约1m。管桩接桩处金属表面刷防腐热沥青两遍。单桩竖向设计抗压承载力为1700kN。
质量目标及质量验收标准:管桩数量、长度、位置、标高、垂直度满足设计和现行有关规范要求。桩位允许偏差:外边桩1/3桩径,中间桩1/2桩径。桩顶标高允许偏差:-50～+50。本工程采用的沉桩机械为:柴油打桩机共8台～10台。
2打桩原则及顺序
打桩原则:本工程为单独基坑,部分柱基础桩距小于4倍桩距,考虑到桩距、桩平面布置、桩机移动方便,采用以下措施:从中心向四周顺时针沉桩;在施打过程中遇到较硬土层时,要重锤低打,同时多加厚纸板,防止打坏桩头;根据桩的长度,宜先长后短;桩停止锤击的控制原则:以控制桩端设计标高为主。打桩顺序:分区段布设打桩机;每个区段从西向东S形推进。
3柴油打桩机PHC管桩施工
3.1柴油打桩机
机械采用自行式柴油打桩机,综合考虑工程地质条件、单桩竖向承载力设计值、桩的规格、入土深度等因素,遵循重锤低击的原则,柴油锤型号选用D62及D80。桩帽用500圆筒形,套桩头用的筒体深度为400mm,内径应比管外径大20mm,送桩器与管桩匹配,送桩器套筒深度为300mm,内径应比管外径大20mm。桩帽和桩锤之间用竖纹硬木作锤垫,厚度不小于150mm,桩帽与管桩头之间设置弹性衬垫厚纸板,经桩锤压实后不小于120mm,并应经常检查、更换。送桩器与桩头之间设置硬纸板作衬垫,厚度同上。
3.2打桩程序
打桩程序:清除障碍物→平整场地→测量定桩位→桩机组装→打桩准备→喂桩、插桩→初打→矫正→正式打桩→接桩→送桩→移位施打下一桩;若同一套管桩的桩节长度不同,参照地质报告应先长后短。
3.3管桩的施打
划线:将PHC管桩及送桩器划出1m刻度线,并标识距桩底有效长度,上节桩及送桩器上标识出设计入土深度及间距100mm和50mm刻度线,以便控制打入深度和贯入度。PHC管桩的运输和吊放:PHC管桩达到设计强度的70%方可起吊;达到100%才能运输。PHC管桩采用平板拖车运至现场吊放于对应试桩地点。为防止管桩运输和堆放产生自重应力破坏;管桩要放于平整、坚实地面上用枕木垫在支点0.2L处,叠层堆放不宜超过4层。管桩摆放时要采取防止滚动措施,用砖块等垫在管桩两侧。起吊时最好采用专用吊钩钩住管桩两端内壁进行水平起吊。取桩时严禁用桩架上的卷扬机拖拉管桩取桩。就位打桩:混凝土管桩强度及龄期均应达到要求,场地准备好后桩机就位进行打桩,用吊车将第一节桩送至桩机前,采用一点绑扎,吊点宜选在1/3处,用桩机上的吊钩喂桩,对准桩位将桩落下,要求桩位正、桩身直,然后安装桩帽。
打桩方法:桩尖焊接后,进行插桩,待桩锤重量完全落在桩上后,先调整桩机导杆垂直度,再移动桩机使桩和导杆平行,用两个经纬仪正交90°观测,保证桩及导杆垂直度偏差小于5‰。打桩过程中桩和打桩架的垂直度超过5‰时,应将桩及时拔出重新插桩施打。最初桩锤冲程应在2.0m以下,待第一节桩进入本节1/3时再正常施打。要求:桩锤、桩帽和桩身应保持在同一纵轴线上,宜重锤低击,低锤重打,桩尖进入硬土层力求连续施打,如需停打,应尽量缩短停锤时间。要求打桩过程中做好记录,在沉桩较困难时必须观察贯入度以防止桩头击碎却没有贯入度的记录;尤其是最后30击贯入度的记录,并且注意观察桩身进入速度和反弹情况。
PHC桩连接:接桩采用钢端板焊接法,用CO2气体保护焊焊接。当下节桩桩顶距地面0.5m左右时就可接桩。接桩时摘去桩帽,先在下节桩钢箍上焊上钢筋棍,然后将第二节桩如前述方法吊至第一节桩的上方,上下节桩段应保持顺直,错位偏差不宜大于5mm,节点弯曲矢高不大于桩段的1‰。焊接时先将对称四点焊牢、然后分层连续施焊,焊缝连续饱满、厚度高出桩表面2mm。焊缝完毕后刷沥青漆两遍。
3.4停打标准
正式施工时停锤标准按设计要求;停锤标准应按标高和贯入度双控原则。双控原则:若桩底已达设计标高(-27.00)时停打:若桩底未达设计标高(-27.00)但贯入度满足(D62锤4cm/10击～8cm/10击)时,继续锤击3阵。每阵(10击)贯入度均小于3cm/10击～5cm/10击。立即停打。
4应急预案处理
当桩打入自然地面下4.0m以内;若桩垂直度偏差超过5‰,应将桩拔出重插;若遇到混凝土地面无法调整垂直度时,应先将地面破坏然后调整。当桩打入自然地面下4.0m以内,发现桩严重反弹或者突然偏离原位时,应立即停打,待清理障碍物后再打桩。当桩打入自然地面下4.0m以下,发现桩严重反弹或者突然偏离原位时,应立即停打,及时上报、采取措施。
接桩时,若下节桩微斜,可保证上、下节桩端面完全接触,上节桩的垂直度调整应以下节桩作为参照物,调整导杆,保证导杆、桩平顺,桩帽与桩顶是平面接触。在沉桩较困难时必须观察贯入度以防止桩头击碎却没有贯入度的记录。当桩头打碎,但贯入度或压力未达到设计要求,发现桩身出现裂缝甚至断裂或桩的垂直度偏差太大时,应立即停打,并报上级部门研究处理,严禁擅自处理。
参考文献
[1]卓维松.PHC管桩静压法施工技术[J].混凝土与水泥制品,2008,06.
[2]肖伟.PHC管桩施工质量问题处理方案探讨[J].福建建筑,2006,01.
[3]黄小文,邓志深.PHC管桩的施工和应用[J].水运工程,2006,07.
关键词 PHC管桩;柴油打桩机;施工
中图分类号TU7文献标识码A文章编号1673-9671-(2009)111-0040-01
0前言
预应力高强混凝土管桩(简称PHC桩),是建设部科技成果重点推广项目。PHC桩是专业工厂里采用先张法预应力和
离心成型工艺,经过蒸压养护而制成的一种空心圆筒体的等截面构件,运往施工现场后,通过锤击或静压的方法沉入地下作为建(构)筑物的基础。
PHC桩单桩承载力高,单位承载力价格便宜。桩身混凝土强度等级为C80,具有高强性能,可作为高层、超高层建筑的基础。其单位承载力的造价比预制混凝土方桩和钻孔灌注桩低,并节省钢材。抗弯性能好。PHC桩选用高强度、低松驰的阴螺纹钢筋作为预应力主筋,使桩身具有较高的预压应力,其抗弯、抗裂性能良好,PHC桩有卓绝的贯入性能,能穿透密实的砂层,能适应复杂的环境与地理条件。
质量稳定可靠。由于采用工厂预制的生产方式,能利用先进的工艺和设备,质量容易控制,产品质量容易保证,且成桩质量监测方便。应用范围广。桩身耐防腐性能好,规格长度容易调整,使设计选用范围广,容易布桩,对桩端持力层起伏变化大的地质条件适应性强。施工速度快,工期短。施工现场无砂石、水泥,无泥浆污染,对施工现场狭窄的工程特别有利。
1工程概况
某150万吨不锈冷轧改造工程,主厂房采用独立柱基础,预应力混凝土管桩。工程桩尖类型为开口型钢桩尖。设计桩长21m,桩端持力层为中砂层,设计要求桩尖贯入持力中砂层约1m。管桩接桩处金属表面刷防腐热沥青两遍。单桩竖向设计抗压承载力为1700kN。
质量目标及质量验收标准:管桩数量、长度、位置、标高、垂直度满足设计和现行有关规范要求。桩位允许偏差:外边桩1/3桩径,中间桩1/2桩径。桩顶标高允许偏差:-50～+50。本工程采用的沉桩机械为:柴油打桩机共8台～10台。
2打桩原则及顺序
打桩原则:本工程为单独基坑,部分柱基础桩距小于4倍桩距,考虑到桩距、桩平面布置、桩机移动方便,采用以下措施:从中心向四周顺时针沉桩;在施打过程中遇到较硬土层时,要重锤低打,同时多加厚纸板,防止打坏桩头;根据桩的长度,宜先长后短;桩停止锤击的控制原则:以控制桩端设计标高为主。打桩顺序:分区段布设打桩机;每个区段从西向东S形推进。
3柴油打桩机PHC管桩施工
3.1柴油打桩机
机械采用自行式柴油打桩机,综合考虑工程地质条件、单桩竖向承载力设计值、桩的规格、入土深度等因素,遵循重锤低击的原则,柴油锤型号选用D62及D80。桩帽用500圆筒形,套桩头用的筒体深度为400mm,内径应比管外径大20mm,送桩器与管桩匹配,送桩器套筒深度为300mm,内径应比管外径大20mm。桩帽和桩锤之间用竖纹硬木作锤垫,厚度不小于150mm,桩帽与管桩头之间设置弹性衬垫厚纸板,经桩锤压实后不小于120mm,并应经常检查、更换。送桩器与桩头之间设置硬纸板作衬垫,厚度同上。
3.2打桩程序
打桩程序:清除障碍物→平整场地→测量定桩位→桩机组装→打桩准备→喂桩、插桩→初打→矫正→正式打桩→接桩→送桩→移位施打下一桩;若同一套管桩的桩节长度不同,参照地质报告应先长后短。
3.3管桩的施打
划线:将PHC管桩及送桩器划出1m刻度线,并标识距桩底有效长度,上节桩及送桩器上标识出设计入土深度及间距100mm和50mm刻度线,以便控制打入深度和贯入度。PHC管桩的运输和吊放:PHC管桩达到设计强度的70%方可起吊;达到100%才能运输。PHC管桩采用平板拖车运至现场吊放于对应试桩地点。为防止管桩运输和堆放产生自重应力破坏;管桩要放于平整、坚实地面上用枕木垫在支点0.2L处,叠层堆放不宜超过4层。管桩摆放时要采取防止滚动措施,用砖块等垫在管桩两侧。起吊时最好采用专用吊钩钩住管桩两端内壁进行水平起吊。取桩时严禁用桩架上的卷扬机拖拉管桩取桩。就位打桩:混凝土管桩强度及龄期均应达到要求,场地准备好后桩机就位进行打桩,用吊车将第一节桩送至桩机前,采用一点绑扎,吊点宜选在1/3处,用桩机上的吊钩喂桩,对准桩位将桩落下,要求桩位正、桩身直,然后安装桩帽。
打桩方法:桩尖焊接后,进行插桩,待桩锤重量完全落在桩上后,先调整桩机导杆垂直度,再移动桩机使桩和导杆平行,用两个经纬仪正交90°观测,保证桩及导杆垂直度偏差小于5‰。打桩过程中桩和打桩架的垂直度超过5‰时,应将桩及时拔出重新插桩施打。最初桩锤冲程应在2.0m以下,待第一节桩进入本节1/3时再正常施打。要求:桩锤、桩帽和桩身应保持在同一纵轴线上,宜重锤低击,低锤重打,桩尖进入硬土层力求连续施打,如需停打,应尽量缩短停锤时间。要求打桩过程中做好记录,在沉桩较困难时必须观察贯入度以防止桩头击碎却没有贯入度的记录;尤其是最后30击贯入度的记录,并且注意观察桩身进入速度和反弹情况。
PHC桩连接:接桩采用钢端板焊接法,用CO2气体保护焊焊接。当下节桩桩顶距地面0.5m左右时就可接桩。接桩时摘去桩帽,先在下节桩钢箍上焊上钢筋棍,然后将第二节桩如前述方法吊至第一节桩的上方,上下节桩段应保持顺直,错位偏差不宜大于5mm,节点弯曲矢高不大于桩段的1‰。焊接时先将对称四点焊牢、然后分层连续施焊,焊缝连续饱满、厚度高出桩表面2mm。焊缝完毕后刷沥青漆两遍。
3.4停打标准
正式施工时停锤标准按设计要求;停锤标准应按标高和贯入度双控原则。双控原则:若桩底已达设计标高(-27.00)时停打:若桩底未达设计标高(-27.00)但贯入度满足(D62锤4cm/10击～8cm/10击)时,继续锤击3阵。每阵(10击)贯入度均小于3cm/10击～5cm/10击。立即停打。
4应急预案处理
当桩打入自然地面下4.0m以内;若桩垂直度偏差超过5‰,应将桩拔出重插;若遇到混凝土地面无法调整垂直度时,应先将地面破坏然后调整。当桩打入自然地面下4.0m以内,发现桩严重反弹或者突然偏离原位时,应立即停打,待清理障碍物后再打桩。当桩打入自然地面下4.0m以下,发现桩严重反弹或者突然偏离原位时,应立即停打,及时上报、采取措施。
接桩时,若下节桩微斜,可保证上、下节桩端面完全接触,上节桩的垂直度调整应以下节桩作为参照物,调整导杆,保证导杆、桩平顺,桩帽与桩顶是平面接触。在沉桩较困难时必须观察贯入度以防止桩头击碎却没有贯入度的记录。当桩头打碎,但贯入度或压力未达到设计要求,发现桩身出现裂缝甚至断裂或桩的垂直度偏差太大时,应立即停打,并报上级部门研究处理,严禁擅自处理。
参考文献
[1]卓维松.PHC管桩静压法施工技术[J].混凝土与水泥制品,2008,06.
[2]肖伟.PHC管桩施工质量问题处理方案探讨[J].福建建筑,2006,01.
[3]黄小文,邓志深.PHC管桩的施工和应用[J].水运工程,2006,07.