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摘要:文章从工程概况、劳动力安排计划、施工现场布置及水电供应、水冲法项目施工方案等方面论述了浅谈静压管桩水冲法施工方案。旨在为施工企业提供参考和借鉴。
关键词:静压管桩;水冲法;施工技术;施工方案;桩基工程
中图分类号:P631文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)21-0148-02
一、工程概况
(一)总体概况
某工程总建筑面积29642m2,拟建物主要由2幢18层商住楼组成,地下室一层并联为一体,钢筋混凝土框架-剪力墙结构,基础采用桩基础,建筑安全等级为二级,工程重要性等级二级,场地等级与地基等级均为二级(中等复杂),勘察等级属乙级,基础设计等级为乙级。本工程±0.00标高相当于罗零高程7.70m,现场地面经开挖清除原建筑地下基础后采用砖渣回填标高约为罗零高程6.0m。
(二)工程地质概况
根据岩土工程勘察报告,共布置23个钻孔,其中控制孔8个、一般孔7个、基坑孔8个,本工程场地各岩土层特性分层描述自上而下可分为:(1)杂填土;(2)粉土;(3)淤泥(夹砂):中下部夹5～10cm厚细砂层,层厚0.80～8.00m不等,平均2.66m;(4)含泥中砂,夹5～10cm厚薄层淤泥,局部夹1～2层④-1淤泥夹砂。层厚13.90～21.60m;(5)淤泥质土夹砂;(6)粉土;(7)泥质粉砂;(8)碎卵石;(9)残积砂质粘性土;(10)全风化花岗岩;(11)强风化花岗岩。
(三)桩基工程概况
本工程采用静压预应力管桩,原设计总桩数295根,桩径分别为Φ500及Φ400,桩型为PHC500-125-A型及PHC400-95-A型,设计采用Ⅰ型十字型桩尖及圆锥型桩尖,桩端持力层原设计为第⑧卵石层,桩端进入持力层原设计要求大于1.0m。本工程预应力管桩为摩擦端承桩,施工中除满足设计桩长(根据地质资料设计暂定为H=46.5m)外还应确保桩端进入持力层的深度要求。单桩承载力特征值为2400kN,压桩力为4800kN。
另外,由于本工程离周边建筑物较近,穿越淤泥夹砂层时振动较大,周边居民反应强烈。经设计变更后采用水冲法辅助沉桩,沉桩终止条件为桩尖进入持力层还需达到压桩力控制。
二、劳动力安排计划
在工程正式开工前,应加强岗前学习、培训工作,组织项目部全体管理人员和工人进行上岗技术、规范学习及特殊工种培训。在上岗前由公司技术科有关人员和分公司技术负责人对项目部管理施工人员进行技术及安全教育与交底,确保本工程的安全、优质施工。
三、施工机械设备机具计划
本公司根据本工程特点,对所需的施工机械设备机具进行选型和确定数量如下:静压预应力管桩施工现场配备静力压桩机1台(YZY-750),50T吊车1台,气体保护焊机2台可满足要求。
水冲法辅助压桩施工现场配备空气压缩机1台,卧式多级离心泵1台可满足施工要求。
四、施工现场布置及水电供应
(一)现场供水
主线采用Ф75给水管沿道路布置并装好水表,支管采用Ф75给水管接至所需用水处。现场供水主要用于现场水冲法施工用水,根据估算,用水量约30m3/根桩,仅限于正常的水冲法压桩施工使用,对于部分砂层较厚部位的桩位视地质变化情况相应增加水冲的次数,预计增加用水量约为30m3/根桩,现场配备3个容量10m3铁制蓄水罐总容量30m3可以满足施工使用。
(二)现场供电
因桩基施工用电量大,采用单机单线供电方式,由甲供电源沿场地周边搭设环行线路,并接至各施工机械及照明灯具。临时供电系统布设:场内供电系统线路采用铺地电缆线布设,由建设单位提供的市电配电房接至二级配电箱,再连接至桩机自备配电箱及生活、场地室外照明用配电箱上。用电量计算:
根据现场施工机械表可知其总用电量为:桩机电机总功率为:110kW(K1);二氧化碳气体保护焊机总功率为:
18kW/台×2台=36kW(K2)
空气压缩机总功率为:65kW(K3)
卧式多级离心泵总功率为:45kW(K4)
室外照明及生活用电容量按总用电量的10%计算:
(110+36+65+45)×10%=26kW(K5)
取cos?准=0.75K1=0.5K2=0.6K3=0.6K4=0.6K5=1
供电设备总需容量:
P=1.05×[(0.5×110+0.6×36+0.6×65+0.6×45+26)÷0.75]=236.04 kVA<建设单位提供电源300kVA
五、水冲法项目施工方案
(一)施工场地准备
由于本工程施工场地标高较低,水冲法施工时大量的含泥砂水排出后会被地表层吸收,桩机于场内行机打桩时,因场地地表土遇水泡软化后造成陷机而无法满足桩机行机要求,这时可应用砂或砂包土或砖渣回填,具体回填压实方案如下:
1.用8吨自卸汽车,根据指定的回填区域成堆卸回填材料,然后以铲运机推开摊平。若铺砂分二层进行,每层铺砂厚在20cm左右,每层铺砂后利用空车返回行驶初步压实;若砖渣则可一次回填0.6m后利用空车返回行驶初步压实。
2.在上述基础上若现场与建设单位协商经同意后可配备1台16吨振动式压路机进行填方、碾压,采用“薄填、慢驶、多次”的方法,碾压方向从两边逐惭压向中间,碾轮每次重叠宽度约15～25cm。压实不到之处,铺以人力夯实,压实密度以压至轮子下沉量不超过1～2cm为度。
3.场地回填运行路线按打桩路线,回填施工工作先于打桩施工,确保打桩有足够的工作面,而且不影响打桩工期。
4.场地回填宽度以现场实际发生陷机部位加宽8m为控制,以确保桩基施工质量及安全。
(二)水冲法辅助压桩施工工艺流程
测定桩位→压桩机就位调→将管桩吊入压桩机夹持腔→夹持好第一节管桩对准桩位调直底桩并焊接开口型桩尖→静压沉桩到底桩露出地面2.5～3.0m时,吊入第二节桩与第一节桩对齐,夹持上节桩将底压到露出地面60～80cm→调整上节桩,与底桩对中→电焊焊接接头并对管桩接头钢板采用沥青涂刷→再继续静压沉桩,用送桩杆将第二节管桩顶压至露出地面1.0m左右→起吊第一节水气管插入管桩空心腔→起吊第二节水气管与第一节水气管连接后插入管桩空心腔→预先将第三节水气管插入第三节管桩的空心腔→起吊第三节管桩置于第二节桩顶上方→将第三节水气管与第二节水气管连接→调整上节桩,与底桩对中→电焊焊接接头并对管桩接头钢板采用沥青涂刷→电焊接头冷却10min后向水气管送入高压水和压缩空气开始水冲施工→观察桩顶排出的泥沙混合水变清水后停止水冲恢复压桩→水冲后继续压桩若仍有振动必须立即暂停压桩,继续进行冲水直至压桩无振动为止方可压桩→再静压沉桩再接桩→用送桩器将工程桩送到地面以下直至需要设计桩顶深度并达到要求的终压力值,达到终压条件后进行复压一次。
六、水冲法施工技术保证措施
1.对进场的水冲法专用开口带锥型桩尖进行自检,在桩尖端部开口处焊接用Ф8钢筋制作的过滤方格网,同时将桩尖端部包扎密封,保证不会因为压桩中桩端开口大量进土及杂物而造成水冲法失败。
2.静压桩施工至第二节管桩顶面压至高出地面约1米左右时,水冲法施工班组将第一节水气管用钢丝绳绑扎牢固后,由专职吊机指挥员指挥履带式起重机将该节水气管起吊插入管桩空心腔内,用牢固的横档将第一节水气管管阀兰固定于管桩顶面以上,以便于与第二节水气管连接。
3.按第3点要求的步骤将第二节水气管起吊插入并与第一节水气管连接。
4.检查第一节与第二节水气管连接牢固后,由专职吊机指挥员指挥履带式起重机将水气管稍吊起后取出横档,将水气管吊放入管桩空心腔内并放到底。
5.预先将第三节水气管插入第三节管桩的空心腔内,底部用活塞堵牢以防管桩起吊时水气管伸出管桩底部造成水管被压弯。
6.起吊第三节管桩置于第二节管桩顶上方,去处管桩底部活塞,让第三节水气管伸出管桩底部,将第三节水气管与第二节水气管连接牢固。
7.在第二节与第三节管桩接头电焊结束再间歇10分钟后,向水气管送入高压水和压缩空气,此事将有大量的砂泥混合污水从第三节管桩顶部排出。
8.排出的水若变为清水时,专职吊机指挥员必须指挥履带式起重机将水气管稍微吊起或放下,以保证水冲的效果。
9.水冲法现场技术(指导)员应注意观察排出的水,当确定在水气管稍微吊起或放下后排出的均为清水时,应立即暂停水冲。
10.水冲后继续压桩若仍有振动必须立即暂停压桩,继续进行冲水直至压桩无振动为止。
11.第三节管桩压到底后,将全部水气管从管桩空心腔内吊出,并堆放于指定地点。
12.在施工中加强水冲法各工序的自检工作,发现隐患及时整改后方可进入下一道工序。
13.平时应加强水冲法施工电机设备的检修,施工前应对所用的水气管的密封效果进行检查,若发现水气管破损或密封效果不好应立即予以更换不得用于施工。
总结水冲法配合静压管桩穿砂夹层的施工技术:穿过厚度较大、击数较高的砂夹层仍是静压管桩的施工难点。以往有的工地遇到这种情况先采用一台钻孔桩机钻穿砂夹层,再用静压桩机压桩,既不经济又不合理。采用水冲法配合静力压桩能够较好地解决这一问题,使静压管桩穿越砂夹层的能力大大增强,增加了管桩对地质条件的适应。
参考文献
[1]蔡隆俊,朱丹煜.水冲法配合静压管桩穿砂夹层的施工技术[J].建筑技术,2001,(3).
[2]刘德宜.松散软土场地采用静压管桩的施工技术总结[J].地基处理,2004,(3).
[3]张玲.松散软土场地采用静压管桩的施工技术[J].施工技术,2005,(1).
[4]陈少东.冲水法辅助静压管桩在砂夹层地基中的应用[J].广东土木与建筑,2002,(4).
[5]闫国俊.静压预制管桩施工技术[J].林业科技情报,2006,(2).
[6]柯国生.钢筋混凝土预制桩穿越大厚度含泥砂砾层的施工技术措施技[J].福建建设科技,1996,(1)
作者简介:王东晨(1973-),男,福建福州人,福州市第一建筑工程公司工程师,研究方向:现场施工。
关键词:静压管桩;水冲法;施工技术;施工方案;桩基工程
中图分类号:P631文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)21-0148-02
一、工程概况
(一)总体概况
某工程总建筑面积29642m2,拟建物主要由2幢18层商住楼组成,地下室一层并联为一体,钢筋混凝土框架-剪力墙结构,基础采用桩基础,建筑安全等级为二级,工程重要性等级二级,场地等级与地基等级均为二级(中等复杂),勘察等级属乙级,基础设计等级为乙级。本工程±0.00标高相当于罗零高程7.70m,现场地面经开挖清除原建筑地下基础后采用砖渣回填标高约为罗零高程6.0m。
(二)工程地质概况
根据岩土工程勘察报告,共布置23个钻孔,其中控制孔8个、一般孔7个、基坑孔8个,本工程场地各岩土层特性分层描述自上而下可分为:(1)杂填土;(2)粉土;(3)淤泥(夹砂):中下部夹5～10cm厚细砂层,层厚0.80～8.00m不等,平均2.66m;(4)含泥中砂,夹5～10cm厚薄层淤泥,局部夹1～2层④-1淤泥夹砂。层厚13.90～21.60m;(5)淤泥质土夹砂;(6)粉土;(7)泥质粉砂;(8)碎卵石;(9)残积砂质粘性土;(10)全风化花岗岩;(11)强风化花岗岩。
(三)桩基工程概况
本工程采用静压预应力管桩,原设计总桩数295根,桩径分别为Φ500及Φ400,桩型为PHC500-125-A型及PHC400-95-A型,设计采用Ⅰ型十字型桩尖及圆锥型桩尖,桩端持力层原设计为第⑧卵石层,桩端进入持力层原设计要求大于1.0m。本工程预应力管桩为摩擦端承桩,施工中除满足设计桩长(根据地质资料设计暂定为H=46.5m)外还应确保桩端进入持力层的深度要求。单桩承载力特征值为2400kN,压桩力为4800kN。
另外,由于本工程离周边建筑物较近,穿越淤泥夹砂层时振动较大,周边居民反应强烈。经设计变更后采用水冲法辅助沉桩,沉桩终止条件为桩尖进入持力层还需达到压桩力控制。
二、劳动力安排计划
在工程正式开工前,应加强岗前学习、培训工作,组织项目部全体管理人员和工人进行上岗技术、规范学习及特殊工种培训。在上岗前由公司技术科有关人员和分公司技术负责人对项目部管理施工人员进行技术及安全教育与交底,确保本工程的安全、优质施工。
三、施工机械设备机具计划
本公司根据本工程特点,对所需的施工机械设备机具进行选型和确定数量如下:静压预应力管桩施工现场配备静力压桩机1台(YZY-750),50T吊车1台,气体保护焊机2台可满足要求。
水冲法辅助压桩施工现场配备空气压缩机1台,卧式多级离心泵1台可满足施工要求。
四、施工现场布置及水电供应
(一)现场供水
主线采用Ф75给水管沿道路布置并装好水表,支管采用Ф75给水管接至所需用水处。现场供水主要用于现场水冲法施工用水,根据估算,用水量约30m3/根桩,仅限于正常的水冲法压桩施工使用,对于部分砂层较厚部位的桩位视地质变化情况相应增加水冲的次数,预计增加用水量约为30m3/根桩,现场配备3个容量10m3铁制蓄水罐总容量30m3可以满足施工使用。
(二)现场供电
因桩基施工用电量大,采用单机单线供电方式,由甲供电源沿场地周边搭设环行线路,并接至各施工机械及照明灯具。临时供电系统布设:场内供电系统线路采用铺地电缆线布设,由建设单位提供的市电配电房接至二级配电箱,再连接至桩机自备配电箱及生活、场地室外照明用配电箱上。用电量计算:
根据现场施工机械表可知其总用电量为:桩机电机总功率为:110kW(K1);二氧化碳气体保护焊机总功率为:
18kW/台×2台=36kW(K2)
空气压缩机总功率为:65kW(K3)
卧式多级离心泵总功率为:45kW(K4)
室外照明及生活用电容量按总用电量的10%计算:
(110+36+65+45)×10%=26kW(K5)
取cos?准=0.75K1=0.5K2=0.6K3=0.6K4=0.6K5=1
供电设备总需容量:
P=1.05×[(0.5×110+0.6×36+0.6×65+0.6×45+26)÷0.75]=236.04 kVA<建设单位提供电源300kVA
五、水冲法项目施工方案
(一)施工场地准备
由于本工程施工场地标高较低,水冲法施工时大量的含泥砂水排出后会被地表层吸收,桩机于场内行机打桩时,因场地地表土遇水泡软化后造成陷机而无法满足桩机行机要求,这时可应用砂或砂包土或砖渣回填,具体回填压实方案如下:
1.用8吨自卸汽车,根据指定的回填区域成堆卸回填材料,然后以铲运机推开摊平。若铺砂分二层进行,每层铺砂厚在20cm左右,每层铺砂后利用空车返回行驶初步压实;若砖渣则可一次回填0.6m后利用空车返回行驶初步压实。
2.在上述基础上若现场与建设单位协商经同意后可配备1台16吨振动式压路机进行填方、碾压,采用“薄填、慢驶、多次”的方法,碾压方向从两边逐惭压向中间,碾轮每次重叠宽度约15～25cm。压实不到之处,铺以人力夯实,压实密度以压至轮子下沉量不超过1～2cm为度。
3.场地回填运行路线按打桩路线,回填施工工作先于打桩施工,确保打桩有足够的工作面,而且不影响打桩工期。
4.场地回填宽度以现场实际发生陷机部位加宽8m为控制,以确保桩基施工质量及安全。
(二)水冲法辅助压桩施工工艺流程
测定桩位→压桩机就位调→将管桩吊入压桩机夹持腔→夹持好第一节管桩对准桩位调直底桩并焊接开口型桩尖→静压沉桩到底桩露出地面2.5～3.0m时,吊入第二节桩与第一节桩对齐,夹持上节桩将底压到露出地面60～80cm→调整上节桩,与底桩对中→电焊焊接接头并对管桩接头钢板采用沥青涂刷→再继续静压沉桩,用送桩杆将第二节管桩顶压至露出地面1.0m左右→起吊第一节水气管插入管桩空心腔→起吊第二节水气管与第一节水气管连接后插入管桩空心腔→预先将第三节水气管插入第三节管桩的空心腔→起吊第三节管桩置于第二节桩顶上方→将第三节水气管与第二节水气管连接→调整上节桩,与底桩对中→电焊焊接接头并对管桩接头钢板采用沥青涂刷→电焊接头冷却10min后向水气管送入高压水和压缩空气开始水冲施工→观察桩顶排出的泥沙混合水变清水后停止水冲恢复压桩→水冲后继续压桩若仍有振动必须立即暂停压桩,继续进行冲水直至压桩无振动为止方可压桩→再静压沉桩再接桩→用送桩器将工程桩送到地面以下直至需要设计桩顶深度并达到要求的终压力值,达到终压条件后进行复压一次。
六、水冲法施工技术保证措施
1.对进场的水冲法专用开口带锥型桩尖进行自检,在桩尖端部开口处焊接用Ф8钢筋制作的过滤方格网,同时将桩尖端部包扎密封,保证不会因为压桩中桩端开口大量进土及杂物而造成水冲法失败。
2.静压桩施工至第二节管桩顶面压至高出地面约1米左右时,水冲法施工班组将第一节水气管用钢丝绳绑扎牢固后,由专职吊机指挥员指挥履带式起重机将该节水气管起吊插入管桩空心腔内,用牢固的横档将第一节水气管管阀兰固定于管桩顶面以上,以便于与第二节水气管连接。
3.按第3点要求的步骤将第二节水气管起吊插入并与第一节水气管连接。
4.检查第一节与第二节水气管连接牢固后,由专职吊机指挥员指挥履带式起重机将水气管稍吊起后取出横档,将水气管吊放入管桩空心腔内并放到底。
5.预先将第三节水气管插入第三节管桩的空心腔内,底部用活塞堵牢以防管桩起吊时水气管伸出管桩底部造成水管被压弯。
6.起吊第三节管桩置于第二节管桩顶上方,去处管桩底部活塞,让第三节水气管伸出管桩底部,将第三节水气管与第二节水气管连接牢固。
7.在第二节与第三节管桩接头电焊结束再间歇10分钟后,向水气管送入高压水和压缩空气,此事将有大量的砂泥混合污水从第三节管桩顶部排出。
8.排出的水若变为清水时,专职吊机指挥员必须指挥履带式起重机将水气管稍微吊起或放下,以保证水冲的效果。
9.水冲法现场技术(指导)员应注意观察排出的水,当确定在水气管稍微吊起或放下后排出的均为清水时,应立即暂停水冲。
10.水冲后继续压桩若仍有振动必须立即暂停压桩,继续进行冲水直至压桩无振动为止。
11.第三节管桩压到底后,将全部水气管从管桩空心腔内吊出,并堆放于指定地点。
12.在施工中加强水冲法各工序的自检工作,发现隐患及时整改后方可进入下一道工序。
13.平时应加强水冲法施工电机设备的检修,施工前应对所用的水气管的密封效果进行检查,若发现水气管破损或密封效果不好应立即予以更换不得用于施工。
总结水冲法配合静压管桩穿砂夹层的施工技术:穿过厚度较大、击数较高的砂夹层仍是静压管桩的施工难点。以往有的工地遇到这种情况先采用一台钻孔桩机钻穿砂夹层,再用静压桩机压桩,既不经济又不合理。采用水冲法配合静力压桩能够较好地解决这一问题,使静压管桩穿越砂夹层的能力大大增强,增加了管桩对地质条件的适应。
参考文献
[1]蔡隆俊,朱丹煜.水冲法配合静压管桩穿砂夹层的施工技术[J].建筑技术,2001,(3).
[2]刘德宜.松散软土场地采用静压管桩的施工技术总结[J].地基处理,2004,(3).
[3]张玲.松散软土场地采用静压管桩的施工技术[J].施工技术,2005,(1).
[4]陈少东.冲水法辅助静压管桩在砂夹层地基中的应用[J].广东土木与建筑,2002,(4).
[5]闫国俊.静压预制管桩施工技术[J].林业科技情报,2006,(2).
[6]柯国生.钢筋混凝土预制桩穿越大厚度含泥砂砾层的施工技术措施技[J].福建建设科技,1996,(1)
作者简介:王东晨(1973-),男,福建福州人,福州市第一建筑工程公司工程师,研究方向:现场施工。