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预应力管桩施工工艺总结
沪昆客专杭长湖南段HCTJⅠ标段路基工程
预应力管桩试桩施工工艺总结
中铁二十局集团有限公司沪昆客专杭长湖南段
HCTJⅠ标段项目经理部第三项目分部
二〇一〇年十二月六日
预应力管桩施工工艺总结
一、编制依据
1、《新建铁路杭州至长沙铁路客运专线HCHN-1标DK856+955~DK857+105段路基设计图》,图号:
杭长客专施图(路)-HCHN1-34-1、2;
2、《新建铁路杭州至长沙铁路客运专线路基工程设计详图集》
3、《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》
4、《客运专线铁路路基工程施工技术指南》
5、《铁路工程桩基检测技术规程》
二、试桩方案和检测情况
1、根据现场条件、经监理工程师同意,我部选定DK856+955~DK857+105段路基进行试桩。
该段路基采用PHC-AB400-95预应力管桩加固处理,段落长150米、总根数1085根,总长27680.41延米,设计桩长为22~27米,平面为正方布置,原地面以下3m为红褐色粉质黏土,软-可塑,σ0=120kPa;2m粉质黏土硬塑,σ0=180kPa;3米粗角砾土,稍密,σ0=250kPa;18-30m花岗岩,全风化,σ0=250kPa;2-10m花岗岩,强风化,σ0=400kPa。
设计单蛮桩承载力为1000kN。
2、选择了该段路基中DK857+050~DK857+075为试桩点,试桩位置详见《DK856+955~DK857+105段管桩地基加固平面布置图》中DK856+955.418~DK857+105段755#、762#、798#、803#、853#、860#共6根,桩长为25m。
预应力管桩采用导杆式柴油打桩机锤击沉桩。
检测情况如下:
①基坑开挖后桩位测量:
50mm、47mm、65mm、35mm、52mm、38mm、55mm、62mm。
②倾斜度:
查施工记录,倾斜度均小于1%。
③桩顶高程:
用水准仪对范围内6根桩的顶标高进行测量,标高分别为:
117.24、117.67、117.28、117.57、117.89、117.46。
设计标高为:
117.00m,因此,桩顶高程均符合设计要求。
④静载试验:
对试桩进行静载试验,经观测沉降量满足设计地基承载要求。
基桩检测报告见附表。
3、预应力管桩施工由桩基九工班进行施工,工班长1人,桩机司机3人,配合人员3人,修理1人,电工1人,安全员1人,测量1人。
通过对该段路基的桩基施工,证明了我部采取的施工方案是合理可行的,取得了施工控制的相应技术参数。
为指导大规模管桩施工做好了准备,现对试桩施工情况进行总结如下。
三、施工工艺总结
3.1原材料选择质量控制
1、桩的质量符合设计要求和相关标准的规定。
已检查进场桩的合格证,满足施工要求。
2、外观质量:
桩的棱角破损深度在10cm以内,其总长度不大于40cm;桩没有裂缝(表面收缩裂缝除外);桩表面裂缝深度不大于7mm,裂缝宽度不大于0.15mm;横向裂缝长度不大于直径或对角线1/3;纵向裂缝长度不大于直径或对角线的1.5倍。
3、外观尺寸:
用钢尺量其几何尺寸,均符合设计要求。
3.2施工准备
1、人员配备
路基预应力管桩地基加固工程配备技术管理人员2人,试验员2人,确保全天候作业要求。
2、机械设备配置
施工机械及工艺装备
1)、DF50型导杆式柴油打桩机。
2)、辅助机具与仪器:
电焊机、水准仪、全站仪、测绳、钢尺等测量工具。
3、场地平整
施工前已查明施工区(高空、地面、地下)有无妨碍打桩的障碍物,并及时得到了处理。
对现场进行清理,对于软土、淤泥进行挖除后回填、压实至原地面标高,地基系数满足K30≥110Mpa/m,对于低洼处进行回填,并压实。
对管桩周围6米以内区域进行平整、夯实。
4、汽车运管桩至工地现场,吊车将管桩卸在管桩范围外方便施工的位置,管桩堆放场地平整坚实。
管桩堆放采取两点堆放,堆放的支垫木设在距两端0.21倍桩长处,堆放层数不超过三层,每层垫木保持在同一平面上。
5、测量放样
根据设计图纸路基处理宽度放出边线和中线,定出控制轴线、打桩场地边线并标识。
在桩位中心打入钢筋作为标识,周围撒上白灰圈,对桩位进行复核准确后方可开始沉桩。
设定测量控制点,在压桩附近设置水准点,用以检查桩的入土深度。
6、确定沉桩顺序
沉桩顺序从路基的一侧向另一侧,从一头向另一头逐根打入。
3.3施工工艺流程
1、施工程序为:
施工准备清表及碾压确定工艺测量放样桩基施工成桩验收。
2、桩机就位
利用桩机行走装置,移运行下就位,行走过程中要保持机架底盘的平稳,桩机就位后将油门关闭,然后将机架调到水平固定,桩机就位后,用水平尺校正平台,确保机座水平,并检查桩机的桩孔中心对正桩位标志。
3、吊桩
桩长小于16mm采用一个吊点吊桩,吊点设在距桩上端0.3倍的桩长处。
用钢丝绳与索具捆绑住吊点位置与桩的下端,桩起吊一定高度(1/2桩长加0.5m)后,逐渐地放松溜绳直至桩身完全垂直为止,然后使桩尖垂直对准桩位中心缓慢放下插入土中,桩顶扣好桩帽。
振动锤与桩帽、桩帽与桩顶之间有相应的弹性衬垫,现场采用麻袋、纸皮等衬垫,锤击压缩后的厚度以120~150mm为宜,在锤击的过程中,经常检查及时更换。
4、插桩
管桩用桩机上起吊入机架导向杆内,用压梁上桩帽将桩管固定,当桩被吊入夹桩钳后,将桩慢慢下降,直到桩尖离地面10cm然后将桩尖对准桩位下插,先施打管桩1m左右,此时停止施打。
插桩前检查桩锤、桩帽与桩的轴线是否一致,如有偏差纠正后方可插桩。
5、桩位检查
从桩的两个正交侧面(距桩位20m左右)用两台经纬仪校正桩身垂直度,将桩身垂直度控制在0.5%之内。
第一节桩是否垂直,是保证桩身质量的关键。
桩在入土之前,在桩架或桩身上设置尺寸标志,并用一台水准仪在施工中进行贯入度控制。
6、沉桩
因地层较软,初打时下沉量较大,要低锤轻打,随着沉桩加深,沉速减慢,起锤高度可渐增。
在整个打桩过程中,要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。
必要时应将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整。
要注意尽量不使管桩受到偏心锤打,以免管桩弯扭破坏。
打桩较难下沉时,要检查落锤有无倾斜偏心,特别是要检查桩垫桩帽是否合适。
如果不合适,需更换或补充软垫。
每根桩宜连续一次打完,不要中断,以免难以继续打下。
7、接桩
管桩的拼接采用端板焊接连接。
焊接连接符合现行标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205中二级焊缝要求的有关规定,而且符合下列要求:
①焊接时上、下节桩段要保持顺直,上、下节桩接直焊牢,错位偏差不大于2mm;
②焊接层数不少于两层,内层焊渣必须清理干净后方能施焊外层,焊缝要饱满连续。
8、送桩
桩顶设计标高低于地面标高,需要进行送桩。
送桩杆上要进行尺寸标志,便于读桩顶标高,控制桩的入土深度。
必须保证送桩杆的中线与桩身吻合一致方可进行送桩。
送桩深度不超过两米。
9、沉桩情况
沉桩前,根据设计图纸的设计承载力计算控制平均贯入度(cm/击),最终贯入击控制在0.2cm/击。
施工过程中,最终贯入度平均为0.15cm/击。
3.4质量控制方法及手段
1、管桩的进场质量控制
预应力管桩的进场检验:
⑴产品出厂合格证;⑵外观质量;⑶外观尺寸要符合规范要求。
测量管桩的外径、壁厚、桩身、长度、桩身弯曲度等有关尺寸,并详细记录。
特别是管壁厚不够很容易把桩夹碎。
同时对桩身外观质量进行仔细地查验,检查桩身是否粘皮麻面、内外表面是否露筋、表面是否有裂缝、是否断头脱头、桩套箍是否凹陷、表面砼是否坍落等情况,不符合管桩规范要求的,责令厂家退回。
2、使锤击沉桩宜“重锤低击”。
锤重、落距低可以延长锤击接触时间,从而降低锤的冲击应力,避免损坏桩头。
3、桩帽与桩之间、送桩器和桩之间要适当加弹性衬垫,且桩帽或送桩器与桩周围的间隙为5~10mm。
锤击过程中须及时修理锤垫更换桩垫。
桩帽要夹着垫层,减少锤击时产生的振动,使锤击应力能均匀地分布在桩头上。
桩帽不能紧密固定在桩头上,以免引起桩弯矩和扭矩的传递。
4、一根桩原则上要一次打入,中途不得人为停止打桩。
管桩要做到随送随打。
5、PHC管桩施工结束后,机械挖土时,要控制铲斗入土深度,严防挖土机铲斗碰桩,导致桩头破损。
6、打桩时要防止出现下沉异常及偏移现象。
遇到下列情况时要停止打桩,经分析研究并采取措施后,方可继续施工:
①贯入度发生急剧变化或振动打桩机的振幅异常;
②桩身突然倾斜移位或锤击时有严重回弹;
③桩头破碎或桩身开裂;
④附近地面有严重隆起现象;
⑤打桩架发生偏斜或晃动。
当土质与设计不符,致使桩的入土深度相差很大时,要提交设计单位采取措施。
7、雨季施工期间,要加强防排水工作,路基两侧开挖做好临时排水设施,使场地不得有集水。
3.5施工质量通病及防治
1.桩身断裂
①桩身弯曲过大、强度低,不能承受锤击的作用力。
所以,桩的强度必须达到100%后,方可植桩和沉打桩,打桩区域地下障碍物必须清理干净,以防导致桩尖位移不在桩的纵轴线上。
②桩的堆放、运输、起吊过程中产生的断裂,植桩前未发现,受力后导致断裂。
为此,植桩前必须严格检查桩身的外观质量,防止将断裂桩就位使用。
2.桩顶碎裂
①根据地质条件,桩断面尺寸及形式,合理选择桩锤。
桩顶平面是否垂直桩的轴线,不符合规程规定的不得使用,或经修改后才能使用。
及时检查桩帽与桩的接触面处及替打木是否平整,如不平整应进行处理后,方可施打。
②沉桩时稳桩要垂直,桩顶应加草帘、胶皮等缓冲垫。
3.桩顶位移
①采用井点降水、砂井或盲沟等降水及排水措施。
沉桩期间不得同时开挖基坑,需待沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖。
②采用“植桩法”(先钻孔,钻透硬夹层,将桩插入孔内,打至设计要求)以减少土的挤密及孔隙水压力的上升。
4.接桩脱裂
①连接处表面应干净,连接铁件要保持平整,焊区质量必须符合技术要求和质量标准的规定。
②接桩应严格控制上下桩中心线在同一轴线上。
5.沉桩达不到设计要求
施工作业前必须详细熟悉现场的工程地质情况,根据地质条件、桩断面及自重,合理选择施工机械及施工方法。
3.6安全保证措施
1、打桩机操作工、吊车司机、电焊工等特殊工种作业人员必须持证上岗。
2、打桩作业前由班长、安全员进行安全交底,做到分工明确,统一信号、统一指挥。
3、上班前必须在桩机各部件及钢丝绳、转动部分加润滑油,各制动部分要灵敏,试机正常后方能施工。
4、各班组指挥员不得擅自离开岗位,要离开时必须有代指挥,各机械操作者要集中注意力做到眼观上下,耳听指挥。
5、所有施工人员必须配备必要的劳动保护用品,高空作业系好安全带,戴好安全帽,必要时有专人防护。
6、起吊桩时要遵守安全操作规程,环顾四周,不得碰撞;就位或接桩时被机架导杠或柱箍固定后,接桩人员才能进行焊接,起吊时,起吊物下人员不得穿行。
7、吊卸所有索具,经常检查,如有问题及时更换或处理,避免后患;桩直拉距离不得超过4m,斜拉距离最长不得超过2m,避免斜吊。
8、拆、装机架时底盘应放在坚实地面上,重大机件应运输到机身2m范围内,杜绝斜拉。
9、桩机行动时,指挥员应注意地面及空中的情况,要保证桩架的稳定、平衡、垂直移动,保证安全。
夜间施工要足够的照明。
10、所有工作人员操作时精神集中,发现异常及时停机,遇恶劣天气,按规定作业应停止。
11、作业时不得检修保养机械设备,所有电器设备,非电器工作人员不得乱动,以免触电。
12、打桩作业停止时,应切断电源,桩机应停放在合适的位置,所有操作杆全部复位零位。
13、桩的堆放必须符合下列要求:
①桩要根据使用顺序堆放。
②堆放场地必须平整、坚实,堆放层数不宜超过4层。
③堆放桩的支承垫木位置,当两点支承时,设在距两端0.21倍桩长处;当三点支承时,设在距两段0.15倍桩长及中点处。
每层垫木必须保持在同一平面上。
各层间垫木应在同一垂直线上。
④桩在搬运和堆码时,防止碰撞和发生附加弯矩。
3.7环境保护措施
1、在机械化施工过程中,要尽量减少噪音、废气、废水及尘埃等的污染。
2、线路比较靠近居民生活区,打桩时声响会影响居民休息,施工前张贴安民告示,并和附近村民取得联系,争取村民谅解,同时尽可能避免夜间施工,并采用一定的减少噪声措施。
3、对排洪涵位处场地平整时,先要对原河道做导流处理,防止乱挖乱填影响环境。
4、施工人员对生活、生产废物定点投放并清理。
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