PHC管桩锤击法施工工艺及质量控制
施工组织
进入专业的施工队伍负责施工PHC管桩,先做试桩,根数按总
量的1%取并不小于2根。选择靠近地质钻孔处也就是代表性地质的
地方。通过试桩获取合理的工艺参数和机械组合,以便指导后续大面
积施工。
施工工艺流程如下:
机械配备
配备1台DD-3T柴油打桩机,及配备20t轮胎式吊车1台,运桩
车2台,电焊设备1套。
劳动力计划
施工现场配备施工员1人,安全员1人,质检员1人,施工工人
5人,管理人员7人,材料人员1人,共11人。
桩基施工总平面布置图
施工方案
1、施工流程
拟定采用锤击法沉桩,步骤如下:
2、施工方法
1)打桩准备
⑴试桩施工前再次逐根检查,即检查混凝土桩有无严重质量问
题,对管桩两端清理干净,施焊面上有油漆杂物污染时,清刷干净。
⑵桩锤的选择
选择桩锤时,充分考虑桩的形状、尺寸、重量、入土长度、结构
形式以及土质、气象等条件,并掌握各种锤的特性。桩锤的夯击能量
必须克服桩的贯入阻力,包括克服桩尖阻力、桩侧摩阻力和桩的回弹
产生的能量损失等。如果桩锤的能量不能满足上述要求,会引起桩头
部的局部压曲,难以将桩送到设计标高。鉴于本工程有软、硬两种土
层,故选用蒸汽锤,锤重3t,先通过试桩试验再作锤重调整,以通过
地基承载力计算指导后期大面积管桩施工。
⑶桩架的选择
桩架的设置、安装和准备工作对打桩效率有很大影响。桩架选用
D—308S型磙筒式桩架,其最大特点是移动灵活,使用方便,运行机
构为磙筒,对路面要求比较低。
⑷施工顺序和桩位测设
根据打桩施工区域内的地质情况和基础几何形状,合理选择打桩顺
序,对周围建筑物采取预防措施。根据桩基施工图进行桩位测设,并
提前进行平面定位和高程复核以及控制点复核。
先从控制点用全站仪根据设计施工图提供的管桩控制坐标直接
测设出主点,然后利用经过标定的钢尺确定各墩位轴线控制点的位
置,然后利用轴线控制点用经纬仪配以钢尺(经检定合格)丈量,逐
一测放出每个桩的实际桩位,经员复核后,最后由监理核查认可。
⑸堆存吊运
按照审定的桩基施工总平面布置图进行检查。已经检查合格的桩
应按照配桩表分别进行编号,且在桩身上划出桩深刻度线。
现场堆放场地要平整、坚实,垫木间距依吊点位置确定,堆放层
数不得超过三层,不同规格的桩必须分开堆放。
管桩堆存设计两个支点(图1),其吊点符合图2所示的位置要求。
管桩堆存需要使用软垫(木垫)。管桩起吊运输中要防止振动、冲撞。
卸桩时采用两点吊,可先将桩身吊起0.2~0.3m,检查机身稳定性、
制动器的可靠性和吊具的牢固性,确认一切状况良好后,再缓慢起吊、
转向,下降时必须低速轻放,避免桩身受损。
图 1 图 2
⑹管桩龄期的确定
管桩从制造成型到打桩施工的间隔时间尽量长些,混凝土强度达
到设计强度等级标准值 (因为在工厂制造,按100%的设计强度等级
标准值出厂),现场堆存一定量的桩,按“先进场桩先打”的原则,
满足管桩的强度要求。
⑺桩基轴线和样桩的定位点,设置在不受沉桩直接影响的地点,
并在施工中定期做好系统的检查,定位点需要移动时,先检查其准确
性,并做好测量记录。
⑻认真做好每根桩基的测量放样记录,并及时提请监理复核,复
核手续及时、完善,经监理复核通过后再施打。
⑼为了有效控制桥台接坡的不均匀沉降,桥台锥坡部位的桩基待
填筑完毕后再进行沉桩作业。
2)打桩阶段技术措施
各个承台打桩流程,根据各个承台桩位的具体布置形式,沉桩顺
序由一端向另一端连续退打进行,但当桩基平面尺寸比较大或比较小
时,采用由中间向两端或四周的沉桩顺序进行。
(1) 插桩
桩打入过程中修正桩的角度较困难,因此就位时正确安放。第一
节管桩插入地下时,尽量保持位置方向正确。开始轻轻打下,认真检
查,若有偏差及时纠正,必要时拔出重打。校核桩的垂直度采用垂直
角,即用两个方向(互成90°)的经纬仪使导架保持垂直。通过桩机导
架的旋转、滑动及停留进行调整。经纬仪设置在不受打桩影响处,并
经常加以调平,使之保持垂直。
(2) 锤打
因地层较软,初打时可能下沉量较大,采取低提锤,轻打下,随
着沉桩加深,沉速减慢,渐增起锤高度。在整个打桩过程中,使桩锤、
桩帽、桩身保持在同一轴线上。必要时将桩锤及桩架导杆方向按桩身
方向调整,不使管桩受到偏心锤打。打桩较难下沉时,检查落锤有无
倾斜偏心,特别是检查桩垫桩帽是否合适。如果不合适,更换或补充
软垫。每根桩连续一次打完,不中断,以免难以继续打下。
(3)接桩与焊接
①接桩时使新接桩节与原桩节的轴线一致,两施焊面上的泥土、
油污、铁锈等预先清刷干净。当下节桩的桩头距地面1—1.2m时,
即可进行焊接接桩。接桩时可在下节桩头上安装导向箍,以便新接桩
节的引导就位。上节桩找正方向后,对称点焊4—6点加以固定,然
后拆除导向箍。管桩焊接施工时由有经验的焊工按照技术规程的要求
认真进行;施焊第一层时,适当加大电流,加大熔深。采用手工焊接,
第一层用ф3.2或ф4.0的E4320型焊条,第二层以后用
ф4.0—ф5.0的E4320型焊条,保证焊接质量。焊接保证不少于
三层以上并及时将焊渣清除干净。
②上、中、下节桩焊接时,采用小电流焊接,最大限度的避免因
焊接温度过高而影响砼结合部的强度。
③上、中、下节桩对接检查合格后,先进行定位点焊,点焊时所
采用的焊接材料与正式施焊时相同,点焊如有缺陷及时铲除。
④焊接前,将焊缝附近的铁锈、油污、水气和杂物清除干净。焊
接时,焊接件表面保持清洁。
⑤焊接完成后,由项目部质量员检查合格后,请监理检查。检查
合格后,保证冷却5分钟后施打。
⑥上、中、下节桩对中,不偏斜,(二台经纬仪控制)按图施工,
误差在两节桩之间出现间隙,采用厚薄适当的铁片填实。焊接时要采
取防风措施,减少焊接变形,焊缝连续饱满,并确保规定的焊缝长度。
⑦打桩时详细、准确地填写打桩记录。特别注意最后贯入度,即
最后50cm桩长的锤击高度及桩的贯入度。
(4)送桩
为将管桩打到设计标高,需要采用送桩器,送桩器用钢板制作, 长4m。设计送桩器的原则是打入阻力不能太大,容易拔出,能将冲 击力有效地传到桩上,并能重复使用。
(5)停锤
按规范要求,贯入度按以下原则控制:最后三击,每击10锥,
每击下沉量不超过3cm即可收锥。当贯入度已达到控制贯入度,再
锤入10cm左右或锤击30~50击,如无异常变化时,说明不是遇到
障碍物等情况,此时桩尖标高与设计要求标高相差不大时可停锤。若
桩尖标高与设计规定标高相差过多时,需要考虑桩的侧向稳定是否足
够,与设计等部门研究确定。
为防止桩上浮和附近的桩上浮,锤击时将桩锤停留在桩头时间长
一些。
停锤标准按符合设计标高控制为主,以贯入度控制为辅的原则。
试桩
为了获得合理的施工工艺和控制标准,对照地质资料,选择最不利位置做试验桩,以指导后续大面积开展施工。
1、试桩目的
为了核对地质资料,检验所选用的设备机具的技术性能及施工工艺是否能满足设计要求。
2、沉桩的停锤标准
沉桩的停锤控制以贯入度为参考,若数据无法满足设计要求时,应会同有关部门一起商量,采取相应措施。
3、试桩标准
按设计及有关标准,采用慢(快)速维持荷载法进行。
4、试桩工艺
⑴桩在打入前,在桩的侧面画上标尺,以便在沉桩时记录入土深度。
⑵沉桩时采用桩与锤相适的桩帽和弹性垫层,并及时更换被打击密实失去弹性的垫层。
⑶桩锤、桩帽和桩身要控制在同一轴线上,桩的垂直度偏差小于L/100,可采用2台经纬仪成90°角跟踪观测控制。
⑷每墩的沉桩顺序,一般情况由一端向另一端进行退打。
⑸桩长配置上尽可能减少焊接接头。相邻的接头位置相互错开,同时,在一个桥墩(台)中同一水平面内的接桩的数量不得超过该基础桩基总数的50%。
⑹起重机配合打桩机喂桩时,注意与打桩机之间操作的协调性,切忌忽快忽慢,剧烈晃动。
⑺下节桩插好后将锤压向桩顶,此时应缓缓地沉入土中,如遇地表土松软,切勿立即解脱吊桩钢丝绳,将桩尖均匀缓慢的沉入土中的
同时,逐渐放长吊锤和吊桩钢丝绳,与此同时检查桩锤、桩帽和桩身中轴线是否一致,并检查桩的平面位置有无移动,以便及时纠偏,如一切妥当,再开锤施打。
⑻刚开始由于桩身入土浅,露出地面高,贯入度大,严格控制桩锤冲击能,可用“落锤”方法施打,或减少进油量,减低落锤高度,以后视桩的沉入性能,按重锤轻击原则适当逐步加大冲击力。
⑼桩的停打条件以桩尖标高控制为主、以贯入度控制为辅,标高以现场架设的水准仪实测数据为准。停打后,桩尖高程偏差允许值为±100㎜。
⑽沉桩过程中由专人负责填写沉桩记录表,记录要求及时、准确、尤其注意最后50cm的贯入度。
⑾沉桩时遇有异常情况应及时停止,会同有关部门研究处理并采取相应技术措施后继续施打。
⑿未经有关部门同意,不得任意改变沉桩入土深度。若下沉贯入度过大或过小时,每根桩锤击次数1500次左右,超过后应报监理研究解决。若无特殊情况,每根桩的施打与焊接应在一个班次内连续完成作业。
5、试桩试验
按《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)的附录B“试桩试验办法”进行,包括工艺试验和冲击试验、静压试验 、静拔试验、静推试验。
6、试桩装置和加载时间
竖向静载荷抗压试验采用锚桩横梁反力装置。整个加荷利用电动油泵带动2台油压千斤顶加荷,用荷重传感器、荷重显示器和0.4级精密油压表显示荷载,电测位移计和机械表两种手段同时测读沉降
值,计算机采样、记录、整理和打印数据。
桩基检测与验收
为了贯彻“百年大计、质量第一”的原则,确保桩基工程的动测质量,根据实际情况,结合本工程特点,对沉桩进行下列要求的测试。
⑴被检测桩应在达到地基土有关规范规定的休止期后施测。
⑵桩基检测对照DGJ08-11-1999《地基基础设计规程》执行。 具体的桩基检测要求将依照有关规定结合业主的要求进行,并委托有相关资质的检测单位进行检测,出具检测报告,桩基检测过程中我们将积极协调配合,确保桩基检测的顺利进行。
1、验收的质量标准
桩基验收:
按验收质量标准要求事项进行验收,同时检查桩头损坏情况,对桩头严重打坏的桩责令施工单位进行修补。试桩的桩顶如有破损或强度不足时,将破损和强度不足段凿除后,修补平整。
2、试验
3、检测
准《先张法预应力砼管桩制作规程》(DBJ08-302-96)的各项技术要求。
打桩原始记录和周围建筑物观察
打桩过程中详细记录各种作业时间,每打入0.5-1m的锤击数、各地层锤击数、桩位置的偏斜、最后10击和最后50cm的平均贯入度和最后1m的锤击数等。
在沉桩最后如果打入桩长已经达到设计长度而未达到承载力要求,或已经达到承载力要求而打入桩长未达到设计要求,报请监理和
设计现场研究、解决。
沉桩控制将采取双控,即打入深度和贯入度控制。
打桩过程中详细观察周围建筑物沉降或上升情况,在建筑物上设置观察点,利用远处的固定水准点进行对比分析,从而确定沉降或上升情况。
PHC管桩与桩帽连接技术
为有效防止基础上浮并保证桩帽和桩基的整体协同工作,在桩帽钢筋绑扎前,保证管桩与桩帽钢筋的连接。土方开挖至设计标高露出管桩后,清理管桩孔内的垃圾及污物,用C10砼或砂浆找出桩帽垫层,在垫层上钢筋按要求绑扎,灌筑C25混凝土。管桩锚筋与桩帽钢筋要焊牢,与管桩桩头也要焊牢。 施工注意事项 1、堆放
现场堆放时场地坚实、平整,按二点支法设置垫木,支点位置如图1、偏差控制±20cm。管桩在柴油打桩机附近存放,单层放置,且设支垫。在距柴油打桩机15m以上存放时,不超过3层(D500~D600mm),底层要设支垫。 2、吊运
单节管桩吊运采用两头钩吊法,竖起时采用单点法,如图2。多节管桩焊接后的吊运和起竖要重新计算最佳吊点位置和吊点数量。 3、垂直度控制
管桩施工时,在桩机正面和侧面按正交方向分别架设经纬仪,控下桩垂直度,整桩垂直度偏差不得大于1/200L(L为桩长),对于首节桩施工,要特别注意,发现偏移或倾斜时,及时校正。 4、防止偏心
由于环形截面对于偏心受压较为敏感,在施工过程中,最大限度避免偏心施压或偏心锤击的产生。 5、垫层
锤击法打桩(送桩)施工时,桩头和桩帽(送桩器)之间使用厚度不小于120mm的竖纹硬质木或硬纸板垫层,并及时更换。 6、接桩
采用手工电弧焊或粉芯焊丝自保护半自动焊,焊缝应连续饱满,焊接后至少应冷却5分钟再继续施工。 7、静载试验
试验设备安装稳定牢固,加载时不产生倾斜或偏心,千片顶垫层座与试桩顶全部按触贴合,均匀受力。若试桩桩顶经过砍桩处理,采取在桩内壁浇注砼或桩头用钢套箍加固的方法加固桩顶,其顶面处理平整。
常见问题及防治对策 1、露桩和短桩
若持力层高低起伏,设计对桩长未及时调整,当桩插入持力层一定深度(一般为2米)就无法打入而终止,使桩身露出设计桩顶过多(一般1-2米,多则5-6米)而形成露桩。同样,由于持力层起伏变化,沉桩到设计标高还未进入持力层或贯入度还很大,仍需继续沉桩,就形成了短桩。
(一)原因分析
(1)勘测资料误差较大或勘测精度不够,未能查清持力层起伏变化情况和持力层性质。
(2)持力层变硬,沉桩时难以继续打入。或持力层变软,沉桩时贯入度太大,还要继续沉桩。
(3)打桩机械与设计桩长及持力层性质不匹配。打桩机能量小,使本来还可继续打入的桩而被迫终止;或打桩机能量太大,使本来已满足贯入度要求的桩还能继续打入。
(二)防治及处理方法
(1)查清原因。首先从分析勘测资料入手,在持力层起伏变化较大处补充勘测。重要位置布置钻孔查清持力层深度和性质。
(2)现场试桩时根据试桩情况确定终止打桩的标准。实行“双控”既控制桩长又控制贯入度。对摩擦端承桩,以贯入度为主,桩长为副。锤击式桩机,贯入度受锤重和打桩机械的影响较大,加以注意。
(3)设计单位根据试桩资料及时调整桩长,并通知管桩生产厂家,及时调整每节桩长与桩身匹配。
(4)如因打桩机械能量太小或太大,无法与桩长及地质条件相匹配,立即更换打桩机。
(5)对露出地面的桩应截桩。截桩采用人工凿桩,方法是先将不需截除的桩身端部用钢抱箍抱紧,然后沿钢箍上缘凿沟槽,再行扩大截断,钢筋用气割法切断。严禁使用大锤硬砸。
(6)短桩需要用高标号砼接桩。 2、斜桩
桩在沉入过程中,桩身垂直偏差太大(规范规定,垂直偏差不得超过桩长的0.5%)形成斜桩。据有关资料介绍,倾斜偏位超过25cm的管桩,承载力就会明显不足。
(一)原因分析
(1)采用锤击式打桩时,桩不垂直,桩帽、桩锤及桩不在同一直线上。
(2)沉桩时遇到大块坚硬障碍物,如老基础、古河道石驳勘、大块石等,把桩挤向一侧,发生偏斜。
(3)桩布置得过多过密、沉桩时产生的挤土效应,将原先已打入的桩上抬或挤斜。
(4)接桩时,相接的两节桩不在同一轴线上,产生了曲折。 (5)基坑开挖方法不当,一次性开挖深度太深,使桩的一侧承受很大的土压力,使桩身弯曲变形,引起桩顶偏位。
(二)防治及处理方法
(1)场地要平整坚硬,不能使桩机在打桩过程中产生不均匀沉降。
(2)仔细分析地质勘察报告,如地质勘察报告中提到浅部(2-3米)有老基础或古河道驳勘、大块石等障碍物时,打桩前,探桩的深度应深一些。遇到坚硬障碍物应预先挖掉或用钻机将障碍物钻穿,再打桩。
(3)为控制好桩身垂直度,重点应放在打第一根桩上,桩锤、桩帽或送桩杆和桩身同一中心轴上。桩插入时的垂直度偏差不得超过桩长的0.5%,沉桩时,在距桩机20米左右处,成90度方向设置经纬仪各一台加以校准。初打时轻,待桩身稳定后,再按正常落距锤击。
(4)沉桩时就发现桩不垂直立即纠正。必要时,把桩拔出重打,不能凑伙了事。桩打入一定深度后发现桩身发生严重倾斜时,不能采用移动桩架来校正,以免把桩折断,采取其他措施。若无法纠正,将该桩作为废桩处理。
(5)合理布置桩位。桩与桩中心距宜大于4d(d为桩经)。 (6)尽量减少接桩,接桩要在桩尖穿过硬土层后进行。单桩接头不能超过4个。接桩时采用钢端板焊接法。上下节桩要对齐,并在
同一中心轴上,上下段桩的中心线偏差不能大于5毫米。接桩前先将下段桩顶清洗干净,加上定位板,然后把上段桩吊放在下段的端板上,依靠定位板将上下桩段接直,焊缝应连续饱满,焊接好后过3-5分钟再沉桩,以免温差过大,将焊缝裂开,降低焊接强度。
(7)浅部遇到障碍物,如老基础、石驳勘、大块石等,无法排除时,先用钻机钻孔,将障碍物钻穿,然后再把桩植入孔内再沉桩。钻机钻孔时,其垂直度偏差不超过孔深的0.5%。
(8)管桩打完后,进行深基坑开挖时,分层均匀进行,桩周土高差不能超过1米,坡顶不得堆土或停放挖土机械,不得用铲斗碰撞桩体,尤其在软土地区开挖基坑时,不贪快蛮干。
(9)因基坑开挖方法不当或一次性开挖过深造成的斜桩,采用顶桩的办法处理。
3、沉桩时遇到“硬层”无法继续沉桩
这里所说的“硬层”包括浅部(3—4米)的老基础,石驳勘、大孤石和深部(一般在20米以下)的硬塑老粘土,非常密实深厚砂层、密实砂砾石层等。沉桩时,遇到这些“硬层”,无法继续沉桩,此时桩已入土,不可能再将桩拔出,立即采取措施加以处理。
(一)原因分析
地质勘察时未查清这些“硬层”的分布深度和性质,或者在地质勘察报告中未特别强调,没能引起设计和施工人员的重视。
(二)防治和处理办法
(1)仔细阅读岩土工程勘察报告,分析地质资料制定相应措施。 (2)打桩前先探桩。如桩下3米左右有老基础、大块石等障碍物应预先挖除。开挖有困难时,预先用钻机将该障碍物钻穿,然后将桩植入孔内再沉桩。
(3)当桩已入土很深(如20米以下)遇到“硬层”时,采用100型钻机将钻具放入管桩中间空洞中钻孔,将“硬层”钻穿,取出钻具再继续沉桩。
(4)施工桩机能量大小应与设计要求、桩径、桩长及地质条件相匹配。 4、桩上浮
已打好的桩发生较大上浮。通过定期的对桩位复测,以检查桩位是否上浮或位移。
根据本工程地质状况分析,工程所处的区域为粘土质,粘土地基桩基施工中由于沉桩产生的挤土效应,使桩基周围土体产生隆起和位移,已打入的桩由于后打入桩的排土挤压作用而上浮和位移。当桩的上浮量超过10cm时原则上应进行复打施工,将桩重新打入到设计标高。但当持力层为粘土层时,随土体孔隙水压力的消散,土体重新固结下沉,上浮的桩会相应的下沉,故一般不必复打。
PHC管桩锤击法施工工艺及质量控制
施工组织
进入专业的施工队伍负责施工PHC管桩,先做试桩,根数按总
量的1%取并不小于2根。选择靠近地质钻孔处也就是代表性地质的
地方。通过试桩获取合理的工艺参数和机械组合,以便指导后续大面
积施工。
施工工艺流程如下:
机械配备
配备1台DD-3T柴油打桩机,及配备20t轮胎式吊车1台,运桩
车2台,电焊设备1套。
劳动力计划
施工现场配备施工员1人,安全员1人,质检员1人,施工工人
5人,管理人员7人,材料人员1人,共11人。
桩基施工总平面布置图
施工方案
1、施工流程
拟定采用锤击法沉桩,步骤如下:
2、施工方法
1)打桩准备
⑴试桩施工前再次逐根检查,即检查混凝土桩有无严重质量问
题,对管桩两端清理干净,施焊面上有油漆杂物污染时,清刷干净。
⑵桩锤的选择
选择桩锤时,充分考虑桩的形状、尺寸、重量、入土长度、结构
形式以及土质、气象等条件,并掌握各种锤的特性。桩锤的夯击能量
必须克服桩的贯入阻力,包括克服桩尖阻力、桩侧摩阻力和桩的回弹
产生的能量损失等。如果桩锤的能量不能满足上述要求,会引起桩头
部的局部压曲,难以将桩送到设计标高。鉴于本工程有软、硬两种土
层,故选用蒸汽锤,锤重3t,先通过试桩试验再作锤重调整,以通过
地基承载力计算指导后期大面积管桩施工。
⑶桩架的选择
桩架的设置、安装和准备工作对打桩效率有很大影响。桩架选用
D—308S型磙筒式桩架,其最大特点是移动灵活,使用方便,运行机
构为磙筒,对路面要求比较低。
⑷施工顺序和桩位测设
根据打桩施工区域内的地质情况和基础几何形状,合理选择打桩顺
序,对周围建筑物采取预防措施。根据桩基施工图进行桩位测设,并
提前进行平面定位和高程复核以及控制点复核。
先从控制点用全站仪根据设计施工图提供的管桩控制坐标直接
测设出主点,然后利用经过标定的钢尺确定各墩位轴线控制点的位
置,然后利用轴线控制点用经纬仪配以钢尺(经检定合格)丈量,逐
一测放出每个桩的实际桩位,经员复核后,最后由监理核查认可。
⑸堆存吊运
按照审定的桩基施工总平面布置图进行检查。已经检查合格的桩
应按照配桩表分别进行编号,且在桩身上划出桩深刻度线。
现场堆放场地要平整、坚实,垫木间距依吊点位置确定,堆放层
数不得超过三层,不同规格的桩必须分开堆放。
管桩堆存设计两个支点(图1),其吊点符合图2所示的位置要求。
管桩堆存需要使用软垫(木垫)。管桩起吊运输中要防止振动、冲撞。
卸桩时采用两点吊,可先将桩身吊起0.2~0.3m,检查机身稳定性、
制动器的可靠性和吊具的牢固性,确认一切状况良好后,再缓慢起吊、
转向,下降时必须低速轻放,避免桩身受损。
图 1 图 2
⑹管桩龄期的确定
管桩从制造成型到打桩施工的间隔时间尽量长些,混凝土强度达
到设计强度等级标准值 (因为在工厂制造,按100%的设计强度等级
标准值出厂),现场堆存一定量的桩,按“先进场桩先打”的原则,
满足管桩的强度要求。
⑺桩基轴线和样桩的定位点,设置在不受沉桩直接影响的地点,
并在施工中定期做好系统的检查,定位点需要移动时,先检查其准确
性,并做好测量记录。
⑻认真做好每根桩基的测量放样记录,并及时提请监理复核,复
核手续及时、完善,经监理复核通过后再施打。
⑼为了有效控制桥台接坡的不均匀沉降,桥台锥坡部位的桩基待
填筑完毕后再进行沉桩作业。
2)打桩阶段技术措施
各个承台打桩流程,根据各个承台桩位的具体布置形式,沉桩顺
序由一端向另一端连续退打进行,但当桩基平面尺寸比较大或比较小
时,采用由中间向两端或四周的沉桩顺序进行。
(1) 插桩
桩打入过程中修正桩的角度较困难,因此就位时正确安放。第一
节管桩插入地下时,尽量保持位置方向正确。开始轻轻打下,认真检
查,若有偏差及时纠正,必要时拔出重打。校核桩的垂直度采用垂直
角,即用两个方向(互成90°)的经纬仪使导架保持垂直。通过桩机导
架的旋转、滑动及停留进行调整。经纬仪设置在不受打桩影响处,并
经常加以调平,使之保持垂直。
(2) 锤打
因地层较软,初打时可能下沉量较大,采取低提锤,轻打下,随
着沉桩加深,沉速减慢,渐增起锤高度。在整个打桩过程中,使桩锤、
桩帽、桩身保持在同一轴线上。必要时将桩锤及桩架导杆方向按桩身
方向调整,不使管桩受到偏心锤打。打桩较难下沉时,检查落锤有无
倾斜偏心,特别是检查桩垫桩帽是否合适。如果不合适,更换或补充
软垫。每根桩连续一次打完,不中断,以免难以继续打下。
(3)接桩与焊接
①接桩时使新接桩节与原桩节的轴线一致,两施焊面上的泥土、
油污、铁锈等预先清刷干净。当下节桩的桩头距地面1—1.2m时,
即可进行焊接接桩。接桩时可在下节桩头上安装导向箍,以便新接桩
节的引导就位。上节桩找正方向后,对称点焊4—6点加以固定,然
后拆除导向箍。管桩焊接施工时由有经验的焊工按照技术规程的要求
认真进行;施焊第一层时,适当加大电流,加大熔深。采用手工焊接,
第一层用ф3.2或ф4.0的E4320型焊条,第二层以后用
ф4.0—ф5.0的E4320型焊条,保证焊接质量。焊接保证不少于
三层以上并及时将焊渣清除干净。
②上、中、下节桩焊接时,采用小电流焊接,最大限度的避免因
焊接温度过高而影响砼结合部的强度。
③上、中、下节桩对接检查合格后,先进行定位点焊,点焊时所
采用的焊接材料与正式施焊时相同,点焊如有缺陷及时铲除。
④焊接前,将焊缝附近的铁锈、油污、水气和杂物清除干净。焊
接时,焊接件表面保持清洁。
⑤焊接完成后,由项目部质量员检查合格后,请监理检查。检查
合格后,保证冷却5分钟后施打。
⑥上、中、下节桩对中,不偏斜,(二台经纬仪控制)按图施工,
误差在两节桩之间出现间隙,采用厚薄适当的铁片填实。焊接时要采
取防风措施,减少焊接变形,焊缝连续饱满,并确保规定的焊缝长度。
⑦打桩时详细、准确地填写打桩记录。特别注意最后贯入度,即
最后50cm桩长的锤击高度及桩的贯入度。
(4)送桩
为将管桩打到设计标高,需要采用送桩器,送桩器用钢板制作, 长4m。设计送桩器的原则是打入阻力不能太大,容易拔出,能将冲 击力有效地传到桩上,并能重复使用。
(5)停锤
按规范要求,贯入度按以下原则控制:最后三击,每击10锥,
每击下沉量不超过3cm即可收锥。当贯入度已达到控制贯入度,再
锤入10cm左右或锤击30~50击,如无异常变化时,说明不是遇到
障碍物等情况,此时桩尖标高与设计要求标高相差不大时可停锤。若
桩尖标高与设计规定标高相差过多时,需要考虑桩的侧向稳定是否足
够,与设计等部门研究确定。
为防止桩上浮和附近的桩上浮,锤击时将桩锤停留在桩头时间长
一些。
停锤标准按符合设计标高控制为主,以贯入度控制为辅的原则。
试桩
为了获得合理的施工工艺和控制标准,对照地质资料,选择最不利位置做试验桩,以指导后续大面积开展施工。
1、试桩目的
为了核对地质资料,检验所选用的设备机具的技术性能及施工工艺是否能满足设计要求。
2、沉桩的停锤标准
沉桩的停锤控制以贯入度为参考,若数据无法满足设计要求时,应会同有关部门一起商量,采取相应措施。
3、试桩标准
按设计及有关标准,采用慢(快)速维持荷载法进行。
4、试桩工艺
⑴桩在打入前,在桩的侧面画上标尺,以便在沉桩时记录入土深度。
⑵沉桩时采用桩与锤相适的桩帽和弹性垫层,并及时更换被打击密实失去弹性的垫层。
⑶桩锤、桩帽和桩身要控制在同一轴线上,桩的垂直度偏差小于L/100,可采用2台经纬仪成90°角跟踪观测控制。
⑷每墩的沉桩顺序,一般情况由一端向另一端进行退打。
⑸桩长配置上尽可能减少焊接接头。相邻的接头位置相互错开,同时,在一个桥墩(台)中同一水平面内的接桩的数量不得超过该基础桩基总数的50%。
⑹起重机配合打桩机喂桩时,注意与打桩机之间操作的协调性,切忌忽快忽慢,剧烈晃动。
⑺下节桩插好后将锤压向桩顶,此时应缓缓地沉入土中,如遇地表土松软,切勿立即解脱吊桩钢丝绳,将桩尖均匀缓慢的沉入土中的
同时,逐渐放长吊锤和吊桩钢丝绳,与此同时检查桩锤、桩帽和桩身中轴线是否一致,并检查桩的平面位置有无移动,以便及时纠偏,如一切妥当,再开锤施打。
⑻刚开始由于桩身入土浅,露出地面高,贯入度大,严格控制桩锤冲击能,可用“落锤”方法施打,或减少进油量,减低落锤高度,以后视桩的沉入性能,按重锤轻击原则适当逐步加大冲击力。
⑼桩的停打条件以桩尖标高控制为主、以贯入度控制为辅,标高以现场架设的水准仪实测数据为准。停打后,桩尖高程偏差允许值为±100㎜。
⑽沉桩过程中由专人负责填写沉桩记录表,记录要求及时、准确、尤其注意最后50cm的贯入度。
⑾沉桩时遇有异常情况应及时停止,会同有关部门研究处理并采取相应技术措施后继续施打。
⑿未经有关部门同意,不得任意改变沉桩入土深度。若下沉贯入度过大或过小时,每根桩锤击次数1500次左右,超过后应报监理研究解决。若无特殊情况,每根桩的施打与焊接应在一个班次内连续完成作业。
5、试桩试验
按《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)的附录B“试桩试验办法”进行,包括工艺试验和冲击试验、静压试验 、静拔试验、静推试验。
6、试桩装置和加载时间
竖向静载荷抗压试验采用锚桩横梁反力装置。整个加荷利用电动油泵带动2台油压千斤顶加荷,用荷重传感器、荷重显示器和0.4级精密油压表显示荷载,电测位移计和机械表两种手段同时测读沉降
值,计算机采样、记录、整理和打印数据。
桩基检测与验收
为了贯彻“百年大计、质量第一”的原则,确保桩基工程的动测质量,根据实际情况,结合本工程特点,对沉桩进行下列要求的测试。
⑴被检测桩应在达到地基土有关规范规定的休止期后施测。
⑵桩基检测对照DGJ08-11-1999《地基基础设计规程》执行。 具体的桩基检测要求将依照有关规定结合业主的要求进行,并委托有相关资质的检测单位进行检测,出具检测报告,桩基检测过程中我们将积极协调配合,确保桩基检测的顺利进行。
1、验收的质量标准
桩基验收:
按验收质量标准要求事项进行验收,同时检查桩头损坏情况,对桩头严重打坏的桩责令施工单位进行修补。试桩的桩顶如有破损或强度不足时,将破损和强度不足段凿除后,修补平整。
2、试验
3、检测
准《先张法预应力砼管桩制作规程》(DBJ08-302-96)的各项技术要求。
打桩原始记录和周围建筑物观察
打桩过程中详细记录各种作业时间,每打入0.5-1m的锤击数、各地层锤击数、桩位置的偏斜、最后10击和最后50cm的平均贯入度和最后1m的锤击数等。
在沉桩最后如果打入桩长已经达到设计长度而未达到承载力要求,或已经达到承载力要求而打入桩长未达到设计要求,报请监理和
设计现场研究、解决。
沉桩控制将采取双控,即打入深度和贯入度控制。
打桩过程中详细观察周围建筑物沉降或上升情况,在建筑物上设置观察点,利用远处的固定水准点进行对比分析,从而确定沉降或上升情况。
PHC管桩与桩帽连接技术
为有效防止基础上浮并保证桩帽和桩基的整体协同工作,在桩帽钢筋绑扎前,保证管桩与桩帽钢筋的连接。土方开挖至设计标高露出管桩后,清理管桩孔内的垃圾及污物,用C10砼或砂浆找出桩帽垫层,在垫层上钢筋按要求绑扎,灌筑C25混凝土。管桩锚筋与桩帽钢筋要焊牢,与管桩桩头也要焊牢。 施工注意事项 1、堆放
现场堆放时场地坚实、平整,按二点支法设置垫木,支点位置如图1、偏差控制±20cm。管桩在柴油打桩机附近存放,单层放置,且设支垫。在距柴油打桩机15m以上存放时,不超过3层(D500~D600mm),底层要设支垫。 2、吊运
单节管桩吊运采用两头钩吊法,竖起时采用单点法,如图2。多节管桩焊接后的吊运和起竖要重新计算最佳吊点位置和吊点数量。 3、垂直度控制
管桩施工时,在桩机正面和侧面按正交方向分别架设经纬仪,控下桩垂直度,整桩垂直度偏差不得大于1/200L(L为桩长),对于首节桩施工,要特别注意,发现偏移或倾斜时,及时校正。 4、防止偏心
由于环形截面对于偏心受压较为敏感,在施工过程中,最大限度避免偏心施压或偏心锤击的产生。 5、垫层
锤击法打桩(送桩)施工时,桩头和桩帽(送桩器)之间使用厚度不小于120mm的竖纹硬质木或硬纸板垫层,并及时更换。 6、接桩
采用手工电弧焊或粉芯焊丝自保护半自动焊,焊缝应连续饱满,焊接后至少应冷却5分钟再继续施工。 7、静载试验
试验设备安装稳定牢固,加载时不产生倾斜或偏心,千片顶垫层座与试桩顶全部按触贴合,均匀受力。若试桩桩顶经过砍桩处理,采取在桩内壁浇注砼或桩头用钢套箍加固的方法加固桩顶,其顶面处理平整。
常见问题及防治对策 1、露桩和短桩
若持力层高低起伏,设计对桩长未及时调整,当桩插入持力层一定深度(一般为2米)就无法打入而终止,使桩身露出设计桩顶过多(一般1-2米,多则5-6米)而形成露桩。同样,由于持力层起伏变化,沉桩到设计标高还未进入持力层或贯入度还很大,仍需继续沉桩,就形成了短桩。
(一)原因分析
(1)勘测资料误差较大或勘测精度不够,未能查清持力层起伏变化情况和持力层性质。
(2)持力层变硬,沉桩时难以继续打入。或持力层变软,沉桩时贯入度太大,还要继续沉桩。
(3)打桩机械与设计桩长及持力层性质不匹配。打桩机能量小,使本来还可继续打入的桩而被迫终止;或打桩机能量太大,使本来已满足贯入度要求的桩还能继续打入。
(二)防治及处理方法
(1)查清原因。首先从分析勘测资料入手,在持力层起伏变化较大处补充勘测。重要位置布置钻孔查清持力层深度和性质。
(2)现场试桩时根据试桩情况确定终止打桩的标准。实行“双控”既控制桩长又控制贯入度。对摩擦端承桩,以贯入度为主,桩长为副。锤击式桩机,贯入度受锤重和打桩机械的影响较大,加以注意。
(3)设计单位根据试桩资料及时调整桩长,并通知管桩生产厂家,及时调整每节桩长与桩身匹配。
(4)如因打桩机械能量太小或太大,无法与桩长及地质条件相匹配,立即更换打桩机。
(5)对露出地面的桩应截桩。截桩采用人工凿桩,方法是先将不需截除的桩身端部用钢抱箍抱紧,然后沿钢箍上缘凿沟槽,再行扩大截断,钢筋用气割法切断。严禁使用大锤硬砸。
(6)短桩需要用高标号砼接桩。 2、斜桩
桩在沉入过程中,桩身垂直偏差太大(规范规定,垂直偏差不得超过桩长的0.5%)形成斜桩。据有关资料介绍,倾斜偏位超过25cm的管桩,承载力就会明显不足。
(一)原因分析
(1)采用锤击式打桩时,桩不垂直,桩帽、桩锤及桩不在同一直线上。
(2)沉桩时遇到大块坚硬障碍物,如老基础、古河道石驳勘、大块石等,把桩挤向一侧,发生偏斜。
(3)桩布置得过多过密、沉桩时产生的挤土效应,将原先已打入的桩上抬或挤斜。
(4)接桩时,相接的两节桩不在同一轴线上,产生了曲折。 (5)基坑开挖方法不当,一次性开挖深度太深,使桩的一侧承受很大的土压力,使桩身弯曲变形,引起桩顶偏位。
(二)防治及处理方法
(1)场地要平整坚硬,不能使桩机在打桩过程中产生不均匀沉降。
(2)仔细分析地质勘察报告,如地质勘察报告中提到浅部(2-3米)有老基础或古河道驳勘、大块石等障碍物时,打桩前,探桩的深度应深一些。遇到坚硬障碍物应预先挖掉或用钻机将障碍物钻穿,再打桩。
(3)为控制好桩身垂直度,重点应放在打第一根桩上,桩锤、桩帽或送桩杆和桩身同一中心轴上。桩插入时的垂直度偏差不得超过桩长的0.5%,沉桩时,在距桩机20米左右处,成90度方向设置经纬仪各一台加以校准。初打时轻,待桩身稳定后,再按正常落距锤击。
(4)沉桩时就发现桩不垂直立即纠正。必要时,把桩拔出重打,不能凑伙了事。桩打入一定深度后发现桩身发生严重倾斜时,不能采用移动桩架来校正,以免把桩折断,采取其他措施。若无法纠正,将该桩作为废桩处理。
(5)合理布置桩位。桩与桩中心距宜大于4d(d为桩经)。 (6)尽量减少接桩,接桩要在桩尖穿过硬土层后进行。单桩接头不能超过4个。接桩时采用钢端板焊接法。上下节桩要对齐,并在
同一中心轴上,上下段桩的中心线偏差不能大于5毫米。接桩前先将下段桩顶清洗干净,加上定位板,然后把上段桩吊放在下段的端板上,依靠定位板将上下桩段接直,焊缝应连续饱满,焊接好后过3-5分钟再沉桩,以免温差过大,将焊缝裂开,降低焊接强度。
(7)浅部遇到障碍物,如老基础、石驳勘、大块石等,无法排除时,先用钻机钻孔,将障碍物钻穿,然后再把桩植入孔内再沉桩。钻机钻孔时,其垂直度偏差不超过孔深的0.5%。
(8)管桩打完后,进行深基坑开挖时,分层均匀进行,桩周土高差不能超过1米,坡顶不得堆土或停放挖土机械,不得用铲斗碰撞桩体,尤其在软土地区开挖基坑时,不贪快蛮干。
(9)因基坑开挖方法不当或一次性开挖过深造成的斜桩,采用顶桩的办法处理。
3、沉桩时遇到“硬层”无法继续沉桩
这里所说的“硬层”包括浅部(3—4米)的老基础,石驳勘、大孤石和深部(一般在20米以下)的硬塑老粘土,非常密实深厚砂层、密实砂砾石层等。沉桩时,遇到这些“硬层”,无法继续沉桩,此时桩已入土,不可能再将桩拔出,立即采取措施加以处理。
(一)原因分析
地质勘察时未查清这些“硬层”的分布深度和性质,或者在地质勘察报告中未特别强调,没能引起设计和施工人员的重视。
(二)防治和处理办法
(1)仔细阅读岩土工程勘察报告,分析地质资料制定相应措施。 (2)打桩前先探桩。如桩下3米左右有老基础、大块石等障碍物应预先挖除。开挖有困难时,预先用钻机将该障碍物钻穿,然后将桩植入孔内再沉桩。
(3)当桩已入土很深(如20米以下)遇到“硬层”时,采用100型钻机将钻具放入管桩中间空洞中钻孔,将“硬层”钻穿,取出钻具再继续沉桩。
(4)施工桩机能量大小应与设计要求、桩径、桩长及地质条件相匹配。 4、桩上浮
已打好的桩发生较大上浮。通过定期的对桩位复测,以检查桩位是否上浮或位移。
根据本工程地质状况分析,工程所处的区域为粘土质,粘土地基桩基施工中由于沉桩产生的挤土效应,使桩基周围土体产生隆起和位移,已打入的桩由于后打入桩的排土挤压作用而上浮和位移。当桩的上浮量超过10cm时原则上应进行复打施工,将桩重新打入到设计标高。但当持力层为粘土层时,随土体孔隙水压力的消散,土体重新固结下沉,上浮的桩会相应的下沉,故一般不必复打。