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预应力管桩方案预应力高强混凝土管桩(PHC桩)是一种广泛应用于工业与民用建筑、桥梁、港口等工程中的高效地基处理方案。该方案以离心成型、高压蒸汽养护工艺制成的高强度预应力混凝土圆筒形桩体为核心,桩径通常为300–800mm(常用Φ400、Φ500、Φ600),混凝土强度等级达C80及以上,配以高强度螺旋箍筋和预应力钢棒(抗拉强度≥1420MPa),显著提升抗弯、抗剪及抗裂性能。
施工采用静压或锤击法沉桩,具有成桩速度快、振动小、噪声低、无泥浆污染等优点,特别适用于城市密集区及环保要求高的场地。其单桩承载力高(Φ500桩典型极限承载力可达2000–4000kN),沉降变形小且稳定,可有效缩短工期、降低综合造价。设计时依据地质勘察报告,通过单桩竖向抗压静载试验确定承载力特征值,并结合群桩效应、桩土共同作用进行优化布桩;对持力层选择严格,宜以中风化岩层、密实砂层或硬塑–坚硬黏土层为持力层,避免在厚淤泥、流塑软土或孤石发育区直接应用。
本方案需重点控制施工质量:包括桩身垂直度(≤0.5%)、接桩焊接质量(焊缝饱满、冷却后方可继续压桩)、送桩深度及终压力(静压桩)或贯入度(锤击桩)双控指标。同时须加强桩基检测db61/t 5023-2022 城市轨道交通通风空调与供暖工程技术规程,严格执行低应变法(完整性)、高应变法(承载力)及静载试验(抽检不少于总桩数1%且不少于3根)。通过全过程精细化管理,PHC桩方案兼具技术先进性、经济合理性与施工可靠性,是现代高层建筑及软土地基条件下成熟、高效的桩基础优选方案。(字数:498)
PHC静压管桩作为一种快速兴起的一种基桩形式,适用于各类建筑物的低承台桩基础,如工业与民用建筑、铁路桥梁、机场、港口码头、水利及市政工程等;适用于一般粘性土及回填土、淤泥和淤泥质土、粉(砂)性土、非自重湿陷性黄土质以及强风化(全风化)的岩层、坚硬的碎石土层和砂土层中,并且不受地下水位高低的影响。与锤击法沉桩方式相比尤其适应于软硬突变的土层中;由于静压无噪音,在对环保要求较高的地区,特别是在城市和居民区的新建和改造工程施工尤其适用。
虽然管桩是空心结构,但仍有一定的挤土效应,对附近建筑物及地下管线有一定的影响,而且静压机械本身占用一定的空间,所以在贴近建筑物的位置上,不适宜进行管桩的施工;由于静压机械自重较大,要求施工场地平整,对场地土地耐力要求高(要求场地表层土压强≥120kpa),同时不适宜用在地下障碍物较多、深层土质内存在孤石以及地下岩面坡度太陡的土层中。
PHC管桩静压法沉桩工艺原理,在桩机就位后,利用适合吨位的吊车(或压桩机自带的起吊设施)吊起管桩进行喂桩,通过静压桩机中心的夹具对桩进行夹抱,调整垂直后进行施压。施压时,静压桩机机身通过油缸支持安装在大小步履上的小车,小车在大小步履轨道上由油缸控制运动,抱压桩时,借助自重及配重,以器缸液压互联动力系统方式通过夹头相交压力施加压桩力,管桩在自重及配重静压力作用下逐渐将桩压入地基土中,然后通过焊接将上下两节管桩连接实现接长,并通过送桩器将桩顶送到设计标高的一种成桩工艺。
五、施工工艺及操作要点
(一)、PHC管桩静压法沉桩施工工艺流程
1)、认真复核设计图纸及设计院交桩点位,必要时将坐标控制点、水准控制点按标准设置要求布设在施工现场,标准控制点数量满足施工需要及测量点间互相复核的需要即可,然后依据设计图纸精确算出尺寸关系或各桩位坐标,对桩位进行精确测放。
2)、可采用电子全站仪或经纬仪等测量工具建立建筑平面测量控制网,或者直接采用坐标定位方式放出桩位,并进行闭合测量程序进行复核;同时利用水准仪对场地标高进行抄平,然后反映到送桩器上,显示出送桩深度,做好桩顶标高控制工作。
3)、桩位放出后,在中心采用30cm长Ф8钢筋或者竹筷插入土中,根据需要做好标识:钢筋(或竹筷)端头系上红布条或点上白灰,然后画出桩外皮轮廓线的圆周,便于对位、插桩。
4)、为防止挤土效应及移动桩机时的碾压破坏,针对单桩、独立承台以及大面积筏板基础的群桩制定不同的放线方案。当桩数比较少时,采用坐标随时复测;针对大面积群桩,在场地平整度较高的情况下,采用网格进行控制,并在端头桩位延长线上埋设控制桩,以便复核。
在对施工场地内的表层土质试压后,确保承载力满足静压机械施工及移动过程中不至于出现沉陷,对局部软土层可采用事先换填处理或采用整块钢板铺垫作业。
桩机进场后,检查各部件及仪表是否灵敏有效,确保设备运转安全、正常后,按照打桩顺序,移动调整桩机对位、调平、调直。
3、管桩的验收、堆放、吊运及插桩
管桩在现场堆放后,需要二次倒运时,易采用吊机及平板车配合操作。如场地条件不具备时,采用拖拽的方式,需要采用滚木或者对桩头端头板采取一定的保护措施,以免在硬化地面上滑动时磨损套箍及端头板。
1)、压桩前,根据工程情况制定合理的压桩顺序,减少挤土效应,施工时按照压桩顺序组织施工。
2)、压桩前在每节单桩桩身上划出以米为单位的长度标记,以便观察桩的入土深度及记录对应压力值,并通过实地高程测量,在送桩器上做好最后1m及最终送桩深度标记,通过水准仪配合控制。
4)、压桩前最好将地表下的障碍物探明并清除干净,以免桩身移位倾斜。
焊接完成后,自然冷却5min以上,然后刷涂一层沥青防腐漆后,继续压桩。如果有多节管桩,重复以上工序即可。
当桩顶设计标高较自然地面低时必须进行送桩。送桩时选用的送桩器的外形尺寸要与所压桩的外形尺寸相匹配,并且要有足够的强度和刚度,一般为一圆形钢柱体。送桩时,送桩器的轴线要与桩身相吻合。送桩器上根据测定的局部地面标高,事先要标出送桩深度,通过伺候在现场的水准仪跟踪观测,准确地将送桩送至设计标高。同时送桩器上要标出最后1m的位置线,详细记录最终压力值。
当管桩露出地面或未能送到设计桩顶标高时,需要截桩。截桩要求必须用专门的截桩器,严禁用大锤横向敲击、冲撞。
送桩完成后,移动调整机械进行下一棵管桩施工。
1)、承台开挖可采用普通挖土机即可,但在开挖过程中注意不得碰损桩头,在挖至桩头标高附近时,停止开挖。桩间土采用人工配合进行挖除。管桩施工完毕后当天承载力没有完全达到设计强度,根据不同的土质情况,需要7天以上的嵌固期,所以承台开挖要与试验检测结合起来进行安排,保证施工连续。
PC(PHC) A(AB) 500 100 X1 X2 X3 a
桩尖、焊条、液压油等其他材料。
有些静压桩机没有配备吊桩设备,根据需要配备喂桩的吊装设备,如汽车吊等。并配合长度合适的送桩器。
装卸倒运管桩可采用普通汽车吊,一般选用20T即可,要考虑行走方便。
接桩及焊接桩尖采用普通直流电焊机即可,截桩采用专用的锯桩器。
测量及检测器具主要有测放桩位的电子全站仪,控制桩身垂直度的经纬仪,控制桩顶标高的水准仪,以及测量管桩外观尺寸的卷尺、游标卡尺等。
1)、进场材料质量验收与控制
施工前应对成品管桩做外观尺寸及外观质量验收,并查看合格证明文件及相关外加剂的含量证明,必要时索要管桩的抗弯、抗裂性能检验报告;接桩用焊条等应有产品合格证书并送样复检,压桩用压力表也应进行检查。
对于堆放在施工场地内的成品管桩,要加强成品保护,严禁机械碰撞,合理安排管桩堆放场地及进场次序,减少二次倒运,并在二次倒运的过程中平稳、轻放,减少对桩身的振动损伤。
2)、场地土承载力要求
场地要平整坚硬,在较软的场地中适当铺设道渣,不能使桩机在打桩过程中产生不均匀沉降,静压桩桩机对施工场地要求较高,由于桩机及配重重量较大,为防止桩机下陷而造成桩身倾斜、桩机挤压对桩位的影响,影响施工质量及施工安全,必须对施工场地进行局部回填平整或铺垫整块钢板,采取必要的措施提高地基承载力,使其达到静压桩施工要求。
3)、桩位、垂直度及标高控制
在打桩前应调查场地土土质情况,尤其是地表土层是否有大量的废弃混凝土块等杂填土质、是否有地下废弃混凝土结构、构筑物及地下管线等障碍。需将地下障碍物清除干净,并分层回填夯实后再进行管桩施工。障碍物的存在、地表土质松软均易导致桩位偏移。
桩身垂直度应重点控制第一棵桩身的垂直,从十字交叉的两个方向进行观测,及时发现偏差后,拔出管桩回填后重新施工,不得强行回扳校正,以免将桩扳裂以致断桩。桩身的不垂直沉入,偏心受力容易将桩体压碎裂而降低桩体的承载力。
标高控制,通过正确引测到施工现场附近的水准控制点进行观测。将水准仪安放在离开桩机5m左右以外的位置,测定此时水准线下需要的送桩长度,并标记在送桩器上,送桩时,设专人进行观测,当送桩器上的刻度将与水准仪的水准线重合时,放慢压桩速度直至两线重合,并结合设计要求的稳定终压值停止压桩。
2016年一级建造师实务《建筑工程管理与实务》备考一本通4)、桩尖及接桩焊接质量控制
桩尖焊接时不能只点焊了事,需进行一周满焊。在设计需要桩尖的地层,如桩尖焊接不牢而发生脱落,会影响管桩穿透土层的能力。
接桩焊接质量为管桩施工质量控制的一个重点环节。焊接前需清理干净端头板上的铁锈、泥污等,对称、分层焊接,减少焊接变形而引起的节点弯曲,并保证焊缝均匀饱满。焊接结束后,确保足够的冷却停歇时间,一般不应小于5min,然后在把桩头连接部分涂刷防腐沥青漆。对于重点工程国家规范规定,还需对电焊接头作10%的焊缝探伤检查,目前对接头探伤没有很好的操作标准,超声波探伤因端头板较薄而难以实现,一般采用磁粉对焊缝表面进行外观检查。
管桩没有沉入到设计位置,需要截桩,既浪费材料,增加额外的桩头处理费用,而且会导致桩身承载力降低。设计及施工过程中,采取合理的技术措施,在满足承载力的要求下尽可能的将管桩沉入到设计标高位置。
选择合适型号的压桩机械。根据正式工程桩施工前的试验桩资料、地质土层分布情况、桩端持力层土质情况选择合适的压桩力既选择合适型号的压桩机械,避免压力较小导致管桩压不到设计标高。
降低挤土效应带来的不良影响。由于桩体间距过小、压桩顺序不合理dbj04∕t 398-2019 电动汽车充电基础设施技术标准,地下水孔隙压力大均容易导致基础土阻力增大,管桩压不到设计位置。
缩短送桩时间。压桩作业在进入硬土层时,压桩时应控制施工停歇时间,避免由于停歇时间过程中土的磨阻力增大影响桩机施工,造成沉桩困难。
静压法沉桩方式要注意最终压力值的控制。对于停止压桩的控制一般有两个指标,一个是设计桩顶标高,一个是最终压力值。两个指标可双控也可实现某一值即可停止压桩。