预制方桩、预应力管桩工艺标准
(一)预制方桩、预应力管桩施工准备
1.材料
(1)钢筋砼预制方桩、预应力管桩的规格、质量必须符合设计要求和施工规范的规定;并应有出厂合格证明,还应根据地质资料,初步确定桩段的级配计划数量。
(2)钢筋砼预制桩,应达到设计强度的100%才能压桩。
(3)钢筋砼方桩接桩时,宜用浆锚法,所使用的硫磺胶泥的抗压强度、抗拉强度、抗折强度和黏结强度必须达到设计要求和施工规范的规定,并有出厂合格证明,当采用预应力钢筋砼管桩时,使用的焊条标号、性能必须符合设计要求和有关标准的规定,并有出厂合格证明,一般宜使用结422焊条。
2.作业条件
(1)应有工程地质资料、桩基施工平面图、桩基施工组织设计或方案。
(2)桩基轴线和标高均已测定完毕,并经过检查办理了复核签证手续。
(3)已排除架孔障碍物,在建筑物旧址或杂填土区施工时,应预先进行钎探,并将在桩位置探明的旧基础、石块、废铁等障碍物清除或采取其它矗立措施。
(4)场地已碾压平整,起承载力一般不宜低于100kpa,以保证桩机的移动和稳定垂直。雨季施工时,必须采取有效的防水和排水措施。
(5)根据轴线放出桩位线,用短木或短钢筋打好定位桩,并用摆灰做出标记,便于施工。
(6)正式施工前必须先压试验桩,起数量不少于2根,以确定起贯入度及桩长并校验压桩设备、施工工艺及技术措施是否符合要求。
(二)预制方桩、预应力管桩操作工艺
1.压桩机的安装,必须按有关程序或说明书进行。压桩机的配制应平衡配置于平台上。压桩机就位时应对准桩位,启动平台支腿油缸,校正平台处于水平状态。
2.启动门架支撑油缸,使门架作微倾150,以便吊插预制桩。
3.起吊预制桩。先拴好吊装用的钢丝绳及索具,然后应用索具捆绑住桩上部约50cm 处,启动机器起吊预制桩,使桩尖垂直对准桩位中心,缓慢放下插入土中,回复门架在桩顶扣好桩帽,可卸去索具。桩帽与桩周边应有5-10cm的间隙,桩帽与桩顶之间应有相适应的衬垫,一般采用硬木板,其厚度为10cm 左右。
4.稳桩和压桩。当桩尖插入桩位,扣好桩帽后,微微启动压桩油缸,当桩入土至50cm时,再次校正桩的垂直度和平台的水平度,保证桩的纵横双向垂直偏差不得超过0.5%。然后启动压桩油缸,把桩徐徐压下,控制施压速度,一般不宜超过2m/min。
5.压桩的顺序应根据场地的地形、地质、桩基的设计布局密集程度以及压桩机移动方便等因素来决定。
(1) 建筑面积较大,桩数较多时,可将基桩分为数段,压桩在各段范围内分别进行。
(2) 对多桩台,应避免自外向内或从周边向中心进行,应由中央向两边或从中心向外施压。
(3) 在亚黏土及黏土地基施工,应避免沿单一方向进行,以免地基向一边挤压,造成压入深度不一,地基挤密程度不均。
6.接桩。在桩长度不够的情况下,可采用浆锚法和焊接法接桩。
(1)钢筋砼预制方桩采用浆锚法接桩时:
1)起吊上节桩,矫直外露锚固钢筋,对准下节桩放下,使上节桩的外露锚筋全部插入下节桩的预留孔中,目测上下两节桩确保其垂直度和接触面吻合。
2)稍微提升上节桩,使上下节桩径保持20-25cm的间隙,在下节桩四侧箍上特制的夹箍,及时将溶融的硫磺胶泥注入预留孔内,直到溢出孔外至桩顶整个平面,硫磺胶泥浇注时间不得超过2min,送下上节桩使两端面贴合,等硫磺胶泥自然冷却5-10min后,拆除夹箍继续压桩。
(2)钢筋砼预应力管桩宜采用焊接法接桩。焊接法接桩时预埋铁件表面应清洁,上下桩节间的缝隙应用铁垫片垫密焊牢,焊接时应采取措施对称施焊,以减少焊缝变形引起节点弯曲。焊缝应连续、饱满。接桩方法和要求按设计采用。接桩处的焊缝应自然冷却10-15min,对外露铁件刷防腐漆后,才压入土中。
(3)接桩一般在距地面1m左右进行。上下桩的中心线偏差不得大于10mm,节点弯曲矢量不得大于1‰桩长。
7.送桩。设计要求送桩时,送桩(工具)的中心线应与桩身吻合一致方能送桩,送桩深度一般不宜超过2m。
8.压桩应连续,同一根桩的中间间歇时间不宜超过半小时。
9.稳压。当压桩力已达到两倍设计荷载或桩端已到达持力层时,应随即进行稳压。当桩长小于15 m或黏性土为持力层时,宜取略大于2倍设计荷载作为最后稳压力,并稳压不少于5次,每次1min;当桩长大于15m或密实砂土为持力层时,宜取2倍设计荷载作为最后稳压力,并稳压不少于3次,每次1min,测定其最后各次稳压时的贯入度,以上如设计有具体要求时,则按设计要求执行。
10. 压桩施工时,应由专人或开启自动记录设备作好施工记录,开始压桩时应记录桩每沉下1m油压表压力值,当下沉至设计标高或两倍于设计荷载时,应记录最后3次的稳压时的贯入度。
(三)预制方桩、预应力管桩质量标准
1.保证项目
(1) 钢筋砼预制桩的质量必须符合设计要求和施工规范的规定,并有出厂合格证。
(2) 桩的贯入度必须符合设计要求,最后几次的贯入度不能依次递增。
(3) 桩的接头节点处理必须符合设计要求和施工规范的规定。
2.允许偏差
(略)
(四)预制方桩、预应力管桩施工注意事项
1. 避免工程质量通病
(1) 桩身断裂
1) 现象:桩在沉入过程中,桩身突然倾斜错位,当桩尖处土质条件没有特殊变化而贯入度突然增大,施压油缸的油压显示突然下降引起机台抖动,这时可能是桩身断裂。
2) 原因:
a.桩制作时,桩身弯曲超过规定,桩尖偏离桩的纵轴线较大,沉入过程中桩身发生倾斜或弯曲。
b.桩入土后,遇到大块坚硬的障碍物,把桩尖挤向一侧。
c.稳桩不垂直,压入地下一定深度后,再用走架方法校正,使桩身产生弯曲。
d.两节桩或多节桩施工时,相接的两节桩不在同一轴线上,产生了曲折。
e.制作桩的砼强度不够,桩在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂未被发现。
3) 预防措施
a.施工前应对桩位下的障碍物清理干净,必要时对每个桩位用钎探了解。对桩构件要进行检查,发现桩身弯曲超过规定(L/1000且≤20mm)或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用。
b.在稳桩过程中如发现桩不垂应及时纠正,桩压入一定深度发生严重倾斜时,不宜采用移架方法来校正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上,接头处应严格按照操作要求执行。
c.桩在堆放、吊运过程中,应严格按照有关规定执行,发现桩开裂超过有关验收规定时不得使用。
(2) 桩顶掉角
1) 现象:在沉桩过程中,桩顶出现掉角。
2) 原因:
a.预制的砼配比不良,施工控制不严,振捣不密实等或养护时间短,样护措施不足。
b.桩顶面不平,桩顶平面与桩轴线不垂直、桩顶保护层过厚。
c.桩顶与桩帽的接触面不平,桩沉入时不垂直,使桩顶面倾斜,造成桩顶面局部受集中应力而掉角。
d.沉桩时,桩顶衬垫已损坏未及时更换。
3) 预防措施:
a.桩制作时,要振倒密实,桩顶的加密箍筋要保证位置准确;桩成型后要严格加强养护。
b.沉桩前应对桩构件进行检查,检查桩顶有无凹凸现象,桩顶面是否垂直于轴线,桩尖有否偏斜,对不符合规范要求的桩不宜使用,或经过修补等处理后才能使用。
c.检查桩帽与桩的接触面是否平整,如不平整应进行处理才能施工。
d.沉桩时稳桩要垂直,桩顶要有衬垫,如衬垫失效或不符合要求时要更换。
(3) 沉桩达不到要求
1) 现象:桩设计是以最终贯入度和最终桩长作为施工的最终控制。一般情况下,以最终贯入度控制为主,结合以最终桩长控制参数,有时沉桩达不到设计要求的最终控制要求。
2) 原因分析
a.勘探点不够或勘探资料粗,对工程地质情况不明,尤其是对持力层起伏标高不明,致使设计考虑持力层和选择桩长有误。
b.勘探工作是以点带面,对局部硬夹层、软夹层不可能全部了解清楚,尤其在复杂的工程地质条件下,还有地下障碍物,如大块石头、砼块等。压桩施工遇到这种情况,就会达不到设计要求的控制标准。
c.以新近代砂层为持力层时或穿越较厚的砂夹层,由于其结构的不稳定,同一层土的强度差异很大,桩沉入到该层时,进入持力层较深才能达到贯入度和容易穿越砂夹层,但群桩施工时,砂层越挤越密,最后会有沉不下的现象。
3) 预防措施
a.详细查明工程地质情况,必要时应作补勘,正确选择持力层或标高。
b.根据工程地质条件,合理地选择施工方法及压桩顺序。
(4) 桩顶位移
1) 现象:在沉桩过程中,相邻的桩产生横向位移和桩身上浮。
2) 原因
a.桩入土后,遇到大块坚硬障碍物,把桩尖挤向一侧。
b.两节桩或多节桩施工时,相接的两桩不在同一轴线上,产生了曲折。
c.桩数较多,土饱和密实,桩间距较小,在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起,相邻的桩被浮起。
d.在软土地基施工较密集的群桩时,由于沉桩引起的孔隙水压力把相邻的桩推向一侧或浮起。
3) 预防措施
a.施工前应对桩位下的障碍物清理干净,必要时对 每个桩位用钎探了解,对桩构件要进行检查,发现桩身弯曲超过规定(L/1000且≤20mm)或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用。
b.在稳桩过程中,如发现桩不垂直应及时纠正,接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上,接头处应严格按照操作要求执行。
c.采用井点降水、砂井和盲沟等降水或排水措施。
d.沉桩期间不得开挖基坑,需要沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖,相隔时间应视具体地质情况、基坑开挖深度、面积、桩的密集程度及孔隙水压力消散情况来确实,一般宜两周左右。
(5) 接桩处开裂
1) 现象:接桩处经施工后,出现松脱开裂。
2) 原因
a.连接处表面没有清理干净,刘有杂质、雨水、油迹等。
b.采用焊接时,连接件不平,有较大的间隙,造成焊接不牢。
c.焊接质量不好,焊接不连续、不饱满,焊缝中有夹渣等。
d.采用硫磺胶泥接桩时,硫磺胶泥配比不合适,没有严格按操作规程熬制,温度控制不当等,造成硫磺胶泥达不到设计强度。
e.两节桩不在同一直线上,在接桩处产生曲折,压入桩时接桩处局部产生集中应力而破坏连接。
3) 预防措施
a.接桩前,对连接部位上的杂质、油污、水分等必须清理干净,保证连接部件清洁。
b.检查连接部件是否牢固、平整和符合设计要求,如有问题,必须进行修正才能使用。
c.接桩施,两节桩应在同一轴线上,焊接预埋件应平整服贴,焊缝应饱满连续,当采用硫磺胶泥接桩时,应严格按操作规程操作,特别是配合比应经过试验,熬制及施工时温度应控制好,保证硫磺胶泥达到设计强度。
2. 主要安全技术措施
(1) 压桩施工前应对临近的建筑物采取有效的防护措施,施工时应随时进行观测。
(2) 机械司机在施工操作时,必须听从指挥信号,不得随意离开岗位,经常应注意机械的运转情况,发现异常应立即检查处理。
(3) 桩应达到设计强度的75%方可起吊,100%方可运输和压桩。
(4) 桩在起吊和搬运时,必须做到吊点符合设计要求,如设计没有提出吊点要求时,当桩长在16 m以内,可用一个吊点起吊,吊点位置在桩端至入0.29桩长处,但一般宜用两个吊点,吊点在桩距离两端头0.21桩长处。
(5) 桩的堆放应符合下列要求:
1) 场地应平整、坚实,不得产生不均匀沉降。
2) 垫木与吊点位置应相同,并应保持在同一平面内。
3) 同型号(规格)的桩应堆放在一起,桩尖应向一端,便于施压。
4) 多层的垫木应上下对齐,最下层的垫木应适当加宽。堆放的层数一般不宜超过四层。预应力管桩堆放时,层与层之间可设置垫木,也可以不设置垫木,层间不设垫木时,最下层的贴地垫木不得省去。垫木边缘处的管桩应用木楔塞紧,防止滚动。
(6)硫磺胶泥的原材料及制品在运输、贮存和使用时应注意防火。熬制胶泥时,操作人员应穿戴防护用品,熬制场地应通风良好,人应在上风操作,严禁水溅入锅内。胶泥浇注后,上节桩应缓慢放下,防止胶泥飞溅伤人。
3.产品保护
(1) 妥善保护好桩基的轴线和标高的控制桩,不得碰撞和振动,以免引起位移。
(2) 送桩留下的桩孔,应及时回填密实。
(3) 压桩完毕的基坑开挖时,应制定合理的施工顺序和技术措施,防止土体挤压引起桩的位移和倾斜。
(4) 截断过长的桩头,严禁用横锤敲打,以免造成断桩和产生横向裂纹