摘 要: 静压预应力管桩施工工艺对土层及周边建(构)筑物影响小、施工速度快,操作安全。介绍了其工艺原理及施工操作要点,指出质量验收标准和质量控制要点。并需要按照规范要求进行检测。
关键词:预应力管桩;静压;施工技术;质量控制;检测
静压预应力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;适用于一般黏性土及回填土、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。由于静压无噪声,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。
1 工艺原理
静压预应力管桩施工,是在桩机就位后,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。
2 施工操作要点
2.1 测量定位放线 认真复核设计图纸及设计院交桩点位,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。桩位放出后,在中心采用30cm 长Φ8 钢筋或者竹筷插入土中,根据需要做好标识。
2.2 桩机就位 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。
2.3 管桩的验收、堆放、吊运及插桩 1)进场验收;管桩进场后,对管桩的外观、桩径、长度、壁厚、桩身弯曲度、桩端头板的平整度,桩身强度以及桩身上的材料标识等按规范进行验收,并审查产品合格证明文件,把好材料进场验收关。根据设计及施工规范要求等级将不符合要求的管桩清退出场。2)堆放;现场管桩堆放场地应平整,采用软垫(木垫) 按二点法做相应支垫,且支撑点在同一水平面上。当管桩在场地内堆放时,不宜超过4 层;当在桩位附近准备施工时宜单层放置,且设支垫。管桩堆放要按照不同型号,规格分类堆放,以免调运施工过程中发生差错。3)吊运及插桩;单根管桩吊运时可采用两头勾吊法,竖起时可采用单点法。管桩起吊运输过程中应平稳轻放,以免受振动、冲撞。
管桩吊起后,缓缓将桩一端送入桩帽中,待管桩放入桩机夹桩箱内扶正就位后,根据需要焊接开(闭)口型桩尖,然后将桩插入土中0.5~1.0m后,用两台经纬仪(在接近90°的夹角方向) 双向控制桩的垂直度,条件不具备也可采用两个线锤进行垂直度控制。通过桩机导架的旋转,滑动进行调整,确保管桩位置和垂直度符合要求后压桩。
2.4 压桩 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。在压桩开始阶段,应根据地质报告显示的土质情况选择压桩速度,一般以2.0~3.0m/min速度为宜。在初期2~3m的压桩范围内应重点观察控制桩身、机架垂直度,垂直度控制应重点放在第一节桩上,垂直度偏差不得超过桩长的0.5%,并在压桩过程中需要经常观测桩身是否发生位移、偏移等情况并做好过程记录,并详细记录每入土1m时压力表的压力值。
2.5 接桩 将首节管桩压至桩头距地面0.5~1.0m左右高度时停止压桩,开始进行接桩作业。接桩前将上下桩端头板用钢丝刷清除浮锈及泥污,然后下放桩身进行对桩。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。
2.6 送桩或截桩 当桩顶设计标高较自然地面低时必须进行送桩。选用的送桩器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。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。
2.7 管桩与承台连接 一般管桩伸入承台内100mm,在施工完基础素混凝土垫层后,如管桩内有积水应排出,并用吊筋下放3mm 厚的圆形钢板托板,待承台浇注混凝土时一同灌入同强度等级混凝土增强桩头受力截面。同时在桩端头板上焊接伸入承台的锚固钢筋,伸入承台内,然后进行承台钢筋的绑扎作业。
3 质量标准及质量控制要点
3.1 质量控制要点 桩身垂直度应重点控制第一根桩身的垂直,从十字交叉的两个方向进行观测。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。
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。
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。
3.2 沉桩到位率控制 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,将管桩沉入到设计标高位置。
4 成桩检测
压桩结束后,依据设计要求,根据《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2003及《基桩低应变动力检测规程》JGJ /T93-95 进行检测。检测项目主要有桩身的完整性质量检测及单桩竖向抗压极限承载力检测。由于管桩施工完毕后,单桩承载力没有完全达到设计承载力强度,需要7d以上的嵌固期,故单桩承载力检测宜在成桩后10~20d范围内进行。
5 结语
施工采用PHC管桩静压法沉桩施工工艺,施工进度加快,操作安全,组织有序,可获得了良好的经济和社会效益。