摘要:本文通过哈尔滨铁路西客运站建设项目的实际施工实践总结,对铁路路基软基处理方式之一:静压PHC管桩整个施工工艺过程进行了简要叙述。包括技术控制指标,现场控制质量应达标的工艺方法和保证措施,以及施工机械的选择(考虑施工现场位于市区,为防止噪声污染采用静压管桩机)、材料(PHC成品管桩)进场的控制等。
关键词:承载力;PHC管桩;静压
1 工程概况
随着铁路建设工程为服务于铁路运输快捷、舒适等越来越高的要求,对新建铁路施工的地基处理方法和承载力要求也越来越高。新建哈尔滨西客运站铁路,设计时速350KM,本试验段在靠近哈尔滨市王岗镇进行,自DK919+260~DK920+180,共920m长,φ500mm的桩有8681根,计207626米。设计单桩复核地基承载力是525.4KPa。桩的布设呈正三角形布置,桩长22~25m,最小桩间距为2.1m,最大桩间距为2.2m,桩帽C40混凝土1.0×1.0×0.35m,管桩采用PHCA500 100X型桩尖采用开口型钢桩尖a型。在正式施工前用静力压桩机进行不少于两根工艺性试桩。
2 施工准备
2.1 工作垫层:本试验段的施工位置上原先为当地百姓房屋,承载力差,而单台静力压桩机加配重将会有三百多吨,所以必须在施工区域内铺设工作垫层,提高地基地承载力,保证桩机施工时不会沉陷。一般要求工作垫层铺设后,其承载力不少于100KPa。否则施工时易引起桩位的偏差。由于静压桩机的机体庞大,工作垫层的铺设宽度要足够,本次施工时以最外测桩加宽5米来控制工作垫层的铺设宽度。
2.2 测量放样:根据设计交付的导线资料,先进行导线点复测,经复核后根据施工图纸和现场的施工情况,在距离Ⅰ道左侧30m远的位置,沿线路方向每隔25m设置一个控制点,该控制点作为桩位放样时经纬仪的架镜点和后视点。该控制点距离最边缘管桩有18.8m,仍然存在挤土效应,所以每周都要用全站仪复核、校正一次控制点。
根据实际打桩线路图,按施工区域划分测量定位控制网,一般一个区域内根据每天施工进度放样100~200个桩位,在桩位中心点地面上插入一支约30~40cm长的小桩,并用红油漆作好记号。并以工程桩位为中心用白灰按直径大小画一圆圈,以方便插桩和对中。对放出的轴线和桩位,经自检后,请监理工程师进行复核检查,在沉桩过程中,要经常对控制点进行复核,并作好定位记录和技术复核记录。
3 施工过程
3.1 打桩过程:桩机进场安装后,移至需要施打的位置,启动平台支腿油缸,调整水平。起吊预制桩,先拴好吊装用的钢丝绳及索具,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,当桩尖插入桩位,夹具抱紧管桩后,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标,然后启动压桩油缸,把桩徐徐压下,控制施压速度,一般不超过2m/min。下压过程中做好记录,详细记录每入土两米时压力表的压力值。桩头距地面一米左右时停止压桩,吊机吊起另一节桩,开始接桩。接桩时新接桩节与原桩节的轴线一致,两施焊面上的泥土、油污、铁锈等要预先清刷干净。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。接桩处的焊缝应自然冷却不少于1min。接桩时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。管桩焊接施工应由有经验的电焊工按照技术规程的要求认真进行。接桩时,新接桩未固定前,也要用经纬仪在成90度夹角两方向观测垂直度,调整桩机水平。
3.2 停压标准:本次试验段,达到要求后,还要稳压三次,每次不少于2min。
4 静压桩施工质量保证措施
4.1 预制桩质量验收
4.1.1 预制桩进场必须同步具备出厂合格证和质保证明资料,并按规程要求设置稳妥的堆放场地,坚实搁置材料及正确的搁置点。我公司将会同业主和监理单位对进场的预制桩进行外观质量检查验收,未验收和验收合格的预制桩应分别堆置并标识。凡不符合质量验收要求的预制桩一律不得使用。预制桩按国家有关规范的质量技术要求进行桩的起吊及运输。
4.1.2 对桩顶与桩身垂直度不满足要求的预制桩,坚决予以退场。
4.1.3 桩的堆放场地应平整坚实,不得产生不均匀沉陷,堆放层数不得超过四层。同桩号(规格)的桩应堆放在一起,桩尖应向一端,便于施工。
4.2 吊桩施工
机械司机在施工操作时,必须听从指挥讯号,不得随意离开岗位,应经常注意机械的运转情况,发生异常立即检查处理。
4.3 沉桩施工
4.3.1 每根样桩根据轴线进行测放,并经监理等有关部门复核后方可施工,并做好样桩保护工作。目前现场样桩定位常用小木桩进行标识,由于沉桩施工对周围土壤的挤压,原标定的桩位可能发生移动,因此每班施工前必须进行样桩的复测工作,以消除挤土效应对样桩的位移影响。
4.3.2 桩身垂直度控制:采用两台经纬仪互成90度夹角进行就位观测,在施工过程中桩身垂直度要控制在1%,在施工过程中要注意跟踪观测。
4.3.3 桩就位前施工班组必须进行样桩再次复查,若偏差>20mm时应待测量组校正后方可施工。
4.4 电焊接桩
本工程桩焊接连接,采用E43(J422)焊条。预制桩接头是桩的重要组成部分,接头处的强度,包括抗压、抗扭、抗弯以及抗震影响等,均应达到设计验算的要求,以确保电焊接桩质量。(1)接桩前,应校正上节桩垂直度,做到桩身垂直、中心对准。(2)预埋铁件表面应保持清洁,泥土和油污等用钢丝刷和回丝清理干净,如有潮湿应先烘干,以确保焊接质量。(3)电焊接桩时,应先点焊固定,然后对称焊接,并确保焊缝和质量符合设计要求。(4)下雨无防护措施时,不能进行焊接,如遇大风焊接需装挡风板进行围档。
4.5 送桩
(1)送桩施工时,用水准仪控制桩顶标高。(2)送桩前,应对桩顶位移进行测量,并作好记录。(3)送桩器上的停沉标记,应由测工分别复核,确认无误后方可使用。停止沉桩以标高控制为主,最后压力值作为参考。(4)桩顶没有破碎或破碎凿平处理完好。
4.6 及时回填送桩孔
为防止邻桩打桩过程中的桩孔偏位和施工现场安全,单桩施工完毕后,应及时回填桩孔。
4.7 发现以下情况应立即停止沉桩,并研究处理
桩身突然发生倾斜、移位或严重回弹;桩顶或桩身出现严重裂缝或破碎。
4.9 桩位、倾斜度的允许偏差、检验数量及检验方法应符合表1的规定。
参考文献
[1]软土地基、路基、填挖交界变形与稳定性研究[J].吉林大学建设工程学院,2011.