湖北卓南基础工程有限公司
管桩的使用标准
一、管桩吊运
管桩出厂前应做出厂检查,其规格、批号、制作日期应符合所属的验收批号内容。 管桩在吊运过程中轻吊轻放,避免剧烈碰撞。单节管桩可用**吊钩钩住管桩两端内壁直接进行水平起吊。
管桩运至施工现场时按有关规定要求进行检查验收,决不能使用质量不合格及在吊运过程中产生裂缝的管桩。
二、管桩堆放
管桩堆放场地应选择平整坚实的地方,堆放时按不同规格、长度及施工流水顺序分别堆放。当场地条件许可时,单层堆放;叠层堆放时;外径为500wn的管桩不**过4层,外径为400mm的管桩不**过5层。
叠层堆放管桩时,在垂直于管桩长度方向的地面上设置2道垫木,垫木分别位于距桩端0.2倍桩长处;底层较外缘的管桩应在垫木处用木楔塞紧以防滚动。
垫木选用耐压的长木枋或枕木,不用有棱角的金属构件替代。
三、取桩
管桩叠层堆放**过2层时,应用吊机取桩,决不能拖拉取桩。叠层堆放的管桩不**过2层时,可拖拉取桩;当为2层时,桩的拖地端要用废轮胎等弹性材料保护。
本工程采用走管式打桩机打桩,桩机拖拉取桩时,拉桩的钢丝绳要通过设在桩架底盘的导向滑轮。
1、打桩机具
打桩机的桩架要具有足够的强度、刚度和稳定性,并应与所挂柴油锤相匹配。 柴油锤选用筒式柴油锤。
桩帽及垫层的设置,桩帽应有足够的强度、刚度和耐打性。桩帽做成圆筒型,套桩头用的筒体深度为350mm,内径应比管桩外径大30mm。打桩时桩帽与桩头之间应设置弹性衬垫。衬垫采用麻硬纸板、水泥纸袋、胶合板等材料制作,衬垫厚度应均匀且透击压实后的厚度不小于120mm;在打桩期间应经常检查,及时更换或补充。桩帽和桩锤之间应用竖纹硬木或盘圆层叠的钢丝绳作“锤垫",其厚度约为200mm左右。
送桩器做成圆筒形,并应有足够的强度、刚度和耐打性。送桩器长度应满足送桩深度的要求。送桩器上下两端面应平整,且与送桩器中心轴线相垂直。送桩器下端面应开孔,使管桩内腔与外界连通。送桩器应与管桩匹配。套筒式送桩器下端的套筒深度为250~350mmn,内径比管桩外径大20~30mm,插销式送桩器下端的插销长度为200~300mm,外径应比管桩内径小20~30mm。对于内孔存有余浆的管桩,不采用插销式送桩器。
送桩作业时,送桩器与管桩桩头之间应设置1一2层麻袋硬纸板作衬垫。
施工现场应配备电焊机、气割工具、索具、撬棍、钢丝刷、锯桩器等施工用具;每台打桩机尚应配备一把长条水准尺,可随时量测桩身的垂直度。
2、管桩的施打
打桩前应完成下列准备工作:认真检查打桩设备各部分的性能,以保证正常运作;除按规程检查所用管桩桩身质量外,尚应检查管桩的生产日期和蒸养方式,常压蒸养的PC桩应不小于28d的龄期方可施打;根据施工图绘制整个工程的桩位编号图;由专职测量人员分批或全部测定标出场地上的桩位,其偏差不得大于20mm;在桩身上划出以米为单位的长度标记,并按从下至上的顺序标明桩的长度,以便观察桩的人土深度及记录每米沉桩锤击数。
焊接接桩应符合现行行业标准《建筑钢结构焊接规程》的有关规定外,尚应符合下列规定:当管桩待要接长时,其入土部分桩段的桩头宜高出地面0.5~1.0m;下节桩的桩头处宜设导向箍以方便上节桩就位。接桩时上下节桩段应保持顺直,错位偏差不宜大于2mm;管桩对接前,上下端板表面用铁刷子清刷干净,坡口处应刷至露出金属光泽;焊接时宜先在坡口圆周上对称点焊4一6点,待上下桩节固定后拆除导向箍再分层施焊,施焊宜由两个焊工对称进行;焊接层数不得少于二层,内层焊渣要清理干净后方能施焊外一层;焊缝应饱满连续。焊好的桩接头应自然冷却后才可继续锤击,自然冷却时不宜少于8min;决不能用水冷却或焊好即打。
遇下列情况之一应暂停打桩,并及时与设计、监理等有人员研究处理:
(1)贯入度突变。
(2)桩头混凝土剥落、破碎。
(3)桩身突然倾斜、跑位。
(4)地面明显隆起、邻桩上浮或位移过大。
(5)总锤击数**过规程和设计规定值。
(6)桩身回弹曲线不规则。
工程收锤标准根据下列原则:
(1)桩端进入持力层深度;
(2)贯入度确定;
(3)PDA动测。确定要求桩端进入强风化岩中500mm,建议最后三阵,每阵10击,贯入度为20mm;最后一米锤击数不大于250击,较终贯入度及允许承载力通过试桩确定。
送桩应符合下列规定:送桩深度不宜大于2.0m;当桩**打至接近地面需要送桩时,应测出桩的垂直度并检查桩**质量,合格后立即送桩;送桩的最后贯入度应参考同一条件的桩不送桩时的最后贯入度予以修正。
打桩的最后贯入度应在下列条件下测量:桩头完好无损;柴油锤跳动正常;桩锤、桩帽、送桩器及桩身中心线重合;桩帽衬垫厚度等正常;打桩结束前立即测定。
测量最后贯入度时,宜用收锤回弹曲线测绘纸先测绘出管桩的回弹曲线,再从回弹曲线上量出贯入度。测绘结果应附在同一桩号的管桩施工记录表上。
桩打好后桩头高出地面的部分应小心保护,决不能施工机械碰撞或将桩头用作拉锚点;送桩遗留的孔洞,应立即回填或做好覆盖。
当打桩的贯入度已达到要求,而桩的入土深度接近设计要求时,即可进行控制。一般要求最后二次十锤的平均贯入度不大于设计规定的数值,或以桩尖入土深度来控制其符合设计要求;振动法沉桩是以最后三次振动(加压),每次10min或5min,测出每分钟的平均贯入度,以不大于设计规定的数值为合格。最后填好打桩施工记录,即可移机到新桩位。
**高强预应力混凝土管桩(PHC桩)施工技术
1 锤击应力通州市建工大厦主楼东西长36m,南北宽18m,地上20层,地下1层,建筑面积12000m2.采用框架剪力墙结构。建筑物总荷载约200000kN,较大单柱荷载6700kNo基础采用筏板基础,桩采用**高强预应力混凝土管桩(PHC桩),规格为ф600×110,桩长24m(2根12m校对接),主楼共打设93根桩,设计单桩承载力3100kN.1PHC桩特点
(1)严格按照国标GB13476—92及日本JISA5337标准生产,其混凝土强度等级不低于C80级。
(2)单桩承载力高,设计范围广。在同一建筑物基础中,可使用不同直径的管桩,容易解决布桩问题,可充分发挥每根桩的承载能力。
(3)单校可接成任意长度,不受施工机械能力和施工条件局限。
(4)成桩质量可靠,沉桩后桩长和桩身质量可用直接手段进行监测。
(5)桩身耐锤击和抗裂性好,穿透力强。
(6)造价低廉。其单位承载力价格仅为钢桩的1/3-2/3,并节省钢材。
(7)施工速度快,文明施工o2打桩准备2.1桩锤的选择选择桩锤时,必须充分考虑桩的形状、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,则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,故选用了蒸汽锤,锤重8t.2.2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型履带行走式桩架,其较大特点是移动灵活,使用方便,运行机构为履带,对路面要求比较低o2.3施工组织设计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,要合理选择打桩顺序,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。
2 堆存吊运
管桩一般需设计两个支点,其吊点需符合位置要求。管桩堆存需要使用软垫(木垫)。管桩起吊运输中应免受振动、冲撞。
3 管桩龄期的确定
管桩从制造成型到打桩施工的间隔时间宜尽量长些,混凝土强度应达到设计强度等级标准值以上(若在工厂制造,一般按80%的设计强度等级标准值出厂),故要求现场要堆存一定量的桩,按“先进场桩先打”的原则,满足管桩的强度要求。
4 检查修整
管桩施工前应再次逐根检查,即检查混凝土桩有无严重质量问题,对管桩两端应清理干净,施焊面上有油漆杂物污染时,应清刷干净。
打桩阶段技术措施
(1) 插桩
桩打入过程中修正桩的角度较困难,因此就位时应正确安放。**节管桩插入地下时,要尽量保持位置方向正确。开始要轻轻打下,认真检查,若有偏差应及时纠正,必要时要拔出重打。校核桩的垂直度可采用垂直角,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。经纬仪应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,宜采取低提锤,轻打下,随着沉桩加深,沉速减慢,起锤高度可渐增。在整个打桩过程中,要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心锤打,以免管桩受弯受权。打桩较难下沉时,要检查落锤有无倾斜偏心,特别是要检查桩垫桩帽是否合适。如果不合适,需更换或补充软垫。每根桩宜连续一次打完,不要中断,以免难以继续打下。
(3) 接桩
接桩时要注意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。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。管桩焊接施工应由有经验的焊工按照技术规程的要求认真进行;施焊**层时,宜适当加大电流,加大熔深。采用手工焊接,**层用ф3.2或ф4.0的E4320型焊条,*二层以后用ф4.0—ф5.0的E4320型焊条,要保证焊接质量。
(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。
打桩记录和周围建筑物观察
打桩过程中应详细记录各种作业时间,每打入0.5-1m的锤击数、桩位置的偏斜、最后10击的平均贯人度和最后1m的锤击数等。
打桩过程中应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。经实测,裙楼东侧3m处的建工园招待所没有沉降或上升现象,仅**板出现一些轻微裂缝。现建工大厦竣工已1年多,招待所使用正常,对结构无不良影响。
PHC管桩与基础底板连接技术
为有效防止基础上浮并保证基础和桩基的整体协同工作,从而保证了管桩与基础的连接。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,用十一夹板作底模,用12号铁丝悬吊于孔内,钢筋按要求绑扎,用不低于C40的混凝土灌筑,混凝土中微掺UEA膨胀剂(掺量10%)。待基础底板钢筋绑扎时,管桩锚筋与基础底板钢筋要焊牢,基础底板钢筋与管桩桩头也要焊牢。
试压桩
(1) 试桩要求
为确定单桩承载力是否满足设计要求,打桩前进行了单桩竖向抗压静载试验。试桩数量为三组,**组试桩1根,锚桩6根;*二组试桩1根,锚桩4根;*三组试桩1根,锚桩4根。试桩较大预加荷载为:**组6200kN,*二组5000kN,*三组4000kN.
(2) 试桩标准按《建筑桩基技术规范》(JQJ94—94)单桩竖向抗压静载荷试验中有关标准,采用慢速维持荷载法进行。
(3) 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5000kN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。为防止仪器受外界干扰,特备有一空调封闭工作间,以保证仪器的正常工作。
试桩与锚桩沉桩10d后即可加载o6.4试桩结果试桩、锚桩均为正式工程桩,**根试桩要求加荷到6200kN,当加到*7级(4960kN)时,1h后沉降量突然增大,达到16.67mm/h,且总沉降量已到38.06mm,显然地基已达到破坏,因而终止试验。根据试桩的Q—s曲线和s—1gt曲线显示,极限荷载取4340kN.*二根试桩要求加到5000kN,当加到*9级5000N时,45min后沉降量突然增大,达15.25mm/h,且总沉降量已到36.51mm,显然地基也已达到破坏,因而终止试验。根据试桩的Q—s曲线和s—lgt‘曲线显示,极限荷载取4500kN;*三根试桩要求加到4000kN.稳定后又要求继续上加2级到4800kN,此级稳定后终止加载,极限荷载取4800kN.据此算出试桩结果统计特征值:Qum=4547kN,Sn=0.052,因此单桩竖向极限承载力标准值Quk=Qum=4547kN,满足设计要求。
施工体会
(1)“重锤低打”能有效降低锤击应力。桩锤对桩头的锤击速度越快,在桩身上产生的应力波强度也越高,即打桩应力与锤击速度成正比,所以为降低锤击应力并保持较好的贯入度,采用了较重的桩锤(桩锤重8t)和较低的速度施打,效果良好。
(2)桩头衬垫效应对锤击应力也有直接影响。为延长锤击作用时间、降低锤击速度,并借以降低锤击应力,选用软厚适宜的木桩垫,收到良好效果。
(3)选择合理的打桩施工顺序,能减小桩的侧向位移,对周围建筑物不会有大的影响。桩基侧向位移是软弱地基施工中经常见到的一种现象,根据不同情况进行综合分析,制订出合理的打桩施工方案,并采取相应措施,可以把打桩危害降低到较低限度。基础形状规则的打桩施工顺序应先里后外,由中心逐渐往外侧对称施工。本工程基础形状规则,施工时遵循“对称施工”的原则,确保了基础内挤压应力的平衡。跨中桩,后打边区桩;先打近桩,后打远桩;先打毗邻建筑物的桩,后打远离建筑物的桩。通过采取以上措施,有效地降低了桩基的侧向位移。
(4)防震沟的设置有效地降低了对临近建筑物的影响,裙楼东侧建工园招待所基础为条形钢筋混凝土基础,深1m,基础底板边离大厦地下室外墙仅2.5m,桩基施工前开挖了一条宽0.8m、深2m的防震沟,沟中满填黄砂,经观察和检测,在整个施工过程中,对招待所结构无不良影响。
(5)PHC桩采用C80混凝土,强度高;钢筋采用预应力螺旋筋,抗裂性好,因此成桩质量可靠,不易损坏,实际施工中,仅2根桩破裂,补救措施也方便快捷。
(6)采用PHC桩,可做到现场清洁,文明施工。
(5) 桩身耐锤击和抗裂性好,穿透力强。
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