浅谈预应力砼管桩静压施工技术
摘要:预应力高强混凝土管桩(简称PHC桩)施工工艺简单、软土地基处理效果好、单桩承载力高、质量可靠、单位造价便宜等诸多优点,是目前预制桩同类型基础中比较先进的一种基础类型,同时与诸如混凝土灌注桩等其它不同类别的基桩相比,其技术先进且质量稳定。
关键词:预应力管桩;静压;地基处理
1、工艺原理
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,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、适用范围
PHC静压管桩作为一种快速兴起的一种基桩形式,与锤击法沉桩方式相比尤其适应于软土地层中,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;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。
3、静压高强度预应力混凝土管桩特点
质量可靠、承载力高;施工速度快,投资回收周期短;施工污染少、安全环保,对周边影响小;适应性能好,应用较广泛;造价低、材料损耗小,经济效益高。
4、施工工艺及操作要点
4.1 PHC管桩静压法沉桩施工工艺流程
4.2 施工操作要点
4.2.1 测量定位放线
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,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。桩位放出后,在中心采用竹筷插入土中,端头系上红布条或点上白灰做好标识,然后画出桩外皮轮廓线的圆周,便于对位、插桩。
4.2.2 桩机就位
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。
4.2.3 管桩的验收、堆放、吊运及插桩
4.2.3.1 管桩的进场验收
管桩进场后,应按照《先张法预应力砼管桩》(GB13476-1999)的国家标准或各地区的地方标准对管桩的外观、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。
4.2.3.2 管桩的堆放
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,且支撑点大致在同一水平面上。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,且必须设支垫。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。
4.2.3.3 管桩吊运及插桩
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0.5m-1.0m的深度后,用两台经纬仪(在接近90度的夹角方向)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。
4.2.4 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,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;在压桩开始阶段,压桩速度不能过快,应根据地质报告显示的土质情况选择压桩速度;在初期2-3m的压桩范围内应重点观察控制状身、机架垂直度,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1米时压力表的压力值;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。
4.2.5 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。上下两节端头板对齐并初步调整垂直后,采用手工电弧焊在坡口周围点焊4-6点,然后再次进行垂直度的调整,若端头板间隙过大,应加塞铁片。如果有多节管桩,重复以上工序即可。
4.2.6 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。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。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。
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