静压管桩施工质量安全控制措施
?近几年来,预应力管桩由于其具有施工工期短、单位承载力及造价较低等优点,粤东地区得到了迅猛发展及推广应用。同时由于锤击法施工在环保等方面的缺点日益突出,故而静压法施工越来越普遍,由此而引发的许多关于静压管桩的质量安全技术问题也倍受人们的关注。
一、静压管桩的优缺点
静压法施工是通过静力压桩机的压桩机构自重和桩架上的配重作反力将预制桩压入土中的一种成桩工艺。下面简要谈谈预应力管桩中静压法施工有哪些优缺点。
1.主要优点
(1)低噪声、无振动、无污染,可以24小时连续施工,缩短建设工期,创造时间效益,从而降低工程造价;
(2)施工速度很快,同时场地整洁、施工文明程度高;
(3)由于送桩器与工程桩桩头的接触面吻合较好,送桩器在送桩过程中不会左右晃动和上下跳动,因而可以送桩较深,基础开挖后的截去量少;
(4)施工中由于压桩引起的应力较小,且桩身在施工过程中不会出现拉应力,桩头一般都完好无损,复压较为容易。
2.主要缺点
(1)仍然具有挤土效应,对周围建筑环境及地下管线有一定的影响,要求边桩中心到相邻建筑物的间距较大;
(2)施工场地的地耐力要求较高,在新填土、淤泥土及积水浸泡过的场地施工易陷机;
(3)过大的压桩力(夹持力)易将管桩桩身夹破夹碎,或使管桩出现纵向裂缝;
(4)不宜在地下障碍物或孤石较多的场地施工。
二、静压管桩施工过程的质量管理
(一)压桩前的准备工作
1.施工队资质审查
必须对施工队(压桩队伍)的资质材料进行审查与管理,了解施工队的技术力量及压
桩水平;审查施工组织设计、施工压桩路线、施工进度计划,评价其可行性;要求施工队每个技术人员,包括施工技术员、焊工、记录员、开机员等都必须具有相应技术资格证和上岗证。
2.桩机的选择
必须根据具体工程的地质资料和设计的单桩承载力要求,准确地选择压桩机。如果
压桩机吨位过小,可能出现桩压不下的情况,因而无法达到设计承载力要求;反之,如果压桩机吨位过大,易发生陷机情况。所以应该会同各有关部门合理地选择桩机,尽量采用超载施工。一般情况下,桩机的压桩力应不小于单桩竖向极限承载力标准值的1.2倍。
3.施工放线与定桩位
由于放线的准确与否直接影响建筑物的位置是否符合“规划”要求,而桩位的准确与否又直接影响着整个工程的结构,因此,这两个工序的重要性不容忽视。项目技术管理人员应该对已定好的轴线位进行复核,根据建筑物与结构桩位图逐位校核,发现不符合要求的及时纠正。
4.桩尖、桩身质量检查
首先必须对桩尖进行查验、测量,按照管桩有关规范对于桩尖的构造要求和设计图纸要求,对所有到场的桩尖进行测量,不满足设计和管桩规范要求的,责令其更换;对所有到场的管桩进行仔细认真地查验,测量管桩的外径、壁厚、桩身、长度、桩身弯曲度等有关尺寸,并详细记录。特别是管壁厚不够很容易把桩夹碎。同时应对桩身外观质量进行仔细地查验,检查桩身是否粘皮麻面、内外表面是否露筋、表面是否有裂缝、是否断头脱头、桩套箍是否凹陷、表面砼是否坍落等情况,不符合管理桩规范要求的,责令厂家退回。
(二)压桩施工过程的质量管理
1.底桩(第一节入土的桩)的定点
虽然在放线与定桩位时已经核查过,但是经验不足或技术水平不高的施工技术人员往往在放底桩时偏离原定的桩位,从而导致成桩的偏位。建议在每个桩位处用石灰或贝灰以原定的桩心为圆心、以该桩的桩径为直径画一圆圈,压底桩时以此圆圈为准,控制桩不偏离该圆圈,使成桩的偏位尽可能减小。
2.桩身垂直度的控制
由于静压管桩桩机驾驶室内一般会悬挂一吊有重锤的绳线,由开机员以此线为准控制桩一个方向的垂直度,因而另一个向的垂直度必须另外控制,方法就是在垂直于桩与此绳线连接的地方(即另一正交方向)另设一吊重锤的绳线(视线要通透),以这两条绳线来控制桩的垂直度。当桩在两个方向都已经垂直的情况下方允许压桩,而且在压桩过程中要经常检查桩身垂直度。
3.接桩及焊缝控制
接桩前,应保证上下两节桩的顺直,而且两桩桩心的错位偏差不宜大于2mm(宜设置接桩导向箍)。管桩施工中主要采用爆接接桩法,在焊接前应该把两节桩的端头板用钢刷清刷干净,直至坡口露出金属光泽,而且应该保证上节桩已经垂直后方能焊接4~6点,焊接层数不少于2层,每层焊渣必须清理干净,保证焊缝连续饱满,自然冷却约8~10分钟(严禁用水冷却或焊完即压),防止高温的焊缝遇水变脆而被压坏。
4.压桩过程的施工记录
为了便于控制,终止压桩,必须详细记录压桩过程的压力与桩入土深度,了解桩尖入持力层深度是否满足设计要求以及桩穿过各土层时的压力值。
5.终压(即终止压桩)标准及终压的控制
终压标准应该以质监部门、设计单位、施工单位、建设单位、勘察单位及监理单位等有关部门在试桩会议中根据试桩的实际情况确定的标准为准则。一般情况下,除保证桩长及桩类入持力层深度应该满足设计要求外,还要控制终压值Q的大小。虽然终压值Q与单桩竖向承载力标准值Rk是两个不同的概念,但终压值Q与单桩竖向承载力标准值Rk存在着某种比例关系,这有待于日后的工程实践与理论研究。笔者认为这种比例关系与工程地质构造情况关系较大,同时与桩的长度以及所选的持力层关系也不可忽视,总结潮汕地区近几年静压管桩的工程实践经验,终压值Q可以按以下原则来控制:
(1)当桩端持力层为粘土、粉质粘土时,主要控制桩端达到的设计深度,终压值RQ=(0.6~1.3)Rk。
(2)当桩端持力层为标贯击数较低、中密以下的粉细砂时,以控制桩端入持力层深度为主,终压值作参考,Q=(1.6~2.0)Rk。(3)当桩端持力层为标贯击数较高,中密以上的中粗砂、砾砂时,以控制终压值为主,Q=(1.8~2.5)Rk,长桩取低值,短桩取高值;击数低取低值,击数高取高值。
(三)桩头填芯的质量控制
由于桩与上部结构的连接主要通过桩的承台,因此桩头嵌入承台的长度不宜太短,有关管桩技术规范规定不宜小于10cm。从日本桩基的典型震害实例调查中可知,有不少是由于桩嵌入承台长度不足,抗拔不够,因此在地震设防区有必要把桩嵌入承台的垂度加长,且桩头的插筋长度也应加长及增加配筋量,桩头填芯砼的强度等级应满足规范要求和设计要求。这一环节的重要性显而易见,工程有关技术管理人员应该加强这一环节的质量控制。
?三、成桩的质量检查
1.桩身垂直度可以用垂球吊线的办法来量测,对不符合规范要求,应及时报送设计单位,由设计单位提出补强修改意见。对于配置封口桩尖的工程桩,桩身质量的检查可以直观检查,即将低压电灯泡沉入桩内腔检查,正常情况下,内腔应该是不进土和水的。若桩内腔完整干燥,说明桩身基本完好、焊接质量完好、桩类无损坏,这种情况下可不采取其他方法另行检查;反之,应该采取其他方法另行检查。目前潮汕地区主要依据有关规范规定,按桩总数的一定比例采取小应变动测的检测方法,对桩身的完整性进行检测。
2.桩顶标高及偏位情况的检查
基础开挖后,应对桩顶标高及桩的偏位情况进行测量,并把记录资料完整地整理一份
报送设计单位,由设计单位提出方案,解决那些桩顶标高低于设计标高以及桩偏位超过规范要求的情况。而对于那些桩顶标高高于设计标高的情况,施工单位应用电锯法截去多余的桩段,而不应该用人工敲打的办法把多余的桩段敲掉,那样很容易把成桩敲伤。
3.单桩竖向承载力的检测
目前主要采用静荷载试验的方法来检测成桩的单桩竖向承载力,由设计单位、质监部门、施工单位、建设单位及监理单位等有关部门举行点桩会议,先取较具代表性的桩进行静荷载试验。静荷载检测时一般用慢速维持荷载法,并要求工程有关技术管理人员进行现场监督,详细记录最终沉降量和残余沉降量等。特别要注意检测桩机在进场、退场及移动过程中不要碰撞到任何工程桩。
四、常见质量问题分析与处理
1.桩倾斜
插桩初压即有较大幅度的桩端走位和倾斜。碰到此种情况,很可能在地面下不远处有
障碍物。处理的措施主要是在压桩施工前将地面下旧建筑物基础、块石等障碍物年底清理干净。
2.桩尖达不互设计深度
静压管桩施工时,若发生个别桩长达不到设计深度,其原因可能是:
(1)桩尖碰到了局部的较厚夹层或其他硬层。
(2)中断沉桩时间过长。由于设备故障或其他特殊原因,致使沉桩过程突然中断,若延续时间过长,沉桩阻力增加,使桩无法沉到设计深度。
(3)接桩时,桩尖停留在硬土层内,若时间拖长,很可能不能继续沉桩。
发生管桩沉不下去时,应冷静分析原因,找出对策才能继续施工,切不要盲目加大压桩力强行沉桩。
3.基坑开挖不当引起大面积群桩倾斜
挖土引起其桩的倾斜,直接起因是挖土方法不当,将基坑挖得太深或将挖出的土堆放在基坑边坡附近,因而产生侧向压力;加上淤泥本身的流动性以及土体中未消散的超孔隙水压力乘机向开挖方向释放,加剧了淤泥向开挖方向流动,而管桩对水平力的抵抗能力小,于是随着土体的位移而向开挖方向倾斜,造成桩顶大量位移。发生这样的事故先要进行调查分析,弄清哪些桩报废,哪些桩还可以用,哪些桩应折减其承载力,然后根据实际情况进行补桩。为防止此类工程事故的发生,应严禁边压桩边开挖;开挖宜在基桩全部完成并至少隔15天后进行,挖土宜逐层均匀进行,桩周土体高差不宜超过1m;注意保持基坑围护结构或边坡土体的稳定;基坑顶部周边不得堆土或堆放其他重物等。
4.桩身上浮
当工程桩较短或桩较密集时较容易发生桩身上浮的情况,此时采取复压是一较有效的被救措施。所谓复压指的是已经压好的桩再进行静压的一种措施。
五、静压管桩施工过程的安全管理
必须根据安全管理的有关规定建立健全项目的各有关管理制度,在项目内部落实安全管理责任制,建立考核制度,实施奖罚措施,以及前面已提的桩机资质及特种作业上岗证等必须齐全。除此之外,还必须注意以下几个事项:
1.起重机作业前,应对转动部位进行润滑,检查部件紧固程度,钢丝绳是否磨损。
2.起重臂下严禁站人,重物停在空中时驾驶员不得离开操作室。
3.起重范围不得超过起重性能规定的指标,起重机吊桩进入夹持机构,压桩开始之前,必须在起重机、卷扬机构放松起吊的钢丝绳、吊钩脱离后方可压桩,以免拉断钢丝绳和拉弯起重机吊臂。
4.接桩时焊接用的各种气瓶应作标识,气瓶要距离明火点10m以上,气瓶间距必须大于5m,气瓶必须加防震圈和防护帽,气瓶使用和存放时严禁平放或倒放。
5.停止作业时,短履需运行到桩机中间位置,停落在平整地面上,其余油缸回程缩进。切断电源,操作人员方可离开桩机。
6.施工完毕的桩的桩头上面要加盖,以防行人或杂物等掉陷。
六、结语
虽然目前静压管桩工程实践经验尚不够丰富,但随着静压管桩技术的广泛应用和发展,以及人们对静压管桩的理论研究和工程实践经验的不断积累,相信静压管桩技术应用水平将会不断地得到提高。
篇2:静压预应力混凝土管桩施工常见问题及防治措施
静压预应力混凝土管桩施工中的常见问题及防治措施
1、桩身断裂:
主要原因:一是桩制作时混凝土强度达不到要求,管壁厚薄不均匀,桩身弯曲超过规定,桩尖偏离桩的纵轴线较大,桩在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂未被发现;二是沉桩过程中桩身发生倾斜或弯曲,或是接桩焊缝不饱满,焊后自然冷却时间不够,接桩时两节桩不在同一轴线上,产生了曲折;三是地质土层软硬变化或有坚硬障碍物时,把桩尖挤向一侧;四是施工场地不平、烂泥、积水多,造成压桩时机身不平稳。
防治措施:一是对桩身质量进行全面检查,桩的堆放、吊运应严格按照规定执行;二是在压桩过程中应经常观测桩身的垂直度。当桩身垂直度偏差大于1%时,应找出原因并及时纠正;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规程;三是施工前应对桩位下的障碍物进行清理;四是应保证施工场地平整坚实。
2、沉桩达不到设计要求:
主要原因:一是由于地质勘察报告中未能特别强调浅层障碍物及局部的土层分布深度和性质,导致沉桩时遇到老基础、大孤石,硬塑老粘土和非常密实砂层、沙砾石层等无法施工;二是桩机及配重太小或太大,使桩沉不到或沉过设计要求的控制标高。
防治措施:一是探明工程地质情况,必要时应作补勘,正确选择持力层或标高;二是选用的桩机大小应与设计要求、桩径、桩长及地质情况相匹配。
3、桩顶位移:
主要原因:一是测量定位放线不准,桩位偏差较大;二是桩数较多、桩间距较小,或是压桩线路选定不合理,产生挤土效应土体向上隆起,引起相邻的桩身上浮;三是土方开挖方法及顺序不正确,引起桩身倾斜。
预防措施:一是认真按设计图纸放好桩位,设置明显标志,并做好复查工作;二是选择合理的压桩路线,出现桩身上浮情况应对桩进行复压;三是制订合理的制定合理的基坑开挖施工方案和施工程序。压桩期间不得同时开挖基坑,待压桩完毕后相隔适当时间方可开挖;基坑开挖注意有一定排水措施,留置边坡;基坑边缘顶部地带不得堆土及其他重物,基坑较深应分层开挖。
4、小结
预应力混凝土管桩基础工程质量主要取决于二个方面:一是管桩本身制作质量,二是压桩施工质量。只要我们严格把握住管桩进场质量关,遵守压桩施工操作规程,精心施工,就一定能够减少和避免出现工程质量问题,确保工程进度和质量。
篇3:静压预应力管桩施工方法（九）
静压预应力管桩施工方法9
(1)施工准备工作的要求
详细理解施工图纸及有关资料,组织有关单位会审图纸,明确掌握技术要求和施工要求。
根据现场提供的坐标点控制点和标高控制点进行施工测量放线,放出轴线控制点和桩位,并组织有关单位复核。
编制施工方案,编制桩位编号图,桩机行走路线图,确定管桩施工顺序和质量控制要求,并对压桩施工人员作好技术交底和安全教育。
根据现场情况和施工要求,组织桩机设备、人力、有关材料及配套设施进场,按按总平面布置图堆放整齐。
详细调查场地及邻近区域内的地下及地上管线、地下障碍物,对可能影响施工的建(构)筑物进行彻底清理并制定、实施可靠的安全防护措施。
安排施工前试桩,会同政府质监部门、建设单位、监理公司、设计单位确定试桩数量,选取试桩桩位,以确定控制贯入度并校验压桩设备、施工工艺及技术措施是否符合要求。
根据设计图纸、地质勘探报告和现场实际情况,掌握桩位的地面标高、桩顶设计标高、预计桩长,便于合理配桩。
对现场使用的管桩进行质量验收,确保管桩外观质量满足有关规定要求,有关产品质量证明书、出厂合格证等质量保证资料齐全并符合设计要求,养护时间不足和质量不合格的桩不能使用。
(2)压桩机械选择和总体施工安排
本工程副楼设计采用了95根φ500mm(壁厚125mm)预应力管桩,单桩竖向承载力设计值为1800kN,要求静压桩机最大加载量≥4000kN,按以上设计要求选择施工机械如下:
表7-2压桩机械选择和总体施工安排
序号机械名称型号数量
1液压静力压桩机YZY-560t壹台
2压桩配重300t
3钢管送桩器壹条
桩机施工路线:因本工程静压预应力管桩桩间距较大(一般均大于1.5m),可以避免后压桩挤偏已完成的桩位,同时为便于桩机行走和合理堆放管桩,减少场内的二次转运,以加快工程进度,拟沿13轴→22轴的方向采用后退方式进行施压。
全部管桩施压完成后,会同政府质监部门、建设单位、监理公司、设计单位确定静载压桩的数量和桩位,采用静载试验检查桩的竖向承载力,确保满足设计要求后才能开始承台、地梁等的施工。
(3)压桩施工工艺
静压桩施工是利用桩机本身的自重及一套配套液压设备将预制桩压入地下,直至达到设计所需压力后收压成桩,其施工程序分为:
测量放线定桩位→桩机就位→吊桩插桩→桩身对中及调直→夹桩静压沉桩→接桩→继续压桩→达到设计压力后复压3次→终止压桩→截切桩头。
(4)压桩施工方法及要求
桩机施工地面要密实,一般要求地面能承受100kN/m2的压力,场地应平整,以确保桩机行走安全和施工质量保证。
起吊预制桩前先栓好吊装用的钢丝绳及绳索,然后应用索具捆绑住桩上部约50cm处,启动机器起吊预制桩,使桩尖初始就位并缓缓放下插入土中,回复门架并在桩顶扣好桩帽,桩帽与桩周边应有5~10mm的间隙,桩帽与桩顶之间一般采用硬木板作衬垫,其厚度为10cm左右。
应根据场地条件、桩机和堆桩位置、桩长、桩重等具体条件决定管桩具体吊点位置及起吊方式,在吊桩过程中,尽量避免损坏桩身质量,第一节的桩尖应在吊桩前施焊完成,以提高压机效率。
管桩起吊前应在桩身上划出以m为单位的长度标记,并按从下至上的顺序标明桩的长度,以便观察桩的入土深度及记录沉桩压力(kN)。
初始就位时,用白灰或其他手段在地面标出桩位,以便桩尖入土时检查桩位偏移,超出规范误差允许范围时应重新就位。
管桩就位后,应用测量吊锤从桩机正面及侧面检查桩的垂直度,若发现垂直度超出偏斜误差范围时(垂直度偏差应小于0.5%),用行走、过架或其他手段进行调直,直至满足有关规范要求后方可开始施压.
当桩尖插入桩位,扣好桩帽后,微微启动压桩油缸,当插入土至500mm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均不得超过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。
当一节桩地面终止贯入度不能满足设计要求时,应进行驳接桩,露出地面部分桩头宜高出地面0.5~1.0m,焊接前应用钢丝刷等工具将桩接头清刷干净,保证焊接质量,焊接一般采用两层焊,要求焊缝饱满、连续、均匀,上下两节桩应保持顺直,力求同轴,错位偏差不应大于2mm。
接桩施焊后必须验焊,经检验合格,并自然冷却后方可施压,严禁用水冷却或焊好即压。
施工过程中对桩基轴线应系统检查,每天施工前,应对当天所施压的桩位再次拉尺复核检查,以确保桩位准确性。
压桩时应由专职记录员及时、准确地填写管桩施工记录表,并经现场质检员、当班监理人员验证签名后方可作为有效施工记录。
当预测的配桩长度压平地面而油表压力仍未达到收压要求,需要进行送桩时,应检查桩顶质量及用送桩器进行送桩作业,送桩器与桩头接触处应平整、对齐,送桩器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,并严格控制不能低于设计桩顶标高。
最后的收压应在下列条件下进行:
1)确定桩头没有破坏。
2)桩收压后,沉降量与反弹量正常。
3)复压3次,贯入度未出现异常情况。
4)截切桩头采用锯桩器截割,严禁用大锤击大,避免损坏桩身质量。
5)每根桩宜一次性连续压到底,尽量减少中间休歇时间,且尽可能避免在接近收压时停压,每根桩驳接焊口不宜超过四个。
6)管桩施压完成后,现场复核桩位,并绘制桩位复核平面图,如桩位在任一方向偏差超过100mm,均应报告监理及设计单位,确定具体处理措施。
7)在压桩过程中若出现特殊情况应及时向设计和有关部门汇报反映,以便及时采取措施进行解决。
(5)管桩施工质量控制标准
(1)钢筋混凝土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,最后几次的贯入度未出现依次递增等异常现象。
(3)桩的接头节点处理必须符合设计要求和施工规范和规定。
(4)桩位在任一方向偏差不得超过100mm。
(5)静力压桩施工记录真实、齐全,有关辅助材料质量满足设计及施工规范要求,并有出厂合格证。