预应力混凝土空心管桩（精选十篇）
预应力混凝土空心管桩 篇1
关键词：预应力混凝土空心方桩,管桩,优越性
预应力离心混凝土空心方桩是一种新型的桩基产品, 它集预制混凝土方桩和管桩技术优点为一体, 是一种新型换代产品。具有技术先进、质量可靠、性价比高、节材、降耗、环保等特点。
按混凝土的等级强度及混凝土承载面的大小可分为预应力混凝土空心方桩 (KFZ) 、预应力高强混凝土空心方桩 (HKFZ) 和预应力混凝土薄壁空心方桩 (TKFZ) , 其中, TKFZ主要用于以摩擦为主的工程桩;KFZ用于一般承载力工程中;而HKFZ主要适用于承载力要求较高的工程中。TKFZ和KFZ强度为C60, HKFZ强度为C80。空心方桩的规格主要有250×250～1 000×1 000, 以50为级差。相对于预应力管桩而言有以下突出的优点。
1同规格的方桩和管桩, 方桩的摩擦力要比管桩的大
以500桩为例:方桩的截面积为250 000 mm2, 而管桩的截面积为196 250 mm2。可以看出同样规格的方桩和管桩, 方桩的截面积要大得多, 且呈方形 (或多边形) 的外形, 在土层中桩体周边土与土的休止角比圆形桩的摩擦系数要大很多。这说明同种规格的桩在同等地质条件下, 方桩要比管桩获得更大的承载力。经对比分析, 方桩每千牛承载力造价要低于管桩的工程造价。所以, 在选桩型时, 完全可以选择比管桩规格较小的方桩, 这样就可以降低工程基础造价。
2同规格的方桩承载力要远大于管桩
以400方桩和500管桩对比看, 400的方桩竖向承载力设计值为2 066 kN, 500管桩设计承载力为1 920 kN。而在实际设计中, 设计师通过理论计算, 用350的空心方桩完全可以替代500的空心圆桩使用。从表1可以看出, 仅从桩基造价角度, 方桩比圆桩节约成本近10%。
3承台或墙下布桩基础的经济技术对比分析
根据桩基技术规范, 各桩间的中心距不宜小于桩外边长 (直径) 的3.5倍。以单个4桩承台为例, 仍以400方桩和500管桩对比计算 (取桩中心距相邻承台边距离为D) , 400方桩的承台尺寸为3.5D+1.0D+1.0D=5.5D=2 200 mm。500管桩的承台尺寸为5.5D=2 750 mm。承台减小, 相应地承台厚度和钢筋含量及规格也会减少。根据经验分析计算, 承台基础或布桩基础, 用400空心方桩代替500的管桩可以节约20%左右工程造价 (不含桩基造价) 。从技术角度, 对于设计承载力较大的桩基础, 可能会出现较大的圆桩布置不下的情况。根据国家规范规定, 承台桩间的中心距不应小于桩外边长的3倍, 桩中心距承台边不得小于D, 布桩平面系数按土层特征、周边建筑环境及国家相关的规范等确定。受此限制, 所布桩数量会受到制约。那么在建筑承载力足够大的情况下, 较大的管桩可能就无法布置, 这时, 规格较小的方桩就会发挥较大的优势。
4空心方桩的挤土效应小于管桩
在施工中, 桩基施工的挤土效应对施工的影响是无法忽略的。在设计相近承载力的条件下, 选择较小的空心方桩当然挤土效应小于空心管桩。如:400的空心方桩当然比500的管桩体积要小, 挤土量少, 挤土效应也小, 这对施工和周边环境的影响要小很多。
5空心方桩的抗剪力较大
根据理论计算分析, 同等桩径的方桩抗剪力是管桩的2倍～3倍, 而日本测试的是4.5倍。这说明空心方桩的抗震性能比管桩优越得多, 在地震多发地带和高层建筑及大面积地下室建筑中值得推广应用。
6空心方桩施工较方便, 破损率小
由于方形桩头耐冲击力好, 所以桩头破损率较小, 且方形桩焊接周长较长, 焊接牢靠, 不易脱节。另外, 方形桩的连接方式, 宜开发非焊接的快速连接方式, 可以提高施工效率。最近, 有些桩基研发单位正在研究空心方桩新型的快速连接方式。
预应力混凝土管桩施工 篇2
一、工程质量控制标准
本工程预应力混凝土管桩施工执行《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《预应力钢筋混凝土管桩施工技术规程》（YBJ235-91）、《预制混凝土构件质量检验评定标准》（GBJ321-90）、浙江省建筑标准设计结构标准图集《先张法预应力混凝土管桩》图集号（2002浙G22），等规范、规程、和设计文件。
2、设计要求及施工质量控制标准按设计图纸及规范要求控制。
二、工程施工特点
①对静压预应力管桩施工而言，本场地施工要求场地平整，对于未平整的地方要采取有效措施，应进行填筑和平整压实，防止桩机沉陷。
②我方本工程计划采用武汉市建筑工程机械厂生产的静压力为400T的GZX-400型的静压压桩机一台。
三、施工设备计划
为保证工程质量和顺利施工，本工程选用GZX-400型全液压步履式静压压桩机，最大压桩力可达到4000KN，可留有一定的余地，可以应付地质的不均匀性和其它发生的变化。主要设备配套如下：
设备名称
型号 数量 单位 压桩机 GZX-400型 1
用电量（KW）用途
台 60 压桩
吊车 12T自带 台
吊运桩 经纬仪 J2 2
台
放样与校桩 水准仪 S3 1 台
测桩顶标高 电焊机 BX-300 1 台 20 吊线架 2m 1 只
四、施工方案
沉桩方法：为减少施工时的噪声和振动对周围的影响以及有利于保证成桩质量，采用静压法沉管施工。
施工场地要求：本工程采用静压法施工，使用大吨位的静压桩机，机体重量
接桩
辅助校桩 很大，要求施工场地承载力100Kpa以上，压桩施工前应进行场地平整压实，并做好排水工作，防止压桩时沉陷。
供桩方法：由管桩厂选择合格管桩产品运输到施工现场指定位置，压桩时用桩机上自带的吊车就位供桩。
1、静压管桩施工顺序
预应力(PTC)砼管桩施工工艺流程图及质量控制图：
2、静压管桩施工方法（l）管桩预检
管桩进场后，根据GB13476—92标准对管桩进行预检，对不合格的桩，要坚决退回并通报甲方（现场监理）。
（2）定位放样 工程桩压桩前应放出定位轴线及控制点，控制点位置应尽量远离压桩区域，并加以固定保护。在压桩过程中，要经常对控制点进行复核，根据控制点，成片测量出桩的中心点，撒上灰线，定位中心点插毛竹签，毛竹签要插牢并与地面平或稍低，毛竹签顶部涂上红油漆。对于成片放出的样桩位，在压桩过程中，测量人员要对每条轴线进行校核，记录人员要对每个桩位进行复核。
定位轴线及样桩应会同有关单位进行复核检查，并做好定位记录和技术复核记录。
（3）管桩起吊、运输和堆放
管桩起吊采用两点吊，起吊方式见下图，管桩运输要根据运输工具做好管桩捆绑工作。管桩堆放不允许超出四层，并做好底层管桩的搁支和垫支工作，以防管桩滚落影响管桩质量或发生安全事故。
（4）桩架操作程序
首先将压梁提升，然后将管桩以上图方式吊起，套进桩帽，再将桩尖移向对准桩位插入土中，校正桩身垂直度后方可沉桩。
（5）桩身垂直度控制
用桩机上的线锤校正桩机挺杆垂直度，桩的垂直度以架设二台经纬仪正交观测校正，应在距桩机15.0m-25.0m处成90°方向设置,其测定导杆和桩身的垂直度,保证桩身垂直度偏差不超过0.5%。
（6）沉桩
启动压桩油缸将桩压下，沉桩时，要观察桩身垂直度及油表读数。桩身、桩帽、送桩管应在同一中心线上，且桩帽与桩之间的弹性衬垫应及时检查及时更换，其桩架应按额定的总重量配置压铁块，并保证压桩机在压桩过程中机械性能保持正常运转，每根桩应一次性连续压至控制标高，停歇时间不宜过长。（7）桩顶标高控制
在送桩器上标出送桩深度标志（红线），在附近建筑物上标出±0.000红三角，先用水准仪对准红三角后再对准送桩器，直到水准仪目镜横线对准送桩器红线为止。允许偏差控制在-50～＋100范围内。
（8）沉桩记录及控制标准
沉桩记录：桩号、桩长，压桩起迄时间，每根桩的压桩力和送桩深度。沉桩控制标准以设计标高控制为主，压力表读数控制为辅。
（9）沉桩时遇到下列情况应停止沉桩，需及时与有关单位联系，进行研究处理。
a、压力表读数突变； b、桩身突然倾斜；
c、砼桩顶破碎和主筋外露。3．压桩防护措施
（1）、预制桩入土对周围土体必须产生隆起和水平挤动，在一定程度上会影响周边的管线、道路，地坪和邻近建筑物，影响范围较广，一般要波及桩长的1.2-1.5倍，但只要采取适当的预防措施，特别是设观察点进行现场监控，是完全可以避免各种压桩而引起的损坏。
（2）、本工程桩位密度有紧有疏，为了采取必要的防护措施及施工安全，具体做法如下：
a、在桩较密处设置一定量的释放钻孔，用简易钻孔桩机成孔，孔径Φ500,孔距2.5M，孔深10.0M，以保证地下管线和附近建筑物的安全。
b、设固定观察点，专人负责，定量进行现场观察，并做好记录，作为压桩速度的重要依据，如发现较大问题，及时研究解决办法。
4.施工操作中的质保措施
施工操作人员是工程质量的直接责任者，所以从施工操作人员的素质到对他们的管理均要有严格的要求。
对每个进入本项目的施工人员均要求达到一定的技术等级，进行技术考核，尤其是特殊工种工人要有技术等级证书，随时对进场劳动力进行考核，对不合格者坚决调离。加强质量意识教育，提高施工人员质量意识，在质量控制上加强自觉性。施工管理人员（工长及质检人员），应随时对操作人员的工作进行检查，在现场为他们解决施工难点，指导施工，对不合格的立即整改。
在施工中各工序要坚持自检、互检、交接检的三检制。
管桩吊装宜采用两支点法，即采用勾吊法，吊钩勾于管桩二端处，绳索与桩身水平所交角应大于45度。
管桩在起吊、装卸、运输时必须做到平稳、轻放轻起，严禁抛掷、碰撞、滚落。
管桩在运输堆放时的支点位置距离二端为0.21L 管桩用汽车运输，堆放层数不宜超过三层，并用钩绳、钢缆对管桩二支点处附近进行封固，防止滚动
管桩堆放场地必须平整、坚实，要有排水措施，不得产生不均匀沉降，堆放层数一般不超过4层为宜，管桩底层二面外侧挡以楔形掩木，防止滚落。
5.其它安全措施
（1）、特殊工种的操作人员必须进行上岗前培训，持证上岗，定期进行体格检查。
（2）、配备安全消防器材，符合安全标准，并设置专人管理。
（3）、施工现场的临建设施和生活住房必须符合安全防火标准，不准使用油毡与易燃材料搭设临建，并应按规定配备消防器材。
（4）、桩孔口设置盖板盖好。6.压桩安全措施
（1）、压桩场地和铺设的道路一定要符合要求，不平度小于1％，地耐力大于120KPa，对送桩孔要及时回填压实，以确保施工场地的操作安全。
（2）、桩机喂桩，提升桩时应在桩底端拉回绳，以防桩碰撞桩机。所有现场施工人员必须统一服从分配，统一调度，合理安排施工。
（3）、压桩时，要专人负责指挥，统一信号规范。各有关指挥人员，司机一定要精力集中，辨别信号，明确操作信号要求后，方可作业，避免失误。施工人员要相互配合，互相照顾，发现不安全因素及时提出纠正。（4）、施工人员要经常检查吊环，吊钩，并检查各种钢丝绳，发现磨损过大应及时更换。机械操作人员每天上班前要进行机械试运转，检查回转、刹车、离合器情况，确保万无一失。施工时按规定对施工机械进行注油、加水。
（5）、工作停止时，切断所有的电气设备电源。
（6）、正确使用防护用品和安全措施、工具，不准随便开动他人使用的机械、电气设备，不无证进行特殊作业。严格遵守安全操作规程。所有用电线路要通过配电箱，各用电设备要接地、接零。使用电线、电缆要经严格检查，确保绝缘良好。
（7）、压桩前每天应召开班前会，由队长交待当天的工作情况，每周召开安全活动日，总结一周来的安全生产情况，并做好记录。严格遵守公司规定的施工现场安全生产的“四个制度、四大纪律”及安全生产的四十条规定。
（8）、现场所有的易燃、易爆的物品（如汽油、柴油、机油、木材、氧气、乙炔）应分别堆放，妥善保管好，不得乱扔、乱放。并且设立专职消防安全管理人员，负责管理现场的消防安全工作，配备消防灭火器材，经常检查完好情况。
（9）、经常对全体人员进行安全、卫生、消防教育。并深入基层，检查安全、卫生、防火、用电管理工作。
预应力混凝土管桩施工质量监理探讨 篇3
关键词:桥梁;预应力混凝土管桩;监理
中图分类号:TU712.2文献标识码:A文章编号:1000-8136(2009)21-0002-03
预应力管桩与沉管灌注桩相比具有自身的优点:管桩工厂化生产、质量易于控制和检查,施工速度快,沉桩质量比灌注桩有保证(特别是软土地基,沉管灌注桩因挤土效应容易产生断桩),施工现场噪音小、对环境污染小、振动小,对周围建筑物影响相对较小,因而在立交桥、城市高架桥中被广泛采用。预应力混凝土管桩是桥梁的基础之一,其施工质量直接关系着桥梁使用安全。但由于管桩基础是在地下施工,隐蔽性和技术性都很强,因此,必须更加严格地监理其施工过程,才能保证工程质量。在预应力管桩的施工前和施工过程中,对其进行严格的质量监理,能极大地保证工程质量安全。
下面主要从事前控制、施工中控制、施工后控制来阐述预应力混凝土管桩施工的质量监理工作:
1事前控制
前期工作阶段在监理工作中,事前控制是最有效的手段。预应力混凝土管桩工序的不可逆转性和隐蔽性决定了其前期监控工作的必要性。
1.1编订施工监理细则,做好资格审查和图纸会审,敲定施工方案。
(1)解本工程施工的特点与难点,根据工程验收规范和实际要求编制可行的监理实施细则。
(2)开工前,应审查施工单位现场项目管理机构的质量管理体系、技术管理体系和质量保证体系,审查承建单位的资格、技术与管理水平、以往的施工业绩、特殊工种人员上岗证书等。对承建商的开工申请报告和施工组织设计进行审核评定,监理人员应按工程地质、水文地质条件、邻近建筑物基础和管线情况及施打位置有否旧基础管线等障碍物情况,重点审核施工方案、施工机械及打桩顺序、桩机行走线路,尤其是关键工序的工程质量控制及保证措施,主要包括桩位控制、垂直度控制、焊接质量等是否符合要求。
(3)组织设计、施工等有关单位进行会审,研究工程地质勘察报告、桩位图、施工图、复核桩设计承载力等问题。同时,做好技术交底设计人员讲明设计意图和施工技术要点、监理人员明确质量控制标准、施工单位进行施工图答疑等。
1.2审查管桩及各种配件、施工设备合格情况
管桩入场必须具备出厂合格证及生产厂家资质证明,接桩用焊条、钢板或角钢材质规格应符合设计要求;焊条要有出厂合格证,钢板或角钢有质保书或检验报告。上述资料经监理确认后才能投入使用。进场的施工设备,符合现场的施工技术要求和环境要求,如:打桩锤重、桩机型号、设备噪音、主杆高度、垂直度等:检查打桩设备的安装和调试:压桩设备的规格,压力系统允许最大压力及加压龙门架的高度等。
1.3复核桩位放线及标高,打试验桩。
根据施工图,对桩位轴线放样情况及标高进行复核,定位允许偏差为:群桩20 mm,单排桩l0 mm。若超出范围必须重新定位,复核桩位标高,根据施工图及规范推算最大送桩范围(送桩不能深于设计标高及不宜深于2 m)。正式施工前必须先打(压)试验桩,确定桩长、最后贯入度和最后打锤击数(每米压力值及贯入速率)等技术指标并校验打(压)桩设备、施工工艺及技术措施是否符合要求(压桩机应根据土质情况配足额定重量)。试桩要求通知业主、质监站、设计单位、监理单位、总承包单位参加,共同确定收锤标准(终压力),并签证确认后,才能正式进行管桩施工。
2施工中控制
施工工艺流程(以锤击法施工为例):抄平放线 —— 桩机就位 —— 桩机调整 —— 吊装定位 —— 垂直检查 —— 打击贯入 —— 吊入上桩 —— 垂直检查 —— 焊接接缝 —— 打击贯入 —— 最终收锤 —— "N定记录 —— 桩机移位。
2.1原材料抽检
检查管桩是否采用图纸要求的类型(采用A型桩或AB型桩);管桩桩头处钢板与混凝土的结合有无缺陷,管桩桩身有无裂纹、麻面及粘皮等;检查桩尖是否采用图纸要求的类型(十字型、圆锥型、开口型),桩尖各部位采用的钢板是否符合规范及设计要求,焊接质量是否达到规范要求等。
2.2管桩施打
(1)打桩前应先在桩身及送桩器上作尺寸标记,以便在打桩时观测每次锤击桩的下沉量;常压蒸养的PC桩应不少于28 d的龄期方可施打。
(2)桩机的架设必须平稳,桩帽与桩端之间应设置弹性衬垫,衬垫厚度均匀。且经锤击压实后的厚度不少于120 mE,桩帽与桩锤之间应用竖纹硬木或钢丝绳叠盘作锤垫,厚度应取l50mE～200 mE;送桩器与管桩桩头之间应设置1～2层麻布袋或硬纸板作衬垫。
(3)桩尖材料及焊缝必须满足规程要求,桩尖定位的偏差不得大于20 mE。
(4)打桩应重锤低击,开始打桩时首先应用短落距轻打数锤,观察桩身与桩架、桩锤等是否在同一垂直线上,第一节桩起吊就位插入地面时的垂直度偏差不得大于0.5%,打桩过程中,当桩身倾斜超过0.8%时,应设法纠正,当桩尖进入硬土层后,严禁强行纠偏,打桩过程中注意检查桩机工作情况和稳定性;检查机件是否正常,绳索是否有损伤,桩锤悬挂是否牢固,桩架移动和固定是否安全等。
(5)打桩时由专职施工员做好施工记录,开始打桩时,应记录每沉落lm所需的锤击数,并记录桩锤下落的平均高度,当下沉接近设计标高和贯入度要求时,应在一定的落锤高度下,以每落锤l0击为一阵击阶段,测量其贯入度并登记入表,并做收锤回弹曲线。
2.3垂直度控制
第一节管桩起吊就位插入地面时的垂直度不得大于0.5%,宜用长条水准尺或其它测量仪器校正。管桩施打过程中,桩锤、桩帽和桩身的中心线应重合,若是采用压桩机,则夹具与桩身的中心线应重合。施打过程中如桩身突然倾斜,应令施工单位暂停施打,报于设计及有关人员研究处理,严禁用桩机本身移动调正。
观察管桩的贯入度(或沉桩速度)变化参照地质报告,观察管桩的贯入度(或沉桩速度)与地质是否相符,贯入度(或沉桩速度)有无突变,如发现突变则有可能是发生断桩,应令施工单位暂停施工,报与设计及有关人员研究处理。管桩允许尺寸偏差见表1。
2.4收锤标准
收锤标准应以到达的桩尖持力层,最后贯入度或最后1.0 m沉桩锤击数为主要控制指标;正常情况下,最后贯入度不宜小于20 mm/l0击;当持力层为较薄的强风化岩层且上履土层软弱时,最后贯入度可适当减少,但不宜小于15 mm/l0击。
2.5接桩
(1)在桩长度不够的情况下,应采用焊接接桩,焊接接桩的预埋铁件表面应清洁,焊接时,应采取对称焊接,以减少变形,焊接层数不得少于两层,内层焊渣必须清理干净以后才可施焊外层,焊缝应连续、饱满。
(2)当管桩需要接长时,入土部分桩段的桩头宜高出地面0.5 m～1.0 m;接桩时上下段应顺直,错位偏差不大于2 mm。
(3)焊接时,上下端板表面应用铁刷子清刷干净。
(4)焊接后应自然冷却至少8 min方能继续施打,严禁用水冷却或不冷却即打。
3施工后控制
3.1产品保护
(1)妥善保护好桩基的轴线和标高与控制桩,不得碰撞和振动,以免引起位移。
(2)打桩完毕后基坑开挖,应制订合理的施工顺序和技术措施报监理部门审批,防止主体挤压引起的桩身位移的倾斜甚至断裂。
(3)截桩头应采用锯桩器截割,严禁用横锤敲打,以免造成断桩和产生横向裂纹。严禁施工机械碰撞或将桩头用作拉锚点。
(4)管桩顶应灌注不低于C30的填蕊砼,灌注深度不得少于2d,且不得小于1.2 m。
3.2工程验收
在工程验收阶段,监理人员的工作主要包括审阅成桩检测报告和质量评价两个部分:
(1)管桩检测:包括桩位偏差、桩身质量、桩的承载力检测等。该工程采用了应力反射法检测桩体质量,未发现三类以下成桩,检测合格。桩的承载力检测采用静载试验,规范要求:作静载试验的桩数不少于总桩的1%,且不少于3根,用两倍于设计值的压力进行测验,最大沉降不大于40 mm。
(2)质量评价:监理人员在完工后应根据桩基施工过程记录、成桩检测结果对施工质量做出评价报告,对工程可能出现的质量问题及处理意见作详细说明。质检合格后,才能进行桩承台施工。
预应力混凝土管桩是采用高强混凝土和预应力技术发展的一种混凝土构件,由于预应力混凝土管桩基的特殊性和隐蔽性,其施工质量需要监理单位进行全程控制。因为此桩的检测和补救措施难以得到设计要求,所以施工前、施工中的监理尤为重要。因此,监理人员必须全面详细地熟悉整个施工工艺流程,事先提出质量控制和检验标准,监督施工单位严格遵守和执行,才能达到质量控制的目标,为建造高质量桥梁打下坚实的基础。
参考文献
1 黄宏炜.预应力混凝土管桩的监理要点[J].广东建材,2008(3)
2 戴冰法.预应力管桩施工监理若干问题探讨[J].福建建筑,2003(增刊)
3 田启虎.预应力混凝土管桩施工监理[J].广东建材,2008(3)
Discuss about Construction Quality Using Concrete Pipe
Zhou Lihong
Abstract:This paper show the importance of construction supervise using concrete pipe from the three periods as the prophase, during the construction and the later period. It is the good reference to ensure construction quality using concrete pipe.
预应力混凝土空心管桩 篇4
关于预压应力对预应力混凝土管桩和空心方桩 (以下简称预应力桩) 桩身轴心受压承载力设计值 (以下简称轴压设计值) 的影响, 从预应力桩在我国开始使用至今还没有一个统一的结果。本文针对预应力对预应力混凝土管桩和空心方桩的轴心受压承载力的影响进行了分析讨论, 希望能引起预应力桩有关设计、生产和使用单位对预应力桩的最主要指标———轴压承载力设计值的重视, 并通过讨论、交流得出一个较统一、合理的计算方法。
1 关于轴压设计值的两种不同观点
1.1 第一种观点
第一种观点认为在预应力桩加载前, 混凝土己承受了预压应力, 它必然降低混凝土继续承受压力的能力, 同一规格的预应力桩有A型、AB型、B型和C型四个型号, 因A型桩所承受的预压应力最小, 它的轴压设计值最大, 随预压应力的逐级递增, 轴压设计值将逐级递减, C型桩预压应力最大, 它的轴压设计值最小, 持此观点的代表标准有:
(1) 江苏省工程建设标准设计, 苏G03-2012预应力混凝土管桩, 2012年8月1日实施[1]。
(2) 国家建筑标准设计图集, 08SG306预应力混凝土空心方桩, 2008年9月1日实施[2]。
标准 (1) 、 (2) 设计中预应力桩轴压设计值的计算方法见公式 (1) :
(3) 福建省工程建设标准, DBJ13-86-2007预应力混凝土管桩基础技木规程, 2007年8月1日实施[3]。
(4) 福建省工程建设标准设计, 闽2012-G-124先张法预应力高强混凝土管桩, 2012年11月1日实施[4]。
标准 (3) 、 (4) 设计中预应力桩轴压设计值的计算方法见公式 (2) :
(5) 湖北省工程建设标准, DB42/489-2008预应力混凝土管桩基础技木规程, 2008年10月1日实施[5]。
(6) 辽宁省工程建设标准, DB21/T1565-2007预应力混凝土管桩基础技木规程, 2008年1月24日实施[6]。
标准 (5) 、 (6) 设计中预应力桩轴压设计值的计算方法见公式 (3) :
式 (1) ~ (3) 中:Rp为预应力桩轴压承载力设计值, k N;fc为混凝土轴心抗压强度设计值, N/mm2;A为管桩桩身横截面面积, mm2;σce为混凝土有效预压应力, N/mm2。有的标准用σpc表示, 为了统一说明, 本文均采用σce;ψ为沉桩工艺系数。苏G03-2012标准取0.7, 08SG36标准设计图集取0.85;φ为系数。DB42/489-2008标准取0.3, DB21/T1565-2007标准取0.33;fce为管桩桩身混凝土抗压强度, PC桩取60MPa, PHC桩取80 MPa。
以PHC覫600mm、壁厚110mm的管桩和PHS边长600mm、内径360mm的空心方桩为算例, 分别按公式 (1) 、 (2) 、 (3) 计算, 结果见表1。表中σce等均取自相应标准中的数值。
从表1中可见, 覫600mm×110mm PHC桩的轴压设计值Rp:苏G03-2012中C型桩比A型桩降18%, 闽2012-G-124中B型桩比A型桩降16.8%, DB42/489-2008和DB21/T1565-2007中C型桩比A型桩约降7.8%;08SG36中边长600mm内径360mm的空心方桩B型桩比A型桩降9%, 这对C、B型桩在我国的推广应用带来相当大的阻力。
1.2 第二种观点
第二种观点认为同一规格的预应力桩有A型、AB型、B型和C型四个型号, 工程实际应用证明轴压设计值Rp应该是C型>B型>AB型>A型。得出此结论的理由是:当A型桩沉桩发生困难时, 或沉桩过程中桩的破损率太高时就要更换用AB型桩, 当AB型桩还不行则用B型桩, 逐级向上提升, 这说明预应力桩轴压设计值从A型起是逐级向上增大的。如果预应力桩轴压设计值A型桩最大, 逐级递减, 则轴压设计值大的A型桩打不下去而轴压设计值小的AB型、B型能打下去应该是讲不通的。如果是顶压或抱压沉桩更不好理解。现因试验数据不多, 从安全考虑同一规格的预应力桩不分A型、AB型、B型和C型桩, 轴压设计值均相同。预应力桩轴压设计值 (未考虑压曲影响) 可按公式 (4) 计算:
式中, Rp、fc、A同公式 (1) ;ψc为综合折减系数。
持这观点的代表有以下标准:
(1) 国家建筑标准设计图集, 10G409预应力混凝土管桩, 2010年9月1日实施[7]。
(2) 广东省工程建设标准, DBJ/T 15-22-2008锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程, 2008年12月10日实施[8]。
(3) 云南省工程建设标准, DBJ 53/T-22-2007先张法预应力混凝土管桩基础技木规程, 2008年3月1日实施[9]。
(4) 天津市工程建设标准, DB29-110-2010预应力混凝土管桩技木规程, 2010年10月1日实施[10];
(5) 天津市工程建设标准设计, 津10G306先张法预应力混凝土管桩, 2010年12月27日实施[11]。
(6) 江苏省工程建设标准设计, 苏G/T17-2012先张法预应力离心混凝土空心方桩, 2012年8月1日实施[12]。
(7) 四川省工程建设标准, DB51/5070-2010先张法预应力高强混凝土管桩基础技木规程, 2010年12月1日实施[13]。
(8) 安徽省工程建设标准, DB34/T1198-2010先张法预应力混凝土管桩基础技木规程, 2010年8月9日实施[14]。
(9) 山东省工程建设标准, DBJ14-040-2006预应力混凝土管桩基础技木规程, 2008年5月1日实施[15]。
(10) 吉林省工程建设标准, DB22/T497-2010静压预应力混凝土管桩基础技木规程, 2010年11月1日实施[16]。
公式 (4) 表面上看似乎未考虑预压应力对预应力桩轴压设计值的影响, 实际我们称它为综合折减系数, 不但考虑沉桩工艺的影响, 还考虑混凝土残留预压应力对预应力桩轴压承载力设计值的影响。现说明如下:
预应力桩轴压承载力设计值表达式应该是:
式中, Rp为预应力桩轴压承载力设计值, k N;fc为混凝土轴心抗压强度设计值, N/mm2, 对C80级混凝土取35.9N/mm2;A为管桩桩身横截面面积, mm2;ρ为含钢率;σ′ce为混凝土应力到抗压强度标准值时混凝土中的残留预压应力值, N/mm2;σce为混凝土有效预压应力, N/mm2:Ap为预应力桩中预应力钢筋面积, mm2;ψhc为预应力桩沉桩工艺系数;εcp为混凝土应力到抗压强度标准值时的压缩应变值 (不包含混凝土收缩、徐变) 取0.003;Ep为预应力钢筋弹性横量, N/mm2, 取2×105N/mm2。
从公式 (4) 和 (5) 可以解出ψhc, 见公式 (7) 。
由上述公式 (5) 、 (6) 和 (7) 可以算出预应力桩的轴压承载力设计值Rp。同样以PHC覫600mm、壁厚110mm的管桩和PHS边长600mm、内径360mm的空心方桩为算例, Rp计算结果见表2。
从表2可见, 对同一规格的预应力桩不管是A型、AB型、B型和C型桩的Rp计算结果均比较接近。
再按公式 (4) 计算表2中的算例, 计算结果如下:
覫600mm×110mm PHC管桩轴压承载力设计值Rp按10G409标准计算:
PHS边长600mm、内径360mm方桩轴压承载力设计值Rp按苏G/T-17-2012标准计算:
按公式 (4) 的计算结果和表2中的轴压承载力设计值Rp非常接近, 为简化计算, 在各标准设计推荐公式 (4) 计算预应力桩轴压承载力设计值是完全可以的。
2结语
(1) 预应力桩轴压承载力设计值与加荷到混凝土压应力达到强度标准值时仍在混凝土中的残留预压应力值有关, 故在计算公式中不能直接减去预应力桩未承受压力时的有效预压应力, 应减去的是残留预压应力值, 因有效预压应力值随着预应力桩加荷的增加而减小。
(2) 预应力桩因预压应力的作用, 在沉桩过程中, 能降低桩的损坏情况, 故沉桩工艺系数应随预压应力的增加而提高, 见表2中ψhc值的变动情况。
(3) 按照公式 (4) 计算的预应力桩轴压承载力设计值与实际情况较为相符, 应在标准设计或工程设计中推广使用。
摘要：介绍了目前预压应力对预应力混凝土管桩和空心方桩桩身轴心受压承载力设计值的影响所持有的两种不同观点, 并指出按照文中公式 (4) 计算的预应力桩轴压承载力设计值与实际情况较为相符, 值得推广使用。
预应力混凝土空心管桩 篇5
PHC预应力混凝土管桩静压施工方法
PHC管桩静压法施工,是通过桩机自带吊装设备或另配吊机吊装、喂桩,静压桩机将预应力高强混凝土管桩(简称PHC桩)压人土中的一种沉桩工艺,与锤击法管桩施工工艺相比,具有低噪声、低污染、对土层及周边建(构)筑物影响小、桩身质量破坏小的特性.在天津站改扩建无站台柱雨棚工程桩基施工中,采用了静压施工技术,收到了良好的社会效益与经济效益.
作 者：康力涛 Kang Litao 作者单位：北京铁建工程监理有限公司,北京,100055刊 名：现代城市轨道交通英文刊名：MODERN URBAN TRANSIT年，卷(期)：“”(2)分类号：U2关键词：PHC管桩 静压技术 质量控制
预应力混凝土空心管桩 篇6
关键词:预应力混凝土管桩 受力分析 施工特点 基础工程
0引言
预应力混凝土管桩在我国已有较长的使用历史,丰台桥梁厂于20世纪60年代就进行了较大规模的生产,随着混凝土管桩的生产和应用不断发展,尤其是80年代后期至90年代,先张法预应力混凝土管桩成为建设部全国重点推广应用的科技成果,在我国的广东,上海,宁波和连云港等地大量地用于建筑,港口,道路,桥梁,电力等工程建设中,取得了明显的经济效益和社会效益。
建筑的复杂地质情况对基础工程的要求越来越严格,基础工程造价占整个工程总投资的比例越来越大,桩基础得到了大量的应用,常见的钻孔灌注桩、振动沉管灌注桩等具有施工速度慢,场地污染严重,成桩质量难以保证,材料浪费大等弊病,打入式预制实心桩造成了较大的噪音和土体震波,不仅对周围环境影响大,而预应力混凝土管桩具有桩质量好,施工速度快,承载力高等特点,得到了各方人士的一致认可,因此很多厂家对其进行了批量生产。很有必要对预应力混凝土管桩进行全面的了解。
1预应力混凝土管桩施工特点
预应力混凝土管桩在被压入土过程中,地基土受到重塑扰动,桩压入时所受到的土体阻力并不完全是静态阻力,但也不同动态阻力,压桩阻力是由桩侧摩阻力和桩尖阻力组成的,压桩阻力的大小和分布规律的影响因素主要是土质、土层排列、硬土层厚度、埋入持力层深度等。
在穿过上覆软土层时,压桩阻力较小。主要是因为对于上覆土层为较软土层,如饱和粘性土、粉土等,其瞬时排水固结效应不明显,体积压缩变形小,桩体在贯入时会产生超静孔隙水压力。当将桩压到密实砂层、硬塑坚硬的风化残积土、强风化岩等持力层时,压桩力会急剧上升。因为将桩压到持力层时,在压桩力剧烈的挤压挤密作用下,桩端附近的土己经不是原状土,而是形成超压密土层区和挤密加固区,强度比原状土的强度高。压桩完成后,随桩侧土孔压消散、再固结和触变恢复,最终形成一层紧贴于桩表面的硬壳,最后管桩由桩身摩擦力与端承作用提供承载力。
2管桩承载力计算
管桩的提供承载力来源于桩侧摩阻力与持力层的端承作用,若使用竖静压桩施工艺,广东省《静压桩基础技术规程》编制组通过大量桩基资料的统计分析,提出一个桩的极限承载力与静压的最终压力之间的关系经验公式如下:
当L≤14m时,Quk=αRsm=(0.60~0.85)Rsm,
当14m 当L≥21m时,Quk=αRsm=(1.0~1.2)Rsm。 式中:L—预应力混凝土管桩长(m), Quk—静压桩单桩竖向极限承载力标准值(kN), Rsm—静压桩的终压力值(kN), α—承载力与压力关系值。 若使用锤击法施工,取: Quk=0.3(fce-σpc)•A 式中:fce—管桩离心混凝土抗压强度,PC桩取50MPa,PHC取80MPa, σpc—管桩混凝土有效预压应力,MPa, A—管桩横截面面积,mm2。 3预应力混凝土管桩在工程中的应用 3.1工程概况 某商品楼采用混凝土锥形管桩基础工程,桩径400mm,设计桩长12m,地层变化比较大,如表1所示。根据地质报告,对部分区域的桩长进行了调整,桩长为9-16m,总计210根,管桩采用混凝土强度等级C60,单桩竖向极限承载力设计值为1815KN,施工终压力值为2000KN,压桩采用型液压静力压桩机两台。采用静压桩预应力混凝土锥形管桩施工,管桩示意如图1所示。 3.2施工中的注意点 3.2.1避免吊桩损坏 由于圆形管桩表面光滑,无棱角,吊桩捆抓不能用吊方桩的方法,必须注意防滑; 3.2.2.减少桩身裂缝 防止沉桩过程中出现结构裂缝的要点是解决锤击沉桩时的气锤效应、水锤效应等动力效应,主要措施是使管桩内腔的空也与大气连通。 3.2.3.防止桩身破碎 管桩对偏心锤击特别敏感,极易导致桩顶破碎;桩锤过小,锤击能量易集中在桩顶,且锤击次数过多,易将桩顶打碎;送桩刚度偏小,易打碎桩顶。 3.3减少施工对环境的影响 管桩属于挤土桩,沉桩时土体中产生很高的孔隙水压力,土体发生侧向挤出和向上隆起,使周围建筑物和市政管线产生变形,严重时发生开裂、倾斜等事故,在预制桩事故时应采取合理的施工方法和必要的防治措施,同时必须进行周围建筑物和市政管线的变形预测,以控制施工速度和改进施工方法。 应合理安排沉桩的顺序,控制沉桩速度是降低挤土效应,防止出现事故的主要措施。沉桩顺序应背离保护对象由近向远处沉桩,在场地空旷的条件下,宜采取先中央后周,由里及外的顺序沉桩。每天的沉桩数量不宜过多,使挤土引起的孔隙水压力有足够的时间消散,可以有效地减少挤土效应。 3.4质量检验 本工程抽取成桩进行了竖向静载荷试验,结果证明单桩竖向极限承载力均达到要求,并对部分桩进行了低应变试验,检测结果表明桩身结构完整,波速正常。 4对预应力混凝土管桩的几点认识 1)单桩承载力高,单位承载力价格便宜。 2)设计选用范围广,容易布桩。 3)对桩端持力层起伏变化大的地质条件适应性强。 4)运输吊装轻便。 5)施工前期准备时间短。 6)施工速度快,工期短。 7)成桩质量监测方便。 参考文献: [1]《桩基工程手册》编写委员会.桩基二程手册[M].北京中国建筑工业出版社,1995。 [2] 刘金砺.高层建筑桩基工程技术[M].中国建筑工业出版社,1999 [3] 蒋元海. 先张法预应力混凝土管桩 修订说明,建材标准化与质量管理,1999,6 [4] 广东省标准静压桩基础技术规程编制组,静压桩基础技术规程讨论稿,2001 娄山河污水处理厂位于青岛市区西北部、胶州湾东岸滩、娄山河入海口, 主要为大型池体构筑物及部分附属单体工程。2007年4月开工, 其中初沉池、二沉池及生化池基础均采用C80预应力高强混凝土管桩 (PHC桩) , 桩径400 mm, 桩长13 m～16 m不等, 桩间距2.5 m～4 m不等 (见表1) 。 2 工程地质水文条件 2.1 地质条件 拟建场区地形平缓, 整体自东向西缓倾, 地面标高3.41 m～4.42 m;地貌为滨海岸滩、胶州湾滩涂, 后经发电厂吹填粉煤灰而成。根据地勘报告, 场区地层结构主要为: ①第四系全新统冲填粉煤灰素填土层。由青岛发电厂的粉煤灰冲填而成, 广泛分布于场区地表, 层厚3.20 m～6.20 m, 层底标高-2.25 m～-0.6 m, 颗粒较细, 稍湿～饱和, 松散, 强度低。 ②第四系全新统海相沼泽化沉积层。含淤泥粗砂, 广泛分布于场区, 层厚0.60 m～3.70 m, 层底标高-4.25 m～-1.36 m, 饱和、松散, 含淤泥约30%～40%。 ③第四系上更新统陆相沼泽化沉积层。粉质黏土, 广泛分布于场区, 层厚0.50 m～3.30 m, 层底标高-6.02 m～-3.13 m, 软塑～流塑, 具中等～高压缩性。 ④第四系上更新统洪冲积层。粉质黏土, 广泛分布于场区, 揭露厚度0.20 m～8.40 m, 层顶标高-4.67 m～-12.31 m, 层底标高-5.29 m～-14.05 m, 可塑, 具中等压缩性, 该层局部相变为黏土。 ⑤基岩。场区基岩主要为下白垩系青山群砂岩, 强风化砂岩, 层顶标高-25.85 m以下。 由以上可知, 本工程地基土层总体呈软弱状态, 且多为饱和粉煤灰和塑状粉质黏土等。 2.2 水文条件 本区发育河流为娄山河, 该河紧邻场区东南侧汇入胶州湾, 地下水为第四系孔隙潜水～弱承压水, 受大气降水及地表水入渗补给, 水量充沛。孔隙潜水与下部弱承压水之间无良好隔水层, 并与河水、海水动力联系密切, 其水位相近。地下水位动态受季节变化影响明显, 施工场地地下水位平均标高维持在2.20 m左右。 从上述情况不难看出, 施工区域地下水丰富, 地下水位较高。 3 预应力高强混凝土管桩施工 3.1 一般工艺流程 测量定位→桩机就位→底桩就位、对中和调直→锤击沉桩→接桩→再锤击→打至持力层 (或设计标高) →收锤。 3.2 试桩 试桩材料同工程桩。 为确定单桩承载力是否满足设计要求, 打桩前先进行单桩的竖向抗压、抗拔静载试验。试桩数量为生化池22支, 型号PHC-AB400 (95) -13b, 其中抗压桩3支、抗拔桩3支、锚桩12支、支承桩4支;初沉池10支, 型号PHC-AB400 (95) -16b, 其中抗压桩3支、抗拔桩3支、支承桩4支。二沉池未安排试桩。试桩分布按设计要求, 位置根据地勘报告选择代表性区域。 按《建筑桩基技术规范》单桩竖向抗压、抗拔静载试验中有关标准, 本工程采用慢速维持荷载法进行 (仅介绍抗压试验) 。 抗压试验采用慢速维持荷载法进行。 试桩装置和加载时间。竖向静载抗压试验采用锚桩横梁反力装置, 反力作用在锚桩上。整个加载利用电动油泵带动2台油压千斤顶, 荷重传感器、荷重显示器和0.4级精密油压表显示, 电测位移计和机械表两种手段同时测读沉降值。 试验过程:逐级加载, 每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载, 直到试桩破坏, 然后分级卸载至零。 1) 加载分级:每级加载为预估极限荷载的1/15～1/10, 第一级取2倍分级荷载加载。生化池:预估抗压极限承载力为1 580 kN;初沉池:预估抗压极限承载力为1 670 kN。2) 沉降观测:每级加载后间隔5 min, 10 min, 15 min各测读一次, 以后每隔15 min测读一次, 累计1 h后每隔30 min测读一次, 每次测读值应记录。3) 沉降相对稳定标准:每小时的沉降不超过0.1 mm, 并连续出现两次 (由1.5 h内连续三次观测值计算) , 认为已达到相对稳定, 继续加下一级荷载。4) 终止加载条件:a.荷载作用下, 沉降量为前一级荷载作用下沉降量的5倍;b.荷载作用下, 沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍, 且经24 h尚未达到相对稳定;c.已达到锚桩最大抗拔力。5) 卸载与卸载沉降观测:每级卸载值为每级加载值的2倍。每级卸载后隔15 min测读一次残余沉降, 测读两次后, 隔30 min再测读一次, 即可卸下一级荷载, 全部卸载后隔3 h～4 h再读一次。6) 数据处理:根据记录数据绘制竖向荷载—沉降、沉降—时间对数曲线, 通过分析确定单桩竖向抗压极限承载力。另外对沉桩和试验过程中出现的异常情况作补充说明。 3.3 沉桩 1) 打桩前通过轴线控制点, 逐个定出桩位, 打设钢筋标桩, 并用白灰在标桩附近地面上画一个圆心与标桩重合、直径与管桩相等的圆圈, 以方便插桩对中, 保证桩位正确。2) 桩就位前, 在桩身上划出单位长度标记, 以便观察桩的入土深度及记录每米沉桩击数。吊装就位采用单点吊将管桩吊直, 使桩尖插在白灰圈内。第一节桩插入地下时, 开始轻轻打下, 认真检查, 若有偏差及时纠正, 必要时拔出重打。校核桩的垂直度采用垂直角, 即用两个方向 (成90°) 的经纬仪保证桩机导架保持垂直, 桩身垂直度偏差不大于0.5%。两台经纬仪架设在离桩架15 m以外的位置, 以免打桩时对观测有影响。用水准仪测量打桩前地面标高, 计算地面标高与设计桩底标高距离, 控制桩底、桩顶标高偏差在±50 mm之内。3) 锤打。因场区地层较软, 初打时下沉量较大, 采取低提锤轻打下, 随着沉桩加深, 沉速减慢, 起锤高度渐增。整个打桩过程始终使桩锤、桩帽、桩身保持在同一轴线上, 并经常检查桩身是否垂直。必要时将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整。尽量不使管桩受到偏心锤打。4) 接桩。本工程设计采用焊接连接。焊接前先确认管桩接头是否合格, 上下端板表面用铁刷子清理干净, 坡口处刷至露出金属光泽, 并清除油污和铁锈。焊接时先在坡口圆周上对称电焊4点～6点, 待上下桩节固定后拆除导向箍再分层施焊, 施焊对称进行。焊接采用手工焊接, 焊接层数3层, 内层焊渣清理干净后再施焊外一层, 做到焊缝饱满、连续, 且根部焊透。焊接接头在自然冷却后再继续沉桩, 冷却时间不少于8 min。 3.4 送桩 为将管桩打到设计标高, 本工程采用自制送桩器, 用钢板制作, 长为4 m。设计送桩器的原则是打入阻力不能太大, 并容易拔出, 能将冲击力有效传到桩上, 并能重复使用。 3.5 终压 1) 终压前, 按所选桩机型号对管桩进行试压, 确定终压技术参数。2) 终压技术参数采用双控, 本工程桩端 (桩的全截面) 位于一般土层, 属摩擦桩, 以控制桩端设计标高为主, 贯入度作参考。3) 终压后的桩顶标高, 用水准仪认真控制, 其偏差为±50 mm。 4 桩基检测 桩基完工后, 委托青岛市勘察测绘研究院检测中心对初沉池、二沉池、生化池基桩分别进行竖向承载力和桩身质量 (桩身完整性和混凝土强度) 检测。检测分为高应变法和低应变法, 其中低应变完整性检测可提供基桩的实测动刚度。期间完成高应变检测170支, 低应变检测680支, 满足规范及本工程设计文件要求 (高应变抽检率为总桩数的5%, 低应变抽检率为总桩数的20%) 。该工程采用PHC400 (95) 预应力管桩, 持力层为粉质黏土, 属摩擦桩, 设计单桩竖向承载力特征值:初沉池Ra=950 kN;二沉池Ra=970 kN;生化池Ra=790 kN。采用高应变法所测单桩竖向抗压承载力特征值:初沉池950 kN～1 045 kN;二沉池为995 kN～1 070 kN;生化池为795 kN～885 kN。基桩竖向抗压承载力特征值满足设计要求。低应变测试基桩混凝土质量良好, 动刚度参数正常, 所测基桩完整性均合格。 5 管桩灌孔 为有效防止基础上浮并保证基础和桩基的整体协同工作, 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, 钢筋按要求绑扎, 用C30混凝土灌注, 内掺UEA膨胀剂 (掺量10%) , 灌孔混凝土长1 800 mm。 6 结语 沿海滩涂应用高强预应力管桩, 可以有效提高地基承载力, 施工中只要掌握控制好施工工艺和操作要点, 施工速度快, 是一种经济实用的地基处理方法, 尤其适合工期要求短的群桩基础。 摘要：结合具体工程实例, 介绍了沿海滩涂地区软基中预应力高强混凝土管桩的施工方法和质量控制措施, 并对桩基进行了检测, 指出沿海滩涂地区应用高强预应力管桩可以有效提高地基承载力。 关键词：预应力高强混凝土管桩,施工,质量控制,检测 参考文献 [1]危道军, 李进.建筑施工技术[M].北京:人民交通出版社, 2007. 预应力混凝土管桩是一种具有一定抗压性能、抗弯能力的受力杆件, 它采用半挤土或挤土的形式将建筑物的荷载有效传输给地基土。由于预应力混凝土管桩呈现规模性生产, 管桩自身质量、施工质量和施工进度等都能得到有效控制, 单方混凝土高承载力也是其一大优点。在设计预应力混凝土管桩的管径和桩深时, 为了切合当地地基基础设计的变形和承载力的要求, 一般都是要结合工程当地的地质情况和结构要求。从目前众多的管桩工程看, 预应力混凝土管桩的桩深要小于40m, 直径小于1300mm。预应力混凝土管桩与普通管桩工程相比, 其在桩身主筋施加了一定的预应力, 而混凝土在外界预约力的作用下, 管桩在起吊、运输时的抗弯能力, 在冲击沉桩时的抗拉能力等都得到很大程度提高, 继而有效改善了预应力混凝土管桩的抗裂性能, 同时还节约了混凝土钢材, 降低工程成本。目前预应力混凝土管桩技术主要应用在地质土层分布比较均匀的地方, 且多应用在多、高层建筑物中。对于一些土层质量较好的地方, 为了提高沉桩时的贯入能力, 有效减少沉桩时的排土量、 施工噪音等, 预应力混凝土管桩可采用敞口式施工方式。但这种施工方式下, 由于管桩存在土塞的闭塞效应, 单桩承载力会相应降低。 2预应力混凝土管桩特点分析 2.1预应力混凝土管桩优点分析 预应力混凝土管桩优点比较多, 一是单桩承载力高。由于预应力混凝土管桩受到一定的挤压作用, 与同等直径的钻孔灌注桩、沉管灌注桩相比, 其管桩承载力要高。二是抗裂抗弯性好。与普通混凝土预制桩相比, 预应力混凝土管桩采用的是预应力技术, 所使用的钢筋也具有较强的强度, 管桩良好的抗裂性和抗弯性刚度使得其在施打过程和运输过程中都能确保桩身完整。三是成桩检测方便, 监理强度较低, 质量过硬。四是预应力管桩能大大缩短工期。由于预应力管桩不需要等28天龄期, 管桩成桩后就可以检测桩基, 提高施工效率。五是适应性广。大型设备基础、挡土墙、工业与民用的建筑工程基础、桥梁和码头基础以及铁路、公路基础等, 都能看到预应力混凝土管桩的身影, 此外, 预应力混凝土管桩对地质地层的穿透能力也比较强。六是较高的经济效益。 由于预应力混凝土管桩的单桩承载能力较强, 可接驳, 外界地质环境和施工设备对其影响较小。七是环保文明。 2.2预应力混凝土管桩的不足 预应力混凝土管桩虽然具有较多优点, 但也有不足, 在实际施工中, 预应力混凝土管桩不宜使用的工程地质条件也较多, 如硬隔层的地区、孤石和障碍物多的地层、石灰岩地区、上软下硬及软硬突变较为明显等地区都不宜使用。 3预应力混凝土管桩质量控制与问题的分析 3.1工艺过程质量监控要点 预应力混凝土管桩属于高等混凝土制品。由于预应力管是双向预应力, 工艺比较复杂, 有很高的质量指标要求, 如高精确度、插口细部尺寸要求高、抗渗性指标及抗裂性指标等。与预应力管工艺相比, 预应力混凝土管桩工艺相对简单, 但其在桩头钢件与桩身混凝土连接尺寸、混凝土强度等方面也都有较高的要求。例如管桩的外观质量验收标准分为优等品、一等品、合格品和次品。 其中优等品要求最高。粘皮和麻面、局部磕损、桩身合缝漏浆、内外表面漏筋、断筋脱头、内表面硅塌落、桩套箍凹陷等都是不允许出现的, 表面漏缝要求不能出现纵向和环向裂缝。又如一等品, 局部粘皮和麻面总面积不得超过桩总外表面积的0.2%, 深度不应大于5mm, 且要求修补。桩身合缝漏浆累积长度不超过管桩长度的5%, 深度不大于100mm。局部磕损深度不超过5mm, 每处面积不大于20立方厘米等。因此, 在预应力混凝土管桩质量监控过程中, 需要严格把握监控关, 确保合格工程。 3.2常见质量问题分析及防治措施 3.2.1端头钣倾斜 有关端头钣倾斜限度, 针对不同品级, 也有不同规定:优等品不大于0.3D, 一等品不大于0.4D, 合格品不大于0.5D。由于端头钣倾斜会导致打击时桩头混凝土出现应力集中现象, 影响工程质量, 即使采取垫层厚度进行补救, 也是无济于事, 也无法消除应力集中。造成端头钣倾斜的原因主要有:一是端头钣的沉头凹坑深浅不一;二是以拉头中心丝杆为张拉杆中心的工艺, 最容易出现丝杆倾斜或者拉头本身平面与丝杆不垂直;三是由于钢筋的定长没有准确切断, 导致墩头后部受拉的钢筋长度出现不一致现象。 3.2.2桩身弯曲 管桩在使用过程中要承受很大的轴向垂直荷载, 桩身弯曲就会减弱自身承载能力。导致管桩弯曲的原因有:主筋定长切断不准, 主筋受力不均匀;墩头、钢筋质量问题导致在张拉、离心、蒸养中出现少量主筋断裂;管桩模具本身平直度不好或刚度不够等。 3.2.3管桩的环裂与纵裂 管桩的环裂是施工场地经常发生的现象, 主要发生在4O0mm A级管桩。根据国标GB13476-2009的规定, 预应力管桩的主筋不得少于6根。可以采取适当增加主筋数量增强混凝土的预应力;在运输、起吊和翻动过程中, 减小拖拉。管桩纵裂有两种现象, 一是裂缝较浅, 发生在管桩内壁净水泥浆层部位, 有时伴有龟裂。解决措施:在静停时, 降低蒸养坑温度, 延长静停时间, 保持较大的环境湿度;调整离心制度, 充分倒浆。二是发生在外表面, 深度长达几十厘米甚至2米。解决措施:均匀放慢降压降温速率, 在釜的旁边建一条保温窑, 提高蒸压釜利用率。 4静压预应力混凝土管桩施工方法及质量检查 4.1施工方法 预应力混凝土管桩的施工方法一般有锤击法和静压法, 由于静压法施工具有保护环境和文明施工等优点, 近年来得到了广泛的使用。其工艺流程一般为:测量放线→桩机就位→首节桩起吊就位→复核调整桩位→ 桩端入土→初步加压→检查校正桩身垂直度→正式沉桩→观测校正桩身垂直度→压至桩顶距地面0.5~ 1.0m时, 再吊入上一节桩就位→接桩→继续沉桩→做好压力值记录→沉桩移机到下一根桩位。 4.1.1测量放线 根据施工总平面图在不受施工影响的地方设置建筑物的轴线控制点和水准几点, 并经复核无误后放出建筑物轴线, 然后根据桩基平面图中心线点到建筑物轴线的距离放出桩位中心线, 并对纵横中心交线橡胶的圆心点进行标识。测量放线后还需报现场监理人员进行审核。 4.1.2管桩进场和堆放 所有进场管桩均应达到100%的强度, 按照不同规格、长度及压桩的顺序分别堆放, 做好标识。如可采用 “即用即送”的组织方法供桩则更好。 4.1.3管桩起吊 起吊点应符合力学原理要求, 在距桩顶端0.2m出设置吊点, 吊索与桩之间应加衬垫, 吊绳子与管桩夹角大于45°。 4.1.4管桩就位及初步加压 通常利用附设在桩机上的起重臂和吊钩将桩吊运到桩机中部的竖向圆形夹具中, 用夹具的液压系统和与桩径相符的弧形夹片将桩嵌固在装架上。对于首节桩可采用移动桩机, 使桩中心点对准地面桩位的标识点的方法就位, 在桩端入土初压至桩身基本稳定后, 校正垂直度进行正式沉桩。 4.1.5接桩 接桩分端板焊接连接和机械接头连接, 目前普遍采用焊接连接, 当下一节桩施压到离地面0.5~1.0m时, 起吊上一节桩, 与下一节桩对接好并对其垂直度复核无误后开始施焊, 待焊接符合要求及焊缝基本冷却后, 在继续施压沉桩, 直到施工完毕。整个沉桩、接桩、送桩过程宜连续进行, 并应根据地质资料确定各节桩的长度, 避免在桩端接近设计持力层进行接桩。 4.1.6沉桩记录与成桩 沉桩过程中的记录包括管桩就位记录、垂直度、入土深度、每节桩的长度、接桩长度或最终桩顶标高相应的压力值、贯入度等参数, 而后即可成桩。当需要用送桩器成桩时, 高于地面的桩身应截出后, 才能移机下一根桩位。 4.2施工现场的检验 4.2.1管桩植桩前的质量检验 管桩植桩前的质量检验是决定工程质量与经济效益的基础因素, 植桩前的质量检验主要检查材料在运输、吊装过程中有无损坏现象;检查所发材料是否符合施工要求。具体检查内容是:一是检查管桩的桩径、长度、类型、根数等;二是检查管桩本身是否存在环向裂缝或者纵向裂缝。这也是重点检查的内容。只有确认管桩规格、尺寸、质量等级都符合施工标准, 才能进行施工; 三是检查管桩的外观质量。例如管桩的内外表面是否良好, 是否出现合缝漏浆现象;桩头与桩纵轴是否垂直, 桩有否发生弯曲等。在质量检查过程中, 检察人员要严格质量关, 严格执行检查标准, 不放过任何一个细节问题, 切实为优等建筑工程奠定良好基础。 4.2.2管桩基础施工后的质量检查 管桩基础施工后的质量检查首先是成桩质量检查。 桩顶标高、桩身垂直度、桩身质量等都是此项检查的主要内容。检查要求截桩后的桩顶标高可有一定范围的误差, 即要求在10mm左右。桩身垂直度允许偏差为1%。对于桩顶平面位置的偏差, 不同桩顶平面要求数值也不相同。例如单柱单顶允许偏差值是80mm, 垂直于条形桩基纵向轴的桩, 允许偏差值100mm。而平行于条形桩基纵向轴的桩允许偏差值为150mm等。在对桩尖进行质量检查时, 要考虑到桩尖的配置类型。例如配置开口型桩尖的工程桩, 要采用动测法检查。而对于配置封口型桩尖的工程桩桩身质量检查是, 可以采用直观法, 用灯光照射进行检查。即在管桩收锤后, 立即将低压电灯泡沉入管桩内腔内检查。其次管桩基础施工后的质量检查第二项是单桩竖向承载力的检测。在检测中采用现场高应变动测法或者静载荷试验法, 同时要确保检测桩数不得少于同一规格桩总数的0.5%, 且整个工程不得少于2根。 5结语 综上所述, 预应力混凝土管桩基础工程的施工质量主要取决于两个方面, 一方面是管桩本身的制作质量, 另一方面则是压桩施工质量。作为工程技术人员, 我们只要严格把握管桩的进场质量关, 并按照压桩施工操作规程, 认真施工, 就一定能减少和避免出现工程质量问题, 确保工程质量。 参考文献 [1]高文生, 刘金砺, 赵晓光, 邱明兵.关于预应力混凝土管桩工程应用中的几点认识[J].岩土力学, 2015 (S2) . [2]邵帅.预应力混凝土管桩在软土地基中应用研究[D].北京:中国地质大学, 2012. [3]段平志.预应力混凝土管桩在珠海地区的应用[J].西部探矿工程, 2014 (05) . 预应力混凝土管桩是采用先张预应力,掺加高效减水剂,高速离心蒸汽养护工艺的空心圆筒细长的预制桩,将建筑物的荷载传给地基土的具有一定抗弯、抗压性能的受力杆件(如图1所示)。 预应力混凝土管桩具有单桩承载力高,设计选用范围广,施工速度快,工效高,工期短,桩体耐打,检验方便,地区适应性强,成桩质量可靠等优点。 近十多年来,预应力混凝土管桩在我国的生产与应用以惊人的速度迅猛发展。 2 预应力混凝土管桩的分类和施工 管桩按桩身混凝土强度等级分为预应力高强混凝土管桩(代号PHC桩)、预应力混凝土管桩(代号PC桩)、预应力混凝土薄壁管桩(代号PTC桩)三种类型。其中PHC桩、PC桩按桩身混凝土有效预应力值或其抗弯性能大小由低到高依次分为A型、AB型、B型和C型四种。PC桩混凝土强度等级不应低于C60,PHC桩混凝土强度等级不应低于C80。PTC桩是PC管桩的一种,只是技术指标低一点,但在新的建筑10G409预应力混凝土管桩图集中已无该型号内容。 管桩一般采用专业厂家生产,技术要求应满足国标。管桩按外径分为300 mm～1 200 mm等规格,管壁厚60 mm～130 mm,视管径、设计承载力大小而不同。管桩节长一般不超过12 m,常用节长8 m～12 m。 管桩沉桩机械分锤击机械和静压机械两种。施工时应根据设计文件、工程勘察报告、施工场地周边环境等选择合适的沉桩机械。施工时先在工地上沉入第一节桩,再驳接第二节桩沉下去,然后驳接第三节桩,直至达到设计标高为止。锤击法沉桩机械通常采用柴油锤、液压锤,不宜采用自由落锤打桩机;静压法沉桩宜采用液压式机械,按施工方法分为顶压式和抱压式两种。工程中尽量减少接桩,接桩宜在桩尖穿过硬土层后进行,应避免桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中接桩。上、下节桩拼接成整桩时,宜采用端板焊接连接或机械快速接头连接,接头连接强度应不小于管桩桩身强度。 3 预应力混凝土管桩的应用领域 预应力混凝土管桩可穿越各类软土、填土、一般粘性土、粉土、松散及稍密的砂性土,进入厚层老粘性土、碎石土、中密及中密以上砂类土、强风化岩以及中风化极软岩一定深度,当需穿过上述硬土层或进入硬土层较深时,应通过试验确定其适用性。当场地存在深厚淤泥、淤泥质土,且基础埋深较大时,应经过技术经济比较,确定预应力混凝土管桩基础的适用性。 预应力混凝土管桩不适用于含孤石和障碍物较多且不易清除的土层,也不适用于桩端以上存在难以穿透的坚硬土层的场地。不应将石灰岩、微风化岩及中风化硬质岩石作为桩端持力层,当硬质岩残积土及强风化层很薄且其上为松软土层时,也不宜采用预应力混凝土桩。当坚硬持力层上为深厚淤泥及淤泥质土时,管桩的长径比不宜大于60。 4 预应力混凝土管桩设计方法 1)单桩竖向承载力特征值计算。 单桩竖向承载力特征值Ra应按下式确定: 其中,Ra为按场地土计算的单桩竖向承载力特征值;Quk为单桩竖向极限承载力标准值;K为安全系数,取值为2。 当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时,宜按下式估算: Quk=u∑qsikli+qpkAp。 其中,qsik为桩侧第i层土的极限侧阻力标准值;qpk为极限端阻力标准值;Ap为桩底端横截面面积(桩尖水平投影面积);u为桩身外周边长度;li为桩穿越第i层土的厚度。 2)预应力管桩复合地基承载力特征值: 其中,fspk为复合地基承载力特征值,kPa;m为面积置换率;Ra为单桩竖向承载力特征值,kN;Ap为桩的截面积,m2;β为桩间土承载力折减系数,宜按地区经验取值,如无经验时可取0.75～0.95,天然地基承载力较高时取大值;fsk为处理后桩间土承载力特征值,kPa,宜按当地经验取值,如无经验时,可取天然地基承载力特征值。 5 预应力混凝土管桩应用实例 5.1 沪宁高速公路改扩建工程 沪宁高速公路改扩建工程中,在软土层埋深较大的路段以及该路段的桥头、通道部位采用了预应力混凝土管桩进行加固。管桩设计中,一般路段以预应力混凝土薄壁管桩(PTC)为主,混凝土强度等级采用C60,直径400 mm,壁厚70 mm;对于地层中存在双层软土且中部夹有硬土层(粘性土或砂层)的路段,采用PHC型高强预应力混凝土管桩,混凝土强度等级C80,直径400 mm,壁厚80 mm。预应力管桩桩位在平面呈正方形布置,桩中心间距2.5 m～3.0 m,管桩入土端部视需要决定是否采用桩靴。 根据沪宁高速公路起点试验路段研究表明,路基填土高大于4 m时,管桩中心间距采用2.5 m,路基填土高度不大于4 m时,管桩中心采用3.0 m。 当管桩打入地层后,在桩头增设桩帽,桩帽钢筋与伸入到薄壁管桩内的钢筋相连接,桩帽相当于一个小承台,对上部路堤起到承托的作用,管桩的设计间距L≤4 m时,采取140 cm×140 cm×30 cm的桩帽;L>4 m时,桩帽尺寸为120 cm×120 cm×30 cm。当桩帽混凝土的强度达到设计强度后,再在其上铺设碎石垫层+土工格栅。桩帽施工完成后,摊铺40 cm碎石垫层,垫层内铺设两层钢塑土工格栅,格栅的铺设位置分别距碎石垫层顶10 cm及30 cm。 5.2 郑州至洛阳高速公路改扩建工程 郑洛高速改扩建工程中,管桩主要应用于路基填土较高路段和软弱土地基路段。采用直径40 cm、壁厚8 cm的预应力PC型管桩,桩间距在2.3 m～3.0 m左右,按正方形布置。管桩顶部设120 cm×120 cm×30 cm的钢筋混凝土桩帽,桩帽顶部设置30 cm厚碎石垫层,垫层中部设置单层钢塑格栅,从而增大桩体与垫层的接触面积,达到均匀桩顶应力、有效减小桩顶刺入量的作用。在单侧加宽填土较高路段(H>6 m),为了减小荷载对老路的附加应力,在边坡上也打设PC型管桩,横向间距3 m,纵向间距2.7 m。 5.3 郑州至漯河段高速公路改扩建工程 郑漯高速改扩建工程中主要对沿线桥头路堤、涵洞通道基底以及高填路段地基,采用PTC型预应力管桩进行处理。预应力管桩均按平行四边形布设,桩径为0.4 m,桩距为2.4 m,桩长为6 m～14 m,待桩帽施工完毕后,其上加铺一层双向钢塑土工格栅,后铺设30 cm的碎石垫层。 6 结语 关键词：预应力,管桩,静压法,冲击式 1 预应力砼管桩施工技术措施 预应力混凝土管桩施工分为静压施工法和柴油冲击锤施工法。预应力砼管桩施工技术措施主要包括:1) 施工记录和观察, 即按定位桩点打桩, 打桩过程中详细记录各种作业时间, 打桩过程中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。避免对周围建筑物结构造成不良影响;2) 预应力砼管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;3) 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;4) 桩的接头节点处理必须符合设计要求和施工规范和规定;送桩应采用专制钢质送桩器, 不得借用施压用的工程桩作送压器;5) 送桩的最大压力一般不宜超过桩身允许包压压桩力的1.1倍;6) 桩位在任一方向偏差不得超过100 mm;7) 为了防止预制管桩沉桩过程中的挤土效应, 宜采用双向跳打 (压) 的方法施工;8) 当挤土效应引起过大的拥土现像时, 应限制沉桩速率或停止施工, 待土的孔隙压力消散后再施工, 具体时间间隔视现场情况定。9) 停止沉桩的控制原则:由桩顶标高及静压力双控制 (以标高为主, 静压力为辅) 。如两者相差过大应暂停压桩, 由业主会同勘察、设计、监理及施工单位共同分析原因提出解决问题措施后才能继续施工;10) 沉桩过程中应加强对临近建筑物及地下管线的监测和保护。 2 预应力砼管桩施工程序 预应力混凝土管桩施工程序见图1所示。 3 冲击式预应力管桩施工工艺 3.1 施工准备 (1) 清理平整。清理管桩施工工程区域内的树根、杂草、垃圾、废渣及其他障碍物。被清理的范围延伸到离建筑物基础外侧2 m的距离, 将弃渣运至指定的渣场堆放。 (2) 堆存吊运。现场设存放场, 堆存一定数量的桩, 按“先进场桩先打”的原则, 管桩堆存需要使用软垫 (木垫) 。管桩起吊运输中避免受振动、冲撞。 (3) 管桩龄期的确定。预应力砼管桩在本地采购, 管桩从制造成型到打桩施工的间隔时间尽量长些;初拟按100%的设计强度等级标准值出厂, 满足管桩的强度要求。 (4) 检查修整。管桩施工前再次逐根检查, 即检查混凝土桩有无严重质量问题, 管桩面上有油漆杂物污染时, 应清刷干净。 (5) 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, 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。 (6) 桩锤的选择。鉴于本工程桩的尺寸、重量、入土长度、结构形式以及土质、气象等条故选用蒸汽锤, 锤重8 t。 (7) 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, 其最大特点是移动灵活, 使用方便, 运行机构为履带, 对路面要求较低。 3.2 打桩施工方法 (1) 施工顺序。本工程基础的打桩施工顺序为:先里后外, 由中心逐渐往外侧对称施工。先打跨中桩, 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。 (2) 插桩。桩打入过程中修正桩的角度较困难, 因此就位时要正确安放。管桩插入地下时, 尽量保持位置方向正确。开始时轻轻打下, 认真检查, 若有偏差及时纠正, 必要时拔出重打。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。经纬仪设置在不受打桩影响处, 并经常加以调平, 使之保持垂直。 (3) 锤打。因地层较软, 初打时可能下沉量较大, 拟采取低提锤, 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, 尽量使桩锤、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。注意尽量不使管桩受到偏心锤打, 以免管桩受弯。打桩较难下沉时, 检查落锤有无倾斜偏心, 特别是检查桩垫桩帽是否合适。如果不合适, 更换或补充软垫。每根桩连续一次打完, 不中断, 以免难以继续打下。 (4) 送桩。为将管桩打到设计标高, 将采用送桩器, 送桩器用钢板制作。送桩器直径φ400 mm、长6 m。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。当桩的桩头距地面1～1.2 m时, 即可进行接送桩器。接送桩器安装后, 继续打下至设计标高。 3.3 施工记录和观察 打桩过程中详细记录各种作业时间, 每打入0.5～1 m的锤击数、桩位置的偏斜、最后10击的平均贯入度和最后1 m的锤击数等。 打桩过程中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。避免对正常路面及大桥结构造成不良影响。 3.4 质量检查和验收 预应力砼管桩打到设计标高后对桩进行检查和验收。 (1) 设计高程检查:检查预应力砼管桩是否打到设计标高。 (2) 偏移检查:检查预应力砼管桩是否偏移桩位。 (3) 破裂检查:开挖基础土方后, 对预应力砼管桩桩身进行检查, 是否有破裂现象。 如发现问题及时处理。 3.5 打桩施工技术措施 (1) 施工记录和观察。打桩过程中详细记录各种作业时间, 打桩过程中详细观察周围建筑物沉降或上升情况。 (2) 施工参数调整。对锤击数、桩位置的偏斜、最后10击的平均贯入度和最后1 m的锤击数等参数进行修正调整。 (3) 为延长锤击作用时间、降低锤击速度, 选用软厚适宜的木桩垫, 并借以降低锤击应力。 (4) 本工程基础形状规则, 施工时遵循“对称施工”的原则, 确保基础内挤压应力的平衡。 (5) 选择合理的打桩施工顺序, 以减小桩的侧向位移, 避免对周围建筑物造成影响。 (6) 设置防震沟以有效地降低对临近建筑物的影响。 4 静压预应力管桩施工工艺 4.1 施工准备工作的要求 详细理解施工图纸及有关资料, 组织相关单位会审图纸, 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, 按总平面布置图堆放整齐。 认真检查打桩设备各部分的性能, 以保证正常运作。 检查管桩外观质量及产品等级, 检查管桩的标记是否清晰。 分批或全部测定标出场地的桩位, 其偏差不得大于20 cm。 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, 会同质监部门、建设单位、监理单位、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、桩长。 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。 4.2 压桩机械选择和总体施工安排 本工程设计采用φ400 mm预应力管桩, 单桩抗拔力特征值215 kN。按以上设计要求选择施工机械如下: 桩机施工路线:因本工程静压预应力管桩桩间距较大 (2.3 m) , 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施工。 桩基正式施工前, 须进行试桩, 以便确定实际单桩抗拔力, 并通知设计院。试桩数量为3根, 根据试验结果可适当调整桩基布置。试桩荷载为单桩抗拔力特征值2倍。 4.3 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→接送桩器→继续压桩→达到设计压力后复压3次→终止压桩→截切桩头。 4.4 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100 kN/m的压力, 场地应平整, 以确保桩机行走安全并保证施工质量。 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50 cm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5～10 mm的间隙, 桩帽与桩顶之间一般采用硬木板作衬垫, 其厚度为10 cm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500 mm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2 m/min。 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, 应找出原因并设法纠正;当桩尖进入较硬土层后, 严禁用移动机架等方法强行纠偏。 喂桩时, 管桩桩身两侧合缝位置应避开夹具的直接接触。 每根桩应一次连续压到底, 接桩, 送桩应连续进行, 中间不得无故停歇, 尽可能避免在桩尖接近设计持力层时进行接桩。 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。 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2 m, 送桩器应与桩身在同一中心线上, 偏差不得大于2 mm, 中间应有软材料相隔, 以保证桩头不被破坏。 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, 严禁用大锤击打, 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。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100 mm, 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。 4.5 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及施工规范的规定。 (4) 送桩应采用专制钢质送桩器, 不得借用施压用的工程桩作送压器。 (5) 当场地上多数桩较短 (L<或=15) 或桩端持力层为风化软质岩可能需要复压时, 送桩器不宜超过1.5 m。 (6) 送桩的最大压力一般不宜超过桩身允许包压压桩力的1.1倍。 (7) 桩位在任一方向偏差不得超过100 mm。 (8) 为了防止预制管桩沉桩过程中的挤土效应, 宜采用双向跳打 (压) 的方法施工。当挤土效应引起过大的拥土现像时, 应限制沉桩速率或停止施工, 待土的孔隙压力消散后再施工, 具体时间间隔视现场情况定。 (9) 停止沉桩的控制原则:由桩顶标高及静压力双控制 (以标高为主, 静压力为辅) 。如两者相差过大应暂停压桩, 由业主会同勘察、设计、监理及施工单位共同分析原因提出解决问题措施后才能继续施工。 (10) 沉桩过程中应加强对临近建筑物及地下管线的监测和保护。 (11) 送桩器应与桩身在同一中心线上, 偏差不得大于2 mm, 送桩器与桩头之间应有软材料相隔, 以保证桩头不被破坏。 【预应力混凝土空心管桩】相关文章： 浅析预应力混凝土管桩施工监控01-26 浅谈预应力高强混凝土管桩施工工艺09-12 先张法预应力混凝土管桩施工方案04-22 静压预应力高强混凝土管桩施工流程(实际)06-06 加强高强预应力混凝土管桩质量控制管理07-27 预应力混凝土空心方桩07-15 预应力混凝土空心板桥的设计探讨10-29 某公路预应力混凝土空心桥施工测量控制技术07-10预应力高强混凝土管桩施工 篇7
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