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PHC桩锤击法施工工艺及质量控制

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维普资讯 http://www.cqvip.com 第20卷第3期 石家庄铁道学院学报(自然科学版) Vo1.20 No.3 2007年9月JOURNAL OF SHUIAZHUANG RAILWAY INSTITUTE(NATURAL SCIENCE) Sep.2007 PHC桩锤击法施工工艺及质量控制 王子玲,王喜国 (河北建工集团有限责任公司,河北石家庄050051) 摘要:以江西省南昌市新洪州商业区项目工程的桩基施工为例,介绍了大面积PHC桩锤击 法的施工工艺和质量控制措施,并简要阐明设计和施工中应注意的主要事项。 关键词:PHC桩;工艺流程;质量控制 中图分类号:TU753.3文献标识码:A文章编号:1674—0300(2007)03—013l_04 1 引言 预应力高强混凝土管桩(简称PHC桩),是在近代高性能混凝土(HPC)和预应力技术基础上发展起 来的混凝土预制构件,是建设部科技成果重点推广项目之一。PHC桩是在专业工厂里采用先张法预应力 和离心成型工艺,经过蒸压养护而制成的一种空心圆筒体的等截面构件,运往施工现场后,通过锤击或静 压的方法沉人地下作为建(构)筑物的基础。20世纪90年代以来,因其单桩承载力高、可任意接长:不受 施工机械能力和施工条件限制、桩身耐锤击和抗裂性好且造价低的特点被广泛应用于房屋建筑、桥梁和 码头等软土地基工程中。 采用先张法工艺制作高强预应力管桩,并根据设计文件、地质勘察报告及周边的环境选择合适的沉 桩方法,将预应力管桩送到设计要求土层位置,使其达到设计要求的竖向承载力、抗拔力及水平方向作用 力,满足建筑物地基基础要求。 2工艺流程及操作要点 工艺流程为施工准备一桩机就位一起吊预制桩一稳桩一打桩一接桩一送桩一终止打桩一检查验收 一切割桩头一填充管桩内细石混凝土。 2.1施工准备 (1)场地要平整,且排水畅通,以保证桩机移动方便和满足稳定垂直要求。 (2)建立桩基范围的坐标控制网。桩中心定位采用直径 .5、长30~40 em的钢筋,并用红油漆标 示,再以此为中心,用白灰按桩径大小画一个圆圈,以方便插桩和对中。 (3)施打试验桩。施工前必须打试验桩,其数量不少于3根并不少于总数的1%,确定贯人度并校验 打桩设备、施工工艺及技术措施是否适宜。 (4)按设计要求及现场地质情况,选择适宜的打桩机。为提高效率应采用筒式柴油锤打桩机,不宜采 用自落锤打桩机。 (5)安排管桩施打的分区,并编排各区打桩机进出路线和打桩顺序,做好技术交底。 2.2桩机就位 打桩机就位时,应对准桩位,保证垂直稳定,在施工中不能发生倾斜和移动。 2.3起吊预制桩 先拴好吊桩用的钢丝绳和索具,然后应用索具在桩上端吊环附近捆住,一般不宜超过30 cm,再起动 机器起吊预制桩,使桩尖垂直对准桩位中心,缓缓放下插入土中,要保证位置准确;在桩顶扣好桩帽或桩 收稿日期:2007—05—31 作者简介:王子玲女1972年出生工程师 维普资讯 http://www.cqvip.com

132 石家庄铁道学院学报(自然科学版) 第20卷 箍后,即可除去索具。 2.4稳桩 桩尖插入桩位后,先用较小的落距冷锤l~2次,桩人土一定深度,再校正使桩垂直并保持稳定。10 m 以内短桩可目测或用线坠双向校正;10 m以上或打接桩必须用线坠或经纬仪双向校正,不能仅用目测。 桩插入时垂直度偏差不得超过0.5%。桩在打人前,应在桩的侧面或桩架上设置标尺,以便在施工中观 测、记录。 2.5打桩 管桩采用筒式柴油锤施打,柴油锤的型号、桩锤重量、冲程按设计要求配置。 (1)打桩宜重锤低击。 (2)打桩顺序根据基础的设计标高,先深后浅;依桩的规格宜先大后小,先长后短。由于桩的密集程 度不同,可自中间向两个方向对称进行或向四周进行;也可由一侧向单一方向进行。本工程的桩数不多, 挤密效应不明显,应该从中间向外围对称施打。 (3)打桩过程中应经常观测桩身的垂直度,及时进行纠偏,控制桩身垂直度不大于l%。 (4)由于桩施打后会产生土体挤压位移效应,桩距相对较小的桩应采取跳打方式,凡桩距小于或等于 2.5D及同一承台下桩数多于9根的,均应采取跳打方式施工。 2.6接桩 (1)在桩长不够的情况下,采用焊接接桩,下节桩桩头须设导向箍以保证上下桩节找平接直,错位偏 差不大于5 mm,上下桩节之间的间隙应用铁片全部填实焊牢,然后沿圆周对称点焊六处,待上下桩节固定 后在拆除导向箍,挤而分层对称施焊,每个接头的焊缝不得少于两层,每层焊缝的接头应错开,焊缝须饱 满,不得出现夹渣或气孔等缺陷,施焊完毕自然冷却8 min后方可继续施打。 (2)接桩时,下节桩施打后露出地面约0.5一1.0 m时即可接桩。任一单桩的接头数量不超过4个, 每根桩须对照地质钻探资料预计总长,选用合理的桩节组合,以使接桩次数尽量少;如地下水有弱腐蚀 性,接桩必须采取防腐处理,方法可在接桩500高涂环氧沥青原浆性涂料二遍。另外桩打完后应及时用 微膨砼封底1.5 m。上下节桩的中心线偏差不得大于10 mm,节点折曲矢高不得大于l‰桩长。 2.7送桩 送桩宜采用专用的圆筒状送桩器,送桩深度不宜大于2 m,送桩的中心线应与桩身吻合一致时,才能 进行送桩。若桩顶不平,可用硬橡胶垫或硬纸板麻袋垫平。管桩内充满水时,严禁送桩作业。送桩留下 的桩孔应立即回填密实。 2.8终止打桩 每根桩施打到接近设计标高时,应进行中间验收。在控制时,一般要求最后三次十锤的平均贯人度 不大于规定的数值,当达到设计要求贯人度时,终止打桩并填好施工记录,然后移桩机到新桩位。 2.9切割桩头 截桩头采用锯桩器,分两次截锯,第一步截锯到设计要求的桩顶标高以上1.5倍桩径长度,此步将管 桩完全截断;第二步截锯到设计要求的桩顶标高,此步预应力钢筋不截断,管桩砼用大锤人工锤打粉碎。 留下的预应力钢筋锚入承台。 2.1O填灌砼 桩端持力层易受地下水侵湿而成为软化层,在桩施打完毕后应立即往管内填灌微膨胀细石砼,灌注 高度不少于1.5 m。 3质量要求及质量控制 3.1构造要求 预应力高强砼管桩砼强度等级不得低于C80,预应力纵向主筋沿管壁环向均匀布置,其净保护层厚度 不小于25 mm,最小配筋率不应小于0.4%,并不得少于6根,主筋净距不应小于35 mm。螺旋箍筋直径 维普资讯 http://www.cqvip.com

第3期 王子玲等:PHC桩锤击法施工工艺及质量控制 133 4~6 mm,最大螺距≤110 mm,管桩两端螺旋箍筋应密缠,螺距控制在40~60 mm。 3.2现场施工要求 (1)管桩砼必须达到设计强度和龄期(常压养护28 d,蒸压养护1 d)后方可施打。 (2)管桩吊运应轻吊轻放,严防碰撞。 (3)管桩起吊时可直接钩住管桩两端水平起吊,对不满足抗裂要求的应严格按吊点起吊。起吊时,绳 索与桩的夹角应I>45。;管桩堆放层数,应根据其强度和地面承载力及垫木确定,一般现场不宜超过4层。 (4)管桩应按支点位置放在垫枕上,层与层之间用垫木隔开,并在同一水平,各层垫木位置应在同一 垂直线上,如位置改变需重新验算。 (5)进场验收应符合产品标准《先张法预应力混凝土管桩》和《先张法预应力混凝土薄壁管桩》的质 量规定要求。 3.3施工质量要求及控制 (1)保证项目。钢筋混凝土预制桩的质量必须符合设计要求和施工规范规定,并有出厂合格证;打桩 的标高或贯入度、桩的接头处理,必须符合设计要求和施工规范的规定;桩位施放误差≤30 mm,桩的垂直 度偏差不得大于桩长的1%;上下桩节中心线偏差≤5 mm,节点弯曲失高不得大于0.1%桩长,且不大于 20 mm;截桩后的桩顶标高允许偏差为±10 mm。 (2)允许偏差值。管桩顶平面位置的允许偏差:柱下单桩80 mm;单排或双排桩条形桩基,垂直于条 形桩基纵向轴的桩100 mm,平行于条形桩基纵向轴的桩150 mm;承台桩数为2~4根的桩100 mm;承台桩 数为5~16根的桩,周边柱100 mm,中间桩d/3(d为桩的直径或截面周长)或150 mm两者中较大者;承 台桩数多于16根的桩,周边柱150 mm,中间桩d/2。 (3)做好每根桩的施工记录。包括桩的节数、每节长度、总锤击数、最后1 m锤击数、最后三振每振 (10锤)时的贯入度。 (4)单桩竖向承载力检测。采用静载试验法,检测的桩数为总桩数的1%,动测不少于总桩数的 10%,抗拔桩检测数量不少于总数的3%。具体按《建筑桩基检测技术规范》(JGJ106--2003)要求检测。 (5)桩位控制。由于该工程土质松软,场地条件较差,桩机行走后,桩位偏差较大,因此施工时要求对 桩位认真复核,做到一桩一测,将允许偏差值控制在最小范围内。 (6)垂直度控制。调校桩的垂直度是沉桩的质量关键,插桩在一般情况下人土30~50 cm为宜,然后 进行调校。调校方法:桩机驾驶员在工长的指挥下,掌握好角度尺寸,使桩机纵横方向保持水平,通过经 纬仪和吊线控制垂直度,垂直度在规范要求范围内才能沉桩。 (7)接桩质量控制。接桩施工时应注意上下节桩段保持顺直,错位偏差不宜大于2 mm,焊接层数不 得少于两层,内层焊必须清理干净后方能施焊外层,焊缝应饱满连续,并且严格控制焊后冷却时间,严禁 用冷水冷却或焊好即压。 4工程实例分析 本公司承担的江西省南昌市新洪州商业区项目工程整体地下室占地面积62 000 m ,建筑面积99 000 m ,地上建筑面积350000 m 。桩基采用大面积PHC预应力管桩,直径中5o0 mm,壁厚120 mm,管桩混凝 土强度C80,桩靴类型B,桩型号AB,单桩承载力为2 000 kN,抗拔力不小于350 kN,有效桩长12 m,总桩 数9 380根,桩端持力层为强风化岩。 根据地质情况,本工程土层复杂不均,故采用DF50系列筒式空冷柴油锤施打、桩锤重量5 t、冲程 2 000 mm。 本工程结构复杂,桩点位多为弧线布置,考虑进行大面积管桩同时均衡施打,弱化土体挤压效应,施 工前按结构区域将桩分区编号,分区内按桩机号编排打桩位路线。本工程共采用25台桩机按各分区同 时施打,按照本文所介绍的施工工艺及质量控制措施组织施工,经检测所有桩基质量均满足设计要求。 维普资讯 http://www.cqvip.com 134 石家庄铁道学院学报(自然科学版) 第20卷 参 考 文 献 [1]魏林,姚建阳.复杂地层条件下PHC桩施工质量问题分析及处理[J].工程质量,2006,12:33—35 [2]易伟光,侯旅梅.先张法预应力混凝土管桩的设计与施工[J].中外建筑,2001,3:57-58. [3]黄志尚.应用PHC桩的若干问题探讨[J].沿海企业与科技,2005,12:137—138. Construction Technique and Quality Control of Hammer Methods for PHC Piles Wang Ziling, Wang Xiguo (Hebei Construction Group Ltd.,co.,Shijiazhuang 05005 1,China) Abstract:Taking the piles construction of Xinhongzhou Business Centrer Project in Nanchang City of Jiangxi Province as an example,this paper introduces the construction technique and quality control measures of pres— tressed pipe pile with super high strength(PHC)consturcted by hammer methods,and briefly gives the major points for attention in designs and construction. Key words:PHC piles;technique process;quality control (责任编辑刘宪福) (上接第122页) [2]刘招伟,王梦恕.浅埋暗挖法修建地下工程几个问题的探讨[C]//第五届全国青年岩石力学与工程学术会议论文集广 州:华南理工大学出版社,1999. [3]王梦恕.北京地铁浅埋暗挖法施工[J].铁道工程学报,1998,12(4):7—1 2. [4]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥:安徽教育出版社,2004. [5]王梦恕.浅埋暗挖法设计施工问题新探[J].地下空间,1992,12(4):289-294. [6]刘招伟.浅埋大跨隧道施工中变形的监测与控制措施[J],岩土工程学报,2003,25(3):339-342. [7]夏才初,李永盛.地下工程测试理论与监测技术[M].上海:同济大学出版社,1999. Construction Technology of Shallow—buried Large—sized Metro Tunnel nearby Building Chen Jian (1.School of Ocean and Civil Engineering,Shanghai Jiaotong University,Shanghai 20024o,China; 2.The 16th China Railway Bureau Group Co.Ltd.,Beijing 101 100,China) Abstract:The destination return line of the 1 st stage project of No.10 line of Beijing Metro situates on the htird east ring road and the surrounding environment is complicated.In this paper,the excavation sequence of different sections and building protection measures are simulated and analyzed for lrage section return line con— struction,through which the building protection measures and excavation scheme are optimized SO as to provide technical suppo ̄for smooth construction and accumulate experience for other similar projects. Key words:metro tunnel;large section;building protection;construction technique (责任编辑刘宪福) 

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