CN101476338B - 微型钢管桩加固沉降基础施工工艺 - Google Patents

Abstract

一种微型钢管桩加固沉降基础施工工艺，在需加固的沉降基础周边对称、均衡的布置若干加固基础桩，首先确定桩位，在桩位上向下开挖操作基坑，在操作基坑的基础上，在桩位向下钻取一个桩孔，然后打桩、微型钢管桩打桩完毕，在沉降基础的相应位置上植筋，在桩顶施加预应力，然后将连接件与钢管桩外壁焊接连接，焊接连接完毕后，完成最后的混凝土浇灌，最后基坑回填。还可以在桩头与连接件处制作钢筋混凝土小承台后，再回填。针对变电站淤泥或软土地基设备基础沉降问题，在限制安全高度2.2m、在带电运行的条件下对沉降设备基础进行加固的要求，达到阻止其继续沉降的目标，加固效果质量可靠，减少了设备检修、更换以及因此而停电的各项费用。

Description

微型钢管桩加固沉降基础施工工艺

技术领域

本发明涉及一种对沉降基础的加固方法，特别是一种微型钢管桩加固沉降基础施工工艺。

背景技术

我国沿海地区，经济高速发展，需要新建大量的变电站，其中一部分变电站不可避免地要建造在软弱地基上。在沿海的海淤、湖淤地基上变电站的勘探、设计、施工等环节一旦出现失误，可能造成变电站设备基础的沉降，进而会直接影响电力设施的安全运行。由于基础沉降发展历时较长，故此类事故往往是在设备投入运行后才被发现，而在高压带电运行条件下对沉降基础进行加固将面临极大的风险，现有的加固方法和机械设备均不能适应高压带电场区作业的技术要求。

目前在国内对类似基础的加固，大多采用深层搅拌法或压密注浆法，但试验证明这些方法并不适用于沿海地区深厚淤泥地基条件下的基础加固，而且有可能扰动供电设备基础的稳定，特别是对于变电站这类设备基础分散的地基加固，其成本很高，且加固效果不明显。

高压变电站一旦投入运营，一般是不允许停电的，而该变电站实施基础加固的难点在于：

(1)在运行中的220kV变电站带电场区施工作业，安全要求极高，在带电设备下的加固施工操作高度限制在2.2m；

(2)各种现有的施工机械受安全施工距离限制，均不能进入现场施工；

(3)在基础加固时不能扰动原基础；

(4)由于设备和基础自重轻，不能在加固时利用被加固基础的反力；

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对变电站淤泥或软土地基设备基础沉降问题，在限制安全高度2.2m、不停电的要求下，提出了一种施工安全可靠的微型钢管桩加固沉降基础施工工艺。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种微型钢管桩加固沉降基础施工工艺，其特点是：在需加固的沉降基础周边对称、均衡的布置若干加固基础桩，

a、首先确定桩位，在桩位上向下开挖操作基坑，操作基坑开挖的深度不小于1.5m；

b、在操作基坑的基础上，在桩位向下钻取一个桩孔，桩孔的孔径比设计桩径大10～20mm，深度大于0.5m；

c、然后打桩机就位，在钻好的桩孔内，插入带桩尖的第一节钢管桩，检测和校正桩的垂直度，垂直度偏差不得超过0.5％。先用低落距将钢管桩轻轻送下，校核桩位和垂直度在允许误差范围以内可正式施打，焊接钢管桩：第一节钢管桩打到位后，与第二节钢管对接，焊接时先在桩周对接外四等分位置点焊固定，检查上下两节桩的中心线偏差不大于2mm，节点折曲矢高不大于1‰桩长。焊接时应自2个方向对称焊接，防止焊接一个方向焊接引起钢管变形。当桩入土深6～7m时，往钢管内灌混凝土，以后每打到6～7m时即向钢管内灌混凝土，混凝土最后不全灌满，预留0.5m，以利于接桩焊接。

d、微型钢管桩打桩完毕，在沉降基础的相应位置上植筋，即植入固定螺栓，植筋2小时后即可安装连接件，在桩顶施加预应力，然后将连接件与钢管桩外壁焊接连接，

e、焊接连接完毕后，完成最后的混凝土浇灌，最后基坑回填。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，当桩顶与承台连接的混凝土浇筑3天后或当该处混凝土强度达到1.2MPa，进行回填，分层夯实，每层回填厚度不大于300mm，回填至与沉降基础底面平时停止，在桩头与连接件处制作钢筋混凝土小承台后，再回填。

在江苏沿海软土地区的部分变电站，出现了较大面积的基础不均匀沉降，由于未能找到安全可靠的加固方案，目前均带病运行，给安全供电带来极大隐患。一些变电站如易地重建，其投资一般需要8000～10000万元。而2008年初的南方暴风雪及5.12汶川地震都对变电站设备基础的稳定性、可靠性提出了更高的要求，本发明能较好地适用于在带电运行的条件下对沉降设备基础进行加固的要求，达到阻止其继续沉降的目标，其明显的经济优势在于：

(1)加固施工期间不停电，避免了拉闸停电给供电部门和用电单位造成的损失。

(2)加固效果质量可靠，可以有效阻止设备基础沉降，使现有供电设备发挥正常供电能力。

(3)减少了设备检修、更换以及因此而停电的各项费用。

(4)避免了由于供电设备大面积基础沉降(软土地区的基础沉降将是长期的)导致变电站不能正常运行，最终不得不易地重建的可能。

(5)带来了良好的社会效益。

具体实施方式

一、水准点测量

1、基础加固前，将标准水准点引入施工现场以桩基作为基础的永久建筑物上，该标志点不少于2处，作为施工过程以及工后标高检测的基准。

二、加固微型钢管桩平面位置测量

1、加固桩基的放线，以连接成为整体的一组结构基础为最小单元。

2、现场布桩的一般原则是：针对一组加固基础，对称、均衡布置。避免出现基础整体受力不均匀。

三、加固基坑的开挖与回填

一般规定

1、基坑开挖的目的是为小型打桩机提供地下空间，以便使打桩机的桩锤具有足够的落距，在确定贯入度时，桩锤的落距不得小于1.5m。

2、在变电所内所有基坑开挖采用小型工具、人工开挖。

操作工艺

1、工艺流程

确定开挖顺序→沿灰线切出边槽轮廓线→分层开挖→修整边槽→清底→必要时采取基坑支护。

2、开挖顺序：在一组加固基础范围内，开挖顺序是：对角线同时开挖，对称开挖。一般情况下，要求挖成一组，加固一组，尽量避免基坑久置。

5、质量记录

开挖分项工程应具备以下质量记录：基坑开挖施工流水记录，基坑开挖几何尺寸、坑底标高记录。

基坑回填

回填时间：当桩顶与承台连接的混凝土浇筑3天后或当该处混凝土强度达到1.2MPa，方可进行回填。

回填要求：分层夯实，每层回填厚度不得大于300mm。

每个基坑回填后表面标高，应高出原标高150mm左右，用以防止雨水灌入回填的坑内，待全部场地加固施工完成1～2月后，再将多余的土平整或运出场外。

四、施工机具准备

1、对小型打桩机进行调试并检查所有连接部位、传动部位的可靠性，保证机械的正常运行。

2、其他需要准备的设备具及工具有：人工取土钻、水准仪、电焊机、混凝土搅拌机、切割机、振捣棒、移动式配电箱、桩帽、桩垫、手推车、道木、钢板、槽钢、折尺、铅锤等。

五、打桩施工

操作工艺

1、工艺流程

人工钻取土→桩机就位→第一节钢管桩就位→垂直度测量→打桩→焊接钢管桩→打桩→6～7m桩长灌混凝土→焊接钢管桩→打最后一节钢管桩→移机至下一个桩位。

2、人工钻取土(引桩)采用自制的手工取土钻对准桩位垂直钻下，钻土深度0.5～3m。

3、桩机就位：打桩机就位时应对准桩位，保证垂直稳定，在施工中不发生倾斜、移动。

4、在钻好的桩孔位，插入带桩尖的第一节钢管桩，每节桩长1.5m，第一节桩如上部安全操作空间允许可加长至2～3m。

5、垂直度测量用铅锤双向检测和校正桩的垂直度，垂直度偏差不得超过0.5％。

6、打桩：先用低落距将钢管桩轻轻送下。校核桩位和垂直度在允许误差范围以内可正式施打。并做好打桩记录。

7、焊接钢管桩：焊条选用应与钢管材质、壁厚相匹配，焊接时应先在桩周4等分位置点焊固定，检查上下2节桩的中心线偏差不大于2mm，节点折曲矢高不大于1‰桩长。焊接时应自2个方向对称焊接，防止焊接一个方向焊接引起钢管变形。其他技术要求，应按设计图纸和相关的施工规范执行。

8、，当桩入土深6～7m时，往钢管内灌混凝土，以后每打到6m即向钢管内灌混凝土，强度C30，该混凝土最后不要全部灌满，预留0.5m。以利于接桩焊接。

9、打桩贯入度控制

1)打桩至最后一节，当出现贯入度明显变小时，说明桩尖开始进入粘土持力层，此时，应根据地质报告核实粘土层表面标高，同时记录桩尖进入持力层的深度。

2)缓冲垫：应在钢管桩顶部承打部位垫硬杂木或其他材料制成的缓冲垫，为防止打坏钢管。

3)贯入度：在保证设计锤重和规定的落距下，最后10锤的平均贯入度控制在5mm以内。(即10锤的总打进量小于50mm)

六、桩与承台的连接

1、作业条件：微型钢管桩打桩完毕，检验合格。

2、加工连接件：按图纸要求加工基础承台与钢管桩连接的门型连接件。要求材料材质符合要求，加工件的几何尺寸符合设计规定。

3、承台植螺栓：施工工艺：在沉降基础钻孔→清除孔内灰尘→放入植筋胶管→打破胶管植入螺栓→用专用机械搅动螺栓→清理孔口的多余胶液→植筋结束。

4、安装门形连接件：植筋2h后即可安装门形连接件。要求垂直、不留间隙。

5、桩顶施加预应力后与钢管桩焊接连接。焊接要求对称施焊，连续满焊，焊缝高度符合设计要求。

七、桩顶施加预应力

1、作业条件：承台植筋完毕，门形连接件安装完成。

2、施工工艺：

1)在桩顶安装专用加力工具；

2)桩顶安装千斤顶；

3)在加固承台的朗格对角安装2只百分表；

4)在原沉降基础两侧对成均衡施加预应力，原沉降基础与钢桩之间抬升高度控制在3～4mm；

持荷2分钟，最后将门形连接件与桩顶焊接连接。

八、小承台混凝土施工

1、作业条件：钢管桩与连接件焊接连接完毕，钢管内混凝土浇灌完成。

2、施工工艺：

1)将基坑标高回填至与原沉降基础底面平；

2)浇600×600素混凝土垫层C10，厚100；

3)砌400×400，120厚胎模，材料不限；

4)绑扎小承台钢筋笼；

5)浇筑小承台砼。

Claims (2)

1.一种微型钢管桩加固沉降基础施工工艺，其特征在于：在需加固的沉降基础周边对称、均衡的布置若干加固基础桩，

a、首先确定桩位，在桩位上向下开挖操作基坑，操作基坑开挖的深度不小于1.5m；

b、在操作基坑的基础上，在桩位向下钻取一个桩孔，桩孔的孔径比设计桩径大10～20mm，深度大于0.5m；

c、然后打桩机就位，在钻好的桩孔内，插入带桩尖的第一节钢管桩，检测和校正桩的垂直度，垂直度偏差不得超过0.5％，用低落距将钢管桩轻轻送下，校核桩位和垂直度在允许误差范围以内可正式施打，焊接钢管桩：第一节钢管桩打到位后，与第二节钢管对接，焊接时先在桩周对接外四等分位置点焊固定，检查上下两节桩的中心线偏差不大于2mm，节点折曲矢高不大于1‰桩长，当桩入土深6～7m时，往钢管内灌混凝土，以后每打到6～7m时即向钢管内灌混凝土，混凝土最后不全灌满，预留0.5m，以利于接桩焊接；

d、微型钢管桩打桩完毕，在沉降基础的相应位置上植筋，即植入固定螺栓，植筋2小时后即可安装连接件，在桩顶施加预应力，然后将连接件与钢管桩外壁焊接连接；

e、焊接连接完毕后，完成最后的混凝土浇灌，，最后基坑回填。

2.根据权利要求1所述的微型钢管桩加固沉降基础施工工艺，其特征在于：当桩顶与承台连接的混凝土浇筑3天后或当该处混凝土强度达到1.2MPa，进行回填，分层夯实，每层回填厚度不大于300mm，回填至与沉降基础底面平时停止，在桩头与连接件处制作钢筋混凝土小承台后，再回填。