CN104452754B - 预应力混凝土管桩施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及预应力混凝土管桩施工领域，特别涉及一种预应力混凝土管桩施工方法，其步骤为：测放桩位，选择桩锤、桩尖、桩架，桩架就位，底桩就位，锤击沉桩、接桩循环进行，收锤，检测；接桩时，在下节桩头上安装导向箍引导上节桩就位，对焊接点对称施焊，施焊层数大于等于2层，本发明的目的在于克服现有技术中所存在的不足，提供一种缩短接桩时间，提高效率，缩短工期的预应力混凝土管桩施工方法。
Description
技术领域
本发明涉及预应力混凝土管桩施工领域，特别涉及一种预应力混凝土管桩施工方法。
背景技术
当前我国的建筑事业的发展速率非常迅猛，其中预应力混凝土管桩(PHC桩)是近年来在我国建筑工程中用较多的预制桩型，它和过去的桩型比对来看，在经济以及技术等层次之中有着非常多的优势特征，而且适能力非常好；
但在实际施工过程中，往往效率很低，施工工艺的各个参数配合很难，前期准备时间过长，接桩过程时间花费过多，施工过程中会出现浮桩、倾斜等问题，造成重新测量定位复打，大大降低了效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种缩短接桩时间，提高效率，缩短工期的预应力混凝土管桩施工方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种预应力混凝土管桩施工方法，其步骤为：
测放桩位，选择桩锤、桩尖、桩架，桩架就位，底桩就位，锤击沉桩、接桩循环进行，收锤，检测；
接桩时，在下节桩头上安装导向箍引导上节桩就位，对焊接点对称施焊，施焊层数大于等于2层，在实际施工过程中，该方法采用两个电焊工一起工作，Φ500的管桩，一个接头约20分钟左右就可以焊好，保证质量的同时大大缩短了接桩时间，缩短工期。
作为本发明的优选方案，在导向箍引导接桩对位后，对焊点焊4-6点加以固定，然后拆除导向箍，方法科学，快捷，缩短工期。
作为本发明的优选方案，焊好的焊接接头进行自然冷却，冷却时间8-10分钟。
作为本发明的优选方案，预应力混凝土管桩总锤击数小于等于2500锤，防止变形。
作为本发明的优选方案，打桩过程中，最后1m的锤击数小于等于300锤，贯入度小于等于25mm/10击，现场施工总结出的数据，不会因为过快而造成施工的瑕疵，也就不会复打，拖慢工期，保证了质量的同时，速度得到一定保证。
作为本发明的优选方案，检测时，第一节管桩插入地下时，桩身、桩帽和桩锤的中心线重合，桩身垂直度偏差小于等于0.5％。
作为本发明的优选方案，所述桩架为步履式桩架，使用方便，加快工期。
作为本发明的优选方案，检测时，抽取总桩数的10％，且不少于10根，每个承台不得少于1根。
作为本发明的优选方案，检测时，成桩桩身垂直度偏差小于等于1％。
作为本发明的优选方案，施工中用水准仪进行观察有无浮桩现象，出现浮桩现象时，用贯入度≤25mm/10击复打。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
缩短接桩时间，提高效率，缩短工期。
附图说明：
图1为本发明施工工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
本实施例以中铁二十三局集团第八工程有限公司广元川北移动通信枢纽工程为例，建设地点为广元市利州区东坝办事处万源村一组。包括通信枢纽楼、生产管理用房楼、油机房、门卫、室外总平等单项工程。本项目建筑物总占地面积约为4122.04m2，总建筑面积约为16199.18m2，合理使用年限为50年，属公共建筑，无人防设计，通信枢纽楼为框架结构，局部地下一层，地上五层，建筑高度23.55m，总建筑面积约为6235.27m2，框架的抗震等级为二级，基础设计等级为丙级，预应力管桩基础；生产管理用房楼为框架结构，地下一层，地上五层，建筑高度23.55m，总建筑面积约为8851.86m2，框架的抗震等级为三级，基础设计等级为丙级，预应力管桩基础。
油机房、门卫为框架结构，地上两层，建筑高度10.45m，总建筑面积约为1111.95m2框架的抗震等级为二级，基础设计等级为丙级，钢筋混凝土独立基础。
分析该工程地质条件：
场地地下水为赋存于第四系卵石层中的孔隙型潜水,受南河、大气降水补给；排泄方式以地面蒸发、地下径流为主。勘察期间为枯水期，测得场地内地下水稳定水位埋深7.80～8.30m，标高475.77～476.28m。根据区域水文地质资料，场地地下水位丰富、枯水期年变幅为2.00～3.00m。场区卵石层富水性和透水性均较好，属强透水层；上部的粉质粘土透水性较差，属弱透水层。场地地质环境类型为Ⅱ类，该场地卵石层渗透系数建议取值K＝25～30m/d。
根据四川省蜀通岩土工程有限公司提供的《岩土工程勘察报告》，可将场地各岩土层的岩性、物理力学指标归纳如下表所示：
地基土物理力学性质指标建议值表
选择施工工艺，确定施工顺序：
根据工程地质情况、建设区域抗震设防烈度、上部结构特点、荷载大小及性质、施工条件，经综合分析后选用预应力混凝土管桩。预应力混凝土管桩是作为建筑物的地基材料，使用管桩可以大幅度的降低做地基的成本，而且管桩的强度高，施工简便，单桩承载力高完全可以符合使用要求；
施工顺序(参考图1)：
A测放桩位
测量员利用轴线控制网和控制点，准确放出桩位。此过程施工员必须跟踪复核，并形成记录，工程结束后整理归档。
桩位测量放线的具体步骤如下：
A1.施工员根据设计图纸上的桩位的位置与控制点的相关系，计算出放样所需的各项数据，复核无误后进行施工放样。
A2.将全站仪架设在控制点上，利用前、后视点调整零度线，再利用极坐标法和已计算出的桩位数据进行准确放样。
A3.施工员放样结束后，再复核已放桩位，复核无误后方可进行施工。
A4.放样结束后，以工程桩位点为中心，用白灰按桩径大小画一个圆圈，以方便插桩和对中。
B打桩准备(选择桩锤、桩尖、桩架)
B1.桩锤的选择：选择桩锤时，必须充分考虑桩的形状、尺寸、重量、入土长度、结构形式以及土质气象等条件，并掌握各种锤的特性，桩锤的夯击能量必须克服桩的贯入度阻力，包括克服桩尖阻力，桩侧摩擦阻力和桩的回弹产生的能量损失等。如果桩锤的能量不能满足上述要求，则会引起桩头部的局部压曲，难以将桩送至设计标高。根据该工程试桩情况，桩端持力层为中风化泥岩层，试桩选用HD62型筒式柴油打桩锤，锤击体质量6.2t，锤体总质量15.0t，故本工程采用HD62型筒式柴油打桩锤。
B2.桩尖的选择：本工程桩尖采用十字型桩尖。
B3.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。该工程桩架选用步履式桩架，其最大特点是使用方便，运行为滚筒，对场地要求比较低。
B4.施工顺序：根据打桩施工区内的地质情况和基础几何形状，要合理选择打桩顺序，结合该场地实际情况，采取退打法施工。
B5.堆存吊运：管桩一般需设计两个支点，其吊点需符合位置要求，管桩堆存需使用木垫，管桩起吊运输中免受振动、冲撞，堆放层数不超过4层。
B6.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，对管桩两端清理干净，施焊面上有油漆杂物污染时，清刷干净。
C打桩阶段
C1.拉桩：拉桩时先从最下层开始拉，拉桩时注意检查桩管有无破损。
C2.插桩：桩打入过程中修正桩的角度较困难，因此就位时正确安放，第一节管桩插入地下时，要尽量保持位置方向正确，使桩身、桩帽和桩锤的中心线重合，并注意保持桩身垂直度偏差不得大于0.5％。开始时要轻轻打下，认真检查，若有偏差及时纠正，必要时要拔出重打，在正交方向设置两个吊线砣垂线进行观察校正，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。
C3.锤打：因地层较软，初打时可能下沉量较大，采取低提锤、轻打下，随着沉桩加深，沉速减慢，起锤高度可渐增。在整个打桩过程中，要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上，必要时将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心锤打，以免管桩受弯受损。打桩较难下沉时，要检查落锤有无倾斜偏心，特别是要检查桩垫桩帽是否合适，如果不合适，需要更换或补充桩垫。每根桩连续一次打完，不要中断，以免难以继续打下。
C4.接桩：接桩时要注意新接桩节要与原桩节的轴线一致，而施焊面上的泥土、油污、铁锤等要预先清刷干净，管桩焊接施工由有经验的焊工按照技术规程的要求认真进行。
C5.焊接操作：
C5.1焊口保洁：扫除净焊接接头30mm范围内的水份、铁锈、油脂、灰尘等物，直到露出金属光泽。
C5.2定位焊：定位焊缝与定位板的个数相同，长度为10～80mm沿圆周平均分部，定位板坡口焊，分两次满焊。
C5.3焊前焊工需做到：
C5.3.1焊条的外观品质及出厂日期要合乎要求。
C5.3.2焊机经调整能正常运行，且运行电压牢稳。
C5.4焊接工艺
C5.4.1采用端板式焊接接桩。当下节桩的桩头距底面0.6-0.8m左右时，开始进行接桩。先将焊接面清刷干净，再在下节桩头上安装导向箍引导就位，当PHC桩(预应力高强度混凝土管桩)对好后，对焊点焊4-6点加以固定，然后拆除导向箍。由2名电焊工手工对称施焊，施焊层数大于等于二层，内层焊渣必须清理干净后再焊下层，要保证焊缝饱满连续。
C5.4.2焊接时电流强度与所选用的焊机和焊条相般配，焊条采用规格5.0焊条。
C5.5.3焊好的焊接接头在自然冷却后才可继续沉桩，冷却时间不少于8分钟，严禁用水冷却或焊好后立即沉桩。
C6.送桩：管桩施工时，为了将管桩打到设计标高，需采用送桩器，送桩器采用钢板制作，长度为3m，设计送桩器的原则是打入阻力不能太大，容易拔出，能将冲击力有效的传到桩上，并能重复使用，送桩深度不超过2米，否则桩头容易被打碎，桩顶位移也大。
C7.收锤：收锤标准对打桩工程质量起着至关重要的作用，收锤标准的恰当可以满足设计要求的承载力，减少打桩破损率，保证桩身质量。收锤标准以到达的桩端持力层、最后贯入度或最后的沉桩锤击数为主要控制指标，桩端持力层作为定性控制，最后贯入度及最后1m沉桩锤击数作为定量指标。PHC桩总锤击数不超过2500锤，最后1m的锤击数不超过300锤，贯入度≤25mm/10击(贯入度单位)。在施工过程中，用水准仪进行观察有无浮桩现象，如有浮桩现象(沉装时挤土余地不足而产生挤土效，从而带动桩间土及桩向上移动)，必要时采取复打。
C8.在沉桩过程中如有以下情况暂停打桩，查明原因后再按处理方案施工：
C8.1.沉桩过程中桩的贯入度发生突变。
C8.2.桩头混凝土剥落、破碎。
C8.3.桩身突然倾斜、跑位。
C8.4.地面明显隆起、临桩上浮或桩位水平移位过大。
C8.5.贯入度或锤击数与试验成果明显不符。
C8.6.桩身回弹曲线不规则。
C9.裁桩：当承台基坑挖至设计标高时即可进行裁桩，裁桩位置以进入承台5cm为标准，在每根桩上抄出裁桩的平线。
C10.成果记录整理：打桩过程中，采取削减孔隙水压力和挤土效的技术措施，并控制沉桩速率，减小挤土效产生的不利影响。详细记录各种作业时的每打入1.0m的锤击数、桩的垂直度、位移、最后10击的平均贯入度。
D检测
9.1.管桩施工完成后质量检测内容包括下列几项：
9.1.1桩身垂直度；
9.1.2裁桩后的桩顶标高；
9.1.3桩顶平面位置；
9.1.4桩身的完整性；
9.1.5单桩承载力；
9.2.当管桩的桩顶设计标高与施工场地标高相近时，管桩的验收待管桩施工完毕后进行；当桩顶的设计标高低于施工场地标高时，待开挖到设计标高后进行验收。
9.3.管桩施工结束后，对桩身完整状况进行检查，并有具备专业资质的检测公司进行桩身完整性检测。
9.4.成桩桩身垂直度逐根检查，桩身垂直度允许偏差不大于1％；斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15％(倾斜角系桩的纵向中心线与铅垂线间夹角)。
9.5.裁桩后桩顶标高可用水准仪检测，桩顶的实际标高与设计标高的允许偏差为±10mm。
9.6.工程桩采用低变法：
9.6.1预制桩(含预应力管桩)完工后进行桩身完整性及单桩竖向承载力检测。
9.6.2先进行桩身完整性检测，根据完整性检测结果选择有代表性的桩进行单桩竖向承载力检测。
9.6.3桩身完整性检测采用低变法，抽检数量，抽取总桩数的10％，且不少于10根，每个承台不得少于1根。
9.6.4单桩竖向承载力检测符合如下规定：同一规格、同一持力层的基桩，对设计等级为甲级和乙级桩基抽取总桩数的1％且不少3根进行单桩竖向静载荷试验；对设计等级为丙级的桩基抽取总桩数的5％且不少于5根进行高变动力检测。
本实施例在施工中，管桩节长一般在13m以内，桩身又有预应力，起吊时用特制的吊钩勾住管桩的两端就可以方便地吊起来。接桩采用电焊法，若采用两个电焊工一起工作，Φ500的管桩，一个接头约20分钟左右就可以焊好。施工前期准备时间短，PHC桩从生产到使用的最短时间只需3-4天；施工速度快，本工程一栋6千m2建筑面积的建筑，20天左右便沉完桩；检测时间短，2-3个星期便可测试检查完毕，效率非常高，大大缩短工期。
Claims (1)
1.一种预应力混凝土管桩施工方法，其步骤为：
分析工程地质条件，测放桩位，选择桩锤、桩尖、桩架，桩架就位，底桩就位，锤击沉桩、接桩循环进行，收锤，检测；
其特征在于，采用端板式焊接接桩，当下节桩的桩头距底面0.6-0.8m时，开始进行接桩，接桩时，在下节桩头上安装导向箍引导上节桩就位，对焊接点对称施焊，施焊层数大于等于2层，扫除净焊接接头30mm范围内的水份、铁锈、油脂、灰尘，直到露出金属光泽，定位焊缝与定位板的个数相同，长度为10～80mm沿圆周平均分部，定位板坡口焊，分两次满焊；在导向箍引导接桩对位后，对焊点焊4-6点加以固定，然后拆除导向箍；焊好的焊接接头进行自然冷却，冷却时间8-10分钟；预应力混凝土管桩总锤击数小于等于2500锤；打桩过程中，最后1m的锤击数小于等于300锤，贯入度小于等于25mm/10击；检测时，第一节管桩插入地下时，桩身、桩帽和桩锤的中心线重合，桩身垂直度偏差小于等于0.5%，在正交方向设置两个吊线砣垂线进行观察校正，使桩机导架保持垂直，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整；所述桩架为步履式桩架；检测时，抽取总桩数的10%，且不少于10根，每个承台不得少于1根；检测时，成桩桩身垂直度偏差小于等于1%，详细记录各种作业时每打入1.0m的锤击数、桩的垂直度、位移、最后10击的平均贯入度，成桩桩身垂直度逐根检查，桩身垂直度允许偏差不大于1%；斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15%；施工中用水准仪进行观察有无浮桩现象，出现浮桩现象时，用贯入度≤25mm/10击复打；测放桩位时，施工员根据设计图纸上的桩位的位置与控制点的相关关系，计算出放样所需的各项数据，复核无误后进行施工放样，将全站仪架设在控制点上，利用前、后视点调整零度线，再利用极坐标法和已计算出的桩位数据进行准确放样，施工员放样结束后，再复核已放桩位，复核无误后进行施工，放样结束后，以工程桩位点为中心，用白灰按桩径大小画一个圆圈，以方便插桩和对中；所述桩尖为十字型桩尖，所述桩锤为HD62型筒式柴油打桩锤，锤击体质量6.2t，锤体总质量15.0t；管桩节长控制在13m以内，直径Φ500mm。
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