寒冷冻土地区静压桩施工工艺.docx

1寒冷冻土地区静压桩施工工艺工法第二工程有限公司杨伟才前言工艺工法概况预应力混凝土管桩是一种打入土中长细比很大的管状细长构件静压桩就是利用静力压桩机械将预应力高强混凝土管桩简称桩压入土层中的一种桩基础施工方法静压管桩具有多方面的优越性特别是在东北地区这种冬季较长的地区可以进行冬季施工创造了良好的社会效益和经济效益工艺原理静力压桩法在桩压入过程中以桩机本身的重量包括配重作为反作用力来克服压桩过程中的桩侧摩阻力和桩端阻力当桩在垂直静压力作用下沉入土中时桩周土体发生急速而激励的挤压土中孔隙水压力急剧上升土的抗剪强度大大降低此时桩身很容易下沉压桩结束后随着时间的延续桩周土体孔隙水压力逐渐消散土体发生固结土体的抗剪强度逐渐恢复并可能超过原来的强度桩侧摩阻力随之逐步恢复和提高从而使桩获得真正的承载能力工艺工法特点预应力管桩能较好地适应各种软弱地质条件及荷载情况桩端持力层可以取中密密实的砂性土层硬塑坚硬的粘性土层全风化岩层甚至强风化岩层不易偏心沉桩桩身质量可靠强度高穿透力强抗腐蚀性强节约材料施工工效高施工质量易控制造价低施工过程无噪音无振动无污染无冲击力可减少打桩振动对地基邻近建筑物道路管线等影响适用范围适用于严寒地区地质条件为一般黏性土及填土淤泥和淤泥质土粉土非自重湿陷性黄土等土层提高建构筑物的基础承载力主要引用标准2城市污水处理厂工程质量验收规范建筑地基基础工程施工质量验收规范静压预应力混凝土管桩基础技术规程建筑基桩检测技术规范建筑工程施工质量验收统一标准施工方法管桩静压法沉桩工艺原理在桩机就位后利用适合吨位的吊车或压桩机自带的起吊设施吊起管桩进行喂桩通过静压桩机中心的夹具对桩进行夹抱调整垂直后进行施压施压时静压桩机机身通过油缸支持安装在大小步履上的小车小车在大小步履轨道上由油缸控制运动抱压桩时借助自重及配重以液压互联动力系统方式通过夹头相交压力施加压桩力管桩在自重及配重静压力作用下逐渐将压入地基土中然后通过焊接将上下两节管桩连接实现接长并通过送桩器将桩顶送到设计标高的一种成桩工艺工艺流程及操作要点施工工艺流程管桩施工工艺流程见图3图管桩施工工艺流程图操作要点技术准备认真熟悉设计图纸做好图纸会审工作及时解决疑难问题按施工要求及有关规范规定做好施压管桩前的准备工作认真阅读工程地质勘察报告了解工程地质情况计算施压管桩的配桩长度做好管桩预购计划工作目测现场实际情况做好现场场地桩机行走方便的有关工作确定桩机施工顺序及桩机行走路线做好施工前的技术交底及安全交底工作建立工程交接班制度制定工程质量目标和安全措施确保施工有序安全地进行本项目场区层由第四系全新统人工填土层第四系中更新统冲洪积粘性土和砂土白垩纪泥岩组成地质情况按照既有厂区地址勘查报告进行设计4据设计要求和业主交接的坐标点对建筑物坐标进行基础放样轴线定位的施测工作依照地质资料的钻孔号编制设计图纸的桩号顺序并根据实际情况编制经审核后方可组织施工进场的施工机械设备应符合设计规范及现场的施工技术要求和环境要求如有关桩机型号满载重量冲程等技术要求和桩机燥音对环境的影响等都必须满足现场施工的要求并报请监理单位检查确认进场的材料必须符合设计要求及有关规范的规定施工前应先行采购联系好并根据地质资料报告做好管桩的桩长配制工作使预制厂生产的成品桩能够满足施工中的要求管桩入场前必须具备出厂合格证检验报告及生产厂家资质证明桩尖必须有出厂合格证及钢材质量证明书接桩采用的焊条等材质规格应符合设计要求并具有焊条出厂合格证施工现场供水供电道路排水临设等应满足施工要求并有足够的防火安全用电保护措施及防燥音环境保护措施根据现场目测场地较为平整为了能满足桩机施压将较松软的地块回填砖碴压实以便满足桩机施工行走试桩为了选择合理的施工方法和施工机具决定桩的入土深度使桩有足够的承载能力为一系列沉桩施工提供准确的现场数据使管桩施工满足设计要求进行试桩试桩过程中使用的各种测量仪器在使用前应进行校验验证设计采用管桩品种规格型号的可行性选择与设计桩身长度规格相同的预应力管桩进行试桩进入强风化岩验证地质勘查报告的准确性首先试压桩的规格长度及地质条件应具有代表性试压桩选在地质勘查技术孔附近试压前应在桩身上划出以为单位的长度标记并按从下自上顺序表明桩的长度以便观察桩的入土深度记录该深度的压力值并做好试桩记录判断桩如持力层的压力标准根据建筑桩基技术规范要求桩端承载力进入持力层深度5不小于所以必须对桩端进入持力层瞬间进行准确判断以保证桩端进入持力层足够的深度桩端是否进入持力层瞬间可根据三方面进行判断根据地质勘察报告管桩入土深度与地质报告基本吻合进入持力层压桩力短时间内突变表明进入持力层压力表显示压桩力达到该持力层所应有的承载力标准按试桩记录表显示压桩力在短时间内压桩反力发生突变一分钟内由上升至这时管桩入土深度为米与地质勘察报告显示持力层位置基本相符故可以断定管桩穿透第层强风化泥岩后压力达按设计以倍即作为判断管桩进入持力层的压力标准确定管桩进入持力层深度控制标准当压桩力达到时确定管桩以进入持力层进入持力层后进行送桩进入持力层深度以送桩长度为准选择持荷方案确定持荷力持荷时间持荷沉降量采用静压桩法沉桩达到压桩力要求以后必须持荷稳定若不能稳定必须再持荷一直到持荷稳定为止考虑仪表精度读表误差安全保证等因素持荷力取稍大于桩的竖向承载力特征值的倍可采用两种方法持荷持荷分钟二次持荷每次分钟间隔分钟稳定标准为压力值不降低桩身基本无沉降持荷力选用确定配桩方案根据管桩的生产条件施工条件及运输条件确定减少接桩考虑可行性和经济性选用规格管桩测量放线坐标控制点高程控制点及建筑物场地内的轴线控制点均设置在打桩施工影响区域之外距离群桩的边缘不少于米并及时定期进行校核据提供的测量基准点用经纬仪放出各轴线由专职测量员定出桩位桩位施放误差不得大于桩中心插上钢筋或竹签周围撒上白灰线作标志便于打桩时桩位的查找6每根桩施工前均用经纬仪进行复测桩位中心相对于中间倒点的误差不大于相对于行列线的误差不大于并请监理人员检查验收合格后方可转入下道工序施工施工过程中对测量控制点定期核对每天不少于一次施工过程中对桩位随时检查修正桩位确保桩位准确无误施工区附近设个以上不受打桩影响的水准点以便控制送桩时桩顶标高每根桩送桩后均须作标高记录桩机就位静力压桩机移至桩位处顶升牛腿油缸使底盘处于水平状态以导向压桩架为准用垂球对准桩位并调整桩体垂直度插桩管桩起吊就位将吊索套在桩端为桩长处单点起吊由桩机自带吊臂运送至桩机前并喂入桩机夹持器内操纵夹持横梁内的四个夹持油缸作夹持动作夹紧桩管启动压桩油缸将桩压入土中后用双向经纬仪校正桩身垂直度压桩主油缸作伸程动作当油缸达到最大行程后夹持油缸主油缸回程重复上述夹持伸程动作将桩逐渐压入土中沉桩时桩身应垂直垂直度偏差不得超过距桩机不受影响范围内成方向设置经纬仪各一台控制校准垂直度压桩应连续进行当压桩力已达到控制终压值时应随即进行稳压稳压不少于次每测定其最后各次稳压时的贯入度接桩当下节桩压到露出地表左右时应接上节桩接桩前先将下节桩顶清洗干净加上定位板然后把上节桩吊放在下节桩端板上将上下桩段接直上焊条采用焊缝必须连续饱满质量不低于二级焊缝自检合格并经监理人员验收后方可继续压柱接桩采用台电焊机同时分层对称焊接上下桩中心线的偏差不大于7节点弯曲矢高不得大于桩段的送桩一根桩原则上应一次压入中途不得人为停顿确需停压时亦应尽量缩短压桩时间压桩至送桩的间隔亦不宜过长必须连续完成整根桩的施工以防停顿时间过长造成桩周土固结而出现压桩困难或不能压入送桩时预先算好送桩深度在送桩器上作出明显标志用水准仪严格控制以保证桩顶标高准确桩顶标高允许偏差为终止压桩根据设计桩端阻力特征预估值计单桩竖向抗压承载力特征预估值结合岩土工程勘察报告确定的大致范围施工中实际桩长以终压值倍即与预估桩长进行双控桩体施工允许偏差如表表桩体施工允许偏差序号项目允许偏差桩身垂直度截桩后的桩顶标高桩顶平面柱下单桩单排或双排条型桩基垂直于条形桩基纵向轴的桩平行于条形桩基纵向轴的桩承台桩数为根的桩承台桩数为根的桩周边桩中间桩或两者中较大者承台桩数多于根的桩最外边的桩中间桩劳动力组织预制管桩施工劳动力组织见表8表施工劳动力组织表序号工种数量备注管理人员人负责现场施工组织技术人员人负责施工记录过程分析及质量控制机械操作人员人按个工作日配置电工修理工人电焊工人接桩其他工人人主要机械设备主要机械设备配置见表表主要机械设备配置表设备名称型号功率生产能力数量抱压式液压压桩机良好电焊机良好水泵良好配套系列设备水准仪全站仪各一套质量控制易出现的质量问题因存在冰冻土层易造成断桩及桩的偏斜东北地区冬季降雪量较大管桩的定位点寻找困难气温低桩的焊接质量不易保证气温特别低时液压油易凝固保证措施第一合理设计设计管桩基础时应根据现场实际情况详细分析地质资料和勘察周边环境采用最合适的桩距第二合理安排施工顺序应坚持先中间后四周的对称施工方法且先施工承载力较大或较长的桩第三取土引孔法当施工中发现基桩难以压入时应立即采取措施最有效的方法时取土引孔压桩法但应注意以下几点在压缩性较差的土体中施工引孔孔径应比桩径小引孔深度既要考虑土层性质又要注意估计实际压入桩长以保证不会因为引孔过深过大而减弱9桩的端承力和摩阻力一般控制在桩长的引孔时应合理组织施工做到随引孔随压桩不能让空孔暴露时间过长以免地下水渗入孔内硬气榻孔或地下水泡软桩端土层使桩端土承载力降低第四局部融化冻土利用东北地区种植庄稼的大量冬储秸秆燃烧所释放的热量融化冻土层然后清理灰烬桩机就位开始压桩静压桩在施工之前定位点应选取颜色反差较大的材料做出标识桩接长焊接时一方面要做好防护措施应有挡风保温围挡结构环境温度低于不易施焊焊后未冷却的接头严禁碰到冰雪另一方面采用工人轮换作业制提高工人的操作水平使工人处在最好的工作状态最大限度地减少不必要的时间损失为使静压桩机处于正常的工作状态首先应做好主机的保温工作选取操作室内配有电暖器的桩机不工作时开启电暖器可以使得下次工作时桩机比较容易启动其次在开始压桩前提前开动桩机使桩机预热压桩时就可以正常工作最后采用加有防冻液的液压油可以减少液压油的凝固程度安全控制主要安全风险分析预制打入桩施工的主要风险源有高空作业物体打击机械伤害等保证措施组织措施坚持执行施工前的安全技术交底会议制度定期召开安全工作会议开展安全活动认真执行安全规程和操作要求严禁违章作业杜绝各类事故发生每天记录安全日记用电措施所用配电箱采用建设部规定的建筑施工统一的配电箱实行一机一闸一漏一箱一锁主要电缆沿四周围墙架空安设主要配电箱均作接地以防止感应电伤人照明线路不能与动力线路混用桩机使用的电缆必须严格检查不能使用绝缘性能差的或有破损的电缆10电器检修时必须断电操作严禁带电操作并挂下警示牌桩机移位时须有专人指挥专人照看电缆防止电缆压坏损伤移动电器修理电器由专业电工进行非专业人员严禁操作防火措施钻机食堂宿舍及材料仓库均设置灭火器施工现场禁止明火禁止用电炉电热棒烧开水桩工机械运输安全合理选用运输车辆装车堆放要捆牢避免超高超宽装卸要明确分工统一指挥吊卸所用索具要经常检查如有问题应立即更换或妥善处理起吊物件时应遵守安全操作规程要环视四周不得碰撞装拆桩工机械安全工作前班机长应进行安全交底装拆前应详细检查各部机件是否安全可靠安拆机架时底盘应放在平坦坚实的地面上重大机件应运到距机身范围内避免斜拉高空作业要挂安全带地面作业要戴安全帽打桩作业安全作业前工长要向班组进行全面交底并有交底手续各个工序均应遵守安全操作规程班机长作业前要明确分工统一信号统一指挥起吊桩构件不得碰撞吊物下不得有人穿行作业人员禁止酗酒操作时精神要集中发现异常应立即停机遇有恶劣气候按规定停止作业打桩作业时不得进行维修保养所有电器非电工人员不得乱动以防触电打桩作业停止时应立即切断电源桩机停放在合适的位置新工人进场要进行安全教育安全人员应经常到现场检查发现不安全因素及时解决11环保措施加强对现场职工进行文明施工与环境保护意识教育保持良好的施工环境和施工秩序加强现场管理各种建材及周转材料及半成品合理安置整齐堆放现场悬挂各种施工标志牌安全警示牌等各项管理管理制度操作规程张贴上墙展示清楚建立防火责任制和防火管理制度重点部位配备合适的灭火器材运输车辆采取遮盖措施防止遗留杨尘出场车辆冲洗干净不得带泥上路做好设备维修保养尽量降低设备工作噪声现场施工人员不得高声喊叫敲打各类金属器具严格控制人为噪声安排好施工人员食宿洗澡等生活设施加强食堂和生活区的管理保障饮食卫生和生活环境卫生生活设施要符合卫生部门的要求生活废水废渣集中堆放不得污染周围水体及环境卫生管桩堆放场地应坚实平整并有排水措施堆放时按规格长度分类堆放应用实例工程简介长春市北郊污水处理厂扩建及提标改造工程位于长春市环城北路北郊污泥处理厂两侧原污水处理厂现有规模为实际运行出水水质满足国家一级排放标准新建污水处理厂经改扩建后处理能力达到原规划规模及污水经深度处理后出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准的一级标准污水进厂后经三级处理设施后直接排放入伊通河建筑物基础采用静压预应力混凝土管桩采用桩型为桩端持力层为第层强风化泥岩桩端阻力特征值预估计单桩竖向抗压承载力特正值预估设计桩长预估值为设计桩长预估值为根据岩土工程勘察报告确定的大致范围施工中实际桩长应以终压值倍即控制并应根据土层变化的实际情况作出相应调整基础形式为桩基础桩基形式采用预应力预制管桩桩端持力层设置在可塑硬可塑状的粉质粘土层上按度抗震设防设12计地基基础设计等级为乙级结构设计使用年限年施工情况根据现场实际情况采用静压法施工管桩节长为桩身为预制起吊时用特制的吊钩勾住管桩便可方便起吊由于管桩搭配灵活成桩长度可长可短不象沉管灌注桩受施工机械的限制也不象人工挖孔桩那样成桩长度受地质条件限制工程结果评价我项目使用的型混凝土预制管桩可打入密实的砂层及强风化层桩尖进入强风化层或密实砂层后经过强烈的挤压桩尖附近的强风化层或密实砂层已不是原始状态桩端承载力可比原状提高所以管桩承载力设计值要比同样直径的沉管灌注桩或钻孔桩高管桩施工速度快工期短主要表现在以下四个方面施工前期准备时间短桩当天可以进场施工速度快冬季施工每台桩机每台班可压桩根正常施工为根检测时间短个星期便可测试检查完毕受温度影响较小我项目施工期内当时最低温度达建设效果及施工图片13图静压预应力混凝土管桩施工图焊接前检查14图压桩后效果