PHC管桩基础施工工艺探析.doc

PHC管桩基础施工工艺探析摘要PHC管桩是预应力高强度混凝土管桩的简称由于其承载力强性能优良质量可靠施工快捷价格低廉等优点受到了广大建筑工程工作者的青睐特别是在桩基础工程中应用的较为广泛但由于基础工程的复杂性致使PHC管桩在具体基础施工过程中难以控制对其施工工艺的探讨就显得尤为重要文章主要针对PHC管桩基础施工工艺结合相关实例进行探讨进一步规范施工工艺保证基础工程的施工质量关键词PHC管桩施工工艺基础工程1引言预应力混凝土管桩是采用工厂化生产的一种等截面空心圆筒型的混疑土预制构件根据混凝土强度及壁厚分为PCPHC高强PTC薄壁3种类型其中以PHC管桩应用最为广泛PHC管桩施工工艺主要有锤击法和静压法两种近几年来随着大吨位8000kN的液压压桩机的问世和静压沉桩施工工艺的完善静压法正在逐步取代锤击法施工工艺PHC管桩的应用主要具有以下优点1质量可靠单桩承载力高2施工速度快建设周期短3施工污染少安全环保4适应性能好应用较广泛5造价低材料损耗小虽说PHC管桩的使用具有众多的优点但还是具有一定的适用范围需要选择性的利用PHC管桩比较适用于基岩埋藏深强风化的岩层或风化残积土层厚的地质条件管桩的持力层一般选在强风化岩层中通常当桩尖进入强风化岩层12m时即可满足设计承载力的要求同时沉降量可与冲钻孔灌注桩接近可用于抗震设防烈度小于9度的地区若施工时采用液压方法可用于城市建筑密集区的基础施工适用于对噪音控制较为严格的施工地点根据福建省建筑结构设计暂行规定附件结合相关工作实践笔者总结分析出PHC管桩不适用的情况包括以下几个方面1对钢结构和混凝土有强腐蚀性的场地2地下室或承台周边存在中等或严重液化土层的场地3地下存在坚硬的隔层石灰岩孤石和障碍物的地区4地层中土质从软弱变到坚硬的地区即所谓的上软下硬软硬突变地区5建筑结构无地下室半地下室且在承台周边存在软弱土层结构高度超过28m10层以上的建筑6桩端持力层为中微风化岩碎块状强风化岩密实的碎卵石层且桩端持力层以上土层均为淤泥质土层淤泥层等软弱土层7锤击方法不能用于城市中的建筑密集区8当挤土效应所带来的影响大到可以改变地基受力时或挤土效应对地下管线可产生不利影响时管桩也不宜使用对于管桩的适用情况和不宜使用的情况只需设计人员很好地了解PHC管桩的工程性质同时设计单位在设计时认真分析地质勘查报告即可避免施工中出现不必要的问题对于具体的PHC管桩基础施工工艺文章通过以下实例进行分析探讨2工程概况该工程位于福建省福州市鼓楼区性质为办公综合楼总建筑面积约22000m2地下一层地下室面积4500m2地上16层建筑高度70m整个建筑为钢筋砼框剪结构抗震设防烈度为7度通过对该建筑地质状况的分析并结合上文PHC管桩的优点及适用范围决定采用静压法PHC管桩进行该综合楼的基础处理3施工方案1施工程序根据先地上后地下的基础施工原则本基础分部工程施工顺序为试桩施工放线验线无误桩机就位吊桩对位校正往下施工循环施工竣工验收2确定压桩顺序主要根据场地的地形地质桩基的设计布局密集程度以及桩机移动方便等因素来决定参照以下几个原则建筑面积较大桩数较多时可将基桩分为数段沉桩在各段范围内分别进行对多桩台应避免白外向内或从周边向中心进行应由中央向两边或从中心向外进行在施工时应避免沿单一方向进行以免土体向一边挤压造成挤密程度不均若管桩较密集且一侧靠近建筑物时应从毗邻建筑物的一侧开始由近向远进行施工4静压法PHC管桩施工工艺41施工准备工作411试桩按照福建省建筑结构设计暂行规定附件及建筑桩基技术规范单桩竖向抗压静载荷试验中有关标准采用慢速维持荷载法进行试桩并拟好试桩报告412绘制配桩图组织施工管理人员认真熟悉地质资料设计部门提供的桩基基础资料并结合试桩报告绘制出配桩图能进一步明确施工过程中的定桩打桩收锤等工序避免造成过多的接桩及截桩现象能有效提高管理效率413PHC管桩的进场验收管桩的规格质量必须符合设计要求和施工规范的规定并应有出厂合格证明桩在堆放吊运过程中应严格按照福建省建筑结构设计暂行规定附件及建筑桩基技术规范有关要求执行发现桩开裂超过有关验收规定时不得使用桩龄期和强度达不到设计要求时不得使用检查桩身是否粘皮麻面内外表面是否露筋表面是否有裂缝是否断头脱头桩套箍是否凹陷表面混凝土是否坍落等情况不符合管桩规范要求的责令厂家退回414桩机的选择一般情况下桩机的压桩力应以单桩竖向承载力标准值的1215倍取值应该根据本工程的地质资料和设计的单桩承载力的要求来选择桩机静压桩机选型可参照表面1桩机机架应坚固稳定并有足够刚度沉桩时不产生颤动位移桩机的夹具选择长夹具保证压桩时桩身侧压应力较小且更易控制桩身垂直度压桩速度18mmin桩机的压力仪表按规定送检以确保夹桩及压力控制准确送桩杆的长度根据压桩机和送桩长度确定应考虑施工中有超深送桩送桩一般按理论送桩长度加3m选用10m和12m的送桩杆表1静压桩机选型参照表最大压桩力kNl600180024002800300036004000460050006000最小桩径mm300300400400500最大桩径mm400500500500600单桩极限承载力kN1000200017003000210038002800460035005500桩端持力层中密密实的砂土层硬塑坚硬的粘性土层残积土层密实的砂土层坚硬的粘性土层全风化岩密实的砂土层坚硬的粘性土层全风化岩密实的砂土层坚硬的粘性土层全风化岩强风化岩密实的砂土层坚硬的粘性土层全风化岩强风化岩415施工场地1施工场地地基承载力不应小于压桩机接地压强的12倍且场地应平整排水应畅通平整后的坡度应在10以内2打桩前应具备完备的地质勘察资料及工程附近管线建筑物构筑物和其他公共设施的构造情况施工场地下的旧建筑物基础1日建筑物的混凝土地坪在施工前应予以彻底清除必要时须做好管线的保护工作3施工场地的动力供应应与所选用的桩机机型数量的动力需求相匹配其供电电缆应完好4检查建筑场所和邻近的高压电缆通讯线路是否会影响打桩必要时须做好管线的保护工作5场地的边界与周边建构筑物的距离应满足桩机最小工作半径的要求且对建构筑物应有相应的保护措施416测量放样与定桩位1认真做好轴线的引测工作现场必须设置两个以上的轴线控制点用砼保护好并引测到固定构筑物上经监理复核检查合格2桩位放样根据实际打桩线路图按施工区域划分测量定位控制网一般一个区域内根据每天施工进度放样1020个桩位在桩位中心点地面上插入一支约3040cm长的钢筋头或小竹片桩并用红油漆作好记号并以工程桩位为中心用白灰按直径大小画一圆圈以方便插桩和对中桩位放样经自检合格后应请监理工程师进行复核检查合格3布置周边沉降观测点4测量仪器应有相应的检定证明文件42静压法PHC管桩压桩施工工艺421底桩定位虽然在放线与定桩位时已经核查过但在桩机行进打桩成桩过程中往往会不可避免的造成偏离原定的桩位从而导致成桩的偏位因些建议在每个桩位处用石灰或贝灰以原定的桩心为圆心以该桩径为直径画一个圆圈压底桩时以此圆圈为准控制桩不偏离该圆圈并且每次对桩点前用全站仪复核使成桩的偏位尺可能减小桩中心位移容许偏差05422桩身垂直度的控制第一节管桩起吊就位插入地面的垂直度偏差不得于05桩长并用经纬仪校正保证桩入土时垂直必要时拔出重插在桩机上悬挂一吊有重锤的绳线开机员以此为准控制一个方向的垂直度在垂直于桩与此绳连接线的地方即另一正交方向另设一吊重锤的绳线视线要通透以这两条线来控制桩的垂直度当桩在两个方向都垂直的情况下方可压桩而且在压桩过程中要经常检查桩身垂直度桩沉入一定深度发生严重倾斜时不宜采用移机架方法来校正423接桩及焊缝控制接桩前应保证上下两节桩的顺直而且两桩桩心的错位偏差不宜大于2mm宜设置接桩导向箍管桩施工中主要采用焊接接桩法在焊接前应该把两节桩的端头板用钢刷清刷干净直至坡口露出金属光泽而且应该保证上节桩已经垂直后方能焊接焊接时最好两个焊工同时进行先在坡口圆周上对称点焊46点焊接层数不少于两层每层焊渣必须清理干净保证焊缝连续饱满自然冷却约810min严禁用水冷却或焊完即压防止高温的焊缝遇水变脆而被压坏424桩身挤土效应控制合理安排打桩顺序控制成桩速率每天沉入桩数越多超空隙水压力越大土的扰动愈严重土的向上负摩阻力越大如不加控制会造成士体的较大侧向位移和隆起造成桩的挤断或上浮设置砂井排水在饱和软土中沉桩时会产生很大的超空隙水压力砂井可促使空隙水压力很快消散原位预钻孔取土可以减轻桩的挤土效应通常钻孔直径比沉入桩身径小50100mm425终压标准及终压的控制正式压桩前根据不同的桩机需分别对不同的桩型进行试压桩确定压桩的终压技术参数为以压桩力为主要控制指标有效桩长为参考参数根据桩机类型终压分持荷复压和非持荷复压终压值一般由设计确定大于21m的桩以桩长控制对于1421m长的桩密实砂土持力层时应以终压力达182倍的设计荷载为终压控制条件稳压不少于3次每次1min对于长度小于14m的桩粘土持力层时应以终压力为终压控制条件宜连续多次复压特别是桩长小于8m的桩连续复压的次数应适当增加426桩机沉陷失隐的预防施工时一般要求场地碾压平整地基承载力不宜低于100kPa以保证桩机的移动稳定不倾斜雨季施工时采取有效的防水和排水措施防止施工场地内积水若以上方法均不能满足施工要求可采用铺设路基箱板的方法5质量检查高强砼预应力管桩质量必须符合JGJ942008及福建省建筑结构设计暂行规定附件设计要求及施工规范的有关规定并有出厂合格证打桩的标高或贯入度桩的接头节点处理桩位及垂直度检查必须符合设计要求和施工规范的规定桩基完成后由监理单位组织设计院质监站甲方及施工方确认静载试验以及动测的数量和桩号在15d后进行静载试验和动测工作1承载力的检测打桩结束以后按桩基规范要求随机抽检1且不少于3根桩进行单桩静载荷试验以确定单桩竖向承载力极限值本工程共抽检9根工程桩包括进行抗拔试验的3根抗拔桩在最大的试验荷载作用下桩顶沉降值均没有超过桩基规范的要求桩基全部满足设计要求2桩身质量检测桩身质量采用小应变动力检测方法按规范规定抽检不少于20且不少于10根本工程随机抽检99根检测结果表明桩身质量满足设计要求I类桩占889以上类桩111无类类桩检测结果均符合设计及规范要求3桩偏位检测完工后对桩位逐一进行量测最大桩偏位90mm均符合设计和施工验收规范要求4沉降观测建筑物的沉降观测随建筑物施工进度分别进行监控竣工验收前观测的最大沉降量沉降差及沉降速度均在规范规定范围之内满足设计要求6结语桩基础质量的保证前提是严密的施工组织与施工工艺文章提出的PHC管桩基础施工工艺可供同行参考文章只是结合笔者的观点进行简要简述在具体的设计及施工过程中还需要施工经验及知识的积累以便良好的应用PHC管桩并有效的控制施工近程和施工质量参考文献1JGJ942008建筑桩基技术规范S2徐至军李智宇预应力混凝土管桩设计与施工M北京机械工业出版社2005