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1、 平顶山工业职业技术学院高强预应力混凝土管桩液压法的施工 专 业 建筑工程技术 学 号 20112002981 学生姓名 张 冰 指导教师 完成日期 2013年 11月24日摘 要 高强度预应力混凝土管桩代号为PHC(简称PHC管桩),是采用先张预应力离心成型工艺,并经由1MPa、180摆布的蒸汽养护,制成一种空心圆筒形混凝土预制构建。因为其自身具有单桩承载力高、应用规模广、沉桩质量靠得住、工程造价相对廉价、机械化施工水平高、施工质量有保证等利益,而普遍应用于衡宇建筑和桥梁、码优等工程中。但持久以来,预应力混凝土桩基在施工时,采用的是用柴油锤击入桩,其不仅噪音年夜,还伴有浓烟油污,不合适情形和
2、文明施工的要求。在这样的情形下,采用液压法压桩,其既无噪声也对情形无任何污染,迅速庖代了锤击入桩法。关键词：预应力混凝土管桩 液压法 试验 质量控制目 录1 绪论11.1 预应力混凝土管桩1 1.1.1 概述11.2 预应力混凝土管桩的质量检验与实验1 1.2.1 静载试验法1 1.2.2 动测试验法2 1.2.3 高应变试验法22 压桩前的准备工作22.1 施工队资质审查22.2 桩基的选择22.3 施工放线与定桩位22.4 桩尖桩身质量检查23 液压入桩的施工方法33.1 施工程序33.2 施工要点33.3 沉桩线路的选定43.4 管桩与承台的连接方式44 压桩施工操作步骤详述44.1 场
3、地平整4 4.1.1 测量定位4 4.1.2 预应力管桩的成品检查5 4.1.3 检查设备5 4.1.4 探桩5 4.1.5 吊桩插桩54.2 压桩5 4.2.1 送桩5 4.2.2 压桩垂直保证措施65 结论与展望6 参考文献7平顶山工业职业技术学院1 绪论1.1 预应力混凝土管桩1.1.1 概述高强度预应力混凝土管桩已被推广应用于房屋建筑和桥梁、码头等工程中。软土地基广泛采用预制桩基础，用柴油锤击入桩时噪声大且拌有浓烟油污，尤其在市区中心和居民区内的施工中，有悖于环境和文明施工要求。以液压法压入式施工桩工艺替代锤击，既无噪声也对环境无任何污染，具有广泛的应用前景。1.2 预应力混凝土管桩的
4、质量检验与实验桩的质量检验液压法压桩同锤击法沉桩，但可利用静力压桩机作反力平衡装置进行桩的静载试验，可省去设置锚桩和反力梁等。为了保证工程的质量，必须分阶段进行单桩承载力的静载和动测试验。 1.2.1 静载试验法 管桩的单桩竖向抗压静载试验是静载试验法的一种,其主要是通过模拟实际荷载情况,采用油压千斤顶加载,得出一系列关系曲线,最后综合评定确定单桩的极限承载力。其千斤顶的加载反力装置有以下几种方法: (1)锚桩横梁反力装置:由4根锚桩、主梁、次梁、油压千斤顶以及测量仪表等组成。锚桩、反力梁装置能提供的反力应不小于预估最大试验荷载的1.2倍1.5倍。 (2)压重平台反力装置:由支墩、钢横梁、钢锭
5、、油压千斤顶及测量仪表等组成。压重量不得少于预估试桩破坏荷载的1.2倍;压重应在试验开始前一次加上,并均匀稳固的放置于平台上。 (3)锚桩压重联合反力装置:当试桩最大加载量超过锚桩的抗拔能力时,横梁上放置或悬挂一定重物,由锚桩和重物共同承受千斤顶加压的反力。 但需注意一点,静载试验应在管桩的桩身与土体的结合达到设计要求的前提下方能进行。如砂类土的管桩,不应少于7 d;粉土和黏性土的,不应少于15 d;淤泥或淤泥质土的,不应少于25 d。 1.2.2 动测试验法动测试验法，又称动力无损检测法，是检测桩基承载力及桩身质量的一项新技术。高应变动力测试法，也是作为静载试验的补充。采用PDA打桩分析仪桩
6、基测试方法，是利用重锤锤击桩头使桩头产生一个永久性位移而得出桩的极限承载力和桩身结构完整资料。1.2.3 高应变试验法高应变试验是动测法的一种,作为静载试验的补充。其是利用一定重量的重锤,在一定落距下冲击桩顶,使桩产生一定贯入度而测出单桩竖向承载力。高应变试验应在静载试验结束7 d后进行,其先在距桩顶一定距离处安装环形应变传感器和加速度传感器,然后垂直对中桩轴心,自由落下重锤锤击桩顶,使桩周土在冲击荷载下产生塑形变形,通过PDA接收、调制、A/D转换和运算,得到CASE法实测结果。在CASE测试基础上,运用实测曲线拟合法进行拟合分析,经过多次循环直到最终获得满意的拟合结果。 2 压桩前的准备工
7、作2.1施工队资质审查 在压桩前应审查:施工队的技术力量和压桩水平;审查施工组织设计、施工压桩路线、施工进度计划,评价其可行性;审查施工技术员、焊工、记录员及开机员等是否都具备相应技术资格证和上岗证。 2.2桩机的选择 在压桩前,应根据具体工程的地质材料和设计的单桩承载力要求等,准确配备足额重量和选用相应的液压桩机。一般情况下,桩机的压桩力应不小于单桩竖向极限承载力标准值的1.2倍。 2.3施工放线与定桩位 压桩前,项目管理人员应对已定好的轴线位进行复核,根据建筑物与结构桩位图逐位校核,确保放线和桩位的准确性,且符合管桩的规范要求。 2.4桩尖、桩身质量检查 首先应严格按照有关规范和设计图纸要
8、求对所有进场的桩尖进行测量,不满足设计和管桩规范要求的应及时更换。其次,应测量所有进场管桩的外径、壁厚、桩身、长度、桩身弯曲度等有关尺寸,及其偏差应符合规范中的规定:桩段长度L,0.7 %L-5 %L;端部倾斜0.5 %D;外径D600 mm;壁厚不小于设计壁厚;保护层厚度5 mm;桩身弯曲度L/1 000;桩端板外径0 mm-1 mm;内径2 mm;厚度正偏差不限,负偏差为0。最后,应仔细检查桩身的外观质量,如检查其是否粘皮麻面、内外表面是否露筋、表面是否裂缝、是否断头脱头、桩套箍是否凹陷、表面砼是否坍落等情况,不符合管桩规范要求的,责令厂家退回。3 液压入桩的施工方法3.1 施工程序液压管
9、桩的施工程序为：测量定位桩机就位复核桩位吊桩插桩桩身对中调直静压沉桩接桩再静压沉桩送桩终止压桩桩质量检验切割桩头填充管桩内的细石混凝土。3.2 施工要点 (1)静力压桩单桩竖向承载力,可通过桩的终止压力值大致判断,但因土质的不同而异。桩的终止压力不等于单桩的极限承载力,要通过静载对比试验来确定一个系数,然后再利用系数和终止压力,求出单桩竖向承载力的标准值。如判断的终止压力值不能满足设计要求,应立即采取送压加深处理或补桩,以保证桩基的施工质量。 (2)垂直度控制。调校桩的垂直度是沉桩质量的关键,须高度重视。当插桩和接桩时,桩机驾驶人员在施工长的组织、指挥下,掌握好双方角度尺两个方向上都归零点,使
10、桩机纵横方向保持水平,调整好桩的垂直度,然后开始沉桩,且在沉桩过程中要经常检查桩身垂直度。 (3)接桩控制。接桩时应检查上下节桩的轴线是否一致,其中心线偏差不得10 mm,节点弯曲矢高不得1 桩长;上下端板是否清理干净。当下节桩的桩头距地面1 000 mm1 200 mm时,即可进行焊接接桩。焊接接桩钢板宜用低碳钢,焊条采用E4300-4313焊条质量不低于二级。焊接时宜2名3名焊工同时施焊,先在上节桩找正方向后,对称点焊4点6点,焊接层数不得少于两层,内层焊渣须清理干净后方能焊外层,焊缝须刷防腐油一道且应连续饱满。为保证焊接质量,焊毕应冷却8 min后方可施压,严谨用水冷却或焊好后立即施打。
11、焊接接桩应做好隐蔽工程验收。 (4)送桩控制。为将管桩打到设计标高,需要采用送桩器。送桩器是用钢板制作,其设计原则是打入阻力不能太大,易拔出;能将冲击力有效地传到桩上,并能重复使用。 (5)终压(即终止压桩)。应根据质监部门、设计单位、施工单位、建设单位、勘察单位及监理单位等有关部门在试桩会议中根据试桩的实际情况确定的标准进行终压。如压桩到设计桩长时,压力表的压力达到单桩承载力n倍时,即可停止压桩,否则应增加桩长,并会同设计单位另行处理。 3.3 沉桩线路的选定预应力桩基施工时随着人桩段数的增多，各层地质构造土体密度随之增高。土体与桩身表面间的摩擦阻力也相应增大，压桩所需的压入力也在增大。为使
12、压桩中各桩的压力阻力基本接近，入桩线路应选择单向行进，不能从两侧往中间进行(即所谓打关门桩)，这样地基土在人桩挤密过程中，土体可自由向外扩张，即可避免地基土上溢使地表升高，又不致因土的挤压而造成部分桩身倾斜，保证了群桩的工作基本均匀并符合设计值。3.4 管桩与承台的连接方式 管桩的桩头均采用专用工具锯断，断口平齐，故不能利用桩身内的钢筋伸入承台作为连接的钢筋。在桩头的桩管内填充4200mm高的C30细石混凝土，并在混凝土中均分插入614钢筋与承台连接。4压桩施工操作步骤详述4.1 场地平整清除地表杂物，并填平场地中的坑洼处，必要时用压路机压实表土。并沿场地四周挖沟排水至集水坑进行集中排水。4.
13、1.1 测量定位开工前请甲方提供区域内的控制点资料及明确现场控制点具体位置，并及时办理双方交接手续。根据甲方提供的控制点，施放轴线和桩位，每个桩点插短钢筋，并做成管桩等径模具，白灰沿模具撒放。到桩机就位后再进行复测。测量定位、放线、复核工作由专人负责，对测量仪器定期检查，做好测量定位放线的原始资料。形成的定位、放线测量成果资料用书面形式报监理和甲方复核检查，轴线偏差不小于1cm，桩位偏差小于2cm，确认后方可开始施工。4.1.2 预应力管桩的成品检查 预应力管桩的成品检查：检查预应力管桩出厂合格证和主要质量指标（砼强度），再进行外观检查，同时做好检查记录。经监理验收，并签字认可。对管桩两端应清
14、理干净，施焊面上有油漆杂物污染时，应清刷干净。不合格的桩及时清退出场。 4.1.3 检查设备设备准备情况的检查：压桩机安装就位，按需要的总重量配置压重，并调平桩机平台。打桩前认真检查打桩机设备及起重工具。4.1.4 探桩 根据测量定位点，利用同直径的钢管用静力压桩机压穿层素填土层，探明表层土的障碍物。防止桩尖堵塞块石，以便顺利穿过层粉土。如果场地土层状况良好，为了提高工效，可以不用探桩，直接压桩即可。4.1.5 吊桩插桩根据每孔设计桩长选择每节桩长和压桩顺序并编号。利用桩机自身起重机按编号顺序吊桩就位，再用夹具持桩对准测量定位点插桩入孔内。桩压入过程中修正桩的角度非常困难，因此就位时应正确安放
15、。第一节管桩插入地下时，必须保持位置及方向正确。开始要轻压，认真检查，若有偏差应及时纠正，必要时要拔出重压。桩的垂直度安排专人采用用两台经纬仪进行监控，经纬仪应设置在不受打桩影响处，且大约互成90的方向上，并经常加以整平，监测导架保持垂直，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。4.2 压桩4.2.1 送桩利用桩机的重量由液压系统持桩将管桩垂直压入土中，并随时用两台经纬仪双向控制管桩的垂直度。并观察压桩的压力与深度。初压时如果下沉量较大，宜采取轻压，随着沉桩加深，沉速减慢，压力逐渐增加。在整个压桩过程中，要使压杆、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量
16、不使管桩受到偏心压力，以免管桩受弯。压桩较难下沉时，要检查桩架导杆有无倾斜偏心，桩身是否垂直，每根桩宜连续完成，以免难以继续下压。按设计桩位平面图绘制桩位编号图，自备压桩记录外，交甲方和监理各一份，以供监理检查。选择桩位上浮观察点，做好详细记录。为将管桩压到设计标高，需要采用送桩器，送桩器用钢板制作，长11m。操作时先吊起送桩器，送桩器的下端面紧挨上管桩上端面，中心线对齐，保证垂直度满足要求后再加压，直到送桩至设计标高。 4.2.2 压桩垂直保证措施 调校桩的垂直度是保证沉桩质量的关键，必须高度重视。插桩在一般情况下入土5080cm停止压桩，然后进行垂直度调校。桩的垂直度安排专人采用用两台经纬
17、仪进行监控（也可以使用线锤吊线观察），经纬仪应设置在不受打桩影响处（约距桩点20米），且大约互成90的方向上，并经常加以整平，监测导架保持垂直，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。桩的垂直度必须不大于0.5，满足要求方可继续沉桩。在沉桩过程中施工员随时观察桩的进尺变化，如遇地质层有障碍物、桩身偏移时，应分一两个行程逐渐调校，不可一次性强行扳正。5结论与展望现在，高强度预应力混凝土管桩已被推广应用于房屋建筑和桥梁，码头等工程中。软土地基广泛采用预制桩基础，用柴油锤击入桩时噪声大切伴有浓烟油污，尤其在市中心和居民区内的施工中，有挬于环境和文明的施工要求。以液压法入式施工桩工艺替代锤击，即无噪声也对环境无任何污染，具有广泛的应用前景。参考文献 1徐至钧, 李智宇.预应力混凝土管桩基础设计与施工M.北京: 机械工业出版社, 2005 2徐新跃.预应力管桩应用中的若干问题J.建筑技术,2003(3) 3建筑基桩检测技术规范（JGJ106-2003）.中华人们共和国建设部,20036