随着我市建筑市场预应力混凝土管桩的广泛应用,液压法预应力混凝土管桩已成为我市建筑基础施工的主要方法,它具有工期短、环保、施工安全、工程质量相对有保证等特点已逐渐取代钻孔桩和锤击法沉桩,在我市各大工程中得到广泛的应用,并取得了良好的效益。下面就以市海关业务技术用房工程为例,谈谈高强预应力混凝土管桩液压法的施工和检测方案。
一、工程概况
(一)市海关业务技术用房工程框架结构十三层。位于市城区城南路海关码头海滨地带,地质状况:地面以下4.85~5.15m为中砂层,地表平坦,砂层往下为粉土淤泥层,属冲刷和淤泥环境沉积类型。特别是第二层的淤泥层,厚度达14.00~21.30m,层面为海陆沉积层型。场区下水位于地表下2.20m层面。该工程桩基设计采用高强度预应力混凝土管桩,单桩承载力为1700kN,有效桩长为25-31m,总桩数根175,采用焊接接桩。基础采用群桩上的整体筏板及局部承台。
(二)液压桩的施工方法。1,施工程序。液压管桩的施工程序为: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。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。(2)压桩应连续进行,接桩间歇不宜过长,接桩面应保持平整、干净,时间不应超过2min;上下校中心线应对齐,偏差不大于10mm;节点矢高不得大于1%桩长。(3)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。插桩在一般情况下入土30-50cm为宜,然后进行调校。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,使桩机纵横方向保持水平,调校垂直在规范允许值以内才能沉桩。
(三)沉桩线路的选定。预应力桩基施工时随着入桩段数的增多,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,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。
(四)管桩与承台的连接方式。上述工程管桩与承台采用刚接。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人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6根φ14钢筋与承台连接。
二、管桩的设计及施工中应注意的事项
(一)管桩的造价较高,桩基础设计时须根据上部荷载、工程地质条件等综合考虑,多方案比较后方可采用。同一工程中桩的规格、型号不应太多,以免造成施工困难,特别是注意避免造成施工错误。
(二)综合考虑地质情况和桩身强度,确定单桩承载力。管桩为开口桩,根据现场压桩观察分析,在入土过程中,会较快地在桩尖处形成一土楔,使其人土时的挤土情况与闭口桩无异,故在确定单桩承载力时将开口桩按闭口桩考虑。
(三)适当限制压桩速度,沉桩速度一般控制在1m/min左右为宜,使各层土体能正确反映其抗剪能力。当地基表层中存在大块石头等障碍物时,要避免压偏。
(四)压桩机应根据土质情况配足额重量或选用相应的液压桩机。
(五)若采用焊接法接桩时,须分层均匀地将套箍对焊的焊缝填满,为加快施工速度,减少接桩时间,可设2-3名焊工同时施焊,焊毕停约1min即可进行沉桩。
(六)管桩身不受损坏;桩帽、桩身和送桩的中心线应重合;压同一根桩应缩短停息时间。
(七)压桩机的液压入桩有一定的垂直行程高度,如YZYB680桩机的垂直行程为1.8m,即每人桩1.8m即松开抱桩器。开动油泵使之上移,再抱桩固定压入,循环作业。在开始的第一二个行程,要特别注意控制桩身的垂直度。
(八)记录入桩行程深度及相应压力值,以判别入桩情况正常与否及桩的承载能力。
(九)为减少静力压桩的挤土效应,应采取如下措施:1,设置袋装砂井或塑料排水板,以消除部分超孔隙水压力,减少挤土现象。袋装砂井直径一般为70-80mm,间距1-1.5m,深度10-12m。塑料排水板的深度、间距与袋装砂井相同。2,设置隔离板桩。3,压桩过程中应加强邻近建筑物、地下管线的观测、监护。
三、预应力混凝土管桩的质量检验与试验
(一)静载试验法。以市海关业务技术用房的桩基质量试验为例:管桩的静载试验要模拟实际荷载情况,通过静力加压,得出3根试桩荷载一沉降关系曲线近似试桩的入土深度分别为25m、30m和29m,表明均进入强风化岩层。根据上述系列关系曲线,综合评定确定其容许承载力,它已较好地反映单桩的实际承载力,满足设计要求。预应力混凝土管桩在桩身强度达到设计要求的前提下,对于粘性土,不应少于15d,且待桩身与土体的结合基本趋于稳定,才能进行试验。单桩竖向抗压静载试验一般采用油压千斤顶加载,千斤顶的加载反力装置可根据现场实际条件采用如下方法: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1.2-1.5倍。2,压重平台反力装置:由支墩、钢横梁、钢锭、油压千斤项及测量仪表等组成。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。
(二)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RS-1616K(s)基桩动测仪桩基测试方法,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。
参考文献:
1陈凡等,《桩基质量检测技术》中国建筑工业出版社,2003
2史佩栋,《实用桩基手册》北京,中国建筑工业出版社,1999
3林利诚,预应力管桩设计及施工技术分析,科技信息:学术版,2007,10期
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