管桩施工技术交底标准

2021/04/28
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1 适用条件及范围

适用于本标段路基地基加固预应力管桩施工。

2 作业准备

2.1内业准备

开工前组织技术及有关人员认真学习设计文件及相关施工技术规范,阅读、审核施工图纸,澄清有关技术问题,熟悉规范和技术标准。制定管桩布桩图,图中注明桩位编号。制定出施工安全保证措施,提出应急预案。对施工人员进行技术交底,并进行岗前技术培训,考核合格后持证上岗。

2.2外业准备

三通一平准备。平整场地,清除地面杂物及地上和地下的一切障碍物,对施工区域内鱼塘进行抽水清淤,分层夯实和回填粘性土料。修建生活房屋,配齐生活、办公设施,满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。

测量放线,准确确定桩位,检查施工场地的控制桩点是否会受施工振动的影响。

确定施工机具:BBL-80柴油锤及配套设备;施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。

3 技术要求

本标段路基地基加固采用预应力管桩(PHC-A400-95)+筏板结构形式,管桩桩径0.4m,管壁厚95mm,柱间距2.0m、2.1m,桩长24~29m,正方形布置。预应力管桩强度等级C80。桩顶铺设0.2m厚碎石垫层+C40钢筋混凝土筏板,筏板厚0.5m。

施工前选择代表性地段进行工艺性试桩,复核地质资料以及设备配置、施工工艺是否适宜,确定管桩施工工艺参数。检测单桩承载力和桩身完整性。单桩承载力采用静载荷试验及高应变法;桩身完整性采用高应变和低应变法。在试桩合格后进行预应力混凝土管桩施工。

4 施工程序与工艺流程

4.1施工程序

施工程序为:施工准备→试桩→确定工艺→测量定位→桩机就位→对中调直→沉桩→接桩→再沉桩→送桩→沉桩至设计深度→移机→检验验收

4.2工艺流程图

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预应力管桩施工工艺流程图

 

5 施工要求

5.1施工准备

施工前对预应力管桩种类进行核实,使用材料及技术条件应符合设计要求。打桩前对管桩质量进行检验。

5.1.1管桩试桩

在预应力混凝土管桩施工前进行试桩。锤击桩基施工通过试桩来确定锤重、最后三阵贯入度、最后一米锤击数和总锤击数等施工参数。静压桩机施工通过试桩来确定最终压力值。施工试桩时认真做好施工记录,包括桩顶位移和高程变化等数据。

5.1.2预制桩的堆放与验收

(1)预制桩出厂到工地,应按批量查收预制桩出厂质量证明书和合格证。并附带相关的试验报告、检测报告等资料。

(2)桩应按规格分别堆放,应布置在打桩作业的起吊工作半径范围内,并考虑到打桩方向,避免转向。桩堆放层数不超过2层,支点垫木的位置应根据吊点的位置确定,各层垫木应在同一垂直线上。

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5.2施工工艺

5.2.1测量放线

沉桩前先放出定位轴线和控制点,控制点尽量设置在远离沉桩区域不受干扰的地方,并加以固定保护。群桩点位误差应小于20mm。在沉桩过程中,要经常对控制点进行复核,根据控制点测放出桩的中心点,在桩位中心点插入木桩,对放出的轴线和桩位,经自检后报请监理工程师复核检查,并作好定位记录和技术复核记录。

5.2.2打桩顺序

①当桩较密集时,应从中间向四周对称施打,或由中间向两边对称施打。当桩较稀疏时可采用由一侧向另一侧单一方向施打。即逐排施打。

②根据桩的规格、入土深度、长度的不同,应先大后小、先深后浅、先长后短。

5.2.3桩机就位

桩机使用前应对桩架的机械性能作全面的检验,各项性能均良好后方可使用。桩架就位后应检查桩架的平稳性及垂直度,若不稳定,需抄垫平稳,并使桩架垂直。

5.2.4吊桩

先将管桩从堆放点用吊车,水平吊运到桩架附近,再利用桩机上专门设置的起桩吊钩及卷扬机吊桩就位。管桩吊起时要控制其速度,严禁快速起吊使管桩与桩机碰撞,损坏管桩。

吊车平吊运移管桩采用两头勾头法。机架上附设起重钩吊桩就位时,采用一点绑扎法,其绑扎起吊点位置离桩端0.3L(L:管桩长度)。

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5.2.5插桩(植桩)

桩起吊提升到垂直状态后,将桩顶套入垂头下部固有送桩器,然后将桩准确的放在桩位上,缓缓施工将桩插入土中0.5m左右位置,停止施压。在机架前,侧呈90°的两个方向,各距机架25m左右处,架设经纬仪和吊锤相结合的方法,检查调直桩身垂直度。控制植桩桩身垂直度偏差在1%以内。

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经纬仪和吊锤相结合的方法进行垂直度控制

5.2.6沉桩

沉桩前应选用15cm厚的直纹木垫作为锤垫,桩垫用麻袋、木夹板,压缩后厚度不小于12cm,锤垫顶面和底面应平整并与桩的中轴线垂直,锤击过程中经常检查及时更换。沉桩时,继续用经纬仪和锤球相结合的方法检查桩身垂直度,边校正桩身垂直度边往下沉桩,避免由于桩身倾斜产生管桩损坏。不得采用顶拉桩头、桩身等强行纠偏方法。桩身倾斜率超过1%时,应找出原因并进行纠正。初打时关闭供油泵油门,使锤冷打,当贯入度小于100mm/击时,再开启油门正常打桩,正常打桩,正常打桩采用重锤轻击。锤落距控制在1.5m以内。打桩应连续施打不宜停歇时间过长,防止桩周土固结,增大沉桩阻力。

打桩过程中,遇到下列情况应该停止打桩,经分析研究并采取措施后,方可继续施工:

①落锤高度已达到规定最大值和每击贯入度小于等于2mm;

②贯入度发生急剧变化或者震动打桩机的振幅异常;

③桩身突然倾斜移位或者锤击时有严重回弹;

④桩头破损或桩身开裂;

⑤附近地面有严重隆起现象;

⑥打桩架发生倾斜或晃动。

5.2.7接桩

将下段桩顶距离地面0.5~1.0m处(但应避免桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中),可进行接桩,采用焊接法。因本工程场地上部地基土较为松软,第一节桩压沉时,原起吊桩时绑扎在桩身上的钢丝绳不宜拆解,以防止桩在自重作用下下滑。当桩沉入到接桩位置(顶端高出地面1.0m左右)仍有下滑趋势,则采用钢夹板将桩夹持住后再进行下道接桩工序。在接桩前一定要将上下段桩端用钢刷清洗干净,加上定位板,同时利用经纬仪和吊锤相结合的方法使上下节桩轴线一致。下桩段的中心线偏差不大于5mm,节点弯曲矢高不得大于桩段的0.1%。

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清除桩端面杂物

所用电焊条要有出厂检验单和合格证。如果上下桩接头处间隙较大,则先用楔形铁片填实,然后进行焊接。焊接时在坡口周围对称点焊4-6点,待上下桩节固定后再分层施焊,施焊由两个焊工对称进行。拼接处坡口槽电焊分两次对称焊接,焊缝连续饱满,焊后清除焊渣,检查焊缝饱满程度,施焊完毕,自检合格后,请监理有关人员进行检查。合格后,自然冷却8分钟以上再施打。待桩沉入到距地面1.0米左右时,停止沉桩,吊上第三节桩,采用同样工艺将上下段桩焊接完毕后,继续沉桩至桩身设计标高。

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对称焊接施工

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焊接质量

5.2.8送桩

当桩顶设计标高比自然地面标高低时必须进行送桩,采用专用配套送桩器如图:

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与PHCA400(95)管桩配套送桩器

5.2.9收锤标准

打入桩采用桩长和贯入度双控,以设计桩长为主,贯入度为辅。最后贯入度的确定需根据试验桩的结果,用水准仪测量桩顶高程,确定最后1m每10击的下沉量和总锤击数。

5.2.10施工记录

记录人员必须及时、认真做好原始资料记录、整理工作,桩位编号,随打随填,以免发生差错,每换班打桩前后,都要核对桩位、桩数以防错打和漏打。

6劳动组织

6.1劳动力组织方式

劳动力组织方式采用工区组织模式。

6.2施工人员配备

施工人员配备应结合试验段确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。

每台桩机人员配备表

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7 材料要求

管桩生产、外观质量及各部位尺寸允许偏差严格执行国家标准《先张法预应力混凝土管桩》(GB13476)中的有关技术质量要求。

先张法预应力混凝土管桩材料要求

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8 设备机具配备

锤击桩机配置

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9 质量控制及检验

9.1质量控制

9.1.1主控项目

(1)桩的质量应符合设计要求和相关标准的规定。检验数量:全部检查;检验方法:检查合格证或检验报告等质量证明文件。

(2)桩的混凝土表面质量应符合下列规定:

①桩的棱角破损深度应在10mm以内,其总长度不大于40cm;

②预应力混凝土桩不得有裂缝(表面收缩裂缝除外)。检查数量:全部检查;检验方法:观察、尺量或用刻度放大镜检查。

(3)打入桩的数量、布置形式应符合设计要求。检验数量:全部检查;检验方法:观察,现场清点。

(4)桩的入土深度和最终贯入度应符合设计要求。检验数量:全部检查;检验方法:观察、测量并填写沉桩记录。

(5)桩顶高程和桩头处理应符合设计要求。数量:全部检查;检验方法:测量、观察。

(6)打入桩地基处理后,按设计要求检验桩的承载力应满足设计要求。检验数量:按设计要求数量检验,请勘察单位现场确认。检验方法:静载试验。

(7)接桩应符合设计要求。焊接接桩,电焊结束后停歇时间、焊缝允许偏差、检验数量及检验方法应符合下表规定:

电焊结束后停歇时间、焊缝允许偏差、检验数量及检验方法

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9.1.2一般项目

桩位、倾斜度的允许偏差、检验数量及检验方法应符合下表的规定。

桩位、倾斜度的允许偏差、检验数量及检验方法

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9.2 质量检验

(1)管桩沉桩后,桩的完整性采用低应变检测,检验数量为总桩数的10%。

(2)管桩沉桩后,单桩的承载力应满足804KN设计要求,采用平板荷载试验,检验数量为总桩数的0.2%,且不少于3根。

9.3 常见质量问题现象、原因分析与防止措施

9.3.1桩身断裂

在打桩过程中,桩身突然倾斜错位,当桩尖处土质条件没有特殊变化,而贯入度突然增大,施压油缸的油压显示突然下降并引起机台抖动,此时可能是桩身断裂。

原因:

①桩材加工弯曲度超过规定,桩尖偏离桩的纵轴线较大,沉入过程中桩身发生倾斜或弯曲。

②桩入土后,遇到大块坚硬的障碍物,把桩尖剂向一侧。

③插桩不垂直,在压入一定深度后,用移机方法来纠正,使桩身产生曲折。

④多节桩施工时,相对接的两节桩不再同一轴线上,焊接后产生弯曲。

⑤桩材混凝土强度不够,在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂而未被发现。

预防措施:

①施工前应把桩位下的障碍物清理干净,必要时对每个桩位用钎探检查。

②加强桩材外观检查,发现桩身弯曲超过规定(L/1000且≤20mm)或桩尖不在桩纵轴线上不宜使用。

③在插桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上,端面间隙要加垫铁片塞牢。

④桩的堆放和吊运应严格执行规范,若桩身裂缝超过验收标准严禁使用。

9.3.2桩顶损坏

在沉桩过程中,桩顶出现损坏。

原因:

①桩材混凝土配比不良,施工控制不严,养护措施不力。

②桩顶端面不平,造成桩顶端面与桩轴线不垂直。

③桩顶与送桩杆的接触面不平,送桩时造成桩顶端面局部应力集中而损坏。

预防措施:

①桩制作时,离心要均匀,桩顶加密箍筋位置要准确,并按规范养护。

②沉桩前应检查桩顶有无凹凸现象,其端面是否垂直于轴线,桩尖是否偏斜,若不符合规范要求不得使用,或经过修补处理后才能使用。

③检查送桩杆与桩的接触面是否平整,如不平整应进行处理才能使用。

9.3.3桩位偏移

在打桩过程中,相邻的桩产生横向位移或桩身上浮。

原因:

①桩入土后,遇到大块坚硬的障碍物,把桩尖挤向一侧。

②多节桩施工时,相对接的两节桩不在同一轴线上,焊接后产生弯曲。

③桩数量较多且桩距较小,压桩时土被挤压到极限密实度后而向上隆起,相邻的桩被浮起。

④在软土地基施压较密集的群桩时,由于压桩引起的超孔隙水压力较大把相邻桩推向一侧或浮起。

预防措施:

①压桩前应先将桩位下的障碍物清理干净,加强桩材外观检查,若发现桩身弯曲超过规定或桩尖不在桩纵轴线上不得使用。

②在压桩过程中,如发现桩不垂直应及时纠正,接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上,施焊应严格执行规范。

③采用井点降水、砂井或盲沟等降水或排水措施。

④压桩期间不得开挖基坑,要等桩全部压完,停置两周后才能开挖。

9.3.4沉桩达不到设计标高

沉桩压力已达到或超过设计值,但桩尖未到达设计的标高位置。

原因:

①工程地质情况未能勘探清楚,尤其是持力层的标高起伏不明,致使设计考虑的持力层或选择的桩尖标高有误;

②局部有坚硬夹层或砂夹层;

③施工中遇到地下障碍物,如大石头、旧埋设物等;

④群桩挤土效应导致桩入土阻力增加;

⑤桩机压力过小。

预防措施:

①工程地质情况应详细勘探,做到工程地质情况与勘察报告相符;

②合理选择持力层或桩尖标高;

③遇有硬夹层或砂夹层时,可采用先钻后打法(预钻孔)穿透硬夹层,以利沉桩。

④先用回转钻机进行预钻孔取土、调整施工顺序(先施工沉桩困难的桩)、在工程场地布置应力释放孔和沟槽、减缓沉桩速度等,以减少挤土效应对工程场地的影响,释放土压力;

⑤调整压桩设备,更换压力较大的设备进行施工。

10 安全及环保要求

10.1安全要求

(1)对各种机具设备和劳动保护用品定期进行检查和必要的试验,保证其处于良好状态。

(2)施工中经常和气象部门联系,及时掌握风力、雨雪天气等预报,作好防范工作。

(3)起重臂下或起重范围内严禁站人,重物停在空中时驾驶员不得离开操作室。

(4)停止作业时,短履需运行到桩机中间位置,停落在平整地面上,其余油缸回程缩进。切断电源,操作人员方可离开桩机。

(5)施工完毕的桩的桩头要加盖,以防行人或杂物等掉陷。

(6)经常检查吊车缆绳或桩机自带起重掉绳是否完后无损,管桩捆绑起吊是否可靠,免滑落伤人损物。

(7)经常检查用电安全,包括低压照明用电。

10.2 环保要求

(1)在施工营房和施工现场的合适位置摆放移动垃圾桶,对生活垃圾进行收集,并将这些生活垃圾运至环保部门指定地点集中堆放。

(2)锤击桩机严禁交通要道和居民区作业。

(3)桩机所用废弃油料要及时收集妥。

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