浅析静压预应力管桩施工

1 工程概况

某工程基础型式主要采用静压预应力管桩基础。桩采用D400预应力管桩, 砼等级C80, 桩型为AB型, 配以开口型钢制桩尖桩端持力层主要为强风化泥岩层, 有效桩长16m~23m, 总桩数212根, 要求单桩竖向承载力设计值≥750KN。由于工期较紧, 桩基工程量较大, 拟采用2台YZY400型静压桩机进行施工。

根据预应力管桩为挤土桩的特点, 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。因此在打桩顺序及桩机行走路线的选择上考虑总体上由中间向边进行, 往返施工, 对多桩承台或桩间距较小的采用由承台中间向两边施工的顺序进行。

2 静压桩施工

2.1 单桩承载力特征值的确定

根据《建筑基桩检测技术规范》 (JGJ1062003) 第3.3.1条要求:基础设计等级为乙级施工前应采用静载试验确定单桩承载力特征值。简称试桩。试桩根数确定为3根。3根试桩的入土深度分别为-27.20m、-28.40m、-29.50m表明均进入强风化泥岩层。规范规定预应力混凝土管桩在桩身强度达到设计要求的前提下, 对于粉土, 不应少于10d, 且待桩身与土体的结合基本趋于稳定, 才能进行静载试验。

2.2 施工程序

测量定位→压桩机就位调平→复核桩位→接桩尖→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。

2.3 施工要点

(1) 开始进行工程桩的施压前, 需按设计要求进行试桩的施工, 以核对地质报告与实际地质情况是否有差异和确定压桩的深度。试桩应尽可能选择离地质探孔较近的具有代表性的桩进行。 (2) 采用一台全站仪进行桩测量定位, 桩位确定后, 在桩位上用长约40cm的铁丝插入土中, 铁丝尾部拴20cm~30cm长的红色尼龙带。 (3) 采用开口钢板式桩尖, 与第一节桩的连接采用焊接焊条为E43焊条。焊接由持有上岗证有熟练工人进行, 施焊前除去桩端的泥土杂物, 后将桩尖对中放置在桩端, 沿周长均匀分布点焊6~8点固定桩尖, 后由两名焊工对称施焊, 焊缝必须饱满光顺。 (4) 插桩时, 先用汽车吊将桩运至桩机附近, 然后用桩机上自身设置的工作吊机将桩吊入夹持器中, 夹持油缸将桩从侧面夹紧, 即可开动压桩油缸, 先将桩压入土中30cm~50cm左右后停止, 调正桩的两个方面的垂直度后, 压桩油缸继续伸程把桩压入土中, 伸长后, 夹持油缸回程松夹, 压桩油缸回程, 重复上述动作进行连续压桩操作, 直到把桩压入预定深度土层中。 (5) 根据工程设计要求, 有效桩长均大于12m, 最大达到31m, 因此, 必须进行1~2次接桩。 (6) 压桩应控制好终止条件。压桩到设计桩长时, 压力表的压力达到单桩承载力2.7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。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。终压前必须严格按设计要求进行持荷。 (7) 切桩时必须采用轨道式环向切桩器进行, 严禁用锤、凿等方法破坏桩身。

3 质量事故分析及处理

桩尖焊缝必须严格控制, 以免产生虚焊、焊缝不连续, 而导致桩管内水沿焊缝进入土体, 软化桩尖周围土体, 降低桩端承载能力。

当压力表读数突然上升或下降时, 要停机对照地质资料进行分析, 判断是否遇到障碍物或生产断桩现象等。

适当限制压桩速度, 沉桩速度一般控制在lm/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。

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。

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8min即可进行沉桩。

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。

压桩机的液压入桩有一定的垂直行程高度, 如YZY400桩机的垂直行程为1.5m, 即每入桩1.5m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。

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。

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70mm~80mm, 间距lm~1.5m, 深度10m~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。

4 管桩施工预控措施

4.1 桩身断裂预控措施

(1) 施工前要将桩位下的障碍物清理干净, 必要时对每个桩用钎探了解, 对桩构件要进行检查, 发现桩身弯曲度超过规定 (L/1000且≤20mm) 或桩尖不在桩纵轴上的不宜使用。 (2) 在稳桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正。 (3) 桩的堆放、吊运过程中, 应严格按照有关规定执行, 发现桩开裂超过有关规定时不得使用。 (4) 检查桩有无质量缺陷, 对不合格品即时清运出场, 严格按质量计划要求进行处理并严禁使用。

4.2 桩顶移位预控措施

(1) 施工前应将桩位下的障碍物清理干净, 必要时对每个桩位用钎探了解, 对桩身进行检查, 不合格的不得使用。 (2) 在稳桩时如发现不垂直应及时校正, 接桩时要保证上下两节在同一轴线上, 接头处应严格按操作要求执行。 (3) 沉桩期间不得开挖基础, 沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖。

4.3 桩身倾斜预控措施

场地平整:如场地不平, 施工时应在打桩机行走路线加垫木等物, 使打桩机底盘保持水平。

4.4 接桩处开裂预控措施

(1) 接桩前, 对连接部位上的杂质、油污、水份等必须清理干净, 保证连接部件清洁。 (2) 检查连接部件是否牢固、平整和符合设计要求, 如有问题, 必须进行修正才能使用。 (3) 接桩时, 两节桩应在同一轴线上, 焊接预埋件应平整服贴, 焊缝应饱满连续。 (4) 必须保证接桩焊接冷却时间8分钟。

5 结语

桩基完成后, 根据规范及设计要求按一定比例进行静载和高、低应变动力及抗拔检测。检查管桩中心桩洞涌水、涌土的情况。如个别桩涌水、涌土情况严重, 有可能此桩桩身出现裂缝或断裂, 在以后小应变测试时作为必检桩进行检测;如果涌水、涌土情况较普遍, 有可能是场地状况如此, 可在小应变测试时, 重点检测此部分桩。

摘要：本文以某桩基工程为例, 浅述预应力管桩的静压法施工过程及桩基检测, 并对静压施工过程中遇到的问题及处理方法进行了分析。

关键词：预应力管桩,静压法,施工