PHC靜壓樁施工工法.doc

PHC靜壓管樁施工工法執(zhí)筆人：三分公司 熊小武、禹宏偉一、 前言隨著人們生活水平的提高，環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，以及城市對噪音、廢水、廢氣控制越來越嚴(yán)格，樁基礎(chǔ)施工必須考慮是否影響周邊生活環(huán)境。目前，預(yù)應(yīng)力管樁施工方法主要有靜壓法和錘擊法，錘擊法施工時產(chǎn)生高分貝噪音、振動等影響周邊居民生活環(huán)境。靜壓法施工不產(chǎn)生震動、噪音、廢水、廢氣，是一種環(huán)保的施工方法。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁（PHC）在建筑市場得到廣泛應(yīng)用，據(jù)不完全統(tǒng)計占樁基市場達(dá)40%以上。PHC管樁能夠獲得如此大的應(yīng)用市場的主要原因是它具有耐打、耐壓，穿透能力強(qiáng)；單樁豎向承載力高，抗震性能好，耐久性好，造價適宜，施工工期短；施工現(xiàn)場文明整潔等特點(diǎn)，受到建設(shè)、施工單位和設(shè)計人員的普遍歡迎。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁有進(jìn)一步發(fā)展趨勢。二、工法特點(diǎn)1、施工時無噪聲、無震動、無污染，對周邊環(huán)境無影響。2、人為干擾因素少，施工質(zhì)量有保證。在壓樁過程中，壓樁力可直觀、安全、準(zhǔn)確地讀出并自動記錄下來，因而對樁承載力控制及判斷精確度高。3、利用電力，具有液壓操作，自動化程度高；運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，樁位定點(diǎn)精確，可提高樁基施工質(zhì)量。4、施工工期短，施工速度快，壓樁速度每分鐘可達(dá)2m ，比錘擊法可縮短工期1/ 3。5、施工應(yīng)力小且容易控制，可避免打碎樁頭，與錘擊法相比可大大降低樁頭損壞的可能。6、與錘擊法相比，管樁的配筋率和混凝土強(qiáng)度等級均可降低一個等級，從而降低PHC 管樁的制作成本。經(jīng)統(tǒng)計，可節(jié)約鋼材約47 %，節(jié)約水泥約12 %。三、適用范圍本工法適用于軟土、填土、一般粘性土層中，特別適合于居民稠密和危房附近環(huán)境保護(hù)要求嚴(yán)格的工業(yè)與民用建筑的低承臺樁基礎(chǔ),也適用于鐵路、公路、水利等工程的樁基礎(chǔ)施工。不宜用于以下典型的工程地質(zhì)條件：孤石和障礙物多的場地，有薄而堅硬夾層的場地、“上軟下硬、軟硬突變”，以及基巖埋藏較淺且傾斜較大的場地等，雜填土或人工擾動的地基土等。四、工藝原理靜壓法施工是通過壓樁機(jī)的自重和樁架上的配重作反力將預(yù)應(yīng)力管樁壓人土中的一種沉樁工藝。目前市場上靜力壓樁機(jī)主要有頂壓式和抱壓式兩種類型，兩種壓樁機(jī)工作原理大同小異，現(xiàn)在以抱壓式靜力壓樁機(jī)為例說明其工作原理：利用步履式行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行橫向、縱向、旋轉(zhuǎn)等動作使樁機(jī)移動到樁位，利用升降機(jī)構(gòu)調(diào)平機(jī)身,然后用吊車將預(yù)制樁吊入樁機(jī)夾具內(nèi)，通過夾持板將樁段夾緊，以器缸液壓互聯(lián)動力系統(tǒng)方式通過夾頭相交壓力施加壓樁力，管樁在樁機(jī)自重及配重靜壓力作用下逐漸被壓入地基土中。當(dāng)靜壓力克服了壓樁過程中的樁側(cè)摩擦阻力和樁端阻力時，樁就沿著入土方向沉入土中，與此同時，樁機(jī)用它本身的重量（包括配重）用為反作用力來平衡沉樁阻力。當(dāng)預(yù)制樁在垂直靜壓力作用下沉入土中時，樁周土體發(fā)生急速而激烈的擠壓，土中孔隙水壓力急劇上升，土的抗剪強(qiáng)度大大降低，此時，樁身下沉。五、主要材料和機(jī)具設(shè)備1、鋼筋混凝土預(yù)制管樁目前常用管樁直徑為3001000mm ，單節(jié)樁長615m ,，PHC 樁壁厚一般為75130mm ，大直徑樁壁厚可達(dá)150mm，PHC 樁混凝土強(qiáng)度等級不低于C80，短樁根據(jù)施工需要可向廠家訂貨。2、 焊條一般采用E4303 或E4316 焊條，其質(zhì)量應(yīng)滿足碳鋼焊條GB/ T5117 的規(guī)定。3、 機(jī)械設(shè)備液壓靜力壓樁機(jī)、起重機(jī)、運(yùn)輸載重汽車。對于靜壓樁機(jī)的機(jī)械性能要求：機(jī)身總重量加配重要求達(dá)到設(shè)計要求；樁機(jī)機(jī)架應(yīng)堅固、穩(wěn)定，并有足夠剛度，沉樁時不產(chǎn)生顫動位移；夾具應(yīng)有足夠的剛度和硬度，夾片內(nèi)的園弧與樁徑應(yīng)嚴(yán)格匹配，夾具在工作時，夾片內(nèi)側(cè)與樁周應(yīng)完整貼合，呈面接觸狀態(tài)，且應(yīng)保證對稱向心施力，嚴(yán)防點(diǎn)接觸和不均勻受力；壓樁機(jī)行走要靈活，壓樁機(jī)的底盤要能承受機(jī)械自重和配重的基本要求，底盤的面積要有足夠大，滿足地基承載力的要求。4、 主要工具鋼絲繩吊索、撬杠、電焊機(jī)、送樁器等。5、 測量儀器經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、全站儀、鋼尺、吊線錘、1m 鋁合金靠尺等。六、工藝流程及操作要點(diǎn)1、作業(yè)條件1.1 應(yīng)具有擬建場地的工程水文地質(zhì)資料、周邊環(huán)境的有關(guān)資料、已審查批準(zhǔn)的施工圖設(shè)計文件、可供參考的類似樁基工程的經(jīng)驗資料、管樁的產(chǎn)品合格證及說明書等。1.2 編制完成并經(jīng)監(jiān)理審查通過的施工組織設(shè)計或管樁施工專項方案。1.3 施工圖紙會審工作已經(jīng)完成，形成圖紙會審記錄。1.4 已處理好場內(nèi)影響管樁施工的高空、地面及地下障礙物；場地完成三通一平、排水暢通,并滿足打樁所需的地面承載力。1.5 已選擇好壓樁機(jī)型并確定壓樁機(jī)械進(jìn)出路線和壓樁順序,并經(jīng)監(jiān)理、甲方及設(shè)計院同意。1.6 高程控制點(diǎn)和軸線定位點(diǎn)已設(shè)置完畢，并已經(jīng)復(fù)查辦理了簽證手續(xù)。1.7 準(zhǔn)備好樁基工程壓樁記錄和隱蔽工程驗收記錄表格,并安排好記錄。1.8 按施工平面布置圖堆放合格管樁，不合格的樁另行堆放。1.9 正式開工前按不少于1 %工程樁數(shù)量且不少于3 根，進(jìn)行試打樁，確定壓樁力及樁長，并校驗打樁設(shè)備和施工工藝及技術(shù)措施是否符合要求。試壓樁應(yīng)符合先張法預(yù)應(yīng)力混管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程第6. 5 節(jié)的規(guī)定。1.10 對于可能影響附近建(構(gòu)) 筑物、道路、地下管線正常使用和安全的，應(yīng)有相應(yīng)保護(hù)措施，并設(shè)置觀測點(diǎn)進(jìn)行專業(yè)監(jiān)測。施工技術(shù)2、 壓樁順序編排原則2.1 根據(jù)樁的密集程度以及周圍建筑物的關(guān)系：若樁較密集，且距建筑物較遠(yuǎn)，場地開闊時，宜從中間向四周進(jìn)行。若樁較密集，場地狹長，兩端距建筑物較遠(yuǎn)時，宜從中間向兩端進(jìn)行。若樁較密集，且一側(cè)靠近建筑物時，宜從毗鄰建筑物的一側(cè)開始，由近向遠(yuǎn)進(jìn)行。2.2 根據(jù)樁型、樁長和樁頂設(shè)計標(biāo)高，宜先深后淺，先長后短，先大后小。2.3 根據(jù)建筑物的設(shè)計主次，宜先主后次。2.4 壓樁機(jī)運(yùn)行線路應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理，方便施工。放線定樁位和樁位驗收3、工藝流程運(yùn)樁到位靜壓樁機(jī)組裝就位靜壓樁機(jī)運(yùn)輸進(jìn)場 插 樁觀測垂直度吊機(jī)起樁對位沉 樁繼 續(xù) 沉 樁沉樁至地面1m附近焊接樁填寫壓樁原始記錄送樁到設(shè)計標(biāo)高 壓樁壓力值讀數(shù)靜壓樁工藝流程圖4、操作步驟4.1 測量定位根據(jù)樁位平面圖、總平面圖及建設(shè)方提供的坐標(biāo)控制點(diǎn),，按照“一放二核”的測量程序?qū)嵤┓艠?、?fù)核工作，樁位放樣的偏差：對單排樁10mm ，群樁20mm。4.2 樁機(jī)就位樁機(jī)移動到壓樁位置，調(diào)好樁機(jī)平整度，并使夾具的中心對準(zhǔn)樁位中心。4.3 管樁就位首先拴好鋼絲繩及索具，起吊預(yù)制樁至樁機(jī)夾具處，啟動油缸，使夾具抱緊樁身，調(diào)整管樁位置，使其對中。然后提起管樁少許，進(jìn)行樁尖焊接，最后逐漸加壓將管樁緩緩插入土中。4.4 壓樁4.4.1 壓第1節(jié)樁應(yīng)嚴(yán)格控制其定位和垂直度，它對整根樁的質(zhì)量至關(guān)重要。壓入時，首先要調(diào)平機(jī)臺，同時在樁機(jī)之外的通視處用經(jīng)緯儀和吊線錘(互相垂直的兩個方向) 監(jiān)測下樁的垂直度，其垂直度偏差不宜大于0. 5 %。若超過偏差范圍,應(yīng)拔出經(jīng)修正后重新插入。在壓樁過程中，應(yīng)進(jìn)行全程監(jiān)控測量，并隨時對樁身進(jìn)行調(diào)整、校正，以保證樁的垂直度。4.4.2 合理調(diào)配管節(jié)長度，盡量避免接樁時樁尖處于或接近硬持力層。任一單樁接頭數(shù)不宜超過3 個，同一承臺樁的接頭位置應(yīng)相互錯開。4.4.3 在壓樁過程中應(yīng)認(rèn)真填寫施工紀(jì)錄，隨時檢查壓樁力、壓入深度。當(dāng)壓力表讀數(shù)突然上升或下降時，應(yīng)停機(jī)對照地質(zhì)資料進(jìn)行分析，查明原因。4.4.4 遇到下列情況之一時，應(yīng)暫停壓樁，并及時與地質(zhì)勘探、設(shè)計、監(jiān)理、業(yè)主等有關(guān)單位研究處理：按設(shè)計圖要求的樁長壓樁，壓樁力未達(dá)到設(shè)計值。單樁承載力已滿足設(shè)計值，壓樁長度未達(dá)到設(shè)計要求。地面明顯隆起，鄰樁上浮或位移過大。壓力值突然下降，沉降量突然增大。樁身混凝土剝落、破碎。樁身突然傾斜、跑位，樁周涌水。4.5 焊接接樁焊接質(zhì)量是靜壓法施工質(zhì)量控制重點(diǎn)之一。焊接接樁應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程J GJ 81的有關(guān)規(guī)定外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定：4.5.1 管樁接長時,宜在樁頭高出地面0. 51. 0m 處進(jìn)行，便于焊接施工操作。4.5.2 設(shè)置導(dǎo)向箍以方便上節(jié)樁的正確就位，接樁時上下節(jié)樁段應(yīng)保持順直，錯位偏差不宜大于2mm。4.5.3 管樁對接前，上下端板表面應(yīng)用鐵刷子清刷干凈，坡口處應(yīng)刷至露出金屬光澤。4.5.4焊接時，先對稱點(diǎn)焊46 點(diǎn)，再由兩個焊工對稱施焊；焊接層數(shù)不得少于2 層，內(nèi)層焊必須清理干凈后方能施焊外一層；焊縫應(yīng)飽滿連續(xù)，其外觀質(zhì)量應(yīng)符合二級焊縫的要求。4.5.5 施焊完成的樁接頭應(yīng)自然冷卻后才能連續(xù)壓樁，靜壓法自然冷卻時間不應(yīng)少于10min，不得用水冷卻和焊好即打；當(dāng)采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊時，其自然冷卻時間不應(yīng)少于5min。4.5.6 管樁采用端板焊接連接，管樁接頭不宜超過3個。4.6 送樁當(dāng)樁頂壓至接近地面需要送樁時，應(yīng)檢查管樁的垂直度和樁頂質(zhì)量，以及送樁器的中心與管樁的中心線是否一致，合格后立即送樁。送至設(shè)計標(biāo)高后，其在地面遺留的送樁孔洞應(yīng)立即回填覆蓋，以免樁機(jī)行走時引起地面沉陷。4.7 終壓不同的建筑類型，不同的地質(zhì)情況，其終壓標(biāo)準(zhǔn)均不一樣。終壓標(biāo)準(zhǔn)的確定應(yīng)根據(jù)試壓樁情況、工程地質(zhì)條件、設(shè)計承載力、設(shè)計標(biāo)高、樁型等因素，結(jié)合鄰近工程壓樁經(jīng)驗，由勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)理等有關(guān)單位共同商定終壓技術(shù)參數(shù)：壓樁力和有效樁長。樁長一般視持力層情況而定；壓樁力根據(jù)地質(zhì)條件和樁長，一般為單樁豎向承載力特征值的1. 32. 0 倍。4.8 截樁樁壓好后，露出地面的管樁應(yīng)及時截除，以免樁機(jī)行走時損壞樁管。截樁方法有人工鑿樁或用混凝土切割器、液壓緊箍式切斷機(jī)、液壓千斤頂?shù)仍O(shè)備截樁。人工鑿樁難度大，不易保證質(zhì)量，一般不宜采用。通常采用鋸樁器截割,嚴(yán)禁用大錘橫向敲擊或強(qiáng)行扳拉截斷。4.9 施工注意事項4.9.1 樁位放樣應(yīng)采用不同方法二次核樣。4.9.2 壓樁機(jī)機(jī)上吊機(jī)在進(jìn)行吊樁、喂樁過程中，嚴(yán)禁行走和調(diào)整。管樁在吊運(yùn)過程中應(yīng)輕起輕放，嚴(yán)禁拋擲、碰撞、滾落。4.9.3 喂樁時，管樁樁身兩側(cè)合縫位置應(yīng)避開夾持機(jī)構(gòu)中夾具的直接接觸。4.9.4 樁身傾斜率控制：帶有樁尖的第一節(jié)樁插入地面0. 50. 6m 時應(yīng)嚴(yán)格調(diào)整樁的垂直度，偏差不得大于0. 5 % ，樁身垂直度偏差小于1 %。當(dāng)垂直度偏差超過1 %時，應(yīng)找出原因并設(shè)法糾正；當(dāng)樁尖進(jìn)入硬土層后，嚴(yán)禁用移動機(jī)架強(qiáng)行糾偏。4.9.5 壓樁過程中應(yīng)經(jīng)常注意觀察樁身混凝土的完整性，一旦發(fā)現(xiàn)樁身裂縫或掉角，應(yīng)立刻停機(jī)，找出原因，采取改進(jìn)措施。4.9.6 每一根樁應(yīng)一次連續(xù)壓到設(shè)計標(biāo)高，接樁、送樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，盡量縮短中間停頓時間，不得無故停歇，且盡可能避免在樁尖接近設(shè)計持力層時進(jìn)行接樁。4.9.7 壓樁時應(yīng)合理調(diào)配管樁長度，同一承臺樁的接頭位置應(yīng)相互錯開。壓樁時若遇條石、塊石等地下障礙物，宜采用引孔解決。4.9.8 壓樁過程中出現(xiàn)壓樁力異常、樁身漂移、傾斜或樁身及樁頂破損，應(yīng)查明原因，進(jìn)行必要的處理后，方可繼續(xù)施工。4.9.9 壓完一根樁后，若有露出地面的樁段，應(yīng)先截樁后移機(jī)，嚴(yán)禁用壓樁機(jī)將樁強(qiáng)行扳斷。4.9.10 焊接質(zhì)量檢查：直觀無氣孔、無焊瘤、無裂縫，焊縫飽滿；重要工程應(yīng)進(jìn)行10 %焊縫探傷檢查2 ；并做好隱蔽工程簽收工作。4.9.11 管樁應(yīng)按不同規(guī)格、長度及施工流程分類堆放,嚴(yán)禁混堆；管樁需疊層堆放時，外徑為500600mm的管樁不宜超過2層，外徑為300400mm 的管樁不宜超過3層。4.9.12 施工時，應(yīng)考慮擠土效應(yīng)的影響。如可采取四周開挖防擠(震) 溝、采用開口型樁尖，鉆孔取土后壓樁，設(shè)置砂井或塑料排水板，合理安排打樁順序等措施。4.9.13 基坑開挖宜在打樁全部完成15d 后進(jìn)行；挖土應(yīng)分層進(jìn)行，且樁周土體高差不宜大于1. 0m。七、質(zhì)量控制1、嚴(yán)格按照坐標(biāo)控制點(diǎn)和建筑紅線圖進(jìn)行定位放線，做到定位準(zhǔn)確無誤，請監(jiān)理驗收簽認(rèn)，做好壓樁前技術(shù)準(zhǔn)備工作。樁位放樣允許偏差為1cm。2、樁的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度及齡期后方可運(yùn)輸、進(jìn)場及沉樁施工，管樁的起吊、裝卸、運(yùn)輸必須做到平穩(wěn)，輕起輕放，嚴(yán)禁拋擲，碰撞、滾落。3、運(yùn)至現(xiàn)場的預(yù)制管樁，廠方必須提供其完整的有關(guān)資料及產(chǎn)品質(zhì)量保證書，并經(jīng)現(xiàn)場驗收合格后方能使用，成品樁質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)為： 外觀：無蜂窩、露筋、裂縫、色感均勻、樁頂處無孔隙；管壁厚度：5mm；樁尖中心線：2mm；頂面平整度 10 mm；樁體彎曲：1/1000L（L為樁長）。4、管樁堆放和運(yùn)輸時，支點(diǎn)應(yīng)按距兩端0.21L（L為樁長）處設(shè)置，堆放層數(shù)不得超過三層，堆放場地必須堅實平整，上下層支點(diǎn)在同一垂線上。5、在沉樁至接近設(shè)計深度時，應(yīng)注意觀察，根據(jù)試樁參數(shù)、以標(biāo)高和壓樁力嚴(yán)格控制沉樁標(biāo)高。6、壓樁過程中，樁架應(yīng)堅實、穩(wěn)固，樁帽和樁身應(yīng)保持同一垂直的軸線上，保證不出現(xiàn)斜壓的現(xiàn)象。7、樁帽和送樁器的直徑要比樁的直徑略大，一般與樁周圍的間隙應(yīng)為510mm。8、每節(jié)樁在接樁前，應(yīng)保持對位正確，上下管樁的垂直度、同心度不得超過0.5%L，接樁就位后，施焊前用經(jīng)緯儀仔細(xì)測量校正，應(yīng)在距樁機(jī)20m處，成90度方向，用兩臺經(jīng)緯儀測量挺杠和垂直度，確認(rèn)無誤后，再施焊。9、焊接用的焊條規(guī)格、型號、性能等符合規(guī)范規(guī)定要求，焊條直徑4mm。施焊時，先用點(diǎn)焊固定，然后分三次焊滿焊縫，第二次焊時要將前一次焊縫表面的焊渣夾渣等清理干凈，焊縫要飽滿無夾渣、氣孔。10、樁端鋼帽要刷干凈，去掉泥土等雜物，施焊時先固定四點(diǎn)，然后對稱焊接，減少焊接變形。11、接樁時，動作迅速，速度要快，保證連續(xù)沉樁，間歇時間不宜太長。12、壓樁時，如沉樁發(fā)生突然變化時，應(yīng)注意保持樁處于軸心受壓狀態(tài)，如有偏移應(yīng)及時調(diào)正，以免發(fā)生樁頂破碎及斷樁質(zhì)量事故。若發(fā)生移位，樁頂或樁身出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫、破碎等情況時，應(yīng)暫停壓樁，與業(yè)主、監(jiān)理或設(shè)計有關(guān)人員協(xié)商后才能施工;并分析原因，采取相應(yīng)措施。在施工中如出現(xiàn)樁的擠偏、隆起、擠斷現(xiàn)象，應(yīng)采取跳樁順序施工、并調(diào)整壓樁速度。13、沉樁工程中，當(dāng)樁尖遇到硬土層或砂層而發(fā)生沉樁阻力突然增大，甚至超過壓樁機(jī)最大靜壓能力而使樁機(jī)樁機(jī)上抬時，這時可以最大靜壓力作用在樁上，采取忽停忽壓的沖擊施壓法，可使樁緩慢下沉直至穿透硬夾砂層。 14、當(dāng)沉樁阻力超過壓樁機(jī)最大靜壓力或者由于來不及調(diào)正平衡配重，以致使壓樁機(jī)發(fā)生較大上抬傾斜時，應(yīng)立即停壓并采取相應(yīng)措施，以免造成斷樁或其它事故。 15、當(dāng)樁下沉至接近設(shè)計標(biāo)高時，不可過早停壓，否則在補(bǔ)壓時常會發(fā)生停止下沉或難以下沉至設(shè)計標(biāo)高的現(xiàn)象。八、安全措施1、液壓樁機(jī)壓樁前必須對液壓油缸、液壓泵、油路等液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢查、維修、保養(yǎng)。2、壓樁機(jī)吊具應(yīng)檢查鋼絲繩是否牢固、鋼絲繩卷揚(yáng)系統(tǒng)應(yīng)有保護(hù)罩。3、樁下嚴(yán)禁站人，操作工人必須佩戴安全帽。4、壓樁時樁身發(fā)生裂縫應(yīng)立即停止壓樁，不可強(qiáng)行繼續(xù)施工，避免斷樁砸傷工人和機(jī)械設(shè)備。5、惡劣天氣注意對機(jī)械和樁的影響，必要時應(yīng)停