高速公路軟基處理PTTC樁施工工藝

年5月29日高速公路軟基處理PTTC樁施工工藝文檔僅供參考HYPERLINK""高速公路軟基處理PTTC樁施工工法一、前言沿海及內(nèi)地湖泊地區(qū)存在著眾多復(fù)雜的軟土地基,在該區(qū)域修建高速公路或鐵路、市政、水利等路基或堤壩工程,必須對地基進行加固處理。由于剛性樁復(fù)合地基處理方法具有加固效果好、處理深度深、工期短等優(yōu)點,在路堤軟基加固工程中得到廣泛應(yīng)用。當剛性樁應(yīng)用于路基、堤壩工程時,又常稱為路堤樁。常見的路堤樁有各種沉管灌注樁(包括振動沉管素混凝土樁、Y(X)形等異型灌注樁、大直徑現(xiàn)澆薄壁管樁等)、碎石注漿樁和預(yù)應(yīng)力管樁等,但采用這些方法軟基處理后的工程質(zhì)量、工程造價均難以達到較為理想的效果,其軟基處理路段的沉降和跳車現(xiàn)象仍十分嚴重。在申嘉湖杭高速公路軟基處理中應(yīng)用的PTTC樁由于其表面帶有螺紋,具有較大的樁側(cè)摩擦阻力和承載力,且整體造價較低,因而,該新技術(shù)的應(yīng)用為深厚軟土路段消除橋頭跳車、路基不均勻沉降及高速公路拓寬等問題都提供了新的思路,極大地改進了人們一直廣泛認為軟基處理施工中難以控制質(zhì)量、造價的問題。二、工藝特點1、采取靜壓沉樁施工,套管先沉,樁身混凝土現(xiàn)場澆筑的施工工藝,噪音小,污染小,施工工藝簡便。2、PTTC樁屬于現(xiàn)澆混凝土樁的范疇,與常規(guī)的振動沉管現(xiàn)澆混凝土樁相比增加了單壁螺紋塑料套管,充分發(fā)揮外部螺紋與周邊土體較大摩阻力作用,提高了承載能力,質(zhì)量可靠。3、能夠先成批打設(shè)套管,再成批灌注混凝土,對周圍環(huán)境影響小,施工進度快,易于控制,工程造價較低。4、樁長和樁身強度可根據(jù)地質(zhì)條件現(xiàn)場變強度、變樁長調(diào)整設(shè)計,適應(yīng)性強。5、施工質(zhì)量容易控制、整樁質(zhì)量較高,軟基處理效果較好。三、適用范圍一般適用于填土高度≥5．0m的填方路段、設(shè)置擋墻路段、路堤拓寬路段以及橋頭、通道等結(jié)構(gòu)物與路堤的銜接部位,以滿足路基穩(wěn)定的要求,減小差異沉降和協(xié)調(diào)變形。一般軟土深度厚度在5m～20m,并要求軟土地基下部有承載力相對較高的土層作為樁端持力層,并要求樁端持力層靜力觸探錐尖阻力不小于1000kPa四、工藝原理PTTC樁是單壁螺紋塑料套管現(xiàn)澆混凝土樁(PlasticTubeCast-in-placeConceretePile)的簡稱,它是由預(yù)制樁尖、單壁螺紋塑料套管、套管內(nèi)混凝土、頂部樁帽四部分組成,按一定的間距將塑料套管打入需要加固的地基中,套管內(nèi)用混凝土澆注成樁,并澆注樁帽、鋪設(shè)墊層和土工格柵形成樁承式剛性樁復(fù)合地基的地基處理方法。其工程設(shè)計是塑料套管樁采用單壁、內(nèi)外均是螺紋的PVC塑料套管,管外徑16cm,樁體、蓋板采用C25混凝土澆筑,蓋板尺寸為Φ50×20cm。原理是將套管按一定間距采用靜壓輔助振動沉管樁機逐根打入持力層中,套管為底部封閉,頂部開口,待分段區(qū)塊塑料套管全部打設(shè)完畢后,再統(tǒng)一開挖蓋板土模,安放鋼筋籠及蓋板配筋。統(tǒng)一對埋設(shè)在地基中的套管用C25混凝土連續(xù)澆注成樁,套管不再取出。待樁身混凝土達到一定強度后,在蓋板頂鋪設(shè)鋼塑格柵等水平加筋體;樁體、墊層、水平加筋體及路堤共同構(gòu)成塑料套管樁樁承式加筋路堤系統(tǒng)。PTTC樁結(jié)構(gòu)圖塑料套管樁斷面布置示意圖五、工藝流程及操作要點(一)、工藝流程施工準備—制作樁尖—樁機就位—放置套管、靜壓振動沉管—拔管—抽水、截管和檢查套管的深度—樁帽基礎(chǔ)開挖、模板安裝—放置鋼筋籠—放置蓋板底層、頂層配筋—澆注混凝土成樁—樁身質(zhì)量檢測。對場地內(nèi)對場地內(nèi)塑料套管抽水、截管和檢查,開挖樁帽土模、放置鋼筋籠、蓋板底、頂層配筋后集中澆注混凝土,完成樁和蓋板的施工上提拔出沉管,樁機移位、進行后續(xù)塑料套管的施工場地內(nèi)塑料套管打設(shè)完成后,進行塑料套管檢查塑料套管套入沉管靜壓輔助振動,打設(shè)至加固深度,同時向塑料套管內(nèi)注水按設(shè)計樁長準備塑料套管并與預(yù)制樁尖連接樁機就位,對中測量放線、確定樁位清表整平、鋪設(shè)20cm墊層鋪設(shè)鋼塑格柵,并與蓋板連接養(yǎng)生后鋪設(shè)20cm墊層整平平面至整平高程報驗,經(jīng)批準后進行路基施工養(yǎng)生后報驗、經(jīng)批準后進行后續(xù)塑料套管的施工PTTC樁施工工藝流程圖單壁螺紋套管樁施工工流程示意圖施工準備(1)、機械設(shè)備單壁塑料螺紋套管混凝土樁的施工必須配備性能可靠、符合標準、種類齊全的施工機械和設(shè)備,在施工前做好機械設(shè)備的保養(yǎng)、試機工作,確保在施工期間一切正常作業(yè)。樁機選擇可采用常見的插板機、振動沉管機等機械。使用振動沉管機械時,應(yīng)控制鋼套管的直徑比單壁螺紋塑料套管略大約1cm。根據(jù)設(shè)計樁長,確定樁機的機架高度和鋼套沉管的有效長度,樁機的機架高度和鋼套沉管的有效長度在配置時應(yīng)比設(shè)計樁長高出6~8m。在試樁前應(yīng)對已配重樁機沉管處的抬架支撐反力進行計算和標定,要求不小于單樁設(shè)計承載力的2倍。在樁機機架上畫出以米為單位的長度標記,用于沉管時觀察、記錄入土深度。(2)、場地對沉樁施工區(qū)域做好場地平整,并在路基沉樁施工區(qū)域內(nèi)兩側(cè)3m范圍內(nèi)鋪設(shè)20cm厚的清宕渣作為墊層。沉樁作業(yè)場地周圍應(yīng)設(shè)置排水明溝和盲溝,保證施工場地內(nèi)無積水。沉樁施工范圍內(nèi)的地上、地下障礙物、管線等應(yīng)清理或改移完畢。對鄰近沉樁區(qū)域附近范圍內(nèi)需要保護的建筑及管線采取合適的保護措施,并做好相應(yīng)的檢測。(3)、技術(shù)準備施工前,認真熟悉施工圖紙和設(shè)計文件,根據(jù)設(shè)計圖紙畫出施工區(qū)域內(nèi)的套管樁布樁圖,根據(jù)布樁圖對施工區(qū)域和樁位進行放樣,并灑上石灰線、插入竹竿。同時,需了解該區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)、水文情況。2、制作樁尖預(yù)制樁尖采用C25鋼筋混凝土,直徑約30cm,并設(shè)置有固定套管的塑料套管接頭,預(yù)制樁尖以打設(shè)過程中不破碎,能保障塑料套管的順利打設(shè)為主要控制標準。3、試樁沉樁前應(yīng)先進行試樁施工,采用靜載法經(jīng)過試樁確定樁機配重、提管速度、樁長、樁頂標高、沉樁壓力和混凝土坍落度等施工相關(guān)技術(shù)參數(shù)。4、鉆機就位、對中待樁機就位后,調(diào)整沉管與地面垂直,確保垂直度偏差不大于1％。5、放置套管、靜壓振動沉管放置套管。根據(jù)加固樁長的要求,將出廠的套管切割(連接)成合適長度,要求打設(shè)至加固深度后套管頂部高度不小于要求的樁體頂標高并適當富裕;將切割好的套管與樁尖連接密封牢固,然后將帶有樁尖的套管從鋼管底部放入鋼管中,樁尖與樁位對準,扣準埋設(shè)好的預(yù)制樁尖開始沉管,沉管過程中注意調(diào)整樁機的穩(wěn)定,嚴禁傾斜和錯位。機械沉管的下沉速度一般約為2m/min,待沉管至設(shè)計標高并抬架時應(yīng)開動馬達,原地留振不小于10s,以確保樁尖進入持力層不小于樁徑的1.5倍,并注水對塑料套管進行保護,注水的最終深度應(yīng)達到管口標高以下500mm,樁的打設(shè)深度由設(shè)計樁長,輔以貫入度控制,貫入度控制標準為:20cm左右/min,貫入度具體控制指標可根據(jù)試樁確定。若地質(zhì)條件與地質(zhì)勘查報告存在較大差異,以實際由灌入度控制的打設(shè)深度為準,確保樁端嵌入設(shè)計硬土層。6、拔管拔管時速度一般控制在0.8～1.0m/min,拔管速度保持均勻一致,在拔管過程中不允許反插。將鋼管拔出而將塑料套管留在地下,移機至下一個樁位,重復(fù)工藝,繼續(xù)埋設(shè)套管。7、抽水、截管和檢查套管的深度。抽水并將多余的套管進行截管和整理后(一般套管留設(shè)超出樁帽底標高150mm),對套管進行深度檢查,并隨時保護套管內(nèi)的清潔,盡量不讓雜物進入,可采用塑料薄膜或者木板覆蓋管口。8、樁帽基礎(chǔ)開挖、模板安裝在墊層中沿塑料套管中心開挖直徑約為50cm,高約為20cm的圓孔(或方孔)。樁帽外模板可采用土?；蛘哳A(yù)制的成品塑料蓋板模。若采用土模,施工時人工在樁頂四周按照樁帽的尺寸開挖土?？?鋪墊50mm厚細石瓜子片再抹20mm厚水泥砂漿做墊層,形成土模。若采用成品塑料蓋板模,則直接將預(yù)制好的成品塑料蓋板模板套于塑料管頂部,固定完畢。9、放置鋼筋籠樁帽鋼筋籠現(xiàn)場預(yù)制,長度3.5m,施工時候?qū)㈩A(yù)先制成的鋼筋籠放入塑料管中,并放平整后可采用短鋼筋或者砂漿墊塊臨時固定。鋼筋籠超出樁頂22cm,與蓋板底、頂層配筋連接,保護層采用砂漿墊塊控制,保護層厚度不小于25mm。10、放置蓋板底層、頂層鋼筋,并與連接鋼筋綁扎連接。11、場地內(nèi)集中澆注混凝土完成樁和蓋板的施工,混凝土澆注過程中采用小型加長振搗棒振搗12、待混凝土強度到一定要求后對成樁進行檢測。(二)、操作要點1、PTTC樁采用的套管應(yīng)為單壁、內(nèi)外均是螺紋的PVC塑料套管。套管強度應(yīng)保證混凝土澆注前后不損壞,最大外徑16cm。2、本方法采用打設(shè)套管和澆注混凝土工序分開進行的方法,以提高施工效率以及保證樁體混凝土的連續(xù)性,同時由于在澆注混凝土之前套管內(nèi)為全空,能夠?qū)Υ蛟O(shè)的深度進行很方便的檢查,即對套管的深度檢查即可,質(zhì)量很容易控制,因此不宜采用邊打設(shè)套管邊在套管內(nèi)澆注混凝土的方法進行施工。3、為了保證樁體與擴大樁尖的緊密結(jié)合,套管應(yīng)與樁尖事先連接,并將套管事先從打設(shè)機械的沉管底部放入后再進行打設(shè),不宜采用先沉管后從沉管上部開口處將套管放入的方法。4、混凝土為細石混凝土,試樁時確定混凝土的坍落度,保障混凝土的流動性。混凝土澆注過程中采用小型加長振搗棒進行振搗,保障混凝土的密實和澆注質(zhì)量。5、套管混凝土樁單樁極限承載力標準:28天單樁極限承載力140KN,90天單樁極限承載力180KN。六、材料與設(shè)備1、單壁螺紋塑料套管塑料套管的質(zhì)量控制標準為:單壁、內(nèi)外均是螺紋的PVC塑料套管。最大外徑不小于160mm,最大內(nèi)徑不小于142mm,扁平試驗(變形40%時)不分層、無破裂。接頭采用標準的160mmPVC管材直通接頭,平均內(nèi)徑在160.1mm~160.7mm之間,承口最小深度不小于45~50mm,標準墜落試驗應(yīng)無破裂。根據(jù)不同的深度對套管的壁厚及環(huán)剛度進行控制及搭配,根據(jù)以往工程經(jīng)驗,埋深在10m以內(nèi),采用壁厚不小于1.0mm,環(huán)剛度(KN/m2)不小于6級、每延米重量不小于1.0kg的塑料套管;埋深在10~16m區(qū)間采用壁厚不小于1.5mm、環(huán)剛度(KN/m2)不小于10級、每延米重量不小于1.5kg的塑料套管;埋深在16~20m區(qū)間采用壁厚不小于2.0mm、環(huán)剛度(KN/m2)不小于15級、每延米重量不小于2.0kg的塑料套管;塑料套管的具體參數(shù)指標應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件及試樁情況進行相應(yīng)調(diào)整,套管強度應(yīng)保證打設(shè)過程中不擠破,混凝土澆注前后不損壞。2、混凝土樁身和蓋板采用C25混凝土,混凝土的配合比應(yīng)符合規(guī)范要求。水泥混凝土骨料最大粒徑不超過2.5cm,混凝土坍落度為18～22cm;試樁時確定詳細的混凝土配合比及坍落度;施工期間在澆注混凝土過程中應(yīng)同時將混凝土留樣并制作試塊,對其進行抗壓強度試驗。預(yù)制樁尖采用C30混凝土,直徑約30cm,并設(shè)置有固定套管的塑料套管接頭。預(yù)制樁尖以打設(shè)過程中不破碎,能保障塑料套管的順利打設(shè)為主要控制標準。3、鋼筋鋼筋籠主筋采用φ6.5鋼筋,5個圓形箍筋,箍筋由φ6.5,長度0.4m的鋼筋制作。4、機械設(shè)備序號名稱數(shù)量單位備注1靜壓輔助振動沉管樁機1臺PC-300型2小型加長振搗棒1臺加長3.8、5.13吸水泵1臺4專用切割工具1臺切割刀5小推車2臺0.3m36全站儀1臺GTS-332N,精度±1.5mm7水準儀1臺DSZ2,精度±2mm+2ppm,2＇＇七、質(zhì)量控制(一)、主要控制措施1、PTCC樁體間距較小,一般采取隔排連打的施打工序,隔排跳打的時間不小于7d,從路基中間向路兩側(cè)推進施工。停樁判定根據(jù)設(shè)計要求,可采用抬架留振和設(shè)計標高兩種方法:(1)、抬架留振法:即不論樁是否沉到設(shè)計標高只要樁機抬架并留振10s不再下沉就可終孔,當沉至設(shè)計標高還未抬架時須繼續(xù)往下沉管直至抬架。(2)、設(shè)計標高法:當設(shè)計明確樁的終孔標準為沉至設(shè)計標高不論持力層情況時可采用此法,此時要準確測定地面標高以便控制。在施工中應(yīng)嚴格控制拔管速度,嚴格控制混凝土坍落度,合理安排施工順序。2、塑料套管樁應(yīng)滿足環(huán)剛度和扁平試驗的要求,塑料套管接頭處和塑料套管與樁尖接頭處應(yīng)采用膠水輔助粘結(jié),以防止打設(shè)后地下水滲入塑料套管。打設(shè)過程中應(yīng)防止打設(shè)相鄰塑料套管時候擠破已打設(shè)的塑料套管,若施工中發(fā)現(xiàn)已打設(shè)的塑料套管存在擠破時,應(yīng)對塑料套管的環(huán)剛度、壁厚、施工速度和施工順序進行調(diào)整。3、混凝土控制:樁身、蓋板混凝土設(shè)計28d無側(cè)限抗壓強度≥25Mpa,樁尖混凝土設(shè)計28d無側(cè)限抗壓強度≥25Mpa。4、滿足塑料套管打設(shè)質(zhì)量的各種參數(shù),如:塑料套管環(huán)剛度、厚度等;校核設(shè)計中選取持力層的深度。5、每根塑料套管樁打設(shè)后,應(yīng)立即對塑料套管的打設(shè)質(zhì)量進行檢查,若發(fā)現(xiàn)塑料套管破損,應(yīng)在原樁位附近復(fù)打1塑料套管。6、樁身混凝土澆注前,應(yīng)對塑料套管進行抽水,并進行檢查。7、混凝土澆注過程中,應(yīng)采用小型加長振搗棒進行振搗,保障混凝土澆注質(zhì)量。(二)、樁身質(zhì)量檢測1、樁身完整性及混凝土澆注質(zhì)量采用小應(yīng)變檢測。檢測數(shù)量為總樁數(shù)的5%。2、對樁的承載力采用靜荷試驗進行監(jiān)測。待樁體強度達到28天后對成樁進行承載力檢測。單樁(或帶蓋板單樁)檢測數(shù)量單側(cè)橋頭(箱通、涵洞)不少于1根,且不少于樁總根數(shù)的1‰3、混凝土澆注過程中預(yù)留混凝土試塊,對澆注的混凝土進行檢測。單側(cè)橋頭(箱通、涵洞)不少于1組試樣,對其進行抗壓強度試驗,并符合設(shè)計要求。(三)、主要控制指標項目檢測評定項次檢查項目規(guī)定值或允許偏差檢查方法及頻率1樁距/mm±50鋼尺量,抽查成樁數(shù)5%2樁徑/mm不小于設(shè)計值鋼尺量,抽查成樁數(shù)5%3樁長/mm不小于設(shè)計值或貫入度控制值吊繩測,全部成樁數(shù)4豎直度/%≤1全部成樁數(shù)5樁帽尺寸不小于設(shè)計值鋼尺量,抽查成樁數(shù)5%6預(yù)制樁尖尺寸不小于設(shè)計值鋼尺量,抽查成樁數(shù)5%7單樁承載力不小于設(shè)計值靜載荷試驗,抽查成樁數(shù)0.1%8樁身完整性無明顯缺陷低應(yīng)變測試,抽查成樁數(shù)5%9混凝土28d強度≥25Mpa預(yù)留試塊,每段落不小于3組八、安全措施1、PTTC樁施工前,根據(jù)國家和地方有關(guān)安全法律、法規(guī)和行業(yè)性安全規(guī)程,編制專門的專項安全方案。2、施工人員上崗前,要進行相應(yīng)的安全教育和培訓,并進行”三級”交底制;特種人員上崗必須有相應(yīng)的操作證,嚴禁無證上崗、違章作業(yè)。3、所有進入施工區(qū)域的人員需佩戴安全帽,穿戴工作服。4、施工時,要有專人負責指揮,注意各工序的銜接和相互配合,以免出現(xiàn)機器誤傷人事故,同時,操作機器時,要嚴格遵守相應(yīng)機械的操作規(guī)程。5、施工時,要嚴格按照專項施工技術(shù)方案、施工工藝和施工操作規(guī)程中的安全措施進行施工。6、施工區(qū)域要設(shè)置安全警示標志標牌。九、環(huán)保措施1、遵守國家和地方政府關(guān)于環(huán)境保護的法律、法規(guī)和規(guī)定。2、遵守<建設(shè)項目環(huán)境保護管理條例>和<公路建設(shè)項目環(huán)境影響評價技術(shù)規(guī)范>(JTJ005-96)的規(guī)定。3、貫徹執(zhí)行ISO14001環(huán)境管理標準,建立環(huán)境管理體系和相應(yīng)的規(guī)章制度,識別環(huán)境因素和危險源,控制重大環(huán)境因素和危險源,確定目標,落實責任,定期組織檢查。4、要根據(jù)施工區(qū)域到居民區(qū)的的距離來確定是否夜間施工,避免打樁機噪音對居民生活的影響。5、套管樁混凝土在用小推車澆注的過程中,要防止混凝土灑落到公路或村道上。6、套管、鋼筋籠在存放的過程中,要碼放整齊,下墊上蓋。7、施工便道要及時灑水,避免施工揚塵。十、節(jié)能措施1、遵守國家、行業(yè)、地方及企業(yè)關(guān)于節(jié)能的法律法規(guī)及相關(guān)規(guī)定。2、開展節(jié)能宣傳教育,設(shè)立節(jié)能專項資金,用來獎勵為節(jié)能作出貢獻的單位和個人。3、合理安排施工進度,使材料、人工、機械等資源均衡投入,實現(xiàn)資源的最大節(jié)約和能源的最低消耗。4、合理控制施工機械設(shè)備的能耗與改進施工工藝、確保工程質(zhì)量結(jié)合起來,達到節(jié)能減排、降低施工成本的目的。5、材料按計劃采購,合理堆儲,避免材料的超購和剩余。6、加強質(zhì)量管理,一次驗收合格,避免返工。十一、效益分析1、與預(yù)應(yīng)力管樁的比較:預(yù)應(yīng)力管樁施工其機械化施工程度高、施工投入大,雖然操作簡單,易控制,在承載力、抗彎性能、抗拔性能上均易得到保證,應(yīng)用范圍廣,但工程造價相對較高。2、與水泥攪拌樁的比較:水泥攪拌樁施工較簡單,承載力提高幅度大、工期短、無擠土效應(yīng),施工質(zhì)量不容易控制,樁體質(zhì)量不均勻,承載力不高,抗拔性能低,同時對環(huán)境污染較大,適合應(yīng)用于復(fù)合地基處理中,且工程造價也并不低廉。3、貧砼灌注樁:貧砼灌注樁和鉆孔灌注樁施工機理相同,施工工藝較成熟,用其處理過的軟基,承載力能得到較大保證。但其施工工藝較為復(fù)雜,工期耗時較長,泥漿對周圍環(huán)境污染較大,且工程造價較高。4、PTTC樁不需要像預(yù)制樁那樣采用大量鋼筋和大型運輸以及打設(shè)機械設(shè)備,也不需要事先配樁,打設(shè)機械和混凝土能夠連續(xù)施工從而降低施工費用,與預(yù)應(yīng)力管樁相比,可節(jié)約造價20％。5、PTTC樁施工過程中淤泥等建筑垃圾產(chǎn)生量少,土體擾動小,污染小,對周邊環(huán)境的影響小,處理效果明顯,是一種綠色環(huán)保的軟基加固技術(shù),具有良好的社會效益。6、該施工工藝施工設(shè)備投入少,進出場運輸方便,工藝較為簡單。同時,能夠先成批打設(shè)套管,再成批灌注混凝土,較其它施工工藝,施工工期較短,具有較好的經(jīng)濟效益。十二、應(yīng)用實例及推廣前景1、應(yīng)用實例(1)、作為PTTC樁在國內(nèi)首次應(yīng)用的申嘉湖杭高速公路練杭段(練市至杭州)地處江南水鄉(xiāng),水網(wǎng)密集,河泊縱橫,地質(zhì)條件復(fù)雜,軟土地基深厚,軟基路段全長30.82公里,占到總里程的60%,用PTTC樁處理軟基后,效果良好。申嘉湖杭高速公路練杭段PTTC樁軟基處理工后沉降量統(tǒng)計表段落長度(m)當前沉降量計算確認時間樁號至當前路基

沉降量Sp(m)FK0+146.5—