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软土地区高强度预应力管桩施工组织技术探讨

日期:2016-6-7 15:19:45 来源:转载 浏览数:
 
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    1 ·工程概况
    本工程位于我国南方某海滨城市西南部石油化工区域,场地为填海造地而成,场地面积约45 万平方米; 场地地层分布由上至下依次为:块石填土层、淤泥层、粘土层、全风化粉砂岩、强风化粉砂岩; 场地已经强夯和堆载预压预处理; 设计桩型为预应力高强混凝土管桩,直径有500mm 和400mm,其中PHC - AB400 ( 95) 管桩1774 根,PHC - AB500( 125) 管桩3455 根; 桩基安全等级为二级。
    2· 施工技术难点及应对措施
    2. 1 填石层厚
    桩基工程场地由开山填海而成,且经过强夯和堆载预压软基处理;勘察揭露,场区填石层平均约8m 厚,主要由中- 微风化砂岩块石、碎石混杂少量砂岩风化土回填而成,碎块石块径不均,块径0. 2m -1. 0m,均一性差,强夯处理区域密实。考虑到填石层带来的沉桩难度,采用引孔锤击管桩施工法与引孔静压管桩施工法沉桩,彻底解决填石层厚、密实影响沉桩难题。
    2. 2 工程量大
    管桩共计5229 根,其中PHC - AB400 ( 95) 管桩1774 根,PHC -AB500( 125) 管桩3455 根; 场地规划建设精细化工厂园,构件较多且分散,使得桩基施工区域分散,大大增加了施工组织的难度; 针对单元施工区域较多且分散,项目部为保质保量按时完成施工任务,采取以下施工场地平面优化布置措施: ( 1) 由施工经理,组织施工管理人员分析施工图纸,明确施工界面范围,施工界面范围内各构件包含的桩数,绘制施工总桩位图,对施工范围、内容做到心中有数; ( 2) 在临建会议室张贴打印版施工总桩位图,根据施工现场实际情况,实时优化指导施工现场平面布置; ( 3) 安排测量人员提前丈量好各施工区域边界以及沟、坑等障碍物,通过撒白灰或者钉木桩等方法进行标识,取得现场第一手资料,为之后全局布置提供数据参照; ( 4) 运用全局视角布置投入本工程的引孔、锤击以及静压设备施工行走路径图,保证各台设备独立作业,避免路线交叉重叠,确保工作效率; ( 5) 合理布置施工现场临时施工便道,便于运输管桩平板车以及汽车吊等有序高效的工作,施工便道与桩机行走路径布局要缜密细致,保证各道工序有序进行; ( 6) 现场管理人员需要确保各台设备在事先预定的行走路线范围内施工,行走路线变动时,需要第一时间通知施工班组及时调整,服从项目部总体部署; 施工过程中遇到实际问题,需要第一时间报告施工经理,施工经理经研究将作出判断与重新部署。
    2. 3 施工机械多
    本工程施工主要机械设备有: 引孔机、锤击桩机、静压桩机、汽车吊、平板车、空气压缩机等; 施工机械数量多、类型多样,增大机械设备管理难度; 为达到机械设备管理井然有序,项目部采取如下措施: ( 1)根据工程量清单、工期要求,合理配置机械; ( 2) 进入施工场地的机械设备,必须具有特种设备检测合格证; ( 3) 为进入工地的每台机械设备编号,并标识于设备醒目位置,另外机械操作规程、警示标志张贴于机械设备; ( 4) 规范机械设备临时用电管理; ( 5) 加强施工班组安全技术交底工作; ( 6) 合理设计机械施工行走路线,行走路线应符合经济、合理、灵活等特性; ( 7) 加强雷雨、台风季节,机械设备的安全保护工作。
    2. 4 材料管理难度大
    本工程主要材料为400mm 和500mm 的管桩; 每根管桩平均约30m,管桩用量很大,给材料管理与供应增大难度; 为保证材料的正常供应,以及最大限度节约成本,项目部采取以下措施: ( 1) 每台桩机配备一名施工管理人员,负责每台桩机施工班组的现场管理; ( 2) 每台桩机管理人员,必须提前一天递交管桩用量计划,计划需载明: 管桩类型,管桩数量等信息; 落实每天上报计划制度; ( 3) 材料部根据管桩用量计划,务必当天通知管桩供应商,次日按时、按量运送至现场,汽车吊、进场检验工作提前做好,保证桩机正常施工,不得因材料问题而停工。
    3· 施工工艺及质量控制措施
    3. 1 引孔锤击管桩施工法
    ( 1) 施工工艺流程: 桩位放线→钻机就位→潜孔锤钻机引孔至穿透填石层→向孔内回填开山土→桩位放样→锤击桩机就位→首节桩就位、对中和调直→锤击沉桩→接桩→继续锤击→再接桩→打至收锤标准→收锤→转移下一桩位。
    ( 2) 质量保证措施: ①场地平整: 施工前先用推土机等设备平整场地,达到引孔机、桩机施工要求; ②测量放样: 测放桩位需进行复核,桩位偏差小于100mm; ③引孔: 引孔过程中,派专人从相交垂直方向同时吊两根垂线,控制引孔机身垂直度; 确保引穿填石层后起拔潜孔锤; ④回填: 孔内回填山皮土,防止孔壁坍塌; ⑤桩身垂直度: 沉桩过程中,用吊锤校正桩身垂直度,偏差不超过0. 5%; 保证桩端、桩帽、桩锤中心在同一轴线; ⑥接桩: 接桩时,上下段应顺直,错位偏差不大于2mm; 上下桩段结合部位若有间隙则用钢板垫实焊牢; 施焊应由两个焊工同时对称进行,先将四个角点焊牢固,焊接层不少于两层,内层焊渣必须清理干净后才能施焊外焊,焊缝应密实饱满,焊好后的管桩应自然冷却5 ~8min; 焊缝处采用环氧煤沥青涂刷两遍; ⑦收锤标准: φ500 管桩以控制桩端设计贯入度为主,设计标高为辅,最后10 击贯入度不宜大于50mm; φ400 管桩以控制桩端设计标高为主。
    3. 2 引孔静压管桩施工法
    ( 1) 施工工艺流程: 桩位放线→钻机就位→潜孔锤钻机引孔至穿透填石层→向孔内回填开山土→桩位放样→静压桩机就位→吊桩插桩→桩身对中调直→压第1 节桩→焊接接桩→压第n 节桩→送桩→终压→转移下一桩位。( 2) 质量保证措施: ①场地整平、测量放样、引孔、回填等与引孔锤击管桩施工法相同,在此不再赘述; ②终压: 对于入土深度大于或等于8m 的桩,复压次数可为2 ~ 3 次; 对于入土深度小于8m的桩,复压次数可为3 ~ 5 次; ③稳压: 稳压压桩力不得小于终压力,终压φ500mm≥400T; 终压φ400mm≥150T; 稳定压桩额时间宜为5 ~ 10s。
    4· 检测结果
    广东省《锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程》和《静压桩基础技术规程》规定: 沉桩后开始检测间隔时间不得少于15 天; 桩身完整性检测数量不应少于总桩数的20%; 静载荷试验抽检数量不得少于总桩数的1%,且不得少于3 根; 本工程低应变动测数量为1046 根,静载荷数量为53 根; 400mm 管桩静载荷载为1000KN,500mm 管桩静载荷载为3400KN; 检测结果显示: 53 根静载荷试验桩单桩竖向抗压承载力均满足设计要求; 1046 根低应变动测桩中,一类桩986 条,二类桩60 条,满足设计要求;
    5· 结语
    ( 1) 充分掌握场地地质情况的前提下,填石层较厚较密实区域可选用锤击桩机施工,较薄较松软区域选用静压桩机施工; 采用锤击桩机与静压桩机配合施工,充分发挥锤击桩机灵活、冲击能量大的特点,且能发挥静压桩机沉桩速度快、环保的特点,缩短工期且保证工程顺利施工。( 2) 为保证管桩正常供应,以及最大限度降低现场二次搬运费用,采用每台桩机班组提前一天上报用量计划,由管桩厂商次日按时、按量运送至桩机施工区域,保证沉桩连续施工,严禁停工; ( 3) 在坚硬、密实的填石层中,采用普通静压管桩、锤击管桩,沉桩非常困难,易出现桩头击破、桩身破损、断桩等质量事故; 采用引孔工艺,克服了沉桩的困难; ( 4) 填石层中钻孔,钻孔过程中易塌孔,无法改善沉桩条件; 采用潜孔锤跟管钻进法引孔,能避免钻孔塌孔;成孔完成后,为防止塌孔,及时回填开山土可起到很好的效果。

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