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預應力管樁機械靜壓法施工技術

 

隨著人們環保意識的不斷增強及城市對建筑施工噪音控制越來越嚴格,樁基礎施工方法成為設計及施工首要考慮的問題,為解決過去沉樁產生的強噪音和廢氣污染,以及鉆孔挖孔樁產生的水污染問題,機械靜力壓樁施工技術便應運而生。機械靜力壓樁系采用靜力壓樁機將預制鋼筋混凝土樁分節壓入地基土層中成樁。

1       機械靜力壓樁施工技術特點

1.1         本法利用電力,具有液壓操作,自動化程度高,運轉靈活,樁位定點精確,可提高樁基施工質量,施工無噪聲、無振動、無污染。

1.2            沉樁采用全液壓夾持樁身向下施加壓力, 可避免打碎樁頭,混凝土強度等級可降低 1-2 級,配筋比錘擊法可省鋼筋 40%左右。

1.3         施工速度快,壓樁速度每分鐘可達 2m,比錘擊法可縮短工期 1/3

2       適用范圍

本工藝標準適用于軟土、填土、一般粘性土層中,特別適合于居民稠密和危房附近環境保護要求嚴格的工業與民用建筑的低承臺樁基礎,也適用于鐵路、公路、水利等工程的樁基礎施工。

3       材料要求

3.1         鋼筋混凝土預制管樁

常用截面尺寸直徑 Φ3080cm,長度 615m,以 1m 為級數遞增,可根據設計樁長按不同的節長進行搭配或需要接長(最大深度可達35m),每根管樁接頭不宜超過 4 個,樁身強度要求達到設計強度等級的 100%方可運輸和吊裝。管樁用作摩擦樁或端承摩擦樁且穿越堅硬土層較薄時,可選用 AAB 型樁,其長徑比(樁總長 L/樁外徑D)不宜大于 100,當用于端承樁或摩擦端承樁且穿越一定厚度較硬土層時,宜選用ABB 型樁,其長徑比不宜大于 80

3.2         焊條

一般采用 E43XX 型焊條,其質量應符合GB/T5117-1995 的規定,并且應有出廠合格證。

4       主要機具設備

4.1         機械設備

YZY型全液壓靜力壓樁機、輪胎式起重機、運輸載重汽車。

4.2         主要工具

鋼絲繩吊索、撬杠、電焊機等。

4.3         測量儀器

經緯儀一臺、水準儀一臺、1m 鋁合金靠尺一把。

5       作業條件

5.1         應具有工程地質資料、樁基施工平面圖、樁基施工組織設計或施工方案。

5.2         已排除樁基范圍內的高空、 地面和地下障礙物。場地已平整壓實,能保證壓樁機械在場地內正常運行。雨期施工已做好排水措施。

5.3         樁基的軸線樁和水準基點已設置完畢, 并已經復查辦理了簽證手續。每根樁已經測定,用小木樁打好定位樁,并用白灰做出標記。

5.4         已選擇和確定壓樁機械進出路線和壓樁順序,并經監理、甲方及設計院同意。

5.5         檢查樁的質量, 將需要的樁按平面布置圖堆放在壓樁機附近,不合格的樁另行堆放。

5.6         檢查壓樁機械設備及起重工具, 鋪設電力管線,進行設備架立組裝。在樁架上設置標尺或在送樁器側面畫上標尺,以便能觀測樁身入土深度。壓樁設備的選用應確保施壓時壓應力小于樁身材料的軸心抗壓強度設計值。壓樁機的安裝,必須按有關程序或說明書進行。壓樁機的配重應平衡配置于平臺上。

5.7         施工前已打試樁,試樁不少于 2根,以確定貫入度及樁長,并校驗打樁設備和施工工藝及技術措施是否符合要求。

5.8         已準備好樁基工程沉樁記錄和隱蔽工程驗收記錄表格,并安排好記錄等。

6       施工操作工藝

6.1         機械靜力壓樁的施工程序為: 測量樁位→樁機就位→吊樁插樁→樁身對中調直靜壓沉樁→接樁→再靜壓沉樁→終止壓接→送樁→切割樁頭。

6.2         操作要點

   根據樁位平面圖、總平面圖及建設方提供的坐標控制點進行樁位測放。經監理驗收樁位合格簽證后,樁機方可就位。

   壓樁機就位時應對準樁位,啟動平臺支腿油缸,校正平臺處于水平狀態。

   啟動門架支撐油缸, 使門架作微傾 150,以便吊插預制樁。起吊預制樁時先栓好吊裝用的鋼絲繩及索具,然后應用索具捆綁樁上部約50cm 處,起吊預制樁至樁機夾具,啟動油缸,使夾具抱緊樁身,然后調整樁基位置,使樁尖垂直對準樁位中心,緩緩插入土中。

   當樁尖插入樁位后,微微啟動壓樁油罐,待樁入土至 50cm 時,可利用架設在通視安全處(一般距樁機不小于 15m)約成 900的一臺經緯儀和一臺水準儀,測量樁的垂直度和平臺的水平度,再次校正樁的垂直度和平臺的水平度,使樁的縱橫雙向垂直偏差不超過 0.5%。如果超差,必須及時調整,但須保證樁身不裂,必要時拔出重插,不得用強拔的方法進行快速糾偏,以免造成樁身拉裂、折斷。然后再啟動壓樁油缸,把樁徐徐壓下,控制施壓速度不超過 2m/min。沉樁時,管樁的垂直度必須嚴格控制,施工時必須保證第一節樁的施工質量。在通視安全處架設水準儀一臺,控制樁頂標高。

   壓樁的順序:當建筑面積較大,樁數較多時,可將基樁分為數段,壓樁在各段范圍內分別進行。對多樁臺,應由中央向兩邊或從中心向外施壓。在粉質粘土及粘土地基施工,應避免沿單一方向進行,以免向一邊擠壓,造成壓入深度不一,地基擠密程度不均。

   樁長度不夠時,可采用端板焊接連接接樁。方法是:起吊上節樁,矯正上節樁樁身,對準下節樁導向箍放下,以保證上下樁節找正對直,上下樁中心線應對齊,坡口錯位偏差不得大于 2mm,用目測上下兩節樁確保其垂直和接觸面吻合,接合面之間的空隙不得大于 2mm,如樁節間隙過大,可用鐵片填實焊牢。接樁一般在距離地面 1m左右進行。焊接時采用 3 人對稱施焊,減少焊接變形。手工焊接時第一層必須用Φ3.2 電焊條打底,以保證根部焊透,第二層方可用粗焊條(Φ4 Φ5)施焊,電焊厚度宜高出坡口 1mm,焊縫高度偏差不得大于 1mm。焊縫必須每層檢查,保證焊縫密實無沙眼、夾渣、氣孔等缺陷。焊縫應滿足《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB5.205-2001 二級焊縫和設計要求,對接頭鋼箍焊縫和外露金屬部分應刷兩遍防銹涂料。接樁后焊縫降溫 8min 后再施打,嚴禁用水冷卻或焊好后即壓。并且按設計和有關規范做好探傷工作和隱蔽驗收。焊接前應將端板坡口上的浮銹及污物清除干凈,露出金屬光澤。

   壓樁應連續進行,當壓樁力已達到兩倍設計荷載或樁端已到達持力層時,應隨即進行穩壓。當樁長于 15m 或粘性土為持力層時,宜取略大于 2 倍設計荷載作為最后穩壓力,并穩壓不少于 5 次,每次 1min,當樁長大于 15m 或密實砂土為持力層時,宜取 2倍設計荷載作為最后穩壓力,并穩壓不少于 3 次,每次 1min,測定其最后各次穩壓時的貫入度。

   壓樁施工時,應由專人或開啟自動記錄設備做好施工記錄,開始壓樁時應記錄樁每沉下1m 油壓表壓力值,當下沉至設計標高或兩倍呈設計荷載時,應記錄最后三次穩壓貫入度。

   當樁頂高出設計標高須截樁時,宜采用機械切割,應先將不需要截除的樁身端部用鋼抱箍箍緊,然后進行切割。嚴禁用大錘砸。

7       質量標準

7.1         保證項目

  鋼筋混凝土預制樁的質量必須符合設計要求和施工規范的規定,并有出廠合格證。

  樁的貫入度必須符合設計要求,最后幾次的貫入度不能依次遞增。

  樁的接頭節點處理必須符合設計要求和施工規范的規定。

  鋼筋混凝土方樁接樁時,所使用的焊條必須達到設計要求和施工規范的規定,并有出廠

合格證。

  應按設計進行低應變動測試驗。

7.2         允許偏差項目

鋼筋混凝土預制樁機械靜力壓樁施工允許偏差及檢驗方法見下表:

            

         (mm)

        

 

單排或雙排樁條形樁基

 

 

 

1

(1)垂直于條形樁基縱軸方向

100

 

 

(2)平行于條形樁基縱軸方向

 

150

 

2

樁數為1-3 根樁基中的樁

100

用經緯儀或拉線和尺量檢查

 

3

樁數為4-16 根樁基中的樁 1/3 樁徑或1/3 邊長

1/3 樁徑或1/3 邊長

 

 

 

 

樁數大于16 根樁基中的樁

 

 

4

(1)最外邊的樁

 

1/3 樁徑或1/3 邊長

 

 

 

 

(2)中間樁

 

1/2 樁徑或1/2 邊長

 

5

按標高控制的樁,樁頂標高

-50+100

用水準儀檢查

 

8  成品保護

8.1   樁應達到設計強度的 70%方可起吊,達到 100%才能運輸,以防出現裂縫或斷裂。

8.2   樁起吊和搬運時吊點應符合設計要求,并應平穩,不得損傷。

8.3   樁的堆放場地應平整、堅實,不得產生不均勻沉降;墊木應放在靠近吊點處,并應保持在同一平面內;同規格的樁應堆放在一起,樁尖應向一端;樁重疊堆放時,上下層墊木應對齊,堆放層數一般不宜超過 4 層。

8.4   妥善保護樁基的軸線樁和水平基點樁,不得受到碰撞和振動而造成位移。

8.5   在軟土地基中打樁完畢,基坑開挖應制定合理的開挖順序和采取一定的技術措施,防止樁傾斜或位移。

8.6   在鑿除高出設計標高的樁頂混凝土時,應自上而下進行,不橫向鑿打,以免樁受水平沖擊力而受到破壞或松動,用氣割切斷鋼筋。.

9  安全措施

9.1   機械司機在施工操作時,要精力集中,聽從指揮信號,不得隨意離開崗位,應經常注意機械的運轉情況,發現異常應立即檢查處理。以防止機械傾斜、傾倒,或液壓不工作時,突然下落等事故的發生。

9.2   樁應達到設計強度 75%方可起吊,達到 100%方可運輸和壓樁。

9.3   樁在起吊和搬運時,吊點應符合設計要求,如設計無規定時,當樁長在 16m 內,可用一個吊點起吊,吊點位置應設在距樁端長 0.29 樁長處。

9.4   壓樁前,應對鄰近施工范圍內的原有建筑物、地下管線等進行檢查,對有影響的工程,應采取有效的加固防護措施,施工時加強觀測,以確保施工安全。

9.5   壓樁機行走道路必須平整、堅實,必要時宜鋪設道渣,經壓路機碾壓密實。場地四周應挖排水溝以利排水,保證移動樁機時的安全。

9.6   沉樁前應先全面檢查機械各個部件及潤滑情況,鋼絲繩是否完好,發現有問題時應及時解決;檢查后要進行試運轉,嚴禁帶病作業。壓樁機械設備應由專人操作,并經常檢查機架部分有無脫焊和螺栓松動,注意機械的運轉情況,加強機械的維護保養,以保證機械正常

使用。

9.7   壓樁機架安設應鋪墊平穩、牢固。吊樁就位時,起吊要慢,并拉住溜繩,防止樁頭沖擊樁架,撞壞樁身。吊立后要加強檢查,發現不安全情況,及時處理。

9.8   在壓樁過程中遇有地坪隆起或下陷時,應隨時對機架及路軌調平或墊平。

9.9   現場操作人員要戴安全帽,高空檢修樁機,不得向下丟物件。

9.10   夜間施工,必須有足夠的照明設施;雷雨天、大風、大霧天,應停止沉樁作業。

10   施工注意事項

10.1   壓樁施工前應清除樁位下的障礙物,必要時應對每個樁位進行釬探清查一遍。對樁平直度要進行檢查, 發現樁身彎曲超過 1/1000 樁長, 并大于 20mm ,或樁尖不在樁縱軸線上的,不應使用,以避免壓樁時出現斷裂或樁頂位移。

10.2   接樁施工時,應對連接部位上的雜質、油污、水分等清理干凈;上下節樁應在同一軸線上,然后才能對稱施焊焊接。

10.3   壓樁時預制樁強度必須達到設計強度的 100%;蒸汽養護的預制樁應再經自然養護一個齡期后方準施壓。

10.4   沉樁時如設計要求的土層與地質資料或實際土層不符時,應停止施工,與有關單位研究處理。

10.5   在鄰近有建筑物或岸邊、斜坡上打樁時,應會同有關單位采取有效的防護措施,施工應加強觀測。

10.6   送樁拔出后留下的樁孔,應及時回填和加蓋。

10.7   嚴禁用方樁送樁器送管樁,必須使用回管樁直徑的圓形送樁器。

10.8   樁基施工完畢后,應休止 10 天方可進行土方開挖。

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