PHC管桩静压施工的送桩问题探讨

时间:2023-03-16 18:41:39 土木工程毕业论文 我要投稿
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PHC管桩静压施工的送桩问题探讨

  摘 要:随着高层建筑建设步伐的加快,带地下室的设计方案越来越多,这对于PHC管桩来说必将涉及到送桩问题,由于缺乏相应的标准,结合工程实践,对此进行了探索。
  关键词:PHC;桩基施工;静压法;送桩
  
  预应力高强混凝土管桩(代号为PHC),其适用面广,可广泛应用于各种工程建设的基础;规格齐全,供设计选用范围广;强度高,抗弯、抗裂性能好;采用工厂化标准生产,质量稳定,性能可靠;施工周期短,噪音小,无震动,无污染;施工工艺成熟,成桩质量可靠性高;检测直观,质量有保障;单位承载力造价低,综合经济效益好。70年代从广东沿海地区开始,正在全国广泛推广,武汉地区近三年开始在不少工程上得到应用。但是,送桩深度问题缺乏相应的标准,参考广东省标准《预应力混凝土管桩基础技术规程》(DBJ/T15-22-98)规定的6m最大限度的施工,在某大楼工程实践中,最小送桩深度2.0m,最大送桩深度超过7.5m,采用桩送桩施工,取得了一些经验。
  
  1 工程概况
  
  某大楼位于武汉空军雷达学院内,主楼17层,辅楼为3-6层,设计为管桩基础,桩规格为PHC-AB500(125),桩数为401根,单桩竖向承载力特征值Ra≥2200KN,采用静压桩机施工。
  
  2 工程地质条件
  
  根据勘察单位提供的岩土工程勘察报告,该场地地质情况见表1:
 
  桩端持力层为(3-3)层细砂,桩端进入持力层不小于1.0m。场区地下水为上层滞水和赋存于场区砂性土层中的孔隙承压力,地下水对混凝土无腐蚀性。
  
  3 前期准备工作
  
  (1)试桩施工。
  按照设计要求,在工程桩中选取了7根试桩(4根静载桩和3根抗拔桩)。本工程采用YZY-600型全液压静力压桩机,根据的设计单桩承载力要求配重5200KN,最大表压力为双组缸18MPa。根据设计要求及参考地质勘察报告,1#试桩配桩38m,压入土0.4m后压力值为双组缸16MPa,换算压载为4620KN,经稳压三次后终止压桩,其余6根桩压桩参数与1#试桩相同。
  
  (2)试桩检测。
  静载试桩按照低应变、高应变、静载、低应变的顺序进行检测,抗拔试桩按照低应变、抗拔试验、低应变的顺序进行检测,前后低应变检测反映7根桩均为Ⅰ类桩;高应变测试承载力数据均超过5228KN;静载试验检测数据见表2,抗拔试验检测数据

PHC管桩静压施工的送桩问题探讨

  (3)图纸会审。
  根据试桩施工情况及试桩检测结果,按照设计单位要求,工程桩施工工艺参数与试桩一致,即静力压桩机配重5200KN,最终压力值为双组缸16MPa,并稳压三次后终止压桩。
  
  (4)确定送桩施工方案。
  《预应力混凝土管桩基础技术规程》规定,送桩深度不宜大于2.0m,最深不超过6.0m。本工程裙楼设计最小送桩深度为2.0m,主楼设计送桩深度一般为7.5m,最大送桩深度为8.5m。
  考虑须送桩的深度要求,我方提出方案如下:
  ①在压桩施工前先开挖2~3m的土方,然后再压桩;
  ②增加管桩长度,保证送桩深度不超过6.0m的要求;
  ③《预应力混凝土管桩基础技术规程》规定的送桩深度不宜大于6.0m,是依据锤击桩机制定的,而本工程用的是静压桩。打入式桩机送桩时在桩头接桩部位容易引起跳动导致偏心受压,锤击能量在桩头部位传递不畅损失大,而静压桩机压桩时不产生冲击荷载,不会产生能量损失,送桩深度可以适当加深,而钢制送桩器的统一规格长度为9.8m,所以用13m同规格管桩代替送桩器,送装深度可以达到8.5m。
  方案①要考虑静压桩机的施工操作面而需要增大土方开挖工作量,土方开挖后引起的一系列的降水、支护及工期的影响,继而增加工程投资;方案②增加了管桩长度,这样截桩长度必然增加,造成很大的浪费;方案③最为理想,但无相应的规程、规范依据,仍须进行进一步的试验。
  
  4 工程桩施工
  
  (1)桩送桩施工。
  PHC管桩的竖向抗压能力较强,竖向抗拉能力较差,能否采取桩送桩,取决于两个因素:①管桩桩身结构的极限承载力是否小于设计要求的单桩承载力极限值;②桩拔出时的力是否小于PHC管桩的抗拔承载力。
  参考国家建筑标准设计图集《预应力混凝土管桩》03SG409及建华管桩的性能参数,经报监理及建设方同意,决定采取桩送桩施工。
  通过现场观察数根上拔送桩管桩时的静力压桩机压力表数值,拔起瞬时值小于单组缸7MPa,正常值为单组缸4MPa;压桩机夹桩器空载由下限向上限运行时压力表瞬时值为单组缸4MPa,正常值为单组缸2MPa ,换算为桩身上拔时实际上拔力正常值为235KN,最大值为382KN,远小于桩身的抗拔极限承载力(780KN)。
  据此可以肯定,采用桩送桩施工不会因为管桩作一次送桩器而产生断桩,影响工程质量。所以在后续的施工中大胆采用桩送桩施工,同时加强施工中各工序环节的监督,至桩基施工完毕未发现桩身断裂的现象。
  
  (2)施工质量控制。
  ①严格按压桩工艺流程施工,工艺流程如下:测放桩位→桩机就位→吊桩落位→桩段对中调直→静力压桩→接桩→再压桩→送桩→记录整理等工艺。为了保证施工质量,对每道工序的施工,必须做到位,强化工序施工要求,不符合者,不得进入下道工序。
  ②每次桩段进场时,须有专人验收,对管桩外观、桩径、壁厚、顶面平整度、桩体弯曲等进行检查,同时管桩生产厂家必须提供相关的水泥、钢筋、外加剂的质保书、复检报告及其混凝土配合比,现场检验时发现不合格者,必须无条件退货。
  ③桩机吊桩就位。压桩机指挥员根据已施放准确并做有白色标记的桩位,指挥压桩机就位,并进行桩位复测,将桩段起吊至桩位处,由当班施工员和桩工扶正管桩,保证垂直就位,不得随意自由落位。
  ④双向控制垂直度。在桩机附近两侧设置钢支架吊线锤,观测被压桩段两个不同方向的边缘,调整桩机,严格控制桩段的垂直度误差。严禁边压桩边调整桩机,或者下桩入土深度≥1.0m后调整桩 机。如果桩端平面位移超限或遇到地下障碍物时,必须将桩段吊离孔外,待处理后,再调机施工。
  ⑤压桩。当桩段落位及其调整垂直度符合要求后,方可进行压桩。压桩前,事先合理确定压桩压力值为双组缸16MPa;开始压桩后,要认真记录每节桩的入土深度和相应的压力表读数,同时还需有专人观测吊线锤的变异情况,严格控制桩的倾斜度,当垂直度超限时,应停机责令指挥员及时纠正;在接桩后的压桩过程中,应坚持以压力值为主控,桩长为辅的“双控”原则。桩端持力层为(3-3)层细砂层,确保桩端进入持力层深度≥1.0m的设计要求。如若深度未达到设计要求时,可在允许范围内适当增大压力,使之达到深度要求。
  ⑥遇到下列情况之一者,应暂停压桩,汇报和请示现场监理,并进行及时处理:①压桩深度超过设计深度,油压值却达不到要求;②桩顶和桩身混凝土破碎或产生明显裂纹;③桩身突然倾斜、位移或严重回弹;④与相邻桩入土长度相差悬殊,或桩端不能落在同一持力层上;⑤场地内地面严重隆起或相邻桩发生严重位移;⑥已施工的桩身向上位移。
  ⑦严格履行现场监理签证认可手续。施工过程中,每道工序先经质检员检验,合格后再请现场监理验收签字认可,凡未经签字认可者,不得进行下道工序,在施工质量上质检员将全力配合现场监理同时把关。
  
  5 桩基检测结果和结论
  
  (1)工程桩施工完成,土方开挖后,按照验收及检测规范和设计院要求,进行了 4根工程桩静载试验、23根高应变检测、401根工程桩低应变全部检测、桩身垂直度检测和桩位偏差测量。结果表明:承载力全部满足设计要求,桩身完整性Ⅰ类桩占98%,Ⅱ类桩占2%,垂直度偏差小于规范规定的0.5%,平面位置偏差最大为80mm,桩基工程验收合格。
  (2)送桩深度超过6.0m时,往往没有专用的送桩器,采用同规格管桩做送桩器,使用方便经济,但要注意满足拔出送桩管桩的力小于管桩的抗拔极限承载力的要求。采用静压法施工时,送桩深度可以达到8.5m。
  (3)预应力高强混凝土管桩有很大的优势和进步性,采用静压桩机施工,特别是在城区应用越来越广泛,亟需制定出详细的预应力混凝土管桩基础技术规范,特别是关于送桩的技术标准。

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