大型預(yù)制場軟地基處理

1、大型預(yù)制場的軟地基處理1 前言在建筑物開始建設(shè)之前如果地基不夠堅固，為防止建筑后地 基下沉拉裂造成建筑物不穩(wěn)定等事故，需要對軟地基進行處理， 使其沉降變得足夠堅固 ，提高軟地基的固結(jié)度和穩(wěn)定性至設(shè)計的 要求，這個過程叫做軟地基處理。軟地基處理廣泛地應(yīng)用在我國 沿海及內(nèi)地。例如：廣東、浙江等沿海地區(qū)，以及昆明、武漢、 等內(nèi)地地區(qū)。特別是填海的一些地區(qū)，一般建筑前都需要進行勘 測，然后進行軟地基處理，否則存在很大的風險和后患。由湖南路橋建設(shè)集團承建的廣深沿江高速公路A2合同段，該合同段內(nèi)大部分預(yù)制場的地基都需要進行軟地基的處理。通過對 預(yù)制場施工范圍內(nèi)地質(zhì)及水文情況的了解，得知在預(yù)制場用地范 圍內(nèi)

2、主要為大片魚塘相連，地表水主要為較發(fā)育的魚塘水及附近涌溝 水，地基承載力較低。我們根據(jù)地質(zhì)情況，同時考慮到施工成本、施 工日期及多年的施工經(jīng)驗，于是推出了采用打入預(yù)應(yīng)力混凝土管樁 以提高地基承載力的工法。2 工法特點預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，離心成型和蒸汽養(yǎng)護 制成的一種空心圓柱型的鋼筋混凝土預(yù)制管樁。用預(yù)應(yīng)力混凝土 管樁進行軟地基的處理具有 造價低，施工工效高，工期短，效率高； 單樁承載力高，樁身強度高，耐久性好等 優(yōu)點3適用范圍一般適用于廣東、福建、浙江等沿海地區(qū)大型建筑物的地基處理 以及多層、小高層的高層建筑樁基礎(chǔ)，也適用于以人工填土、粘性土、 粉土、粉砂、細砂、中砂為覆蓋層的地

3、區(qū)，持力層可選擇在堅硬的粘 性土層、密實的砂性土層、全風化巖層及強風化巖層。但在下列地層情況下不宜使用：土層中夾有難以消除的孤石、障 礙物，或含有不適宜作持力層且管樁又難以貫穿的堅硬夾層；管樁難以貫入的巖面上無適合作樁端持力層的土層，或持力層較薄且持力層 的上覆土層較松軟；或管樁難以貫入的巖面埋藏較淺且傾斜較大。4 工藝原理在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工前，可采用開挖清淤、用回填土進行換 填等方法；在管樁施工期間，通過控制日打樁數(shù)量、合理安排打樁順 序、重視管樁的接頭連接等方法，對飽和軟土層進行固結(jié)，改善其性 能，保證打樁機行走移位，同時減少擠土效應(yīng)，防止大量出現(xiàn)工程樁 偏位及傾斜，甚至斷樁現(xiàn)象。柴油

4、錘由柴油燃燒驅(qū)動，使錘體中的活塞向上運動到一定高度， 然后自由落體，產(chǎn)生的沖擊力作用到管樁樁頂，使管樁下沉，管樁下 沉到一定深度，通過管樁樁身與周圍土體的摩阻力與樁尖的端阻力共 同作用，以達到設(shè)計承載力的控制要求。5施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程見圖5.1預(yù)應(yīng)力管樁施工工藝框圖圖5.1施工工藝流程圖5.2操作要點521場地整理：清除場地范圍內(nèi)的既有淤泥，清理后用回填土進行回填，回填后用壓路機壓實整平。 然后對地面表層的進行清理, 為管樁到場后的吊裝堆放及樁機進場后的就位作好充分的準備。 場地 平整及清理采用人工配合機械作業(yè)。5.2.2 樁位放樣根據(jù)樁的設(shè)計位置繪制出樁位圖， 整理測量

5、放樣資料， 按照國家 測量規(guī)范在實地放出樁中心點，便在樁位中心點地面上打入一支 ?6 長約30cm的鋼筋，使其露出地面58cm,再在其上扎一條紅布條， 作為樣樁。在當天計劃打樁的幾個樁位上， 用白灰在樣樁附近的地面 上畫上一個圓形與樣樁重合、大小為樁徑,以方便插樁對中,確保樁 位的正確。5.2.3 樁架就位底樁就位前, 應(yīng)在樁身上畫出以米為單位的長度標記, 并按從下 到上的順序標明樁的長度, 以便觀察樁的入土深度及記錄每米沉樁錘 擊數(shù)。一般用多點吊將管樁吊直, 先將樁頭部分插入樁錘下面的樁帽 內(nèi),再用人工扶住管樁下端將樁尖在白灰圈內(nèi)就位。 底樁就位后對中 和調(diào)直這道工序?qū)Τ蓸顿|(zhì)量起關(guān)鍵作用?！?/p>

6、調(diào)直”,一是要使樁身垂直； 二是要使樁身、樁帽、樁錘的中心線重合。并按規(guī)范要求底樁起吊就 位插入地面時樁身的垂直度偏差不大于 0.5%,否則不得開錘。測量 管樁樁身包括打樁架導桿的垂直度, 可用兩臺經(jīng)緯儀在離打樁機 15m 以外成正交方向進行觀察, 也可以在正交方向上設(shè)置兩根吊砣垂線進 行觀察校正。 每臺打樁機應(yīng)配備一把長條水準尺, 可隨時量測樁身的 垂直度。管樁施工前應(yīng)再次逐根檢查， 即檢查混凝土樁有無嚴重質(zhì)量問題， 對管樁兩端應(yīng)清理干凈，施焊面上有油漆雜物污染時，應(yīng)清刷干凈。 樁壓入過程中修正樁的角度非常困難， 因此就位時應(yīng)正確安放。 第一 節(jié)管樁插入地下時，必須保持位置及方向正確。開始要

7、輕壓，認真檢 查，若有偏差應(yīng)及時糾正， 必要時要拔出重壓。樁的垂直度安排專人 采用兩臺經(jīng)緯儀進行監(jiān)控， 經(jīng)緯儀應(yīng)設(shè)置在不受打樁影響處， 且大約 互成 90°的方向上，并經(jīng)常加以整平，監(jiān)測導架保持垂直，通過樁 機導架的旋轉(zhuǎn)、滑動及停留進行調(diào)整。5.2.4 錘擊沉樁首先打底樁時要加倍小心， 同時要采取一些必要的技術(shù)安全措施， 以防止表層土過于松軟而造成整節(jié)樁一下子沒在軟土中， 整個柴油錘 落到地面甚至嵌入表土中，威脅人身安全，影響施工質(zhì)量。其次要強 調(diào)在錘擊過程中，樁錘、樁帽、和樁身的中心線應(yīng)重合，力戒偏打。 沉樁較難下沉時，要檢查樁架導桿有無傾斜偏心，樁身是否垂直，每 根樁宜連續(xù)完成，

8、以免難以繼續(xù)下壓。錘擊采用宜“重錘低擊” ，延 長錘擊接觸時間，降低錘的沖擊應(yīng)力，避免樁頭損壞。圖524錘擊樁實拍圖525接樁接樁時要注意新接樁節(jié)與原樁節(jié)的軸線一致，兩施焊面上的泥土、 油污、鐵銹等要預(yù)先清刷干凈。當下節(jié)樁的樁頭距地面1 1.2 m時， 即可進行焊接接樁。接樁時，上節(jié)樁找正方向后，對稱點焊46點加以固定，管樁焊接施工應(yīng)由有經(jīng)驗的且的有專業(yè)焊工證的焊工按照 技術(shù)規(guī)程的要求認真進行，焊縫要均勻飽滿，焊接后要等待規(guī)范規(guī)定 的涼卻時間后才能繼續(xù)施工，以免焊縫處入土急冷后使接頭處冷脆影 響使用壽命，如果設(shè)計有防銹要求，焊縫還須做防銹處理。圖接樁實拍圖收錘當樁尖被打入設(shè)計持力層一定深度時，

9、 施工人員便要考慮終止錘 擊的問題。過早停打，樁的承載能力可能達不到設(shè)計要求； 過遲收錘， 樁身、樁頭可能會破壞。在停錘之前，施工人員一般需要獲得樁身最 后十擊貫入度及最后 1m 沉樁錘擊數(shù)等各種沉樁信息， 如果符合事先 確定的停打控制條件，即可收錘停打。收樁后要求進行多次的復壓， 以消除樁端土體回彈對樁極限承載力的削弱， 且每次復壓持續(xù)時間不 少于 1 分鐘，確保樁的承載力達到設(shè)計要求。5.2.6 樁基檢測施工完成后， 采用動測檢測其完整性， 采用靜載試驗或高應(yīng)變動 測法檢測承載力。 檢測數(shù)量按照規(guī)范及設(shè)計要求進行， 對于小應(yīng)變試 驗每根樁均做，對于靜載試驗或大應(yīng)變試驗進行抽檢。同時，檢查樁

10、 的平面偏位是否滿足規(guī)范要求， 為計算提供依據(jù)或采取加樁等補救措 施。6 材料與設(shè)備6.1 材料本工法所使用的材料主要為：30cm40cm預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。6.2 設(shè)備本工法所使用的設(shè)備見表 6.2序號機具數(shù)量用途1打樁機4臺用于預(yù)應(yīng)力管樁的施工。2挖土機2臺用于清淤及平整場地。3壓路機1臺用于壓實場地。4卡車4臺用于淤泥運出及回填土方。5水準儀1臺用于測量定位。6經(jīng)緯儀2臺用于監(jiān)控樁身垂直度。7焊機2臺用于焊接樁頭。8切割機2臺用于切割樁頭。9水準尺1把用于隨時監(jiān)測樁身垂直度。7 質(zhì)量控制7.1吊樁混凝土管樁在轉(zhuǎn)運到完成打樁過程中要經(jīng)過多次吊裝才能完成， 因此在這些過程中往往容易造成樁身出現(xiàn)

11、裂縫， 這些裂縫在打樁的過 程中，由于反復受到打樁壓應(yīng)力的作用，極容易使其增大，而至損壞 樁身，同時又不容易發(fā)現(xiàn)，地下水不斷地從裂縫中滲進樁身，這將加 快樁內(nèi)的預(yù)應(yīng)力鋼筋的生銹速度，使預(yù)應(yīng)力鋼筋斷裂，混凝土預(yù)應(yīng)力 壓力喪失，降低管樁的承載能力并影響管樁的正常使用壽命。因此， 在吊裝過程中就要小心，動作要輕、慢；同時還要盡量避免管樁在起 吊移動時與其它的物體發(fā)生碰撞，尤其是劇烈碰撞。7.2接樁接樁是控制樁的管樁質(zhì)量的一個關(guān)鍵點。其實很多樁是接樁出現(xiàn)了問題，導致樁在該位置斷裂。在接樁前，先保證上下兩節(jié)樁的順直， 要求兩樁樁心的錯位偏差不宜大于 2mm，為了保證順直，設(shè)置了接 樁導向箍。接樁應(yīng)該采用

12、焊接法來接樁，首先要檢查焊條是否滿足要 求。要保證焊接質(zhì)量，接樁前要求把兩節(jié)樁的端頭板用鋼刷清刷干凈， 直至坡口露出金屬光澤，而且應(yīng)該保證上節(jié)樁已經(jīng)垂直后方能焊接。 要求焊接第一層時，宜適當加大電流，第一層用?3.2或？4.0的E4320 型焊條，第二層以后用?4.0 ?5.0的E4320型焊條。焊接時要求兩 個焊工同時進行，先在坡口圓周上對稱點焊4- 6個點，焊接層數(shù)不少于2層，每層焊渣必須清理干凈，保證焊縫連續(xù)飽滿，為了防止高 溫的焊縫遇水變脆、開裂而被壓壞，按要求是采用自然冷卻約8-10分鐘，嚴禁用水冷卻或焊完即壓。表7.2焊縫質(zhì)量檢驗表序號檢杳項目允許偏差或允許值檢查方法單位數(shù)值1上下

13、節(jié)端部錯口mm<2用鋼尺量2焊縫咬邊深度mm< 0.5焊縫檢杳儀3焊縫加強層高度mm2焊縫檢杳儀4焊縫加強層寬度mm2焊縫檢杳儀5焊縫電焊質(zhì)量外觀無氣孔，無焊瘤，無裂縫直觀6焊縫探傷檢驗滿足設(shè)計要求按設(shè)計要求在打樁的過程中， 管樁在高能量的樁錘的反復的沖擊作用下， 樁頂、樁身和樁尖都會產(chǎn)生打樁應(yīng)力，應(yīng)力的蜂值波動較大（壓 力的蜂值多數(shù)在 35 50MPa 之間，拉應(yīng)力一般不大，但有時會達 到 5MPa 以上），很可能會超過靜態(tài)極限的允許應(yīng)力，使頂混凝 土破壞、樁身出現(xiàn)裂縫、樁尖開裂，這不僅會使打樁中斷，甚至 還會危及樁的完整性，嚴重影響樁的承載力和耐久性。雖然打樁 的應(yīng)力產(chǎn)生是無法

14、避免的，但對其進行有效控制卻是有可能也是 有必要的。因此我們采用以下的方法來控制：7.3.1 在樁的端部設(shè)置 120mm 厚的橡膠樁墊。采用適當?shù)臉?墊是減少打樁應(yīng)力的最有效的方法，研究表明，沖擊力和墊層厚 度成反比，墊層越少沖擊力越大。樁墊的作用是調(diào)節(jié)沖擊力，保 護樁頭。7.3.2 選擇合理的樁錘。因樁機匹配的原因，很多時候樁錘 過大或過小，過大的樁錘會產(chǎn)生過高的打樁應(yīng)力，樁頭容易被打 碎，而且還會導致過大的最后貫入度；樁錘過小則會影響正常的 沉樁速度，勢必要增加樁錘的沖程，這就同樣會產(chǎn)生過高的打樁 應(yīng)力及不必要的能量損失。7.3.3 截樁如果樁頭高出地面一段距離， 而打樁荷載已達到規(guī)定打樁

15、值時則 要截樁。由于打樁機行走方面的要求， 所有高出地面的樁頭都必須截 斷掉。截樁的方法是先用錘子或風鎬把樁身四周的主筋敲出， 并用氣 割將鋼筋割斷， 再采用專用截樁器截樁。 對于個別露出地面較短的樁頭可從上到下鑿除。嚴禁用大錘橫向敲打、沖撞，嚴禁利用打樁機行 走推力強行將樁扳斷。8 安全措施8.1 施工人員須經(jīng)培訓合格后持證上崗。對樁基施工作業(yè)人員進 行技術(shù)及安全交底。8.2 建立完善的施工安全保證體系， 加強施工作業(yè)中的安全檢查， 確保作業(yè)標準化、規(guī)范化。8.3 管樁的運輸、吊運和現(xiàn)場堆放必須嚴格按照規(guī)程要求進行， 防止管樁滾動、滑落傷人。8.4 樁機械進場及打樁施工過程中，嚴格按樁機操作

16、規(guī)程操作， 嚴禁違規(guī)操作；進入現(xiàn)場的所有人員必須配戴安全帽， 嚴禁酒后作業(yè)。8.5 施工安全和文物、環(huán)境保護等應(yīng)按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。施工中， 施工人員應(yīng)嚴格按有關(guān)安全技術(shù)規(guī)程進行施工， 施工形成的樁孔應(yīng)及 時回填或做好覆蓋和圍欄，確保安全。8.6 施工現(xiàn)場的臨時用電嚴格按照施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù) 規(guī)范的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。施工現(xiàn)場使用的手持照明燈應(yīng)采用 36V 的 安全電壓。8.7 施工現(xiàn)場按符合防火、防風、防雷、防觸電等安全規(guī)定及安 全施工要求進行布置，并完善各種安全標識。8.8 打樁時非作業(yè)人員應(yīng)離機 10m 以外；起重機作業(yè)時，起重臂嚴禁站人8.9 作業(yè)完畢應(yīng)將樁機機身行至平整地面上，其余液壓油

17、缸應(yīng)全 部卸壓。8.10機械設(shè)備應(yīng)定期檢修， 不得帶病作業(yè)， 嚴禁在機械運轉(zhuǎn)中加 油和維修。8.11 施工作業(yè)區(qū)內(nèi)應(yīng)無高壓線路；施工機械的任何部位與架空輸電導線（電壓60110KV）的安全距離：沿垂直方向不得少于5m, 沿水平方向不得少于 4m。8.12 電纜線路應(yīng)采用“三相五線”接線方式，電氣設(shè)備和電氣 線路必須絕緣良好， 場內(nèi)架設(shè)的電力線路其懸掛高度和線間距除按安 全規(guī)定要求進行外，將其布置在專用電桿上。9 環(huán)保措施9.1 在工程施工過程中嚴格遵守國家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境 保護的法律、法規(guī)和規(guī)章， 加強對施工燃油、 工程材料、設(shè)備、廢水、 生產(chǎn)生活垃圾、棄渣的控制和治理，遵守有防火及廢

18、棄物處理的規(guī)章 制度，做好交通環(huán)境疏導，充分滿足便民要求，認真接受城市交通管 理，隨時接受相關(guān)單位的監(jiān)督檢查。9.2 按國家或地方有關(guān)施工環(huán)保措施及企業(yè)環(huán)境管理體系要求， 進行必要的培訓。9.3 將施工場地和作業(yè)限制在工程建設(shè)允許的范圍內(nèi)， 合理布置、 規(guī)范圍欄，做到標牌清楚、 齊全，各種標識醒目， 施工場地整潔文明。9.4 設(shè)立專用排水溝，對施工廢水進行有序集中排放，廢水排入自然水體，執(zhí)行污水綜合排放標準（GB8978）中的二級標準150mg/l9.5 嚴禁在施工現(xiàn)場焚燒任何廢棄物和會產(chǎn)生有毒有害氣體、煙 塵，臭氣的物質(zhì)，熔融瀝青等有毒有害物質(zhì)要使用封閉和帶有煙氣處 理裝置的設(shè)備。9.6 定

19、期清運施工棄渣及其它工程材料運輸過程中的防散落與沿 途污染措施， 棄渣及其它工程廢棄物按工程建設(shè)指定的地點和方案進 行合理堆放和處治。10 效益分析10.2 經(jīng)濟效益10.1.1 工期 對于工期的價值，在以往的計劃經(jīng)濟時代，人們對這并不看重， 但在當今商品經(jīng)濟發(fā)展的時代。 “時間就是金錢，工期就是效益”已 成為人們的共識。管樁的施工速度快、工效高、工期短，可省去后期 養(yǎng)護時間。總工期為普通灌注樁樁基礎(chǔ)施工工期的一半， 因此而產(chǎn)生 的間接經(jīng)濟價值相當可觀。10.1.2 造價與鉆孔灌注樁工藝相比， 管樁有著顯著的經(jīng)濟效益和較高的單樁 承載力。其經(jīng)濟效益主要來源于其較少的材料用料 （由于其有著較高 的單樁承載力，幫單樁長度和樁總長可相應(yīng)減少） 。一般管樁的承載 力是同直徑鉆孔灌注樁的 2 倍左右，從而使樁的總長度減少， 基礎(chǔ)造 價降低。同時，施工時所需的設(shè)備較少，設(shè)備周轉(zhuǎn)快，利潤率高。10.2 社會效益 廣深高速所途經(jīng)的地區(qū)為大部分為軟土地基， 硬土層埋藏深度一 般處在地下 20m 左右，大部分地層為流塑