PHC管樁靜壓法施工工藝工法

PAGEPAGE1PHC管樁靜壓法施工工藝工法建筑安裝工程有限公司姚博1前言1.1工藝工法概況管樁是指采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝和離心成型法，制成的一種空心圓柱體細(xì)長混凝土預(yù)制構(gòu)件。按混凝土強度等級和壁厚分為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PC管樁)、預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁（PTC管樁）和預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁(PHC管樁)。PC樁的混凝土強度不得低于C50砼，PTC管樁強度等級不得低于C60，PHC樁的混凝土強度等級不得低于C80。其中以預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁（PHC管樁）應(yīng)用最為廣泛。根據(jù)成樁方法不同，主要分為錘擊法和靜壓法兩種施工工藝。其中靜壓法具有施工工藝簡單，成樁質(zhì)量可靠，環(huán)境污染少等優(yōu)點，已逐步取代錘擊法施工的工藝。1.2工藝原理通過靜力壓樁機的壓樁機構(gòu)，以壓樁機自重和樁機上的配重作反力而將管樁分節(jié)壓入地基土層中成樁。2工藝工法特點2.1樁定位精確，不易產(chǎn)生偏心，可提高樁基施工質(zhì)量。在沉樁的過程中壓樁力能自動記錄，并且有經(jīng)驗的施工人員能根據(jù)終壓力、樁的入土深度和地質(zhì)情況較正確地估算出單樁承載力。2.2由于樁身不承受沖擊，制樁的含鋼量低，且可制成空心斷面，造價較便宜。2.3施工速度快，效率高，工期短，壓樁速度每分鐘可達(dá)2m，正常情況下每臺班可完15根。當(dāng)然靜壓樁也屬于擠土樁，樁密集時也要限制施工速率。2.4施工時無噪聲、無振動、無污染，操作自動化程度高，縱橫移動方便。但存在壓樁設(shè)備較笨重，要求邊樁中心到已有建筑物間距較大，對現(xiàn)場的地耐力要求較高。3適用范圍PHC靜壓管樁適用于工業(yè)和民用建筑的低承臺樁基礎(chǔ)，地質(zhì)條件宜為軟土、填土及一般粘性土層，特別適合于居民稠密及危房附近環(huán)境保護要求嚴(yán)格的地區(qū)沉樁；但不宜用于地下有較多孤石、障礙物或有4m以上硬隔離層的情況。4主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50300)《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50202)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94)《建筑樁基檢測技術(shù)規(guī)范》(JGJ106)《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》(GB13476)《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》(03SG409)5施工方法5.1靜壓法施工按照壓樁機不同分為頂壓式和抱壓式兩種。5.2抱壓式施工系采用機身上的吊機吊樁喂樁，利用靜力壓樁機自重及配重，通過液壓夾持機構(gòu)將樁身加緊，然后壓樁油缸作上下來回動作，將樁壓入土中，距地面高度1m左右接樁（需接樁時），再壓樁，達(dá)到設(shè)計樁頂標(biāo)高或終壓力值成樁。5.3頂壓式與抱壓式區(qū)別主要是利用卷揚機繩索吊裝喂樁，依靠送樁器從樁頂端垂直向下壓樁。6工藝流程及操作要點6.1施工工藝流程壓樁壓樁吊樁合格不合格喂樁測量定位樁機就位對位、插樁施工方案技術(shù)交底調(diào)整樁身垂直度吊樁接樁對樁壓樁接樁或送樁控制樁頂標(biāo)高或終壓力成樁樁機移位施工準(zhǔn)備圖1PHC管樁靜壓法施工工藝流程圖6.2操作要點6.2.1測量定位依據(jù)設(shè)計圖紙精確算出尺寸關(guān)系或各樁位坐標(biāo)，采用全站儀對樁位進(jìn)行精確測放。每個樁位中心插入30cm長Ф8鋼筋，安放管樁等徑模具，用白灰沿模具撒放樁外皮輪廓線。到樁機就位后再進(jìn)行復(fù)測，保證符合樁位施工允許偏差。6.2.2樁機就位樁機安裝調(diào)試好以后，行至樁位處，使樁機夾持鉗口中心（在中心掛線墜）與地面上的樁樣對準(zhǔn)，調(diào)平壓樁機，保證垂直穩(wěn)定，在施工中不發(fā)生傾斜、移動。6.2.3吊樁喂樁管樁進(jìn)場時，應(yīng)直接調(diào)運到樁機附近，吊樁喂樁可直接用樁機上的吊機，也可以另外配備專門吊機。一般采用單點吊法起吊（吊點位置距樁端0.29L處），第一節(jié)樁應(yīng)用帶樁尖的樁，采用吊索加起吊使樁身豎直進(jìn)入夾樁的鉗口中，樁尖垂直向下對準(zhǔn)樁位中心。6.2.4樁身對中調(diào)直當(dāng)樁被調(diào)入夾樁鉗口后，由指揮員指揮吊機司機將樁徐徐下降直到樁尖離地面10cm左右為止，然后加緊樁身，微調(diào)壓樁機使樁尖對準(zhǔn)樁位，并將樁壓入土中0.5m～1.0m，暫停下壓，再從樁的兩個正交側(cè)面校正樁身垂直度，待樁身垂直偏差小于0.5%時才可正式開壓。6.2.5壓樁1）壓樁是通過主機的壓樁油缸伸程之力將樁壓入土中，壓樁油缸的最大行程視不同的壓樁機而有所不同，一般為1.5～2.0m，所以每次下壓，樁入土深度為1.5～2.0m，然后松夾-上升-再夾-再壓，如此反復(fù)進(jìn)行，可將一節(jié)樁壓下去。當(dāng)一節(jié)樁壓到離地面0.8～1.0m時，可進(jìn)行接樁或放入送樁器壓至設(shè)計標(biāo)高。2）壓樁應(yīng)連續(xù)，宜將每根樁一次性連續(xù)壓到底，且最后一節(jié)有效樁長不宜小于5m。3）壓樁過程中應(yīng)認(rèn)真觀察壓力表讀數(shù)，做好原始數(shù)據(jù)紀(jì)錄。應(yīng)記錄所壓樁號、節(jié)數(shù)，每節(jié)配樁長度，每節(jié)樁壓力表的讀數(shù)和穩(wěn)壓時終壓值等。4）壓樁過程中，出現(xiàn)樁身傾斜、位移、樁身或樁頂破壞等異常情況時，應(yīng)暫停壓樁，并查明原因，采取相應(yīng)措施。6.2.6接樁1）接樁時，其入土部分管樁的樁頭宜高出地面0.5～1.0m。2）下節(jié)樁的樁頭處宜設(shè)導(dǎo)向箍，以便于上節(jié)樁就位。接樁時上下節(jié)樁應(yīng)保持對直，錯位偏差不宜大于2mm。3）采用焊接連接時，焊接前應(yīng)用鐵刷子清理干凈上下端板，坡口處應(yīng)刷至露出金屬光澤，并清除油污和鐵銹。先在坡口四周上對稱點焊4點6點，待上下節(jié)樁固定后再對稱分層施焊，焊接層數(shù)宜為三層，內(nèi)層焊渣必須清理干凈后方可施焊外一層。要求焊縫飽滿、連續(xù)，且根部必須焊透。4）焊接接頭應(yīng)在自然冷卻后才可繼續(xù)沉樁，冷卻時間不宜少于8min，嚴(yán)禁用水冷卻或焊好后立即壓樁。6.2.7送樁施壓最后一節(jié)管樁的樁頂面距地面1.5m左右時，將送樁器吊放在被壓樁的樁頂面，送樁器的下端面緊挨管樁上端面，中心線對齊，保證垂直度滿足要求后一直下壓將被壓樁的樁頂面壓入土層中直至符合終壓控制條件為止，然后將送樁器拔出來即可。送樁器側(cè)面應(yīng)標(biāo)出尺寸線，便于觀察送樁深度。6.2.8終止壓樁終壓是整個壓樁過程的關(guān)鍵，當(dāng)樁被壓入土層中一定深度或樁尖進(jìn)入設(shè)計持力層一定深度后，若符合試樁總結(jié)報告確定的終壓控制條件，即可終止壓樁。6.2.9截樁如需截樁，應(yīng)采取有效措施以確保截樁后管樁的質(zhì)量。截樁宜采用鋸樁器，嚴(yán)禁采用大錘橫向敲擊截樁或強行扳拉截樁。7勞動力組織表1勞動力安排表（一臺樁機）工種人員數(shù)量（人）工種人員數(shù)量（人）普工2電工1操作司機1電焊工48主要機具設(shè)備8.1施工機械8.1.1成樁設(shè)備液壓式壓樁機、頂壓式壓樁機、汽車吊8.1.2壓樁機的選用根據(jù)設(shè)計終壓控制條件和工程勘察報告選擇合適的樁機類型，也可通過現(xiàn)場試壓樁選用，特別是沉樁需要穿過砂隔層時。8.2工具用具電焊機、鋸樁器、全站儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、卷尺、游標(biāo)卡尺等。9質(zhì)量控制9.1質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（1）樁身質(zhì)量要求完好。（2）樁身垂直度允許偏差為1%。（3）樁位允許偏差，應(yīng)符合下表規(guī)定：表2預(yù)制樁位置的允許偏差序號項目允許偏差（mm）序號項目允許偏差（mm）1單排或雙排樁條形樁基3樁數(shù)位4~16根樁基中的樁1/3樁徑或1/3邊長(1)垂直于條形樁基縱軸方向1004樁數(shù)大于16根樁基中的樁(1)平行于條形樁基縱軸方向150（1）最外邊的樁1/3樁徑或1/3邊長2樁數(shù)位1~3根樁基中的樁100（2）中間樁1/2樁徑或1/2邊長（4）樁頂標(biāo)高允許偏差±50mm。（5）單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)達(dá)到設(shè)計要求9.2易出現(xiàn)的質(zhì)量問題（1）樁頂偏位過大。（2）樁身傾斜。（3）樁頂碎裂。（4）樁身斷裂。（5）沉樁達(dá)不到設(shè)計控制要求。9.3保證措施9.3.1施工前應(yīng)對成品樁做外觀及強度檢驗，接樁用焊條或半成品硫磺膠泥應(yīng)有產(chǎn)品合格證書，或送有關(guān)部門檢驗，壓樁用壓力表也應(yīng)進(jìn)行檢查。9.3.2成立測量組，施工前進(jìn)行導(dǎo)線符合和水準(zhǔn)測量并形成書面成果資料，定期檢查測量儀器。9.3.3垂直方向在不受打樁影響處放置兩臺經(jīng)緯儀，觀察樁身的垂直度，發(fā)現(xiàn)傾斜必須及時調(diào)整；最下節(jié)管樁入土50～80cm時停止壓樁，調(diào)整垂直度后方可繼續(xù)壓樁，不允許只圖施工速度一次送到位；避免夜間施工，如施工時應(yīng)配置充足的照明設(shè)備。9.3.4合理確定樁機施工路線，采用先長樁后短樁、先中心后外圍或?qū)ΨQ的施工順序的施工原則和施工方法，減少擠土效應(yīng)給已下沉到位管樁帶來負(fù)面影響；樁位排布過密則必須跳打。一旦遇到障礙，障礙物不深時，可挖除回填后再壓。9.3.5選用具有焊工證的焊工進(jìn)行操作；焊接前，樁頭埋設(shè)鐵件必須除銹，露出金屬光澤；焊接時兩個焊工同時先對稱焊接4～8個焊點用以定位，然后對稱分層焊接，要求焊縫飽滿；焊接完畢不能立即沉樁，必須待焊口自然冷卻后方可繼續(xù)沉樁；焊接整個過程不得超過40分鐘，以免樁周土體回彈，導(dǎo)致沉樁困難。9.3.6嚴(yán)禁邊打樁邊開挖基坑；開挖宜在打樁全部完成并至少相隔15天后進(jìn)行；挖土宜分層均勻進(jìn)行且樁周土體高差不宜大于1m；應(yīng)制定合理的開挖施工方案和程序，注意保持基坑圍護結(jié)構(gòu)或邊坡土體的穩(wěn)定；基坑頂部周邊不得堆土或其他重物等。10安全措施10．1主要安全風(fēng)險分析墜落、物體打擊、機械傷害、觸電10．2保證措施10.2.1靜壓機械進(jìn)場前，必須保證場地平整、堅實，必要時宜鋪設(shè)道渣，經(jīng)壓路機碾壓密實，場地四周應(yīng)挖排水溝以利排水，確保樁機平穩(wěn)施工，避免發(fā)生樁機傾斜。10.2.2機械操作必須遵守安全技術(shù)操作規(guī)程，由專人操作，樁機工等相關(guān)操作人員必須持證上崗，進(jìn)行安全教育培訓(xùn)與班前安全教育。10.2.3在施工前應(yīng)先全面檢查機械，并提供樁機配套相關(guān)合格證明文件及年檢報告，每天上班前試機正常后方能施工，嚴(yán)禁帶病作業(yè)。施工過程中加強對樁機各部件的日常檢查與維修保養(yǎng)。10.2.4吊裝運輸及起吊喂樁時，需要專人指揮及監(jiān)護，隔離操作，嚴(yán)禁人員通行。起吊要慢，拉住溜繩，防止樁頭沖擊樁機，撞壞樁身；加強檢查，發(fā)現(xiàn)不安全情況，及時處理。10.2.5送樁完畢后，遺留下的孔洞上面要加蓋或回填，以防人員掉陷。10.2.6為避免擠土效應(yīng)對周圍建筑物的影響，需在建筑物邊開挖排溝。10.2.7機電設(shè)備維修時必須要切斷電源后無電方能操作。10.2.8施工現(xiàn)場的一切電源、電路的安裝和拆除必須由持證電工操作。因露天作業(yè)，需注意安全用電防護，實行三相五線制，做好機械漏電保護，防潮防雨設(shè)施，一機一閘，閘箱上鎖。11應(yīng)用實例11.1工程簡介寧波市軌道交通2號線一期工程黃隘車輛段工程位于寧波市鄞州區(qū)機場路以南、鄞州大道以西的地塊，包括停車列檢庫、聯(lián)合檢修庫、綜合樓、綜合維修樓、調(diào)機及工程車庫、易燃品庫、不落輪旋庫、物資倉庫、混合變電所、雨水泵房、水處理用房、洗車庫及門衛(wèi)13個單體，房屋總建筑面積58153㎡，合同開竣工日期為2012.10.1-2014.11.30，總造價4.16億元。本工程房屋建筑主體為框架結(jié)構(gòu)和部分框排架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)均采用PHC管樁，樁基總計5050根，樁長為38m、25m、20m，樁徑為400mm、500mm、600mm，。PHC管樁沉樁以設(shè)計樁長控制為主，壓樁力不小于2倍設(shè)計承載力特征值要求控制為輔，采用靜壓法沉樁。11.2施工情況PHC管樁沉樁選