锤击管桩施工工法部.doc
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1、曹妃甸超厚欠固结吹填土地区锤击预应力高强混凝土管桩施工工法编写单位:中冶京唐路桥工程公司日 期:2023年11月目 录前 言21 工法特点22 合用范围23 工艺原理34 工艺流程及操作要点35 材料与设备76 质量控制87 安全措施98 环保措施109 效益分析1110 工程实例11前 言预应力高强混凝土管桩(PHC桩)因其单桩承载力高,施工周期短,对土体有挤密作用,可提高软土地基的承载力等特点,在我国乃至世界建筑领域的地基解决工程中被越来越广泛的应用。在曹妃甸管委会大楼工程、中冶京唐曹妃甸工业园厂房工程、中冶京唐曹妃甸工业园办公楼工程中我们采用了锤击管桩进行桩基础施工,经检查证明该工艺是成
2、功的,并对超厚欠固结砂质土起到了良好的挤密作用,使该层土体达成了固结目的,较少了地基解决的工程费用,取得了较好的经济效益和社会效益。1 工法特点1.0.1应用范围广在同一建筑物基础中,可使用不同直径的管桩,容易解决布桩问题,可充足发挥每根桩的承载能力,单桩可接成任意长度,不受施工机械能力和施工条件局限,既合用于多层建筑,也合用于50层以下的高层建筑。 1.0.2质量可靠桩体采用工厂化生产,其混凝土强度等级不低于C80,单桩承载力高,桩身质量可靠。只要严格执行沉桩操作规程,成桩质量较好,沉桩后桩长和桩身质量可用直接手段进行检测。桩身耐锤击和抗裂性好,穿透力强。 1.0.3造价低廉管桩单位承载力造
3、价较低,仅为钢桩的13-23,为灌注桩的3/4,并节省钢材。 1.0.4环保性高施工速度快,文明施工,无泥浆排放。1.0.5挤密土体对欠固结软土起到挤密作用,使土体颗粒进行重组,改变土体性状,提高承载力。2 合用范围锤击管桩合用性较强,多用于粉土、粘土、人工填土、淤泥质土、砂土、黄土等土层中。预应力管桩最适宜用在基岩埋藏深、强风化岩层或风化残积土层厚的地质条件。管桩的穿透能力一般说是很强的,但有一些地质条件是不宜使用的,如:石灰岩地层不宜应用、孤石和障碍物多的地层不宜应用、有坚硬隔层时不宜应用或慎用。曹妃甸地区3 工艺原理由打桩架和筒式柴油锤组成该工艺重要施工设备,打桩架实际是一台打桩专用的起
4、重和导向设备,桩锤用来产生沉桩所需的能量。锤的冲击体在圆筒形的气缸内,根据二冲程柴油发动机的原理,以轻质柴油为燃料,运用冲击部分的冲击力和燃烧压力为驱动力,引起锤头跳动夯击桩顶,使竖向荷载逐步施加于桩顶,桩身上部受到压缩而产生相对于土的向下位移,与此同时桩侧表面受到土体向上摩阻力,桩身荷载通过所发挥出来的桩侧摩阻力传递到桩周土层中去,使桩体逐渐沉入土层中并对土体挤压,由于沉桩过程的振动作用,而使桩周砂质土体进行颗粒重组,提高承载力,随着时间的增长消除土体液化。4 工艺流程及操作要点4.1 工艺流程施工准备测量定位底桩就位,对中调直锤击沉桩接桩再锤击、接桩打至持力层收锤图4.1.1 工艺流程图4
5、.2 操作要点4.2.1施工准备1 整平场地,清除桩基范围内的高空、地面、地下障碍物;架空高压线距打桩架不得小于10m;修设桩机进出、行走道路,做好排水措施。2 按图纸布置进行测量放线,定出桩基轴线,先定出中心,再引出两侧,并将桩的准确位置测设到地面,每一个桩位打一个小木桩;并测出每个桩位的实际标高,场地外设23个水准点,以便随时检查之用。3 检查桩的质量,将需用的桩按平面布置图堆放在打桩机附近,不合格的桩不能运至打桩现场。4 选择打桩设备1)桩架的选择桩架的型号、安装和准备工作对打桩效率有很大影响。重要分为三点支撑履带打桩机或步履式打桩机。打桩机的桩架由支架、导向杆、起吊设备、动力设备、移动
6、装备等组成,桩架分节组装,选择桩架高度按桩长+滑轮组高+桩锤帽高度+起吊移位高度的总和另加0.51m的富余量。打桩机的桩架必须具有足够的承载力、刚度和稳定性,并应与所挂桩锤相匹配。本工法桩架选用DH558型履带行走式桩架,其最大特点是移动灵活,使用方便,运营机构为履带,对路面规定比较低。2)桩锤的选择 选择桩锤时,必须充足考虑桩的形状、尺寸、重量、入土长度、结构形式以及土质等条件,并掌握各种锤的特性。桩锤的夯击能量必须克服桩的贯入阻力,涉及克服桩尖阻力、桩侧摩阻力和桩的回弹产生的能量损失等。假如桩锤的能量不能满足上述规定,则会引起桩头部的局部压曲,难以将桩送到设计标高。桩锤分为落锤、气动锤、柴
7、油锤、液压锤等类型。以上几种桩锤中,柴油锤爆发力强,锤击能量大,功效高,锤击作用时间比自由落锤作用时间长,因此锤击应力相应低一些,冲击体冲击距离(原距)随桩阻力的大小而自动调整,比较适合于管桩的施打。针曹妃甸地区工程的特点,重要选用8.0t、5.0t筒式柴油锤。 3)桩帽和垫层桩帽应有足够的强度、刚度和耐打性。桩帽宜做成圆筒型,套桩头用的筒体深度宜为3540cm。内径应比管桩外径大23cm,并设有导向角与桩架导轨相连,保证与柴油锤的中心线重合。桩帽应设有桩垫层和锤垫层两部分。“锤垫”设在桩帽的上部,是保护柴油锤和桩头的,一般用竖纹硬木或盘圆层叠的钢丝绳制作,厚度宜取1520cm。“桩垫”设在桩
8、帽的下部套筒的里面,与管桩顶部相接触,它可以延长锤击作用时间,减少锤击应力,保护桩头,一般是用麻袋、硬纸板、水泥纸袋、胶合板等材料制作,规定厚度均匀,软硬合适,锤击后压实厚度不应小于12cm。图4.2.1-1 桩帽示意图4)送桩器送桩器宜做成圆筒形,并有足够的强度、刚度和耐打性。长度宜做成送桩深度的1.5倍,应与管桩匹配,本工法采用套筒式送桩器,套筒深度宜取250350mm,内径应比管桩外径大2030mm。图4.2.1-2 送桩器示意图5 检查打桩机设备及起重工具;进行设备架立组装和试打桩。在桩架上设立标尺或在桩的侧面画上标尺,以便能观测桩身入土深度。6 打桩场地建(构)筑物有防震规定期,应采
9、用必要的防护措施。7 学习、熟悉桩基施工图纸,并进行会审;做好技术交底,特别是地质情况、设计规定、操作规程和安全措施的交底。4.2.2测量定位测定桩位时,应有专职测量员在桩位中心打入一根长约30cm的细钢筋,露出地面约58cm并扎红布条作为“样桩”。4.2.3底桩就位,对中、调直管桩就位时,由于其重量轻、节长较短,一般应用单点吊装。吊桩时应先将桩头送入桩帽,再用人工辅助桩管下端将桩尖对中“样桩”。并注意保证桩身垂直度偏差不得大于0.5,还应使桩身、桩帽和桩锤的中心线重合。4.2.4锤击沉桩1 在预应力管桩施工时,要特别注意安全。打第一节桩时必须采用桩锤自重或冷锤(不挂档位)将桩渐渐打入,直至管
10、桩沉到某一深度不动为止,同时用仪器观测管桩的中心位置和角度,确认无误后,再转为正常施打,必要时,宜拔出重插,直至满足设计规定。2 正常打桩宜采用重锤低击,常规打桩顺序应根据桩的密集限度及周边建(构)筑物的关系拟定: 1)若桩较密集场地且距周边建(构)筑物较远,施工场地开阔时宜从中间向四周进行。 2)若桩较密集场地狭长,两端距建(构)筑物较远时,宜从中间向两端进行。3)若桩较密集且一侧靠近建筑物时,宜从毗邻建筑物的一侧开始,由近及远地进行。 4)根据桩入土深度,宜先长后短。5)根据管桩规格,宜先大后小。6)根据高层建筑塔楼(高层)与群房(低层)的关系,宜先高后低。在曹妃甸地区施工锤击管桩时,为了
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