软土地基静压预应力混凝土管桩施工工法

软土地基静压预应力混凝土管桩施工工法

1.前言

软土地基地区桥头跳车现象比较严重,近些年来逐步引入预应力混凝土管桩施工工艺进行处理。预应力混凝土管桩按其沉桩方法的不同,分为锤击法和静压法。在沿海地区的软基处理中,一般采用静压法。因软基具有高含水量、高压缩性、固结缓慢等特点,为了提高软土路基承载力,减小路基(特别是桥头地基)沉降量,采用静压预应力砼管桩的方法而形成此工法

2.静压预应力混凝土管桩施工的相关概述

2.1 工法特点

静压预应力砼管桩主要的特点有以下几点:1)预压期短,可确保工期,施工质量容易控制,工后沉降小,能有效的消除桥头跳车的不良影响,处理效果好。2)单桩承载力高,桩长规格灵活、适用范围广。3)成桩长度不受施工机械限制,接桩速度快,施工工效高。4)运输吊装方便,施工文明,现场整洁,成桩质量可靠,监理检测方便。5)静压施工无震动、无污染、无噪音,利于环保。

2.2适用范围

预应力混凝土管桩一般适用于桥头路段或填高大于2米的填方路段。但预应力混凝土管桩在下列地层情况下不宜使用:存在大面积地下障碍物(如孤石)时;地层中有坚硬夹层时;填方高度低于2米的路段。

2.3工艺原理

预应力砼管桩与其他抗压桩一样,作用在于穿过软弱的土层,把上部构造的荷载传递到更密实的土层上。其主要作用是提高地基承载力,其支撑力是由桩侧摩擦力和桩端阻力两部分组成。置于土中的桩与其侧面土紧密接触,桩相对于土向下位移,产生对桩向上作用的侧向摩阻力。

3.施工工艺流程及操作要点

3.1 工艺流程

静压先张法预应力混凝土管桩的工艺流程如下:施工准备→测量定位→压桩机就位调平→管桩吊入压桩机夹持腔→夹持管桩对准桩位调直→压桩至底桩露出地面2.5m～3.0m时吊入上节桩与底桩对齐,夹持上节桩,压底桩至桩头露出地面0.60m～O.80m→调整上下节桩,与底桩对中→电焊接桩、再静压、再接桩直至需要深度或达到一定终压值,必要时适当复压→截桩,终压前用送桩将工程桩头压至地面以下。

3.2 操作要点

1)施工准备。首先对拟施工的场地水文及地质条件进行分析比较,充分认识饱和软土的特性,通过预钻排水孔疏排孔深范围内的地下水,降低孔隙水压力,达到减少土体位移的目的。其次,当压桩场地距建筑物较近,或距道路及地下管线较近时,可在桩基施工区域与管线之间开挖沟宽和沟深1.5m～2.0m左右的防挤沟,保护建筑、管线及道路。最后,如果压桩场地存在大面积薄硬层下较厚饱和软土,压桩机无法行走或行走影响成桩质量时,可以用中粗砂置换1.5m ～2.5m厚饱和软土,既利于下部饱和软土固结,又便于压桩机械行走移位,防止因挤土效应致使管桩偏倾及断桩。

2)测量定位。由专职测量人员将施工图上的桩位通过轴线控制点逐个施放在压桩现场,在桩位中心点地面作出醒目标志。

3)压桩机就位。首先,调平、管桩吊入压桩机夹持腔、夹持管桩对准桩位调直。其次,桩机就位后进行调整使桩架垂直,按照吊点位置用压桩机吊臂将桩喂入压桩机内,通过启动桩机将桩瞄准桩位,开动压力缸将桩压入土中1m左右停止压桩,再调正和校准桩在各个方向的垂直度。

4)电焊接桩、适当复压。目前常用的接桩方法是焊接或机械连接。分段接桩,要求尽可能采

用两段接桩,不应多于三段。应避免桩尖接近或处于硬持力层中接桩。上、下节桩对称焊接在接桩钢帽上,焊完验收后方可继续沉桩,管桩接桩时,要注意新接桩节与原桩节的轴线一致,两施焊面上的泥土、油污、铁锈等要预先清刷干净。上节桩找正方向后,对称点焊4～6点固定,再全面施焊。

5)截桩及送桩

所有高出地面的桩头都必须截断掉。截桩的方法是先用锤子或风镐把桩身四周的砼凿除,露出主筋,并用切割机将钢筋割断。如果桩头接近地面,而压桩力已达到规定值,估计送桩深度不会超过设计允许值时可以送桩。在静力压桩施工中,不允许用“桩对桩”进行送桩作业,应采用专用送桩器。

4.材料與设备

4.1 材料

1)水泥应采用强度等级不低于R42.5级的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥;2)粗骨料粒径在5mm～20mm间且要求岩石强度在50MPa以上,细骨料宜采用洁净的中粗砂,细度模数在2.3～3.4间,砂石必须筛洗洁净;混凝土水灰比0.3左右,水泥用量500kg/m3左右,砂率控制在32～36%间,掺入高效减水剂,混凝土的坍落度约在30mm～50mm。3)预应力钢筋应采用9φD7.1低松弛异形钢棒,螺旋筋采用4φ4b的乙级冷拔低碳钢丝;端部锚固钢筋、架力圈宜采用低碳钢热轧圆盘条和钢筋混凝土热轧带肋钢筋。

4.2 设备

顶压式静力压桩机、电焊机、切割机等。

5.其他措施

5.1安全措施

严格遵守《建筑安装工程安全技术规程》和地方有关施工现场安全生产管理规定。并且认真

贯彻“安全第一、预防为主”的方针,根据国家有关规定、条例,从事施工的各级人员,必须持证上岗,各级机械操作人员,严格遵守操作规程,无证上岗、酒后上岗,违章作业造成事故的追究当事人直接责任。施工中,压桩机械进场及压桩施工过程中,严格按桩机操作规程操作,严禁违规操作。施工现场按符合防火、防风、防雷、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置,并完善各种安全标识。建立完善的施工安全保证体系,加强施工作业中的安全检查,确保作业标准化、规范化。

5.2 环保措施

在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章,加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理,并由项目工程师按国家或地方有关施工环保措施及企业环境管理体系要求,进行必要的培训;设立专用排水沟,对施工污水进行有序集中排放,认真做好无害化处理,从根本上防止施工污水乱流;定期清运施工弃渣及其它工程材料运输过程中的防散落与沿途污染措施,减少施工噪声的要求,将混凝土施工噪声控制在允许范围之内,同时尽量避免夜间施工。

5.3效益分析

该技术综合复合地基进行软基加固的优点,可以快速有效地对桥头路段,涵背路段软基进行处理,是国内先进的软基处理技术。本工法能有效提高软土地基承载力,减小地基的沉降量,且施工工期短,预压周期短,工后沉降量小,稳定性好。◆

作者单位:顺吉集团有限公司