现浇混凝土薄壁管桩现场施工工法 (1)

现浇混凝土薄壁管桩施工工法

1. 前言

振动沉模大直径现浇混凝土薄壁管桩技术是海河大学沿途工程研究所开发研制具有自主知识产权的用于地基处理的专利技术，它是一种适合于软土地区的新型高效质优桩型，可有效的提高地基承载力和减小地基沉降。该桩型具有承载力高、质量可靠和工程造价低等优点，具有较大的推广价值。天津五市政在京沪高速二期（天津段）十一合同段高填方地基加固中采用了现浇混凝土薄壁管桩工法，并取得了良好效果。本工法即是在以上工程施工中总结形成。

2．工法特点

现浇混凝土薄壁管桩施工速度快，可大大缩短工期。

加固处理深度不受限制，适宜各种地质条件

可明显增加路基的稳定性，提高提高地基承载力和减小地基沉降。

3．适用范围

适用于交通、市政及港口码头等大面积地基处理。

4．工艺原理

依靠沉腔上部锤头的振动力将内外双层套管所形成的环形腔体在预埋桩靴或活瓣桩靴的保护下打入预定的设计深度，在腔体内现成浇筑混凝土，之后振动拔管，在环形域中土体与外部的土体之间便形成混凝土管桩，可有效的提高地基承载力和减小地基沉降

5．工艺流程及要点

施工准备

根据测量放样的中桩线，放出施工范围；合理安排现场人员、机械组合。

根据现场机械组成，安排设备维修人员。保证机械在施工中正常运行。

试验准备：施工前确定混凝土最佳配合比，并根据配合比确定各种砂、水泥、碎石的使用量，

并对所用的材料进行自检。

在大面积施工之前，现进行试桩施工，检验设计是否能满足承载力要求。根据试桩得出施工

技术参数参调整相应施工方案。

工艺流程

操作要点

施工准备

在正式开工前，由测量人员根据施工设计图纸、桥头软地基处理要求及处理范围，按照设计尺寸放出PCC桩位置，并在每个桩位上做出醒目标志，单桩的中心位置偏差小与5cm。对所用原材料进行取样检测以及进行混凝土配合比的试验，同时对现场设备进行检查维修，保证在施工中正常

运转。

桩机就位

桩机到达指定桩位对中，使起吊设备保持水平。施工中保证桩机的平整度和导向架的垂直度，使桩机主腿的垂直度偏差不得超过1%，桩机就位，桩管中心与桩中心偏差不大于20mm.使桩管在自由状态下对准桩位，桩位对好后，不能在动机械设备。

沉管到位

在下降沉管前先在钢丝绳和护筒上做出深度标记，用以保证孔深。一切就绪后，利用沉管自重或钢丝绳加压压入土中50-100mm,然后开动振动锤，起振沉管至设计桩深。

灌注混凝土

当沉管达到设计标高后开始进行混凝土灌注，混凝土要严格按照实验室所提供的配合比进行配制，混凝土搅拌时，砂和碎石每车都要过秤计量，后盘设置专人负责检查，每盘的混凝土塌落度都控制在60-80mm左右，混凝土按设计要求制作试块，每班组留置一组混凝土试块并进行养护。

振动拔管

桩管灌满混凝土之后，先振动在拔管，拔管速度控制在-1.2mmin；在松散或稍密砂土层宜控制在；在拔管过程中，应分段添加混凝土，保持管内混凝土时总不低于地面或高于地下水位以上。至桩顶2.0m左右时一次性拔管到地面，对于由地层变化的地段，由硬土层道软土层或软土层到硬土层的界面处降低振动拔管的速度，施工中控制在1.0m/min以下。

桩封顶

桩成型后，在桩顶用混凝土封顶，抹平。

试块养护

按照每日工作量作试验块，并搁置标准养护室养护。

6．材料

砂：宜用中砂、粗砂；碎石：宜用级配碎石和碎石，碎石最大粒径不宜大于30mm。

混凝土制作、用料标准应符合现行规范要求（JTJ053-94）。混凝土施工配合比由试验室根据混凝土用料试验确定。现场搅拌混凝土塌落度宜为6~8cm；如用商品混凝土非泵送6~8cm；泵送塌

落度宜为12~14cm。

7.机具设备

根据设计要求的桩径或试桩的参数资料选取机械型号。

施工机械选定后应适合现场地基承载力是否满足桩机施工的要求，如不满足应预先采取相关

施工措施。

PCC桩桩机设备主要有①底盘②支架③振动头④钢质内外套管空腔结构⑤活瓣桩靴结构等。

侧面图

桩机设备

23

4

1

5附图1

PCC 桩机型号有PCC-1000、PCC-1250、PCC-1500等

按照PCC 型号配备施工机械

施 工 机 械 附表2

8．质量控制措施及评价条件

质量控制措施

桩位偏差控制：利用全站仪测放轴线点，依施工轴线上将每个桩孔上细竹桩进行定位，桩管

中心与桩中心偏差不大于20mm 。

垂直度控制：每完成一根都需要校正主机的水平，达到要求方可施工。在桩机正前方和一个侧方20m 以外处安置三脚架，悬挂线锤以控制沉管的垂直度。垂直度控制在〈1%。 原材料控制：严格控制原材料质量，严禁将不合格原材料在施工中使用，同批号水泥每400t

抽检一次，砂每600t 抽检一次，石子每600t 抽检一次。

砼配合比控制：根据配合比确定各种材料的使用量，精确称重，使用固定量具和标准检测器

具，尽量由固定人员负责。

地基承载力的综合评价条件

单桩静载试验按?建筑桩机技术规范?（JGJ94-94）的规定执行，然后按有关公式计算复合地基

承载力，应通过现场复合地基载荷试验确定，初步设计时也可以按下式估算：

spk f —复合地基承载力特征值（kpa ）；

m —桩土面积置换率，22/e d d m ;

d —桩身直径（m ）；

e d — 一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径（m ）；

等边三角形布桩，e d =;正方形布置，e d =;矩形布桩，d=21s s

s 、1s 、2s 分别为桩间距、纵向间距和横向间距（m ）;

a r —单桩竖向承载力特征值；

p a —桩的横截面积（2m ）；

—桩间土承载力折减系数，

宜按地区经验取值，如无经验时可取天然地基承载力较高时取大值；

sk f —处理后桩间土承载力特征值（kpa ）,宜按当地经验取值，如无经验时，可取天然地基承

载力特征值。根据设计计算单桩承载力≥500KN 。

9．安全措施

桩机进行作业前，应清除四周一切障碍物。要有专人指挥。司机与指挥要经过培训并有上岗证。

桩机的各种安全保护装置必须齐全完整，灵敏可靠，不得随意调换和拆除。

因吸附力较大，应采取措施排除，不得强提，防止桩机倾覆。

若遇有六级以上大风或大雨、大雪等恶劣气候时，应停止作业。

劳动组织合理安排

附表3

现场人员应一律戴安全帽。

10．环保措施

所有材料堆放有序，并在水泥上覆盖毡布，防止扬尘污染。

做好临时排水设施，防止流水排入农田、耕地、引起淤积、污染。

11．经济和社会效益

双层钢管空腔结构优点是可形成大直径管桩（1.5m 以上），与实心桩相比，可提高桩摩擦力，并节省大量混凝土，从而大大降低造价。活瓣桩靴结构，可避免使用预制钢筋混凝土桩头,大大降低成本和加快施工进度。并且可以调整成挤土方向。由于采用振动双层套管成模工艺，灌注混凝土方量的相应减少，施工速度较钻孔灌注桩机粉喷桩要快，且质量也容易控制，加固同等面积软土地基效率提高40%以上大直径管桩进行地基加固，由于桩身表面积大，使单桩承载力大大提高，与

实心混凝土桩或粉喷桩相比，单桩在复合地基处理中控制的加固面积大。