预制钢筋混凝土桩施工工艺
预制钢筋混凝土桩:测量定位→压桩机就位→吊桩、插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再静压沉桩→送桩→终止压桩→切割桩头。
1、施工准备工作:
⑴ 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。
⑵ 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2~3个水准点,以便随时检查之用。
⑶ 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。
⑷ 检查打桩机设备及起重工具;铺设水电管网,进行设备架立组装和试打桩。在桩架上设置标尺或在桩的侧面画上标尺,以便能观测桩身入土深度。
⑸ 打桩场地建(构)筑物有防震要求时,应采取必要的防护措施。
⑹ 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、设计要求、操作规程和安全措施的交底。
⑺ 准备好桩基工程沉桩记录和隐蔽工程验收记录表格,并安排好记录和监理人员等。
2、吊桩定位
打桩前,按设计要求进行桩定位放线,确定桩位,每根桩中心钉一小桩,并设置油漆标志;桩的吊立定位,一般利用桩架附设的起重钩借桩机上卷扬机吊桩就位,或配一台履带式起重机送桩就位,并用桩架上夹具或落下桩锤借桩帽固定位置。
3、压桩时,桩机就位系利用行走装置完成、它是由横向行走(短船行走)和回转机构组成。把船体当作铺设的轨道,通过横向和纵向油缸的伸程和回程使桩机实现步履式的横向和纵向行走。当横向两油缸一只伸程,另一只回程,可使桩机实现小角度回转,这样可使桩机达到要求的位置。
4、静压预制桩每节长度一般在12m以内,插桩时先用起重机吊运或用汽车运至桩机附近,再利用桩机上自身设置的工作吊机将预制混凝土桩吊入夹持器中,夹持油缸将桩从侧面夹紧,即可开动压桩油缸,先将桩压入土中1m左右后停止,调正桩在两个方向的垂直度后,压桩油缸继续伸程把桩压入土中,伸长完后,夹持油缸回程松夹,压桩油缸回程,重复上述动作可实现连续压桩操作,直至把桩压入预定深度土层中。在压桩过程中要认真记录桩入土深度和压力表读数的关系,以判断桩的质量及承载力。当压力表读数突然上升或下降时,要停机对照地质资料进行分析,判断是否遇到障碍物或产生断桩现象等。
5、压桩应连续进行,如需接桩,可压至桩顶离地面0.8~1.0m用硫磺砂浆锚接,一般在下部桩留φ50mm锚孔,上部桩顶伸出锚筋,长15~20d,硫磺砂浆接桩材料和锚接方法同锤击法,但接桩时避免桩端停在砂土层上,以免再压桩时阻力增大压入困难。再用硫磺胶泥接桩间歇不宜过长(正常气温下为10~18min);接桩面应保持干净,浇筑时间不超过2min;上下桩中心线应对齐,节点矢高不得大于1‰桩长。
6、当压力表读数达到预先规定值,便可停止压桩。如果桩顶接近地面,而压桩力尚未达到规定值,可以送桩。静力压桩情况下,只需用一节长度超过要求送桩深度的桩,放在被送的桩顶上便可以送桩,不必采用专用的钢送桩。如果桩
顶高出地面一段距离,而压桩力已达到规定值时则要截桩,以便压桩机移位。
7、压桩应控制好终止条件,一般可按以下进行控制:
⑴ 对于摩擦桩,按照设计桩长进行控制,但在施工前应先按设计桩长试压几根桩,待停置24h后,用与桩的设计极限承载力相等的终压力进行复压,如果桩在复压时几乎不动,即可以此进行控制。
⑵ 对于端承摩擦桩或摩擦端承桩,按终压力值进行控制:
① 对于桩长大于21m的端承摩擦桩,终压力值一般取桩的设计极限承载力。当桩周土为粘性土且灵敏度较高时,终压力可按设计极限承载力的0.8~0.9倍取值;
② 当桩长小于21m,而大于14m时,终压力按设计极限承载力的1.1~1.4倍取值;或桩的设计极限承载力取终压力值的0.7~0.9倍;
③ 当桩长小于14m时,终压力按设计极限承载力的1.4~1.6倍取值;或设计极限承载力取终压力值0.6~0.7倍,其中对于小于8m的超短桩,按0.6倍取值。
⑶ 超载压桩时,一般不宜采用满载连续复压法,但在必要时可以进行复压,复压的次数不宜超过2次,且每次稳压时间不宜超过10s。
三、施工注意事项:
⑴ 桩身断裂:桩在沉入过程中,桩身突然倾斜错位,当桩尖处土质条件没有特殊变化,而贯入度突然增大,施压油缸的油压显示突然下降引起机台抖动,这时可能是桩身断裂。
原因:
① 桩制作时,桩身弯曲超过规定,桩尖偏离桩的纵轴线较大,沉入过程中桩身发生倾斜或弯曲;
② 桩入土后,遇到大块坚硬的障碍物,把桩尖挤向一侧;
③ 稳桩不垂直,压入地下一定深度后,再用走架方法校正,使桩身产生弯曲;
④ 两节桩或多节桩施工时,相接的两节桩不在同一轴线上,产生了曲折; ⑤ 制作桩的混凝土强度不够,桩在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂未被发现。
预防措施:
① 施工前应对桩位下的障碍物清理干净,必要时对每个桩位用钎探了解。对桩构件要进行检查,发现桩身弯曲超过规定(L/1000且≤20mm)或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用;
② 在稳桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正,桩压入一定深度发生严重倾斜时,不宜采用移架方法来校正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上,接头处应严格按照操作要求执行;
③ 桩在堆放、吊运过程中,应严格按照有关规定执行,发现桩开裂超过有关验收规定时不得使用。
⑵ 桩顶掉角:在沉桩过程中,桩顶出现掉角。
原因:
① 预制的混凝土配比不良,施工控制不严,振捣不密实等或养护时间短,养护措施不足;
② 桩顶面不平,桩顶平面与桩轴线不垂直,桩顶保护层过厚;
③ 桩顶与桩帽的接触面不平,桩沉入时不垂直,使桩顶面倾斜,造成桩顶
面局部受集中应力而掉角;
④ 沉桩时,桩顶衬垫已损坏未及时更换。
预防措施:
① 桩制作时,要振捣密实,桩顶的加密箍筋要保证位置准确,桩成型后要严格加强养护;
② 沉桩前应对桩构件进行检查,检查桩顶有无凹凸现象,桩顶面是否垂直于轴线,桩尖有否偏斜,对不符合规范要求的桩不宜使用,或经过修补等处理后才能使用;
③ 检查桩帽与桩的接触面处是否平整,如不平整应进行处理才能施工; ④ 沉桩时稳桩要垂直,桩顶要有衬垫,如衬垫失效或不符合要求时要更换。 ⑶ 沉桩达不到要求:桩设计是以最终贯入度和最终桩长作为施工的最终控制。一般情况下,以最终贯入度控制为主,结合以最终桩长控制参数,有时沉桩达不到设计的最终控制要求。
原因分析:
① 勘探点不够或勘探资料粗,对工程地质情况不明,尤其是对持力层起伏标高不明,至使设计考虑持力层或选择桩长有误;
② 勘探工作是以点带面,对局部硬夹层、软夹层不可能全部了解清楚,尤其在复杂的工程地质条件下,还有地下障碍物,如大块石头、混凝土等。压桩施工遇到这种情况,就会达不到设计要求的施工控制标准;
③ 以新近砂砂层为持力层时或穿越较厚的砂夹层,由于其结构的不稳定,同一层土的强度差异很大,桩沉入到该层时,进入持力层较深才能达到贯入度或容易穿越砂夹层,但群桩施工时,砂层越挤越密,最后会有沉不下的现象。
预防措施:
① 详细探明工程地质情况,必要时应作补勘,正确选择持力层或标高; ② 根据工程地质条件,合理地选择施工方法及压桩顺序。
⑷ 桩顶位移:在沉桩过程中,相邻的桩产生横向位移或桩身上浮。
原因:
① 桩入土后,遇到大块坚硬障碍物,把桩尖挤向一侧;
② 两节桩或多节桩施工时,相接的两桩不在同一轴线上,产生了曲折; ③ 桩数较多,土饱和密实,桩间距较小,在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起,相邻的桩被浮起;
④ 在软土地基施工较密集的群桩时,由于沉桩引起的孔隙水压力把相邻的桩推向一侧或浮起。
预防措施:
① 施工前应对桩位下的障碍物清理干净,必要时对每个桩位用钎探了解。对桩构件要进行检查,发现桩身弯曲超过规定(L/1000且≤20mm)或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用;
② 在稳桩过程中,如发现桩不垂直应及时纠正,接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上,接头处应严格按照操作要求执行;
③ 采用井点降水、砂井或盲沟等降水或排水措施;
④ 沉桩期间不得开挖基坑,需要沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖,相隔时间应视具体地质情况、基坑开挖深度、面积、桩的密集程度及孔隙水压力消散情况来确实,一般宜两周左右。
⑸ 接桩处开裂:接桩处经施工后,出现松脱开裂。
原因:
① 采用焊接连接时,连接件不平,有较大的间隙,造成焊接不牢;
② 焊接质量不好,焊接不连续、不饱满,焊缝中有夹渣等;
③ 两节桩不在同一直线上,在接桩处产生曲折,压入时接桩处局部产生集中应力而破坏连接。
预防措施:
① 检查连接部件是否牢固、平整和符合设计要求,如有问题,必须进行修正才能使用;
② 接桩时,两节桩应在同一轴线上,焊接预埋件应平整服贴,焊缝应饱满连续,当采用硫磺胶泥接桩时,应严格按操作规程操作,特别是配合比应经过试验,熬制及施工时温度应控制好,保证硫磺胶泥达到设计强度。
⑹ 安全技术措施:
① 压桩施工前应对邻近的建筑物采取有效的防护措施,施工时应随时进行观测;
② 机械司机在施工操作时,必须听从指挥信号,不得随意离开岗位,应经常注意机械的运转情况,发现异常应立即检查处理;
③ 桩应达到设计强度75%方可起吊,100%方可运输和压桩;
④ 桩在起吊和搬运时,必须做到吊点符合设计要求,如设计没有提出吊点要求时,当桩长在16m内,可用一个吊点起吊,吊点位置在桩端至入0.29桩长处,但一般宜用两个吊点,吊点在桩距离两端头0.21桩长处。
⑺ 桩的堆放应符合下列要求:
① 场地应平整、坚实,不得产生不均匀下沉;
② 垫木与吊点位置应相同,并应保持在同一平面内;
③ 同桩号(规格)的桩应堆放在一起,桩尖应向一端,便于施压;
④ 多层的垫木应上下对齐,最下层的垫木应适当加宽。堆放的层数一般不宜超过四层。预应力管桩堆放时,层与层之间可设置垫木,也可以不设置垫木,层间不设垫木时,最下层的贴地垫木不得省去,垫木边缘处的管桩应用木楔塞紧,防止滚动。
四、质量控制:
⑴ 先张法预应力混凝土管桩:
① 施工前应检查进入现场的成品桩,接桩用电焊条等产品质量。
② 施工过程中应检查桩的贯入情况、柱顶完整状况、电焊接桩质量、桩体垂直度、电焊后的停歇时间。重要工程应对电焊接头作10%的焊缝探伤检查。
③ 施工结束后应作载荷试验,以检验设计承载力,同时应作桩体质量检验。载荷试验及桩体质量检验数量要求同打(沉)入式混凝土预制桩施工。
④ 先张法预应力管桩的质量检验如下表所示。成品桩均在工厂生产,随产品出厂有质量保证资料,一般在现场仅对外形进行检验。
预制钢筋混凝土桩施工工艺
预制钢筋混凝土桩:测量定位→压桩机就位→吊桩、插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再静压沉桩→送桩→终止压桩→切割桩头。
1、施工准备工作:
⑴ 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。
⑵ 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2~3个水准点,以便随时检查之用。
⑶ 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。
⑷ 检查打桩机设备及起重工具;铺设水电管网,进行设备架立组装和试打桩。在桩架上设置标尺或在桩的侧面画上标尺,以便能观测桩身入土深度。
⑸ 打桩场地建(构)筑物有防震要求时,应采取必要的防护措施。
⑹ 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、设计要求、操作规程和安全措施的交底。
⑺ 准备好桩基工程沉桩记录和隐蔽工程验收记录表格,并安排好记录和监理人员等。
2、吊桩定位
打桩前,按设计要求进行桩定位放线,确定桩位,每根桩中心钉一小桩,并设置油漆标志;桩的吊立定位,一般利用桩架附设的起重钩借桩机上卷扬机吊桩就位,或配一台履带式起重机送桩就位,并用桩架上夹具或落下桩锤借桩帽固定位置。
3、压桩时,桩机就位系利用行走装置完成、它是由横向行走(短船行走)和回转机构组成。把船体当作铺设的轨道,通过横向和纵向油缸的伸程和回程使桩机实现步履式的横向和纵向行走。当横向两油缸一只伸程,另一只回程,可使桩机实现小角度回转,这样可使桩机达到要求的位置。
4、静压预制桩每节长度一般在12m以内,插桩时先用起重机吊运或用汽车运至桩机附近,再利用桩机上自身设置的工作吊机将预制混凝土桩吊入夹持器中,夹持油缸将桩从侧面夹紧,即可开动压桩油缸,先将桩压入土中1m左右后停止,调正桩在两个方向的垂直度后,压桩油缸继续伸程把桩压入土中,伸长完后,夹持油缸回程松夹,压桩油缸回程,重复上述动作可实现连续压桩操作,直至把桩压入预定深度土层中。在压桩过程中要认真记录桩入土深度和压力表读数的关系,以判断桩的质量及承载力。当压力表读数突然上升或下降时,要停机对照地质资料进行分析,判断是否遇到障碍物或产生断桩现象等。
5、压桩应连续进行,如需接桩,可压至桩顶离地面0.8~1.0m用硫磺砂浆锚接,一般在下部桩留φ50mm锚孔,上部桩顶伸出锚筋,长15~20d,硫磺砂浆接桩材料和锚接方法同锤击法,但接桩时避免桩端停在砂土层上,以免再压桩时阻力增大压入困难。再用硫磺胶泥接桩间歇不宜过长(正常气温下为10~18min);接桩面应保持干净,浇筑时间不超过2min;上下桩中心线应对齐,节点矢高不得大于1‰桩长。
6、当压力表读数达到预先规定值,便可停止压桩。如果桩顶接近地面,而压桩力尚未达到规定值,可以送桩。静力压桩情况下,只需用一节长度超过要求送桩深度的桩,放在被送的桩顶上便可以送桩,不必采用专用的钢送桩。如果桩
顶高出地面一段距离,而压桩力已达到规定值时则要截桩,以便压桩机移位。
7、压桩应控制好终止条件,一般可按以下进行控制:
⑴ 对于摩擦桩,按照设计桩长进行控制,但在施工前应先按设计桩长试压几根桩,待停置24h后,用与桩的设计极限承载力相等的终压力进行复压,如果桩在复压时几乎不动,即可以此进行控制。
⑵ 对于端承摩擦桩或摩擦端承桩,按终压力值进行控制:
① 对于桩长大于21m的端承摩擦桩,终压力值一般取桩的设计极限承载力。当桩周土为粘性土且灵敏度较高时,终压力可按设计极限承载力的0.8~0.9倍取值;
② 当桩长小于21m,而大于14m时,终压力按设计极限承载力的1.1~1.4倍取值;或桩的设计极限承载力取终压力值的0.7~0.9倍;
③ 当桩长小于14m时,终压力按设计极限承载力的1.4~1.6倍取值;或设计极限承载力取终压力值0.6~0.7倍,其中对于小于8m的超短桩,按0.6倍取值。
⑶ 超载压桩时,一般不宜采用满载连续复压法,但在必要时可以进行复压,复压的次数不宜超过2次,且每次稳压时间不宜超过10s。
三、施工注意事项:
⑴ 桩身断裂:桩在沉入过程中,桩身突然倾斜错位,当桩尖处土质条件没有特殊变化,而贯入度突然增大,施压油缸的油压显示突然下降引起机台抖动,这时可能是桩身断裂。
原因:
① 桩制作时,桩身弯曲超过规定,桩尖偏离桩的纵轴线较大,沉入过程中桩身发生倾斜或弯曲;
② 桩入土后,遇到大块坚硬的障碍物,把桩尖挤向一侧;
③ 稳桩不垂直,压入地下一定深度后,再用走架方法校正,使桩身产生弯曲;
④ 两节桩或多节桩施工时,相接的两节桩不在同一轴线上,产生了曲折; ⑤ 制作桩的混凝土强度不够,桩在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂未被发现。
预防措施:
① 施工前应对桩位下的障碍物清理干净,必要时对每个桩位用钎探了解。对桩构件要进行检查,发现桩身弯曲超过规定(L/1000且≤20mm)或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用;
② 在稳桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正,桩压入一定深度发生严重倾斜时,不宜采用移架方法来校正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上,接头处应严格按照操作要求执行;
③ 桩在堆放、吊运过程中,应严格按照有关规定执行,发现桩开裂超过有关验收规定时不得使用。
⑵ 桩顶掉角:在沉桩过程中,桩顶出现掉角。
原因:
① 预制的混凝土配比不良,施工控制不严,振捣不密实等或养护时间短,养护措施不足;
② 桩顶面不平,桩顶平面与桩轴线不垂直,桩顶保护层过厚;
③ 桩顶与桩帽的接触面不平,桩沉入时不垂直,使桩顶面倾斜,造成桩顶
面局部受集中应力而掉角;
④ 沉桩时,桩顶衬垫已损坏未及时更换。
预防措施:
① 桩制作时,要振捣密实,桩顶的加密箍筋要保证位置准确,桩成型后要严格加强养护;
② 沉桩前应对桩构件进行检查,检查桩顶有无凹凸现象,桩顶面是否垂直于轴线,桩尖有否偏斜,对不符合规范要求的桩不宜使用,或经过修补等处理后才能使用;
③ 检查桩帽与桩的接触面处是否平整,如不平整应进行处理才能施工; ④ 沉桩时稳桩要垂直,桩顶要有衬垫,如衬垫失效或不符合要求时要更换。 ⑶ 沉桩达不到要求:桩设计是以最终贯入度和最终桩长作为施工的最终控制。一般情况下,以最终贯入度控制为主,结合以最终桩长控制参数,有时沉桩达不到设计的最终控制要求。
原因分析:
① 勘探点不够或勘探资料粗,对工程地质情况不明,尤其是对持力层起伏标高不明,至使设计考虑持力层或选择桩长有误;
② 勘探工作是以点带面,对局部硬夹层、软夹层不可能全部了解清楚,尤其在复杂的工程地质条件下,还有地下障碍物,如大块石头、混凝土等。压桩施工遇到这种情况,就会达不到设计要求的施工控制标准;
③ 以新近砂砂层为持力层时或穿越较厚的砂夹层,由于其结构的不稳定,同一层土的强度差异很大,桩沉入到该层时,进入持力层较深才能达到贯入度或容易穿越砂夹层,但群桩施工时,砂层越挤越密,最后会有沉不下的现象。
预防措施:
① 详细探明工程地质情况,必要时应作补勘,正确选择持力层或标高; ② 根据工程地质条件,合理地选择施工方法及压桩顺序。
⑷ 桩顶位移:在沉桩过程中,相邻的桩产生横向位移或桩身上浮。
原因:
① 桩入土后,遇到大块坚硬障碍物,把桩尖挤向一侧;
② 两节桩或多节桩施工时,相接的两桩不在同一轴线上,产生了曲折; ③ 桩数较多,土饱和密实,桩间距较小,在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起,相邻的桩被浮起;
④ 在软土地基施工较密集的群桩时,由于沉桩引起的孔隙水压力把相邻的桩推向一侧或浮起。
预防措施:
① 施工前应对桩位下的障碍物清理干净,必要时对每个桩位用钎探了解。对桩构件要进行检查,发现桩身弯曲超过规定(L/1000且≤20mm)或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用;
② 在稳桩过程中,如发现桩不垂直应及时纠正,接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上,接头处应严格按照操作要求执行;
③ 采用井点降水、砂井或盲沟等降水或排水措施;
④ 沉桩期间不得开挖基坑,需要沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖,相隔时间应视具体地质情况、基坑开挖深度、面积、桩的密集程度及孔隙水压力消散情况来确实,一般宜两周左右。
⑸ 接桩处开裂:接桩处经施工后,出现松脱开裂。
原因:
① 采用焊接连接时,连接件不平,有较大的间隙,造成焊接不牢;
② 焊接质量不好,焊接不连续、不饱满,焊缝中有夹渣等;
③ 两节桩不在同一直线上,在接桩处产生曲折,压入时接桩处局部产生集中应力而破坏连接。
预防措施:
① 检查连接部件是否牢固、平整和符合设计要求,如有问题,必须进行修正才能使用;
② 接桩时,两节桩应在同一轴线上,焊接预埋件应平整服贴,焊缝应饱满连续,当采用硫磺胶泥接桩时,应严格按操作规程操作,特别是配合比应经过试验,熬制及施工时温度应控制好,保证硫磺胶泥达到设计强度。
⑹ 安全技术措施:
① 压桩施工前应对邻近的建筑物采取有效的防护措施,施工时应随时进行观测;
② 机械司机在施工操作时,必须听从指挥信号,不得随意离开岗位,应经常注意机械的运转情况,发现异常应立即检查处理;
③ 桩应达到设计强度75%方可起吊,100%方可运输和压桩;
④ 桩在起吊和搬运时,必须做到吊点符合设计要求,如设计没有提出吊点要求时,当桩长在16m内,可用一个吊点起吊,吊点位置在桩端至入0.29桩长处,但一般宜用两个吊点,吊点在桩距离两端头0.21桩长处。
⑺ 桩的堆放应符合下列要求:
① 场地应平整、坚实,不得产生不均匀下沉;
② 垫木与吊点位置应相同,并应保持在同一平面内;
③ 同桩号(规格)的桩应堆放在一起,桩尖应向一端,便于施压;
④ 多层的垫木应上下对齐,最下层的垫木应适当加宽。堆放的层数一般不宜超过四层。预应力管桩堆放时,层与层之间可设置垫木,也可以不设置垫木,层间不设垫木时,最下层的贴地垫木不得省去,垫木边缘处的管桩应用木楔塞紧,防止滚动。
四、质量控制:
⑴ 先张法预应力混凝土管桩:
① 施工前应检查进入现场的成品桩,接桩用电焊条等产品质量。
② 施工过程中应检查桩的贯入情况、柱顶完整状况、电焊接桩质量、桩体垂直度、电焊后的停歇时间。重要工程应对电焊接头作10%的焊缝探伤检查。
③ 施工结束后应作载荷试验,以检验设计承载力,同时应作桩体质量检验。载荷试验及桩体质量检验数量要求同打(沉)入式混凝土预制桩施工。
④ 先张法预应力管桩的质量检验如下表所示。成品桩均在工厂生产,随产品出厂有质量保证资料,一般在现场仅对外形进行检验。