PHC管桩施工交底三级626Word下载.docx
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其中南、北引桥及主桥均为现浇箱梁。
箱梁结构为斜腹式外形,宽度为37cm,高度2.0m,每侧为单箱双室断面,腹板标准厚50cm,其余由50cm渐变到90cm厚;
顶、底板厚分别为28cm和25cm,引桥主梁标准横断面图如图1.1.2-1。
顺桥向标准跨径30m,每10m设置一道厚50cm的横隔板,箱梁每隔3m设置φ5通气孔,左右箱室由桥面板及横隔板相连成整体。
2)、PHC管桩施工特点
近年来,PHC管桩在工民建等基础建设中得到很广泛的应用,在桥梁支架施工的临时结构也有成功的应用实例(如福建琅岐闽江大桥现浇连续梁施工)。
PHC管桩作为桩基础,具有以下特点:
①施工速度快,接桩速度快,施工功效高,工期短。
②单桩承载力高,预应力桩桩身强度高,可打入密实砂层及强风化岩层。
在沉桩中由于剧烈挤压,桩尖持力层土质承载力大大提高,因此预应力管桩设计承载力比同直径的沉管和钻孔灌注桩高。
桩身耐打,穿透力强。
由于管桩桩身混凝土强度高,加上有一定预压应力,桩身可承受重型柴油锤成百上千次锤击而不坏,而且可穿透较厚的砂夹层。
③对地质的适应性强,桩长规格灵活,对桩端持力层起伏变化大的地质条件最为适用。
成桩长度不受施工机械限制。
④品种规格齐全,适用范围广。
预应力管桩规格较多,承载力也不同,适用于多层建筑、高层建筑。
同一建筑中,也可采用不同桩径的管桩,充分发挥其承载力,便于布桩。
⑤成桩质量可靠:
预应力管桩采用工厂化生产,桩身质量可靠,只要严格执行沉桩操作规程,成桩质量较好。
⑥在软基和净空高度低的现浇支架中具有成本优势。
⑦预应力管桩应用的局限性:
由于送桩深度受到限制,基坑开挖后截桩长度较大,造成一定浪费。
2、现浇箱梁支架结构设计图
图1北引桥A0~P5箱梁支架布置图
图2北引桥P5~P10箱梁支架布置图
图3南引桥P14~A19箱梁支架布置图
图4引桥箱梁中支墩支架横桥向布置图
图5引桥箱梁边支墩支架横桥向布置图
3、PHC管桩施工工艺流程各步骤具体操作
在砂被堤的桥跨箱梁支架采用高强度预应力混凝土管桩(PHC管桩)作为基础承载。
1)、管桩选型
经计算,本工程的PHC管桩采用D400*95A的型号,其竖向承载力设计值2288KN,单节桩长≤12m。
管节采用端头板电焊连接。
D400管桩承载力标准值在一般情况下选用1000~1700KN,从桩自身承载力、施工难度、可靠度等方面考虑是适宜。
表1 PHC管桩技术参数(GB13476-2009)
PHC管桩到场时,必须附带出厂合格证、产品说明书和有关管桩承载力、施工工艺的试验参考资料。
2)、施打设备选型
结合工程地质和PHC的型号,选取PHC管桩的施工设备。
因为砂被堤填筑海砂的厚度约达8m,若选用静力压桩机沉桩,其工作性能无法穿透砂被堤。
本工程的PHC管桩采用锤击沉桩的方法,柴油锤型号为72#。
其性能参数如表所示。
表2 筒式柴油打桩锤参考表
柴油打桩机是采用柴油锤为锤击能量的打桩设备,由桩架、行走机构及柴油锤构成。
优先选用行走调头方便、垂直度调整快捷、打桩效率高的三点支撑履带自行式柴油打桩机,不宜采用自由落锤打桩机。
柴油锤和打桩机桩架必须匹配,否则容易发生倾倒架事故等安全事故。
打桩设备(桩机和桩锤等)进场时应提供技术性能资料,并须经现场安全、技术管理人员查验合格后方可使用。
3)、PHC管桩布置
纵桥向按每跨4排布置,跨度一般为8.4m、9m。
跨中支墩PHC管桩横桥向布置15根(双桩),每个箱室下6根,两侧翼缘板下各1根,中部翼缘板下1根。
承台支墩PHC管桩横桥向布置7根,箱室中腹板底部的PHC使用D630*8钢管桩替代,其余PHC管桩布置同跨中支墩相同。
管桩横桥向间距为4.0m+4.0m+4.0m+5.25m+5.25m+4.0m+4.0m+4.0m。
具体布置详见附图。
桩顶高程设置在+3.5m,中支墩PHC桩底高程在-15m,边支墩PHC桩底高程在-11m。
地质条件较复杂,插打PHC管桩时,当桩尖地质为粘土、细砂时,以高程控制为主,当桩尖高程达到设计高程而贯入度仍很大时,应继续锤击接近控制贯入度,桩尖为风化岩、砾石时,以贯入度控制30~70mm/10击。
4)、施工方法
①施工工序
锤击沉桩的工序依次为:
测量、放样桩——打桩机就位——喂桩——对中、调直——锤击法沉桩——接桩——再锤击——打至持力层——收锤。
②施工准备
管桩基础施工前,应完成下列准备工作:
管桩施工前处理完建筑场内高空和地下的障碍物,有利于打桩的顺利进行,否则可能会妨碍施工,拖延工期。
在杂填土地区,打桩前应预先探明位于桩位处的浅埋旧基础、石块及其他障碍物,并将其挖除或采取其他处理措施。
调查场地及毗邻区域内的地下及地上管线、地下建(构)筑物及障碍物、可能受打桩影响的建(构)筑物,并提出相应的安全措施。
场地的地面应平整,排水通畅,坡度不大于1%,承载能力应满足打桩机械稳定的要求。
在不受施工影响的地方设置坐标、高程控制点及轴线定位点。
向打桩操作人员作技术安全交底。
结合地质勘察报告,根据不同的地质,做好PHC管桩的配桩。
当打桩施工可能影响附件建(构)筑物的正常使用和安全时,应采取减少振动和挤土影响的措施。
减少振动和挤土影响的主要措施有:
采用开口型桩尖,合理安排打桩顺序,采用预钻孔埋桩,限制打桩速率等。
桩帽及垫层的设置,应符合下列规定:
桩帽和垫层在锤击沉桩中,桩帽主要起传递锤击力、固定和保护桩头的作用。
所以桩帽结构要牢固;
耐打性要好,尤其桩帽顶板要有一定的厚度,能经受长期锤击而不变形。
若顶板较薄,经反复锤击成锅底状,施工时容易破坏桩头。
45号型及其以下型号柴油锤的桩帽,一般采用钢板焊接而成,顶板钢板厚度宜为6~8cm。
60号型及其以上型号柴油锤的桩帽,一般采用铸钢铸成,顶板厚度宜大于10cm。
预应力管桩的桩帽,现在常做成圆形,其抗锤击性能优于其他形状,而且可以使桩自由转动,防止扭曲破坏。
桩帽的尺寸应与桩头相配合,套桩头用的筒体深度宜取400mm左右,过深易磕坏桩头混凝土,过浅宜造成桩头脱离桩帽而发生倾倒桩身的事故。
筒体内径或边长不可过大或过小,过大则喂桩套帽时易偏位,易发生偏心打桩;
过小则喂桩困难。
一般来说,桩帽或送桩帽与桩身之间的间隙应为5~10cm。
本工程中桩帽采用钢板焊接而成,顶板厚度取7cm,内径取460mm。
桩帽上部与桩锤之间的衬垫称为锤垫,主要也是起保护桩头作用。
锤垫的厚度应该适中,锤垫太薄,锤击时有效作用时间短,锤击应力过大,桩头易被击碎;
锤垫过厚,锤击能量损失较大,桩不下沉或返回弹。
本工程中一般取150~200mm,锤垫材料可用橡木、桦木等硬木按纵纹受压使用,也可采用圆盘层叠的旧铁芯钢丝绳。
对重型桩锤尚可采用压力箱式的结构桩锤。
桩帽与桩头之间也要设置弹性垫层,称桩垫。
可采用麻袋、硬纸板、水泥纸袋、胶合板等材料制作,软硬要适度,厚度要平均且经锤击压实后保持在120~150mm。
在打桩期间应经常检查,及时更换或补充,以便有效地防止桩头被击碎,提高桩身贯入能力。
垫层经过多次锤击后,会应压缩减小厚度,使得硬度和刚度增加,从而提高锤击效率。
③确定打桩顺序
打桩时,由于桩对土体的挤密作用,先打入的桩受水平推挤而造成偏移和变位或被垂直挤拔造成浮桩;
而后打入的桩由于土体隆起或挤压很难达到设计标高或入土深度,造成截桩过大。
所以打桩时,为了保证质量和进度,防止周围建筑物被破坏,应根据桩基平面布置、桩的尺寸、密集程度、深度等实际情况来正确选择打桩顺序。
打桩的规格、埋深、长度不同时,宜先大后小,先深后浅,先长后短施打。
实施施工中,由于移动打桩架的工作繁重,因此除了考虑以上因素外,有时还考虑打桩架移动的方便与否来确定打桩顺序。
本工程桥梁右侧的宽余位置较少,因此采用由桥梁右侧向桥梁左侧的单一方向施打的方法,这样逐排打设,桩架单方向移动,打桩效率高。
打桩顺序确定后,为了便于桩的布置和运输,还要靠考虑打桩机是“顶打”还是“退打”。
当打桩地面标高接近桩顶设计标高时,打桩后,许多桩的顶端后还会高出地面,这主要是因为桩尖持力层标高不可能完全一致,而预制桩又不可能设计成不同长度。
在这种情况下,打桩机只能采用向后退打的方法,这样就不可能事先将桩全部布置在地面上,只能边打边运;
当打桩后,桩顶实际标高在地面以下时(摩擦桩一般是这样),打桩机则可以向前“顶打”。
这时只要现场许可,所有桩均可事先布置在桩位上,避免二次场内搬运。
“顶打”时地面所留桩孔应在移动打桩机前铺平。
④喂桩
当桩运至桩位后,即可利用桩架上的滑轮组进行提升就位,陆上使用的打桩机,至少设有3个起重用的钢丝绳吊钩,一般1号吊勾挂打桩锤,2号和3号吊勾可作吊桩用。
用吊索在吊环处捆绑桩身作吊点使用,此时严禁用吊环作吊点起吊。
当桩为两点吊时,先同时收紧2号和3号钢丝绳,将桩身水平提升至桩长一半加0.3~0.5m高度,然后卷扬机停止卷动近桩尖处的钢丝绳,仅开动近桩头处钢丝绳的卷扬机,使桩头逐渐提升,直到桩身垂直,便可喂桩----将桩头插入打桩锤下面的桩帽内。
当桩采用3点吊时,近桩头处吊点用吊索捆绑桩身,用3号吊勾起吊,近桩尖处两个吊点用长吊索捆连,并将其放入2号钢丝绳的“开口葫芦”内,这样随着桩身的旋转起吊可随时调整“开口葫芦”至长索两端的距离。
桩身起吊时,吊钩处应设置溜绳,防止桩身左右晃动。
桩的提升过程见图6。
图6三点吊桩示意图
打桩运桩时,应用导板夹具或桩箍将桩嵌固在桩架的两导柱中,桩位置及垂直度经校正后,在桩顶安装桩帽,然后放下桩锤轻轻压住桩帽,在桩的自重及锤重作用下,桩深入土中一定深度而达到稳定位置,这时再校正一次桩身的垂直度,即可打桩。
⑤打桩
打直桩时,要求桩身至始至终保持垂直,并使桩锤、桩帽和桩身中心线保持在同一铅垂线上,这不仅可以保证成桩的垂直度,也可防止预制管桩桩顶受偏心锤击而破碎。
因为桩身倾斜时,桩帽与桩顶接触面积减少,使锤击应力集中而打碎桩头混凝土。
另外,第一节桩的垂直度关系到整根桩的质量好坏。
底桩偏斜,以后接的桩就难以垂直,且纠偏越来越难,因此规范中规定,桩插入土层时的垂直度偏差不得超过0.5%。
如桩顶不平,应用厚纸板垫平或用环氧树脂砂浆补抹平整。
开始沉桩时,应起锤轻击数锤,确认桩身、桩架及桩锤等垂直一致,方可用正常落距打桩。
当桩顶标高较低,须送桩入土时,应用钢制送桩器放于桩头上,锤击送桩将桩送入土中。
在较厚的黏土、粉质土层中,每根桩要连续施工,中间停歇时间不可太久。
以为内在这类土中打桩,装周围土体结构受振动迅速破坏,桩的贯入相当容易,但一旦停歇下来,桩周围土体迅速固结,且原来游离出来的孔隙水压力消失,桩身很容易和土体固结成直径较大的土桩,停歇时间越久,固结力越大,要想打动这根桩需要增加许多锤击数,甚至根本打不动,硬打就会将桩头或桩身打碎。
⑥接桩
接桩材料应符合下列规定:
焊接接桩:
钢板宜采用低碳钢,焊条宜采用E43;
并应符合现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81一2002)要求。
法兰接桩:
钢板和螺栓宜采用低碳钢。
采用焊接接桩除应符合现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》的有关规定外,尚应符合下列规定:
下节桩段的桩头宜高出地面0.5m;
下节桩的桩头处宜设导向箍;
接桩时上下节桩段应保持顺直,错位偏差不宜大于2mm,接桩就位纠偏时,不得采用大锤横向敲打;
桩对接前,上下端板表面应采用铁刷子清刷干净,坡口处应刷至露出金属光泽;
焊接宜在桩四周对称的进行,待上下桩节固定后拆除导向箍在分层施焊;
焊接层数不少于2层,第一层焊完后必须把焊渣清理干净,方可进行第二层施焊,焊缝应连续、饱满;
焊好后的桩接头应自然冷却后方可继续锤击,自然冷却时间不宜少于8min;
严禁采用水冷却或焊好即施打;
雨天焊接时,应采取可靠地防雨措施。
⑦收锤标准
当预制管桩不以桩身长度为控制标准时,应考虑停止锤击的问题。
停打过早,桩的承载力可能达不到设计要求;
停打过晚,可能将桩打坏。
施工过程中桩停止锤击的控制原则如下:
桩端(指桩全断面)位于一般土层时,以控制桩端设计标高为主,以贯入度作参考;
桩端达到坚硬、硬塑的黏土、中密以上粉土、砂土、碎石类土、风化岩时,以贯入度控制为主,桩端标高可作参考;
贯入度已达到而桩端标高未达到时,应继续锤击三阵,按每阵10击的贯入度不大于规定的数值(30~70mm/10击)加以确定。
上述所指贯入度为最后贯入度,即最后一击进桩的入土深度。
实际施工中一般是采用最后10击的平均入土深度作为最后贯入度,最后贯入度不能定得过小,否则锤击次数太多,对桩身的质量没有好处,而且也会有损柴油锤的使用寿命。
当遇见贯入度巨变,桩身突然发生倾斜、位移或有严重回弹,桩顶、桩身出现严重裂缝、破碎等情况时,应暂停打桩,并分析原因,采取相应措施后继续施工。
总之,停锤标准应根据场地工程地质情况、单桩承载力设计值、桩的规格和长短、锤的大小和冲击能量等因素,综合考虑贯入度、入土深度、总锤击数、每米沉桩锤击数及最后一米沉桩锤击数、桩端持力层的岩土类别及桩尖进外持力层深度、桩土弹性压缩量等指标后给出。
4、机械、人员投入
主要施工机械使用计划表
机械名称
型号
数量
使用部位
用途
汽车吊
25t
1台
引桥
材料吊装
柴油锤
72#
PHC管桩施打
桩机
\
人员投入计划
施工工作班组
人数
施工内容
管理人员
安全主管
1人
现场安全负责
专职安全员
现场安全管理
现场技术员
现场技术负责
测量员
3人
现场放点及数据观测
桩机操作人员
起吊、施打等
装、卸载工人
6人
合计
15人
5、施工注意事项
1)、管桩的运输、存放和起吊
①、PHC桩在货车运输途中,必须用木楔及绳索稳固于车上,防止意外掉下;
另外,还应避免车颠过大,造成端桩或裂桩;
②、卸货时,必须使用吊机在桩身适当位置把桩提起,比避免产生过度碰撞;
③、应该选择平坦及稳固的地方存放PHC桩,摆放时需要用木方垫好及接近施工位置;
④、尽可能把同一规格的桩放在一起,理想高度为一或两层;
⑤、两层桩之间必须用木方隔开,木方厚度须相同且在同一平行线上,并有木楔固定位置;
⑥、桩起吊施打时,应避免桩过度碰撞桩机;
⑦、堆放时,PHC桩不宜做其他用途,以免影响其性能和质量。
2)、管桩的施打
①、认真检查打桩设备各部件的性能,以保证正常作业。
②、检查管桩外观质量,注意在运输过程中有无损伤,管桩标记是否清晰。
③、测定和标出场地上桩位,其偏差不得大于20mm。
④、在桩身上划出以m为单位长度标记。
3)、打桩顺序编排原则
①、根据桩的密集程度以及周边建筑物的关系:
若桩较密集、切距建筑较远、场地开阔时,宜从中间向四周进行。
若桩较密集、场地狭长、两端距建筑物较远时,宜从中间向两端进行。
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,由近向远进行。
②、根据桩的入土深度,宜先长后短。
③、根据桩的规格,宜先大后小。
④、根据建筑物的高层与底层的关系,宜先高后低。
4)、管桩施打规定
①、第一节管桩起吊就位插入地面的垂直偏差不得大于0.5℅,并宜用长条水准尺或其他测量仪校正,必要时,宜拔出重插。
②、施打中,桩锤、桩帽、桩身中心线应重合,当桩身倾斜率超过0.5℅时,应找出原因并设法纠正,当桩尖进入硬土层后,严禁用移动桩架等强行回板的方法纠偏。
③、在较厚的粘土,粉质粘土层中施打管桩,不宜采用大流水打桩施工法,应将每根桩一次性连续打到位,尽量减少间歇时间。
④、如实、及时、准备地做好管桩施工记录。
5)、焊接规定
焊接接桩应符合现行行业标准《建筑钢结构焊接规则》JGJ81的有关规定外,尚应符合下列规定:
①、管桩接长时,宜在桩头高出地面0.5-1.0m处进行。
②、接桩时,上下节桩段应保持顺直,错位偏差不宜大于2mm。
③、对接时,清理干净接驳面和坡口。
④、焊接时,先对称点焊4-6点,再由两个焊工对称施焊,焊接层数不得小于两层,内层焊渣必须清理干净方能施焊外一层焊缝应饱满连续。
⑤、焊后自然冷却时间不得小于8分钟,严禁用水冷却却焊好即打。
6、异常情况的处理
1)、断桩的处理
当发生断桩事故后,即在断桩两侧各补一根桩处理。
2)、在礁(孤)石区域打桩的应对
本工程地质条件较复杂,地质土层水平分布较稳定,但起伏较大,局部软弱土厚度较大,岩性变化较大,基岩面起伏大,风化不均,部位桥跨分布有孤石或礁石群。
本工程实施已一年多,前期项目部通过补充地质勘察、钢栈桥钢平台施工、桩基施工、钢板桩施工等施工实践,对孤石或礁石群的分布已有比较清楚的了解,且在施工前期已对P1、P2和南引桥P13的礁石进行爆除。
为了避免受孤石或礁石的影响,在A0~P1,P16~P17礁石或孤石分密集的地带采用碗扣式满堂支架的方案。
在礁石或孤石锤击前,应结合设计提供的地质资料及施工实践的地质数据,做好桩长的选配。
桩尖接近河床时或孤石顶时采用重锤低击,以贯入度控制收锤标准。
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