静压桩施工方案doc.docx
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静压桩施工方案doc.docx
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静压桩施工方案doc
一.前言
液压静压桩就是通过液压静压桩机,利用其本身的重量(包括配重)作为反作用力,克服压桩过程中,桩周土侧壁摩阻力和桩端土的阻力,将桩徐徐压入土中。
液压静压桩开始于八十年代后期,相对于锤击桩而言,它具有沉桩速度均匀、无噪音、无振动、能自动显示压桩力、昼夜施工等优点。
随着九十年代初期高层建筑的快速发展,单桩竖向承载力越来越高,液压静压桩机的吨位也随着增大,目前最大吨位已达到650-700T,最大单桩承载力由初期的120T提高到现在的250T左右,故近几年来广泛地应用于工业厂房、综合办公大楼、高层建筑的桩基施工中,并取得了良好的技术经济效果。
二.沉桩机理
液压静压桩属于挤土桩。
桩在压入过程中对周围土体进行排挤,使地基的侧向应力增加,从而导致土的密度的增加。
它的挤土效应取决于桩截面的几何形状和压桩力。
对同样截面的桩截面来说,静压桩的挤土效应小于打入桩。
一般来说,采用静压桩工艺的地基土含水量较高,孔隙比较大,在桩受垂直静压过程中,桩尖直接使土产生冲剪破坏,伴随或先发生沿桩身土体的直接剪切破坏,从而也产生了超孔隙水压力,扰动了土体结构,使桩周约一倍桩径土体的抗剪强度降低,发生严重软化(粘性土)或稠化(粉土、砂土),出现土的重塑现象,从而可连续地将静压桩送入很深的地基土层中。
相反,若遇砂层,超孔隙水压力消散,则摩阻力增加,压桩困难。
三.特点及适用范围
(1)静压桩具有无震动、无噪声、场地小和能定量监测单桩承载力等优点,尤其适合在人口密集的市区及建筑群中施工。
(2)施工引起的土体隆起和水平挤动比打入式桩小,适宜于危房、精密仪器房、岸边和地下管线多的地区内施工。
(3)由于避免了锤击应力,可减少钢筋和水泥用量,降低工程造价。
(4)压桩力能自动记录和显示,桩的承载力有保证,并且避免锤击过度而使桩顶或桩身开裂的现象。
(5)压桩力有限,单桩垂直承载力相对锤击桩来说较低。
(6)施工速度快,工期短。
(7)只适应于软土地基,不适用于贯穿厚度大于2m的中密以上的砂土夹层或进入中密以上的砂土持力层。
四.施工工艺
静压桩施工工艺分为定位、桩尖就位、对中、调直、压桩、接桩、再压桩、送桩等过程。
(1)定位:
根据控制点和控制轴线,定出施工桩位,并在桩位中心插入一根短钢筋,洒上石灰粉使桩位标志明显。
(2)桩尖就位、对中、调直:
对于步履式全液压静压桩机而言,通过大、小船行走油缸的动作,作纵横向的行走,从而将桩尖对准桩位,并开动压桩油泵将桩压入土中2m后停止压桩,用两台经纬仪校正桩在两垂直方向的垂直度。
(3)压桩:
利用夹紧器的浮顶增力原理,夹紧工程桩,用压桩油泵的压力将桩压入地下。
每次压桩行程为2m。
当压完第一行程后放松夹紧器装置,用压桩油缸提起夹紧器,当夹紧器到位后,再次夹紧压桩,如此循环。
(4)接桩:
当下一节桩压到露出地面0.5~1.0m时,应接上一节桩。
(5)送桩:
送桩可用专用的送桩器,也可用一节长度超过要求的桩,放在被送的桩顶上便可送桩。
(6)移位:
若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,以便桩机移位。
五.施工注意事项
(1)因压桩机自重很大,对地面承载力要求较高,故在地面松软处施工时要及时采取加固措施,以确保压桩机的平衡。
(2)压入力由压力表反映,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,对地质资料进行分析,看是否遇到障碍物或产生断桩情况等。
液压静压桩机的压入力与压力表读数换算式如式
(1)所示。
F=2PS+G-----------
(1)
式中:
F---------压入力;
P---------压力表读数;
S---------压下油缸活塞面积;
G---------夹头箱、压下油缸柱塞及送桩器三者重量之和。
(3)实践表明:
因接送桩的中途停留(25~30分钟)使得压桩阻力增长36~68%。
而且,停留时间较长,其阻力增长越多;压桩入土越深,其阻力增长也越大。
故静压桩施工时不宜中途停顿。
必须接桩停留,宜考虑浅层接桩,还应尽量避开在好土层深度处停留接桩,且尽可能缩短接桩时间。
(4)桩压入过程中,需随时用两台经纬仪从正面和侧面校正其垂直度,确保桩的垂直度偏差小于0.5%。
(5)施工时,整体沉桩流水要合理安排,避免向单一方向推进。
当桩距小于3.5倍桩宽时,压桩顺序应符合下列规定:
①对于密集桩群,自中间向两个方向或向四周对称施压;②当一侧毗邻建筑物时,由建筑物一侧向另一侧施压;③应严格遵守“先密后稀、先深后浅、先长后短”三原则施压。
(6)由于静压桩不同于打入桩,邻近桩相互挤土的干扰影响很小。
实践证明,对于压入同样深度土层的压桩力,并不随邻近的压桩先后而有所不同(有条件时,邻近桩施工间隔时间不能太长)。
故施工中注意此点,在局部桩群中施工时,就可以灵活地安排施工顺序,以减少桩机的移位及行走时间。
(7)终止压桩的控制原则如下:
对于摩擦桩以达到桩端设计标高为终止条件;对于端承摩擦型桩,是以设计桩长控制为主,终压力值作对照为控制条件。
六.施工机具
(1)施工机具
施工主要机具是液压静压桩机及其配套设备(详见表1)。
目前常用的HY型系列液压静压桩机,其主要技术参数详见表2(其中HY-400型液压静压桩机正视图、俯视图见图1、图2)。
每台班施工主要机具及配套设备一览表 表1
序号 机 具
名 称 型号
规格 数
量
备 注
1
液压静压桩机 HY系列
YZY系列
1台 每个系列最大吨位分别有300T、400T、500T等
2 吊 车 30T 1台 拆装机械及喂吊桩
3 电焊机 BX1-500-2F 2台 交流电焊机、电焊接桩
4 气割设备 1套 切割角钢等
5 经纬仪 J2 2台 定桩位、校正桩的垂直度
6 水准仪 DS3 1台 测定高程及控制桩顶桩高
7 送桩杆 9m 1根 钢制,送桩时用
HY型系列液压静压桩机主要技术参数 表2
型号
参数
项目
单
位
HY-300
HY-400
HY-450
HY-500
HY-600
大
身 横向行程(一次) 米 3 3 3 3 3
纵向行程(一次) 米 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
最大回转角 度 18 18 18 18 20
纵横向行走 前行 米/分 2 2 2 1.8 1.8
速 度 回程 米/分 4.2 4.2 4.2 4 4
最大压入力 吨 300 400 450 500 600
最大锁紧力 吨 760 900 1000 1000 1000
油
泵 系统压力 兆帕 31.5 31.5 31.5 31.5 31.5
最大流量 升/分 143 143 143 154 167
电机总功率 千瓦 85 85 85 92 100
接 地
比 压 大船 吨/米 9.2 12.3 13.8 13.8 14.2
小船 吨/米 9.8 13.1 14.7 15.7 17.5
整
机 外形尺寸长*宽*高 米 10.6*9*8.6 10.6*9*9 10.6*9*9 11*9*9.1 11.1*10*9.1
自 重 吨 150 180 190 200 200
配 重 吨 180 250 290 340 430
大
身 外形尺寸长*宽*高 米 7.8*3.5*1 7.8*3.5*1 7.8*3.5*1 7.8*3.5*1 7.8*3.5*1
装运重量
(包括牛腿) 吨 40 43 45 50 52
(2)施工机具的选择
①压桩力与单桩极限承载力的关系
压桩力与单桩极限承载力在概念、性质、数量大小及作用效果等方面均存在显著差别。
压桩力包括桩尖土层阻力和侧壁土滑动摩阻力,且主要来自压桩机克服桩尖土层的抗冲剪阻力,即压桩力随着桩尖土体的抗冲剪阻力大小而波动,说明此时桩侧摩阻力非常小。
单桩极限承载力包括桩端土支承力和桩侧土摩阻力,且大多数单桩极限承载力发挥,主要是取决于桩侧土层的摩阻力(端承桩除外)。
这是由于压桩终止后,随着时间推移,桩周土体中孔隙水压力逐渐消散,土体发生固结,桩周土的摩阻力逐渐恢复和提高,从而使静压预制桩获得较大承载力。
在固结系数较高的软土地区,静压桩获得的单桩极限承载力可比最终压桩力高出二至三倍)。
由此可见,单桩极限承载力大于和小于压桩力的情况均存在。
同时也说明了选择压桩机械时不能单纯依据单桩极限承载力。
②压桩机械的选择
压桩机械选择的主要依据是压桩力的大小。
根据工程实践经验,压桩力可以根据静力触探Ps值及桩侧土层摩阻力进行预估。
式
(2)、(3)就是根据工程实际资料经数理统计分析得出的,它可以作为选择压桩机械和分析沉桩可能性的依据。
Pc=K×Pc'-----------
(2)
n
Pc'=2PsAp+0.07Up∑fili-----(3)
i=1
式中:
Pc------压桩力;
Pc'------平均压桩力;
Ps------桩端土层的静力触探比贯入阻力;
Ap------桩的横截面面积;
Up------桩的截面周长;
fi ------第i层土的摩阻力值;
li------第i层土的厚度;
其中,由于地质情况的复杂性、所选地质参数的平均性、施工后期的挤土效应导致C、Φ值的提高及桩截面的不同,故乘以影响系数K。
fi值可由各层静力触探指标Ps值进行估算或根据地区经验选定。
影响系数K值在1.1~1.3之间,且主要取决于Ps、Ap值的大小情况,即视Pc'值而定。
一般情况如下:
如Pc'<250T K取1.3
250T Pc'>350T K取1.1 根据式 (2)、(3)进行压桩机械选择时,所选择的压桩机最大压桩吨位必须接近或大于所预估的压桩力才行。 否则,将给沉桩带来一定的困难。 七.劳动组织 考虑到液压静压桩能连续24小时操作,故施工组织时按双班制考虑。 每个台班由12人组成,其中: (1)前台指挥1名。 负责前台桩的起吊及喂桩,调整插桩时桩的垂直度(在两台经纬仪的配合下),并指挥桩机移位及桩的定位,及时组织力量排除施工中出现的故障。 (2)后台指挥1名。 负责后台桩的起吊及运输,并能定时定量确保合格成品桩运至前台处。 (3)桩机司机1名。 负责压桩机的操作及日常维修保养。 按照设计要求的施工工艺,正确操纵机械进行桩的定位、调整桩的垂直度、压桩及桩机的移位行走。 (4)吊机司机1名。 负责吊机的操作及其日常维修保养。 在前、后台的指挥下,正确进行桩的起吊、运输及喂桩。 (5)电工1名。 负责现场全套施工机械电器设备的安装和安全使用。 (6)机修工1名。 负责现场全套机械的正常运转和维修保养。 (7)起重工2名。 在前后台的指挥下,负责桩的起吊、运输及喂桩,并配合前台指挥及桩机司机进行桩的定位。 (8)施工员2名。 负责桩基的定位及校正桩的垂直度,施工中及时作好各种原始记录,并及时解决施工中出现的技术问题。 (9)电焊工2名。 负责桩的焊接并切割角钢等。 八.质量要求 (1)主要标准 ①桩位允许偏差: 单排或双排条基中,垂直(平行)条基纵轴方向为10cm(15cm);桩数为1~3根桩基中的桩为10cm;桩数4~16根桩基中的桩为1/3桩边长或桩径;桩数大于16根桩基中的桩,其最外边桩为1/3桩边长或桩径,中间桩为1/2桩边长或桩径。 ②桩身垂直度: 小于0.5%设计桩长。 ③桩顶标高: 偏差-5~+10cm。 (2)单桩承载力检测 ①静载试验 一级建筑桩基和地质条件复杂、桩的施工质量及确定单桩竖向承载力的可靠性低、桩数多的二级建筑桩基,在工程桩施工前应采用静载试验对工程桩单桩承载力进行检测,检测数量不宜小于总桩数的1%,且不宜少于3根。 ②桩基动测 未进行单桩静载试验的一级、二级建筑桩基及三级建筑桩基,基坑开挖后,均可采用动测法进行桩基检测,以判断桩身质量的完整性及单桩承载力是否达到设计要求。 九.施工安全注意事项 (1)顶升油缸或回程动作,要分层次交换进行。 单个油缸动作,每次不得超过50mm;两个油缸同时动作,每次不得超过100mm。 (2)作业人员应密切配合,随时调整桩的垂直度,以免断桩。 (3)作业时应设围栏和标志,非作业人员要离开桩机10m以外。 作业人员也不得靠近桩机底座的升降部位。 (4)新开机时,要空负荷运转3~5分钟,使系统液压温度有一定升高,同时液压循环后,先排除油缸和管路中的空气。 (5)压桩时,如液压油温度达800C,应待降温后再继续施工。 (6)在施工中,出现浮机现象时,应使桩机先回位,然后再继续施工。 (7)操纵手柄变换位置时,必须先回到中位然后再变位,避免动作过猛,机车出现冲击震动。 十.技术经济分析 (1)钢筋用量: 静压桩的最小纵向配筋率不小于0.4%,相对于锤击桩的最小纵向配筋率不小于0.8%而言,其纵向配筋率减少不小于0.4%。 (2)水泥用量: 对于同样的地质条件,选用静压桩较锤击桩能减少5%~10%水泥量。 (3)施工效率: 由于静压桩施工无噪音,可连续24小时施工,通过现场试验及工程应用,对于桩长30m左右,送桩深度2~6m的静压桩,每台机可完成10根/天。 十一.工程应用实例分析 (1)上海新兴技术开发区漕河泾九期标准厂房位于上海市闵行区虹漕路、钦州北路,基础采用静压桩。 50#厂房基础桩型为ZHb-240-14.514.5B,桩长29m,电焊接桩,单桩承载力为90T,总桩数184根。 51#厂房基础桩型为JZHb-245-1415B,桩长29m,电焊接桩,单桩承载力105T,总桩数228根。 桩砼标号均为C35,送桩2~3m。 根据地质报告,各地层主要特征及侧壁摩阻力如表3所示。 地层主要特征表 表3 层 序 地 层 名 称 层均厚 l(m) 静力触探比贯入阻力Ps(T/m2) 侧壁摩阻力 f(T/m2) ①-1 杂填土 1.85 ①-2 浜填土 1.65 50 1.0 ② 粘土 1.45 61 1.5 ③ 淤泥质粘土夹粉质粘土 2.55 31 1.5 ③夹 砂质粘土 0.85 167 1.5 ④ 淤泥质粘土 10.95 35 1.8 ⑤-1 淤泥质粉质粘土夹粉砂 8.95 93 4.0 ⑤-2 砂质粉土 4.85 639 6.0 根据式 (2)、(3)及表1-1,则50#、51#厂房桩基的静压桩力分别为: 50#厂房压桩力: Pc'=213.52T Pc=1.3Pc'=277.6T 51#厂房压桩力: Pc'=268.98T Pc=1.2Pc'=322.8T 故施工前选择静压桩机的吨位时,50#厂房桩机最大吨位必须大于277.6T,51#厂房桩机最大吨位必须大于322.8T,否则将给沉桩带来困难。 实际施工时,50#厂房选择的压桩机型号为YZY-400,51#厂房选择的压桩机型号为HY-400,均满足了最大压桩吨位大于压桩力的要求,而且还留有相当大的余地,故施工时沉桩较顺利。 该静压桩工程结束后,从静压桩机油压表读数换算成压桩力来看,50#厂房桩基最大压桩力为287T(平均值为210T,与Pc'值接近),51#厂房桩基最大压桩力为296T(平均值为240T,与Pc'值接近),均与计算结果相接近,说明了根据式 (2)、(3)来选择压桩机械的可行性和可靠性。 九期厂房静压桩工程计划工期50天,实际施工中扣除停电等因素影响,仅用了20天就完成了412根桩的施工任务,平均每台机日完成桩数10根,取得了良好的经济效益和社会效益。 (2)美丽园商厦位于上海静安区江宁路、康定路路口,基础施工采用静压桩,桩型为JZHb-245-1617B,桩身砼强度等级为C35,桩尖持力层为⑦1层(其Ps平均值为11MPa),单桩承载力155T。 桩顶相对标高为-4.82(以±0.00=+4.2计)。 选用的压桩机械是HY-400型全液压静压桩机。 从施工结果统计分析来看,施工前期桩顶标高均能达到要求,而施工中后期桩顶标高普遍高于设计标高0.1~1.5m,并出现浮机现象。 现根据式 (2)、(3)来验算压桩机械选择的对否。 根据地质报告提供的参数计算Pc值为506.6T。 故施工时静压桩机应选用HY-500型较合适。 由此可见,正确选择静压桩机械,对工程的成败十分关键。 静压管桩施工方案 0 第1章 编制依据 1.1 编制依据 a. 本工程地质报告; b. 业主组织的答疑会及补充文件; c. 本工程建筑场地现场踏勘; d. 设计文件规定及现行相关的规范和标准; e. 业主提供的工程进度方面的资料; f. 本公司承担类似工程的建设经验。 1.2 本工程采用的技术标准、规范 a、测量工程采用技术标准、规范: 《工程测量规范》GB50026-93 b、桩基施工及验收、质量评定主要采用技术标准、规范: 《建筑地基基础设计规范》GB/T50007-2002 《建筑工程施工质量验收统一规范》GB50300-2001 《建筑地基基础施工质量验收规范》GB50202-2002 《建建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002 《建筑工程桩基检测技术规范》JGJ/T106-97 《建设工程项目管理规范》GB/T50326-2001 《建设工程监理规范》GB50319-2000 《地基与基础工程施工及验收规范》GBJ202-83 《建筑桩基技术规范》JGJ94-94 《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91 《建筑机械使用安全技术规范》JGJ33-2001 《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-88 《建设工程施工现场供用电安全规范》GB50194-93 《先张法预应力混凝土管桩》GB13476-1999 《先张法预应力混凝土管桩》图集03SG409 c、工程技术资料管理采用的技术标准、规范和要求: 《建设工程文件归档整理规范》GB/T50328-2001 《建设项目(工程)挡案验收办法》国档发(1992)8号 《文书档案案卷格式》GB9705—88 《科学技术档案案卷构成的一般要求》GB/T11822—2000 d.参照标准 《建筑钢结构焊接规程》 《钢管桩CO2气体保护半自动焊接工艺规程》Q/BGJ004-2002 第2章 工程概况及地质条件 2.1 工程概况 2.1.1工程简述 本工程基础设计为高强度预应力管桩(PHC)A型,桩径φ400mm,壁厚为95mm、桩身混凝土强度不低于C80,单桩竖向承载力特征值>800kN,终压值通过现场试压桩确定,桩端持力层为强风化泥岩,桩长10~12m。 工程相关信息: 总承包单位: 中油吉林化建工程股份有限公司; 设计单位: 机械工业第九设计研究院; 监理单位: 长春一汽建设监理公司; 建设地点: 长春市温州街与东南湖大路交汇处; 计划工期: 分项工程计划于2006年6月22日试桩,23日正式开工,2006年7月5日竣工。 2.1.2工程规模 本工程设计桩点总数为1006个,详见表1-2。 表1-2 静压管桩工程量统计 序号 桩型及规格 设计桩长(m) 桩位数(个) 管桩总量(m) 备注 1 PHC-A400(95)-10 10 114 1140 -- 2 PHC-A400(95)-11 11 25 275 -- 3 PHC-A400(95)-12 12 867 10404 -- 合 计 1006 11819 2.1.3交通情况及地理位置 交通情况: 本工程位于长春市东南湖大路东头,属市郊地段,总体上交通运输情况良好。 地理位置: 长春市温州街与东南湖大路交汇处。 2.2工程特点 工程地属市郊,远离居民区,施工不会造成扰民。 场地原为野地,地下地表障碍物很少,成桩质量容易得到保证。 目前“三通一平”已经完成。 施工期适逢雨季,现场未设排水沟,场地土为回填土,遇水易软化,虽采取相应排水措施,但雨季雨水较大,地耐力基本满足桩机行走施工要求,但重型运桩车不能直接进入场地,需要远距离拖桩,影响施工进度。 第3章 施工部署 3.1 项目管理组织机构 为优质高效承建好本工程,保证本工程的质量及工期等都能达到业主的要求,建立相应的管理组织机构,如下图。 项目管理组织机构图 项目经理 项目副经理 技术总工程师 经营计划部 工程技术部 质量部 采购供应部 安全部 办公室 机械设备部
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