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干货---桩基础试桩工程案例

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干货---桩基础试桩工程案例

发布日期:2019-11-27 作者: 点击:

案例工程为高层住宅小区,总建筑面积为269609m2,地下室建筑面积68121m2,结构类型为钢筋混凝土框剪结构。

一、工程概况

本项目基础为(PHC)B型静压预应力高强混凝土管桩(有抗拔桩和非抗拔桩两种),桩身直径为φ500,壁厚为125mm,桩身混凝土强度等级为C80,抗渗等级≥P10,钢筋的混凝土保护层厚度≥40mm。桩端持力层为强风化层,由承台底计起桩长约21~35m,桩端进入持力层深度≥1米,单桩竖向抗压承载力特征值为1800kN,抗拔桩的单桩抗拔承载力特征值为300kN。

二、试桩目的及试桩位置选择

(一)试桩目的

1、本次试桩的主要目的是验证压桩设备的适用性和摸索PHC管桩静压法施工的压桩速度、压力、桩长控制等工艺参数,并进行桩身质量检测,了解桩体完整性,桩长及承载力,并确定沉桩施工时停止送桩的最终压力等。

2、确定管桩施工时的机械组合、人员配置及作业组织,保证施工质量的控制措施等。

(二)试桩位置选择

1、试桩数量

根据设计施工图、地勘报告及《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106-2014)要求,本工程拟选取工程总桩数1%用于试桩,选取桩均不是工程桩。

2、试桩时间

拟定试桩时间为2018年2月5日~2018年2月8日。开始试验的时间:预制桩在砂土中入土7天后;粘性土不得少于15天;对于饱和软粘土不得少于 25 天。本工程地质为:耕土、淤泥质土、粉质粘土、全风化泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩、微风化泥质粉砂岩;试验时间为压桩后25天。由于目前试桩不会发生挤土效应,这与大规模施工、群桩发生挤土效应的正式施工条件有所不同,因此静载试验得到的极限承载力会比实际工程中的工程桩要高一些,故本次静载试验暂按单桩承载力特征值大于等于2100KN考虑。试验计划暂定于2018年3月5日进行,具体以实际开始时间为准。

3、试桩位置

根据设计施工图、地勘报告及《建筑基桩技术规范》(JGJ 106-2014)要求,试桩条数为总桩数的1%,且选取桩不是工程桩,试桩分2次进行,前期因业主要求,场地基本平整后进行第一次试桩,选取点为:1#试桩位为:X=1912.136;Y=56615.262,2#试桩位为:X=1890.389;Y=56615.789,3#试桩位为:X=1898.838;Y=56629.468,选取理由为该段区域属于高层建筑,且该位置桩机能利用现有道路进场试桩。第二次试桩为场地已达到可施工阶段,能正式进行施工,试桩点选取位置,由业主或设计根据地勘报告及相关要求随机抽取,且试桩桩中心离工程桩中心之间的间距按不小于3倍桩直径原则来定点。试桩位置需分散点,9栋高层的ZK43、ZK44淤泥土层有17米厚,比较有代表性,建议此处设置一两个试桩点。

4、试桩准备

1)场地平整:清除地表土,原地面进行换填处理,并进行碾压,使其满足大型机械进场施工条件。

2)HJYZ600静压式压桩机进场安装,并进行调试,满足施工正常运转的条件。

3)按照设计规格与具有相应加工能力的厂家签定合同,进行外购管桩,预应力管桩的规格、质量必须符合设计要求,并有出厂合格证,现场按要求进行验收。在桩身上以米为单位画出标记,以便压桩时观察桩的入土深度。

4、管桩连接使用的焊条型号、性能必须符合设计要求和相关技术标准的规定。钢质送桩器与管桩规格相匹配,符合使用要求。

三、材料准备及机械设备

(一)材料准备

1、PHC管桩

根据试桩要求,试桩条数为总桩数的1%桩数作为试桩,第一次试桩因业主要求及前期场地受限,试桩条数为三根,管桩长度按入强风化5米计算,长度分别为:1#试桩位(X=1912.136;Y=56615.262)=26.5+5=31.5米;2#试桩位(X=1890.389;Y=56615.789)=32.1+5=37.1米,3#试桩位(X=1898.838;Y=56629.468)=33.5+5=38.5米。第二次试桩,因已达到施工条件,试桩长度根据现场选取的桩位结合现场勘察报告配桩,桩长应适当预留长点以便后期静载试验不用开挖土方。试桩为(PHC)静压预应力高强混凝土管桩,桩身直径为φ500,壁厚为125mm,桩身混凝土强度等级为C80,抗渗等级≥P10,钢筋的混凝土保护层厚度不小于40mm。本工程所有管桩均为B型管桩。

2、材料

焊条、液压油等其他材料

(二)机械设备

1、成桩设备

采用液压静力桩机型号:HJYZ600,静压桩机进行压桩,机械采用液压式机械,施工方法采用静压式。桩尖采用平底十字型桩尖,并配长度合适的送桩器。

2、其他配合机具设备

接桩及焊接桩尖采用二氧化碳气保护焊即可,截桩采用专用的锯桩器。测量及检测器具主要有测放桩位的电子全站仪,控制桩顶标高的水准仪,以及测量管桩外观尺寸的卷尺、游标卡尺等。

四、施工工艺原理

管桩施工采用液压入桩(静压法)的施工方法。施工前,平整场地,并按照设计布置桩位进行测量定位。管桩采用静压预应力高强混凝土管桩,管桩由专业生产厂家提供。桩机就位后,利用吊车(压桩机自带的起吊设施)吊起管桩进行喂桩,通过静压桩机中心的夹具对桩进行夹抱,调整垂直后进行试压。试压时,静压桩机机身通过油缸支持安装在大小步履上的小车,小车在大小步履轨道上由油缸控制运动,抱压桩时,借助自重及配重施加压桩力,管桩在自重及配重静压力作用下逐渐将桩压入地基土中,然后通过焊接将上下两节管桩连接实现连接,并通过送桩器将桩顶送到设计标高的一种成桩工工艺。

五、施工方法

(一)施工前准备工作

1、 技术交底工作

收集工程地质资料,领会设计图纸意图,结合现场周边状况,确定试桩部位。组织管理人员学习有关图集、图纸、施工规范、技术标准以及技术文件,由技术负责人参与技术交底,并牵头组织试桩方案技术交底工作。

2、 测量工作

根据规划局提供的控制点,施放轴线和桩位,每个桩点插短钢筋,并做成管桩等径模具,白灰沿模具撒放。到桩机就位后再进行复测。测量定位、放线、复核工作由专人负责,对测量仪器定期检查,做好测量定位放线的原始资料。形成的定位、放线测量成果资料用书面形式报监理和业主复核检查,轴线偏差不小于1cm,桩位偏差小于2cm,确认后方可开始施工。

3、场地平整

清除地表杂物,并填平场地中的坑洼处,有些地方标高不够需要填素土至桩顶30cm以上,并沿场地四周挖沟排水至集水坑进行集中排水。场地地基承载力不应小于压桩机接地压强的1.2倍。

4、 预应力管桩的成品检查

检查预应力管桩出厂合格证和主要质量指标(砼强度),再进行外观检查,同时做好检查记录。经监理验收,并签字认可。对管桩两端应清理干净,施焊面上有油漆杂物污染时,应清刷干净。不合格的桩及时清退出场。PHC混凝土管桩进场后与监理、供应商三方一起对进入施工现场的PHC桩进行检查验收,并办理验收手续,做好检查记录及标识工作。PHC桩主要检查桩的外观尺寸及管桩的产品证明书。在施工过程中对管桩强度有疑义时,要及时与业主和监理进行沟通。PHC桩的外观尺寸允许误差根据《先张法预应力混凝土管桩》(GB13476-2009)的规定进行验收,应符合下列要求:

序号

项目

允许偏差

1

外观

无蜂窝、露筋、裂缝、色感均匀、桩顶处无孔隙

2

直径

±5mm

3

壁厚

±5mm

4

桩尖中心线

<2mm

5

桩顶平整度

10mm

6

桩体弯曲

<1/1000

PHC桩材的验收方法,如下表所示:

序号

检查项目

检查工具与检查方法

测量工具

分度值(mm)

1

长 度

用钢卷尺测量,精确到1mm

1

2

外 径

用卡尺或钢直尺在同一断面测定相互垂直的两直径,取平均值,精确至1mm

1

3

壁 厚

用卡尺或钢直尺在同一断面相互垂直的两直径上测定四处壁厚,取平均值,精确至1mm

0.5

4

桩端部倾斜

将直角靠尺一边紧靠桩身,另一边与端板紧靠,测量其最大间隙处,精确至1mm

0.5

5

桩身弯曲度

将拉线紧靠桩的两端部,用钢尺测量其弯曲处的最大间隙,精确至1mm

0.5

6

保护层厚度

用深度游标卡尺测管桩的中部同一圆周的二处不同部位,精确至0.1mm

0.02

7

漏浆长度

用钢卷尺测量,精确至1mm

1

8

漏浆深度

用深度游标卡尺测量,精确至0.1mm

0.02

9

裂缝宽度

用20倍读数放大镜测量,精确至0.01mm

0.01

10

抗压强度

检查产品合格证


11

抗弯性能

检查产品合格证


5、 管桩堆放和装卸方法

1)堆桩场地应平整、坚实,防止产生不均匀沉降,桩堆存时,必须要有可靠的防滚、防滑措施。

2)采用吊车装卸,汽车运输,由于每节管桩长≤15m采用两端勾吊吊运(如图A所示)。

3)桩堆放底层应在距两端0.20L吊点位置放好垫枕(如图B所示),垫枕支撑点应在同一平面上,堆放层数不得超过三层,不同规格的桩必须分开堆放。

4)装卸时应轻起轻放,严禁抛掷,碰撞、滚落,吊运过程应保持平稳,避免剧烈振动,防止桩身裂损。

5)桩在起吊时应使每个吊点同时升起,每个吊点受力均匀。

6、设备准备情况的检查

压桩机安装就位,按需要的总重量配置压重,并调平桩机平台。打桩前认真检查打桩机设备及起重工具。

(二)探桩

根据测量定位点,利用同直径的钢管用静力压桩机压穿越表层土。如果场地土层状况良好,为了提高工效,可以不用探桩,直接压桩即可。

(三)吊桩插桩

根据每孔设计桩长选择每节桩长和压桩顺序并编号,最后一节有效桩长不宜小于5m。利用桩机自身起重机按编号顺序吊桩就位,再用夹具持桩对准测量定位点插桩入孔内。桩压入过程中修正桩的角度非常困难,因此就位时应正确安放。第一节管桩插入地下时,必须保持位置及方向正确。开始要轻压,认真检查,若有偏差应及时纠正,必要时要拔出重压。桩的垂直度安排专人采用用两台经纬仪进行监控,经纬仪应设置在不受打桩影响处,且大约互成90°的方向上,并经常加以整平,监测导架保持垂直,通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。

(四)压桩

利用桩机的重量由液压系统持桩将管桩垂直压入土中,并随时用两台经纬仪双向控制管桩的垂直度,并观察压桩的压力与深度。初压时如果下沉量较大,宜采取轻压,随着沉桩加深,沉速减慢,压力逐渐增加,沉桩速度一般控制在1m/分钟。在整个压桩过程中,要使压杆、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心压力,以免管桩受弯。压桩较难下沉时,要检查桩架导杆有无倾斜偏心,桩身是否垂直,每根桩宜连续完成,以免难以继续下压。沉桩时详细、准确地填写沉桩记录。压入桩记录沉桩过程中,以米为单位记录出各自的土压力及最终土压力。

(五)接桩与焊接

1、接桩时使新接桩节与原桩节的轴线一致,两施焊面上的泥土、油污、铁锈等预先清刷干净。当下节桩的桩头距地面1~1.2m时,即可进行焊接接桩。接桩时可在下节桩头上安装导向箍,以便新接桩节的引导就位。上节桩找正方向后,对称点焊4~6点加以固定,然后拆除导向箍。管桩焊接施工时由有经验的焊工按照技术规程的要求认真进行;施焊第一层时,适当加大电流,加大熔深。采用手工焊接保证焊接质量。

2、每节桩焊接时,采用小电流焊接,最大限度的避免因焊接温度过高而影响砼结合部的强度。

3、每节桩对接检查合格后,先进行定位点焊,点焊时所采用的焊接材料与正式施焊时相同,点焊如有缺陷及时铲除。

4、焊接前,将焊缝附近的铁锈、油污、水气和杂物清除干净。焊接时,焊接件表面保持清洁。

5、焊接完成后,由项目部质量员检查合格后,请监理检查。检查合格后,保证冷却5分钟后施打。

6、每节桩对中,不偏斜,(二台经纬仪控制)按图施工,误差在两节桩之间出现间隙,采用厚薄适当的铁片填实。焊接时要采取防风措施,减少焊接变形,焊缝连续饱满,并确保规定的焊缝长度。

(六)桩终压控制

应根据设计图纸和要求,桩终压压力值应达到4200KN,终压次数为3次。每次稳压时间应为3s-5s,待试桩完后,根据现场实际情况在做调整。桩长应达到设计要求时,稳压压桩力不得小于终压力,稳定压桩时间控制在5~8S之间。如达不到要求,必须调整静压配载重量,直至满足设计要求为止,并且必须通知设计、监理、业主到现场,根据试桩情况,商定工程桩控制方法及标准,确定施工参数。

(七)送桩

为将管桩压到设计标高,需要采用送桩器,送桩器用钢板制作,长11m。操作时先吊起送桩器,送桩器的下端面紧挨上管桩上端面,中心线对齐,保证垂直度满足要求后再加压,直到送桩至设计标高。

(八)压桩垂直度控制

调校桩的垂直度是保证沉桩质量的关键,必须高度重视。插桩在一般情况下入土50~80cm停止压桩,然后进行垂直度调校。桩的垂直度安排专人采用用两台经纬仪进行监控(也可以使用线锤吊线观察),经纬仪应设置在不受打桩影响处(约距桩点20米),且大约互成90°的方向上,并经常加以整平,监测导架保持垂直,通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。桩的垂直度必须不大于0.5%,满足要求方可继续沉桩。在沉桩过程中施工员随时观察桩的进尺变化,如遇地质层有障碍物、桩身偏移时,应分一两个行程逐渐调校,不可一次性强行扳正。

六、质量检查

1、桩身垂直度允许偏差不大于1%。

2、管桩施工完成后,桩顶标高允许偏差为±50mm。

3、施工过程中桩身质量检查可采用直观法检查。

4、桩身入土25天后进行单根桩荷载试验,单桩承载力应满足设计要求。

七、质量控制

(一)质量控制措施

1、静力压桩单桩竖向承载力,可通过桩的终止压力值大致判断,但因土质的不同而异。桩的终止压力不等于单桩的极限承载力,要通过静载对比试验来确定一个系数k,然后再利用系数和终止压力(σs),求出单桩竖向承载力的标准值(σk),即σk=k*σs。

如判断的终止压力值不能满足设计要求,立即采取送压加深处理或补桩,以保证桩基的施工质量。压桩控制好终止条件。压桩到设计桩长时,压力表的压力达到单桩承载力2.0倍时,即可停止压桩,否则应增加桩长,并会同设计单位另行处理。

2、压桩连续进行,接桩面应保持干净;上下校中心线应对齐,偏差不大于2mm;节点矢高不得大于1%桩长。

3、垂直度控制,调校桩的垂直度是沉桩质量的关键,须高度重视。插桩在入土50cm时,进行调校。桩机驾驶人员在领工员的组织、指挥下,掌握好双方角度尺两个方向上都归零点,使桩机纵横方向保持水平,调校垂直在规范允许值以内才能沉桩。在沉桩过程中领工员随时观察桩的进尺变化,如遇地质层有障碍物、桩杆偏移时,分一二个行程逐渐调直。

4、遇到下列情况之一应暂停压桩,并及时与设计、监理等有关人员研究处理:

1)压桩力突变;

2)沉桩入土深度与设计要求差异较大;

3)桩身砼出现裂缝或破碎;

4)桩身突然倾斜跑位;

5)地面明显隆起、邻桩上浮或位移过大;

6)压桩不到位。

(二)试验方法

1、试验流程

加载分级-----沉降观测-----终止加载-----卸载与卸载沉降观测-----计算分析和结果评价。

2、实验操作和过程控制

1)试验采取慢速维持荷载法,即逐级加载,每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载。

2)反力系统:加载反力装置根据现场条件选用堆载法,设备采用压重平台反力装置;加荷与稳定采用QY-500型液压千斤顶。

3)量测系统:采用大量程位移传感器径向对称量测桩顶的沉降量,采用精密荷载传感器进行荷载测量。

4)荷载分级:每级荷载量为预估单桩极限承载力的1∕10,第一级荷载为预估单桩极限承载力的1∕5。

5)沉降观测:每加一级荷载后,按5、15、30、45、60min,以后为30min的时间间隔测读桩顶沉降量,当一小时内沉降量不超过0.1mm,并连续出现两次,即认为达到相对稳定,可加下一级荷载。

6)终止加载:受检桩加载至设计承载力特征值的2.0倍并沉降达到相对稳定后终止加载。

7)卸载与卸载沉降观测:卸载级数为加载级数的一半,每级卸载时维持15min,等量进行,间隔15min,读记回弹量。

3、实验资料整理

1)汇总静载荷实验结果(包括各级加载后的沉降量)和桩顶荷载与桩顶沉降量关系曲线及单桩承载力特征值的判定。

2)单桩竖向抗压静载荷试验分析,结论是否满足设计要求。


  END 

来源:海锐特

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