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摘要:以浙江东南沿海围海造地区域内某标准厂房工程为研究对象,结合当地工程地质条件,简述了超长预应力混凝土管桩的施工技术,阐述了其施工工艺及方法。同时对施工过程中出现的问题提出了科学有效的处理措施,并在其施工期间对桩身位移、土体位移、孔隙水压力等数据进行了监控,实践结果表明效果良好,达到预期目标,从而为类似地质情况下超长预应力混凝土管桩的施工提供了借鉴。
关键词:围海造地;PHC管桩;挤土效应
1、工程概况
该标准厂房工程位于瑞安市经济开发区阁巷新区,场地北侧离飞云江入海口约2.2km,东侧距东海海塘约1.65km。项目用地面积178303 m2,总建筑面积365186.66 m2。西南侧有房建工程安心公寓正在施工,本工程施工时,安心公寓的管桩工程已施施工完毕,正在施工基坑围护钻孔灌注桩。
工程包括23栋五层标准厂房,1栋十一层宿舍楼和1栋十层综合办公楼。综合办公楼有层高4.8m的地下室,除办公楼基础及其基坑围护为钻孔灌注桩外,标准厂房和宿舍楼的基础均为预应力混凝土管桩。
2、地质情况
工程所在地地处飞云江入海口处南岸,通过对勘探资料收集分析,场地区域第四系覆盖层厚度较大,覆盖层厚度大于80m,第四系覆盖层为一套海相、冲(湖)海相交互沉积地层。上部以海相、冲海相軟土为主;其下为冲(湖)积成因的黏性土和砂、砾(卵)石土。
根据地质勘察报告,工程现场面地基土自上而下划分如下:
①1层素填土(ml):层厚0.70~2.50m;①2层冲填土(ml):层厚0.40~2.40m;①3层淤泥质黏土(mQ43):层厚3.80~7.80m;②1层淤泥(mQ42):层厚2.60~9.00m;②2层淤泥(mQ42):层厚12.70~20.30m;③1层淤泥质黏土(mQ41):层厚7.30~14.40m;④2层黏土(mQ32-2):层厚6.90~12.50m;④3层黏土(mQ32-2):层厚1.90~11.30m;⑤1层粉质黏土(al-lQ32-1):层厚0.80~4.50m;⑤2层黏土(mQ32-1):层厚3.10~13.80m;⑥1层 粉质黏土(al-lQ31):层厚0.70~7.60m;⑥2层细砂(alQ31):层厚0.80~3.00m;⑥3层圆砾(al+plQ22):层厚2.70~7.30m;⑦1层黏土(al-lQ22):揭露厚度5.10m。
3、桩基类型及施工特点
标准厂房基础设计为高强度预应力管桩,桩径D=800,有效桩长72米,PHC800AB(110)-15,15,14,14,14,桩端进入⑥-3层,(即圆砾层)不小于0.8m。单桩竖向承载力特征值Ra=3100KN,单桩静载荷试验静载值为6400KN,桩顶嵌入承台100mm。
可看出预应力混凝土管桩长细比最大值接近100,属于超长预应力混凝土管桩施工,相比于普通预应力混凝土管桩,由于长度过大,施工过程中管桩的垂直度难以控制,易出现桩身倾斜或者是移位。同时桩身过长,要将管桩送至设计标高,需要较多锤数,会出现桩头破碎或者是焊接部位受损,对管桩的整体性有所影响。另外,挤土效应更加凸显,成桩难度相应增大。
4、施工准备
桩基施工前的准备工作较多,大体上可以分为技术准备、材料准备、劳动组织准备、施工现场准备、检验试验计划等[6,7],本文重点就技术准备及施工现场准备进行论述。
技术准备工作的首要任务是熟悉图纸,学习有关图集、规范标准,并积极组织图纸会审,编制桩基施工专项施工方案。在此基础上,对桩基工程施工进行总体布置,绘制工程桩基的行进方向和施工顺序图,并对所有的拟施工管桩进行编号,编号图应大而醒目,每天由专人在图上标出桩机施工的桩数、日期和位置。以便于管理。另外,根据各区域的地质勘查报告进行配桩,防止出现超打或是大幅接桩现象。
首要工作为修建临时道路,将临时用电用水接入现场。根据需要,搭设临建,组织施工力量进行现场塘渣回填至设计标高,保证场地的平整度,承载力需满足桩基的要求。
完成场地平整后,应根据图纸中的桩位图放好轴线,并做出标记,偏差不得超过30cm。
5、施工过程
施工过程主要包括管桩吊运、打桩、接桩等步骤,在施工过程中注意施工顺序布置、焊接方法选择、锤击频率控制、分区施工等方面。在施工过程中容易出现的问题及措施如下:
5.1挤土效应
在桩基施工过程中,在地面附近的土体向上隆起,并产生水平位移,监测数据显示孔隙水压力升高,这是明显的挤土效应现象,为此采取了以下措施:
根据厂房平面布置图,划分为若干个区域,每个区域内配置1台打桩机,分阶段从南向北同一方向施工,沉桩过程中边退边打,避免出现桩机移动造成对土体的扰动。对于排桩过密的区域采用跳打。
同时沿四周围墙内侧距围墙1.5米处,挖一道1.5米深、1米宽的泄力沟。在泄力沟内侧距泄力沟1-2米处和泄力沟与围墙之间,设水平位移及地面高程监测点,监测点间距20米左右。泄力沟土方堆放在泄力沟内侧,沿泄力沟均匀堆放。在施工后期,为减小挤土效应,适当降低施工强度,必要时,可以采取停止施工措施,待土的孔隙压力消散后再行施工。
5.2垂直度控制
由于该工程的管桩设计长度均超过70米,其垂直度控制难度较大,在实际施工过程中,为保证垂直度,主要采取如下施工方法:
相对于在打桩过程中修正桩的垂直度,在插桩时保证其垂直度有事半功倍的效果。管桩插入地下时,尽量保证桩身的垂直度,开始采取轻击,认真检查垂直度,尽量控制在0.5m以内如有误差及时纠正,必要时可拔出重打。在不受打桩影响区域设置两台经纬仪并保持垂直,互成90°夹角,通过不断调整打桩机导架,在确保桩身垂直度达到要求后方可进行锤击。特别注意的是,当管桩进入较硬土层后,严禁使用移动机架强行纠偏。
5.3桩头破碎
在设计试桩的施工过程中,出现了桩头破碎的现象,经分析发现是所选用的桩锤重量过大,同时管桩的壁厚未达到设计标准。更换桩锤和管桩后,尽量控制桩锤、桩帽和桩身在同一轴线上,后期则未出现桩头破碎现象。
参考文献:
[1]唐云霏, 邓裕昌. 浅谈建筑工程基础预应力管桩施工[J]. 低碳世界, 2014(11):238-239.
[2]王志强. PHC管桩的施工及发展[J]. 山西建筑, 2007, 33(22):113-114.
[3]陶燕春. PHC管桩施工常见问题的分析[J]. 铁道标准设计, 2003(9):80-81.
作者简介:
姓名:杨彪出生年月:1986年8月性别:男民族:汉族籍贯:江西省金溪县学历:硕士研究方向:工程安全管理。
关键词:围海造地;PHC管桩;挤土效应
1、工程概况
该标准厂房工程位于瑞安市经济开发区阁巷新区,场地北侧离飞云江入海口约2.2km,东侧距东海海塘约1.65km。项目用地面积178303 m2,总建筑面积365186.66 m2。西南侧有房建工程安心公寓正在施工,本工程施工时,安心公寓的管桩工程已施施工完毕,正在施工基坑围护钻孔灌注桩。
工程包括23栋五层标准厂房,1栋十一层宿舍楼和1栋十层综合办公楼。综合办公楼有层高4.8m的地下室,除办公楼基础及其基坑围护为钻孔灌注桩外,标准厂房和宿舍楼的基础均为预应力混凝土管桩。
2、地质情况
工程所在地地处飞云江入海口处南岸,通过对勘探资料收集分析,场地区域第四系覆盖层厚度较大,覆盖层厚度大于80m,第四系覆盖层为一套海相、冲(湖)海相交互沉积地层。上部以海相、冲海相軟土为主;其下为冲(湖)积成因的黏性土和砂、砾(卵)石土。
根据地质勘察报告,工程现场面地基土自上而下划分如下:
①1层素填土(ml):层厚0.70~2.50m;①2层冲填土(ml):层厚0.40~2.40m;①3层淤泥质黏土(mQ43):层厚3.80~7.80m;②1层淤泥(mQ42):层厚2.60~9.00m;②2层淤泥(mQ42):层厚12.70~20.30m;③1层淤泥质黏土(mQ41):层厚7.30~14.40m;④2层黏土(mQ32-2):层厚6.90~12.50m;④3层黏土(mQ32-2):层厚1.90~11.30m;⑤1层粉质黏土(al-lQ32-1):层厚0.80~4.50m;⑤2层黏土(mQ32-1):层厚3.10~13.80m;⑥1层 粉质黏土(al-lQ31):层厚0.70~7.60m;⑥2层细砂(alQ31):层厚0.80~3.00m;⑥3层圆砾(al+plQ22):层厚2.70~7.30m;⑦1层黏土(al-lQ22):揭露厚度5.10m。
3、桩基类型及施工特点
标准厂房基础设计为高强度预应力管桩,桩径D=800,有效桩长72米,PHC800AB(110)-15,15,14,14,14,桩端进入⑥-3层,(即圆砾层)不小于0.8m。单桩竖向承载力特征值Ra=3100KN,单桩静载荷试验静载值为6400KN,桩顶嵌入承台100mm。
可看出预应力混凝土管桩长细比最大值接近100,属于超长预应力混凝土管桩施工,相比于普通预应力混凝土管桩,由于长度过大,施工过程中管桩的垂直度难以控制,易出现桩身倾斜或者是移位。同时桩身过长,要将管桩送至设计标高,需要较多锤数,会出现桩头破碎或者是焊接部位受损,对管桩的整体性有所影响。另外,挤土效应更加凸显,成桩难度相应增大。
4、施工准备
桩基施工前的准备工作较多,大体上可以分为技术准备、材料准备、劳动组织准备、施工现场准备、检验试验计划等[6,7],本文重点就技术准备及施工现场准备进行论述。
技术准备工作的首要任务是熟悉图纸,学习有关图集、规范标准,并积极组织图纸会审,编制桩基施工专项施工方案。在此基础上,对桩基工程施工进行总体布置,绘制工程桩基的行进方向和施工顺序图,并对所有的拟施工管桩进行编号,编号图应大而醒目,每天由专人在图上标出桩机施工的桩数、日期和位置。以便于管理。另外,根据各区域的地质勘查报告进行配桩,防止出现超打或是大幅接桩现象。
首要工作为修建临时道路,将临时用电用水接入现场。根据需要,搭设临建,组织施工力量进行现场塘渣回填至设计标高,保证场地的平整度,承载力需满足桩基的要求。
完成场地平整后,应根据图纸中的桩位图放好轴线,并做出标记,偏差不得超过30cm。
5、施工过程
施工过程主要包括管桩吊运、打桩、接桩等步骤,在施工过程中注意施工顺序布置、焊接方法选择、锤击频率控制、分区施工等方面。在施工过程中容易出现的问题及措施如下:
5.1挤土效应
在桩基施工过程中,在地面附近的土体向上隆起,并产生水平位移,监测数据显示孔隙水压力升高,这是明显的挤土效应现象,为此采取了以下措施:
根据厂房平面布置图,划分为若干个区域,每个区域内配置1台打桩机,分阶段从南向北同一方向施工,沉桩过程中边退边打,避免出现桩机移动造成对土体的扰动。对于排桩过密的区域采用跳打。
同时沿四周围墙内侧距围墙1.5米处,挖一道1.5米深、1米宽的泄力沟。在泄力沟内侧距泄力沟1-2米处和泄力沟与围墙之间,设水平位移及地面高程监测点,监测点间距20米左右。泄力沟土方堆放在泄力沟内侧,沿泄力沟均匀堆放。在施工后期,为减小挤土效应,适当降低施工强度,必要时,可以采取停止施工措施,待土的孔隙压力消散后再行施工。
5.2垂直度控制
由于该工程的管桩设计长度均超过70米,其垂直度控制难度较大,在实际施工过程中,为保证垂直度,主要采取如下施工方法:
相对于在打桩过程中修正桩的垂直度,在插桩时保证其垂直度有事半功倍的效果。管桩插入地下时,尽量保证桩身的垂直度,开始采取轻击,认真检查垂直度,尽量控制在0.5m以内如有误差及时纠正,必要时可拔出重打。在不受打桩影响区域设置两台经纬仪并保持垂直,互成90°夹角,通过不断调整打桩机导架,在确保桩身垂直度达到要求后方可进行锤击。特别注意的是,当管桩进入较硬土层后,严禁使用移动机架强行纠偏。
5.3桩头破碎
在设计试桩的施工过程中,出现了桩头破碎的现象,经分析发现是所选用的桩锤重量过大,同时管桩的壁厚未达到设计标准。更换桩锤和管桩后,尽量控制桩锤、桩帽和桩身在同一轴线上,后期则未出现桩头破碎现象。
参考文献:
[1]唐云霏, 邓裕昌. 浅谈建筑工程基础预应力管桩施工[J]. 低碳世界, 2014(11):238-239.
[2]王志强. PHC管桩的施工及发展[J]. 山西建筑, 2007, 33(22):113-114.
[3]陶燕春. PHC管桩施工常见问题的分析[J]. 铁道标准设计, 2003(9):80-81.
作者简介:
姓名:杨彪出生年月:1986年8月性别:男民族:汉族籍贯:江西省金溪县学历:硕士研究方向:工程安全管理。