软基处理-预应力管桩的施工方案

二广高速公路怀集至三水段第13合同段软基处理—预应力管桩施工方案中铁五局集团第三工程有限公司1软基处理—预应力管桩施工方案1、工程概况1.1、工程范围及地质情况本合同段软基主要分布在K49+360～K49+470和K49+580～K49+680两段，K49+360～K49+470地表分布着层厚0.4m的耕植土，淤泥层厚4.6～6.6m，层顶埋深0～0.4m。下部为硬塑状的亚粘土或亚砂土。K49+580～K49+680段地表分布层厚约7.8m的软土，层顶出露地表，下部为亚粘土。1.2、处理方法针对该段软土路基工程地质条件及工程具体要求，对K49+360～K49+406、K49+434～K49+470、K49+580～K49+613、K49+639～K49+680段路基采用袋装砂井+砂垫层+超载(或等载)预压处理措施；设计桩径7cm，桩距1.5m，等边三角形布置。该部分已在设计变更前上报了施工方案，故此处不再重述。经设计变更，在软基K49+406～K49+434、K49+613～K49+639段采用预应力管桩+碎石垫层处理措施。预应力管桩采用A型管桩，桩距2.0～3.0m，呈长(正)方形布置。1.3、主要工程数量碎石垫层厚度0.5m，管桩处理深度为8m～12m，总共524根，总长5104m。2、施工部署2.1、施工队伍安排碎石垫层由路基施工二队施工，管桩安排一个专业班组进行施工。2.2、主要机械设备拟投入本工程的主要施工机械一览表机械名称规格型号额定功率(KW)或容量(m3)或吨位(t)厂牌及出厂时间数量状况预计进场时间振动压路机YZ18G18t洛建2004.101良好已进场推土机TY-220220kw山推2004.71良好已进场载重自卸汽车ZM40315t日本2004.34良好已进场发电机250kVA1良好已进场锤击管桩机BDH-35A大桥局1852007.11.15本工程项目采用发电机解决施工用电。2.3、主要测量、试验、质检、监测仪器设备二广高速公路怀集至三水段第13合同段软基处理—预应力管桩施工方案中铁五局集团第三工程有限公司2拟配备的材料试验、测量、质检仪器设备表序号仪器设备名称规格型号单位数量备注1电子天平1kg、5kg10kg台12动力触探仪台14碎石压碎值仪台15静力触探仪台16全站仪TOR3002台17自动安平水准仪FS1台22.4、施工便道通过与当地村民协商，利用现有机耕道路基内的施工便道，各种施工机具与材料即可到达施工地点。2.5、施工进度安排本分项工程施工工期为35天。工程施工进度安排如下：施工准备：2007年11月11日～2007年11月15日碎石垫层：2007年11月16日～2007年11月20日预应力管桩：2007年11月21日～2007年11月30日3、施工方案预应力管桩到专业厂家购买，采用管桩机锤击法施工。先填筑整平层土方，再施工预应力管桩及桩帽，然后采用机械分堆摊铺法施工碎石垫层，最后在铺设土工材料后进行路基填筑。总体施工顺序为：地表处理、填筑整平层→管桩及桩帽施工→填筑碎石垫层→铺设土工合成材料→路基填筑→修整路基4、施工方法4.1、地表处理：整平层施工因该两段软基内均有一道涵道或通道，整平层施工时应严格控制其顶标高，以确保碎石垫层顶面标高不得高于涵底标高。4.1.1、一般地基(无地表水地基)表面处理(1)清除杂草、种植土；(2)开挖路基两侧纵向边沟，填平低洼的地表，并整平压实，横坡2～3%。4.1.2、水稻田地基处理(1)在路基两边征地线内开挖1米×1米的水沟，排除地表积水，必要时开挖纵、横向二广高速公路怀集至三水段第13合同段软基处理—预应力管桩施工方案中铁五局集团第三工程有限公司3排水沟将低处积水排干。(2)用推土机清除表面杂草及种植土等，弃之于路基以外指定的弃土场。(3)开始填筑整平层，整平层首层松铺厚度≤50cm，压实度85%，以后各层不大于30cm，整平层总厚度不大于100cm，压实度要求90%以上，横坡2～3%。4.1.3、鱼塘地表处理：(1)修筑鱼塘围堰，围堰的材料可用编织袋装土砌筑，(两侧用编织袋装土砌筑，中间用不透水的粘土夯实。(2)围堰完成后，将塘水抽干，测量塘底标高后，可即挖除表层淤泥，同时填筑50～100cm的整平层。(3)填筑鱼塘整平层，首层土厚度≤50cm，压实度不小于85%，第二层以后松铺厚度不得大于30cm，压实度不小于90%，横坡2～3%。4.2、预应力管桩施工施工工艺流程如下图：4.2.1、管桩材质要求(1)为保证质量，由具有质量认证的专业生产厂家根据设计图的要求统一生产。桩身采用预应力混凝土A型管桩，桩径30cm，壁厚7cm，管桩混凝土抗压强度为C80。(2)出厂时应有外形尺寸、物理力学等方面的检验单及合格证书。测量放样桩机就位购置预制桩并验收起吊预制桩植桩打桩检查验收接桩送桩桩机移位试桩预应力管桩施工工艺流程二广高速公路怀集至三水段第13合同段软基处理—预应力管桩施工方案中铁五局集团第三工程有限公司4(3)钢筋混凝土预制桩质量，应符合《建筑桩基技术规程》（JGJ94-94）的规定：①表面应平整、密实，制作允许偏差符合下表的规定。预制桩制作允许偏差序号项目允许偏差1直径±5mm2管壁厚度-5mm3桩身弯度L/1000mm4桩端面垂直度2mm5桩端面平整度应平整6法兰盘焊缝无开裂7桩身混凝土离析与裂纹不允许8允许修补的局部损坏深度≤10mm，面积≤50cm2②预制桩外观质量应平整、密实，不应有裂纹、蜂窝、孔洞、折断和过大缺棱掉角、露主筋等缺陷。(4)管桩到场后核对是否与设计图及合同书相符，并检查在运输过程有无损坏、断裂，如有损坏或断裂，则应在桩身标明“废品”字样，禁止使用。(5)场前做好场地平整，规划好堆放地点及交通便道，并应按桩的型号、规格分别堆放，以保证起吊、运输方便；遇雨季应在四周作好排水沟。管桩的存放一般需设计两个支点，其吊点需符合位置要求。管桩堆存需要使用软垫(木垫)。管桩起吊运输中应免受振动、冲撞。4.2.2、打试桩4.2.2.1、配桩：根据设计桩长确定合理的。4.2.2.2、试桩位置选择(1)尽量靠近涵洞，同时利用设计桩位；(2)地质情况有代表性；③方便做静载试验，有场地堆放加载重物，吊车作业方便。4.2.2.3、试桩施打(1)施打前应做好以下准备工作A、场地应坚实平整、不积水；B、补充静力触探孔，孔位选择在与各桩中心等距处，1000m2补充一个探孔。C、熟悉地质资料、桩基设计资料、设备的技术资料、试桩资料。(2)施打试桩二广高速公路怀集至三水段第13合同段软基处理—预应力管桩施工方案中铁五局集团第三工程有限公司54.2.2.4、收锤标准根据业主下发的《预应力管桩复合地基试桩总结会议纪要》(肇庆市广贺高速公路有限公司第八十七期)，采用设计桩长及收锤贯入度的“双控”标准原则进行现场施工控制。当管桩施打到设计桩长后，根据地质报告，持力层为亚粘土，以过渡区、加密区最后1m不小于20锤、加密区的再加击5锤作为收锤标准。如当按设计桩长施工到位时最后的收锤标准不能满足要求，应继续往下施打直至符合上述收锤标准为止。如当施工桩长未达到设计桩长但相差在1m以内时，而最后1m锤击数可达到上述控制标准时，仍按设计桩长进行施工；如施工桩长未达到设计桩长但相差在1m以上或发生锤击数陡增的特殊情况，另行组织试桩重新确定控制参数。以上收锤标准应由有业主、监理、施工及设计四方单位代表参加的现场会议确定，并形成现场会议纪要。4.2.3、沉桩4.2.3.1、测量定位、桩机就位根据设计桩位，将管桩平面位置放样到现场，将桩机移至桩位，检查桩机垂直度；4.2.3.2、管桩就位根据预设的管桩施打深度，确定合理配桩的各截桩长，第一截桩的桩底必须烧焊上符合规范要求规格的桩尖，管桩就位前在桩身上每一米做个记号，用打桩机自身的卷扬机吊起管桩，同时检查桩身的竖直度及桩位偏差。吊起管桩时，采用二吊点，先将二点同时吊起至一定高度（约为一半桩长加50cm），然后放松管桩下端吊点（起吊前系好一根溜绳），并用人力手拉下端溜绳，使管桩竖立，将管桩插入土层中。在松软土中插桩时，桩位容易向前走到，应向后一些插入。在群桩中，先打的桩已将土挤密，继续插桩时，桩位应略移向先沉好的桩。插好桩后，应立即将桩头用锤压住，检查锤、桩帽和桩的中心是否一致，如有应及时纠正。并检查桩位有无移动及桩的垂直度或倾斜度是否符合以下规定：①测量定位的桩位不得超过2cm；②插桩的倾斜度不得超过1/400；③插群桩时，允许有向内的偏差，但不得有向外的偏差。4.2.3.3、施打沉桩二广高速公路怀集至三水段第13合同段软基处理—预应力管桩施工方案中铁五局集团第三工程有限公司6土质松软时，为防止下沉量过大，先不解开吊桩的钢丝绳，待安好锤后再逐渐放长吊锤和吊桩的钢丝绳，使桩缓慢地沉入土中，以保安全。第一节桩入土3m时，应停锤复查桩架的垂直度，如有应校正后方可继续施打。落锤要遵循先低后高的原则，当入土深度超过桩长的三分之二时落距可以提高，但落距不宜大于2.5m。一般开锤后，应控制柴油锤的供油量，减少锤击能量。以后视桩的入土情况，逐渐加大冲击动能，直至桩的入土深度和贯入度都符合要求为止。沉桩过程中，若遇到贯入度剧变，桩身突然发生倾斜、位移或有严重回弹，桩顶或桩身出现严重裂缝破碎等情况时，应暂停沉桩，分析原因，并采取有效的纠正措施。若桩的入土深度和贯入度都符合设计要求有困难时，可按下述方法进行处理：①设计桩尖标高处为一般粘性土层时，由于沉桩贯入度变化不大，难以利用贯入度的变化来判断桩尖是否进入设计土层，以标高控制，沉桩后的桩顶标高允许偏差为±10cm。②设计桩尖标高处为硬塑状态粘土时，沉桩贯入度与一般粘性土有明显不同。当桩尖已达到设计标高、贯入度较大不能满足控制贯入度时，应继续锤击，使其贯入度接近控制贯入度，以保证桩尖能进入硬土层。但继续下沉的深度一般不超过1m。当桩尖距设计标高较大而贯入度较小，且沉桩困难时，以贯入度控制为主，标高作为校核。③设计桩尖标高处为中密或密实砂土层、老粘性土层以及风化岩层时，因硬层起伏不一，施工中无法用标高单独控制，则应以贯入度控制为主，标高作为校核。当贯入度已达到控制贯入度，而桩尖标高未达到设计标高时，应继续锤击100mm左右（或锤击30～50击），其平均贯入度不应大于控制贯入度，如无异常变化即可收锤，桩顶距设计标高不宜超过1～2m。④沉桩不能满足上述要求时，应及时会同监理、业主、设计单位研究解决。沉桩过程中应有专人记录每沉入一米的锤击数，最后三个10击的贯入度均需准确无误的记录，经监理工程师签名后方可作为有效的施工记录。4.2.3.4、管桩施工中应注意的几个问题：①施工顺序：预应力桩基施工时随着入桩段数的增多，各层地质构造土体密度随之增高。土体与桩身表面间的摩擦阻力也相应增大。为使各桩的施工的阻力基本接近，打桩施工顺序应先里后外，由中心逐渐往外侧对称施工。不能从两侧往中间进行(即所谓打关门桩)，这样地基土在入桩挤密过程中，土体可自由向外扩张，即可避免地基土上溢使地表升高，又不致因土的挤压而造成部分桩身倾斜，保证了群桩的工作基本均匀并符合设计值。②桩尖：桩尖的规格必须符合预应力管桩施工规范规定的规格。烧焊时必须满焊，并二广高速公路怀集至三水段第13合同段软基处理—预应力管桩施工方案中铁五局集团第三工程有限公司7预留相应的冷却时间。③锤击：锤击时宜“重锤低击”。锤重、落距低可以延长锤击接触时间，从而降低锤的冲击应力，避免破坏桩头，而且比轻锤高速冲击效率高。打桩时必须设置桩头垫层和上锤垫层。桩头垫层采用有弹性的麻袋、三夹板或纸板，压缩厚度为15cm；桩帽内的上锤垫层采用平整的硬木，厚度20cm。在锤击过程中须及时修理锤垫更换桩垫，避免桩头引起过高的压应力。桩帽要夹着垫层，减少锤击时产生振动，使锤击力能均匀地分布在桩头上。桩帽不应紧密固定在桩头上，以免引起弯矩和扭矩的传递。不得采用大能量的锤击施工，特别是桩尖进入硬层，贯入度变小，容易引起桩头和桩身的损伤。对于预应力管桩，锤击应力不得大于混凝土的抗压强度的75%。锤