预制管桩试桩施工方案

引黄入冀补淀渠首段及北金堤闸工程施工一标合同编号：YHRJBD-QSBJD/SG-01预应力管桩施工方案河南省中原水利水电工程集团有限公司引黄入冀补淀渠首段及北金堤闸工程施工一标项目部二〇一六年三月二十六日-1-预制管桩试桩方案一、工程概况我标段涵闸桩基闸室段采用φ600预制管桩，预制管桩型号为PHC-a600(130)-La型预应力管桩。本工程地基基础设计等级为丙级，建筑桩基础安全等级为二级。按Ⅱ类场地设计。抗震设防烈度为6（0.05g）度，地震动峰值加速度为0.15g，动反应谱特征周期为0.35s。设计地震分组为第一组。相邻桩的桩底标高差不应超过相邻桩长的1/10及相邻中心距，预估单桩竖向承载力特征值≥1500KN，同一承台下的管桩接头应相互错开。单桩承载力最终根据现场静载试验确定，工程试验桩承载力满足涉及要求后方可施工工程桩。二、试桩目的试桩完成后，通过桩的静载试验，确定桩基工程各项设计、施工等参数，选择桩基持力层、判定沉桩的可能性，选择静压值，并确定打桩施工时停压标准等。三、成桩试验选定检查库的试桩数量为5根。试桩时应采取措施保证桩身侧向稳定性要求。试桩位置及标高详见附图。本工程原地面以下地质情况如下：（0）：人工填土，为杂填土，成分包括粘性土、碎石块、水泥砖块等，夹杂物含量不均，认为因素影响大，厚0.5～4.8m；（2）1：粉质黏土。淤泥质粉质黏土、褐灰色、灰绿色，软～流塑，厚1020m，地基承载力特征值fak=80Kpa,桩侧压力特征值qsia=15Kpa,桩极限侧压力特征值qsia=30Kpa；（2）2：黏土、粉质黏土、褐灰色、灰黄色、硬塑偏软，夹少量铁锰质结核，厚度2.5～23.2m，地基承载力特征fak=150Kpa，桩侧压力特征值qsia=25Kpa,桩极限侧压力特征值qsia=50Kpa；（4）2、（4）：粉砂、褐灰色、稍密～中密、饱和、呈砂土状，主要矿物成份为-2-石英、长石，厚度2.2～17.4m，地基承载力特征值fak=100～120Kpa,桩侧压力特征值qsia=20Kpa,桩极限侧压力特征值qsia=40Kpa；当入桩土深度5m≤h≤10m时，桩端阻力特征值qpa=200Kpa,极限端阻力标准值qpa=450Kpa；10m≤h≤15m，时10m≤h≤15m时，qpa=300Kpa、qpa=700Kpa；h＞15m时qpa=400Kpa、qpa=800Kpa；（5）3：粗砂、砾砂、中密、饱和、厚度3～4m，地基承载力特征值fak=200Kpa，桩侧压力特征值qsia=40Kpa,桩极限侧压力特征值qsia=80Kpa；当桩入土深度5m≤h≤10m时，桩端阻力特征值qpa=400Kpa,极限端阻力标准值qpa=900Kpa；10m≤h≤15m时，10m≤h≤15m时，qpa=600Kpa、qpa=1300Kpa；h＞15m时qpa=800Kpa、qpa=1600Kpa。四、施工部署1、人员配备表一管理人员配备表序号职务姓名序号职务姓名1工程经理张永伟4质检员王飞2技术主管周峰5测量员梁亚勇3技术员丁世杰6安全员韩兆振表二劳动力配备表序号工序名称人数备注1机械操作人员52电焊工23其他人员54合计122、机械设备及测量仪器表三机械设备及测量仪器序号名称规格型号数量备注1筒式柴油锤击桩机DF621-3-2电焊机BX1-50023水准仪DZS3-114全站仪GTS-102N1五、施工工艺及方法（一）施工工艺选择通过对该工程设计图纸和所提供的地质资料的分析、工程设计图纸的认真领会，以及对现有设备性能的综合考评，本工程采用静压施工工艺，施工工艺如下：测量放线→桩机就位→复核桩位→挂吊桩钢丝绳→起吊桩→桩尖入土稳桩双向校正→初步加压→检查该桩身垂直度→正式压桩→观测校正桩身垂直度→压至桩顶至地面1米时，再吊入桩就位→焊接接桩→继续压桩→作压力值记录→成桩→移机下一根桩压桩的工艺程序如下图：压桩工艺程序示意图（a）准备压第一段桩；（b）接第二段桩；（c）接第三段桩；（d）整根桩压平至地面；（e）采用送接压桩完毕1-第一段桩；2-第二段桩；3-第三段桩；4-送桩；5-桩接头处；6-地面线；7-压桩架操作平台线-4-（二）、主要项目的施工方法1．布设测量控制系统根据建设单位提供的控制、水准点建立测量控制网，并在施工现场打桩影响范围外设置座标和高程控制点，并经规划、设计、监理等相关单位复核无误确认后方可投入使用。（1）首选通过对本工程总平面图和设计图纸的学习，了解工程总体布局、工程特点和设计意图。并了解工程所在地区的红线点位置及坐标、周围环境、现场地形等情况。（2）熟悉和了解地面建筑物的布局、定位依据、定位条件及建筑物的主要轴线等。（3）将招标单位提供的水准点高程、坐标进行复测无误后，及时办理签证移交手续。（4）在熟悉和掌握全部桩基设计图纸的基础上，对总图上所标注的定位坐标、尺寸用计算闭合导线方法核算是否准确。（5）根据总图上提供的坐标，计算出测量时所需的距离、角度并通过坐标反算，换算成极坐标后进行平面控制网的测设。（6）测设时先校核施工现场上已测设的坐标点，然后根据已测量出的坐标点测设出平面布置图上的坐标点，并使各个坐标点分布在施工场地内。（7）每次用直角坐标测设后要进行校核。（8）主要坐标控制点测设后，建立整个施工场地的平面控制网。（9）测设出建筑物轴线与主要控制点，为桩基放样做好准备。（10）平面控制网测设时保证测设精度，控制网测设后进行闭合平差。并对主要坐标控制点作必要的保护。2、测放桩位根据控制点设定建筑物轴线及角桩，按桩位布置图测放桩位，并在桩位中心用钢筋或竹签作好标记，桩位测放后应经监理单位复核后方能施工。五根试桩桩位分别位于拟建检查库的四个角和中间位置。为防止桩机就位时桩机自重挤压土体使已测放桩位移位，在桩机就位后正式压桩前应复核正确，桩定位偏差控制在20mm以内。-5-3、预制桩的验收（1）预制桩出厂到工地，应按批量查收预制桩出厂合格证。（2）质检人员应会同现场监理共同检查、验收预应力管桩，验收合格后，方准使用。如验收中发现不合格，应做好标记并及时退货。表四预制钢筋混凝土桩外观质量表项目内容桩表面表面平整，密实，掉角深度不超过10mm，局部蜂窝和掉角的缺损面积不超过桩表面积的0.5%，并不得过分集中。表面裂缝深度不得大于20mm,宽度不得大于0.15mm，横向裂缝长度不得超过连长的1/2。蜂窝、麻面、裂缝和掉角桩顶桩尖处不得有蜂窝、麻面、裂缝和掉角4、桩起吊、就位桩现场驳运采用二吊点法、喂桩时采用一吊点，吊点设置在0.29L（L为桩长）处（如下图所示），起吊过程中，用托绳稳住桩的下部，吊机尽量减小吊臂仰角（并尽量减少吊臂促出长度），缓慢地将桩拖至桩机就近处后再开始垂直起钩，平稳地把桩喂至桩机夹持器中。图一二点吊示意图-6-图二一点吊示意图对于由桩机自备卷扬机吊桩操作同理。桩的起吊、转运过程中．操作人员均应按起重安全操作规程进行。5、竖桩与插桩根据已设定的控制点用直角坐标法对桩位进行二次复核，正确后下放首节桩，首节桩桩尖的中心点与桩位的偏差控制在20mm以内。6、垂直度控制当桩尖进入土层500mm后，用全站仪调整桩机桩架处于垂直位置，然后再调整首节桩的垂直度（全站仪一般架设在距桩机15m以外），使桩架与桩身保持平行，其精度误差小于桩长的1%（首节管桩插入地面时的垂直度偏差不得超过0.5%），即可压桩，并在压桩过程中进行跟踪监测，指挥桩架保持其精度。如果超差，必须及时调整，但需保证桩身不裂，必要时拔出重插应尽可能拔出桩身，查明原因，排除故障，以沙土回填后再进行施工，不允许采取强扳的方法进行快速纠偏，而将桩身拉裂、折断。（二）打桩、接桩、送桩1．打桩(锤击施工)用桩架的导滑夹具或桩箍将桩嵌固在桩架两导注中，垂直对准桩中心，缓缓放下插入土中，待桩位置及垂直度校正后即可将锤连同桩帽压在桩上，同时应在-7-桩的侧面或架上设置标尺。并做好记录，始可击桩，如桩头不平时，用麻袋或厚纸板垫平，亦可先环氧砂浆补抹平整。开始打桩应起锤轻压或轻击数锤，观察桩身，桩架，桩锤等垂直一致后，即可转入正常施打，开始打桩时，落距应较小，入地一定深度待桩稳定后，再按需求的落距进行施打。沉桩应用适合桩头尺寸的桩帽和弹性衬垫，以缓和打桩时的冲击和使打桩应力均匀分布，延长撞击的持续时间以利桩的贯入。桩帽用铸钢或钢板制成，锤垫多用硬木或白棕绳圈盘面成，桩垫多用松木或纸垫或酚醛层压塑料，合成橡胶等。桩帽与桩接触的表面须平整，与桩身应在同一直线上，以免打桩时产生偏斜。桩锤本身带帽者，只须在桩顶护以绳垫或木块。若桩须深入土时，应用送桩。送桩用坚硬的木料或钢铁制成，长度和直径视需要而定，使用时，将送桩放于桩顶头上，使与桩在同一垂线上，锤击送桩，将桩慢慢打入土中。沉桩过程中，要经常注意桩身有无位移和倾斜现象，如发现问题应及时纠正，桩将沉至要求深度或到达硬土层时，落锤高度一般不宜大于1m，以免打烂桩头，沉桩过程中作好沉桩施工记录，至接近设计要求时，即可对贯入并或入土标高进行观测，至达到设计要求为止，然后移桩机至新桩位。2．接桩①、本工程接桩采用焊接法。②、桩段就位必须和相连接的桩节保持在同一轴线上，连接后桩身保持垂直。③、管桩接桩：a）管桩拼接成整桩采用端板焊接连接，焊接前桩头预埋铁件必须清除污锈，露出金属光泽。如桩节之间间隙过大，可垫铁片填实焊牢，接合面之间的间隙不大于2mm。焊接时，应将四角点焊固定，然后对称同时焊接以减少焊接变形，焊缝要求连续饱满，焊缝厚度必须满足设计要求。手工焊接时第一层必须用Φ3.2mm电焊条打底，确保根部焊透，第二层方可用粗焊条（Φ4mm或Φ5mm），采用E4303或E4316焊条。b）拼接处坡口槽的电焊部分应分三层以上对称进行环缝焊接，并采取措施减少焊接变形，正确掌握焊接电流和速度，每层焊接厚度应均匀，每层间的焊渣必须敲清后方可再焊次一层，坡口槽的电焊必须满焊，电焊厚度宜高出坡口1mm，焊缝必须每层检查，焊缝不宜有夹渣、气孔等缺-8-陷，满足《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-07）二级焊缝的要求c）接桩应尽量缩短时间，以避免停打时间过长导致桩周土重固结而影响沉桩。表六拼缝允许偏差表序号偏差名称允许偏差值1桩身弯曲度≤L/12002桩两端之间间隙≤2mm3坡口错位≤2mm4电焊高度≤1mm④、焊缝完成后，应会同监理检查验收，待焊缝降温1min后再行打桩，严禁用水冷却或焊好后立即沉桩。3．送桩送桩时必须采取送桩器，可采用插销式送桩器。送桩杆送桩时，应根据设计要求计算好送桩深度，并在送桩杆上做好醒目标记。当送桩至距设计标高1m左右时，测量人员指挥桩机操作工减小速度，并跟踪观测送桩情况，直到送桩至设计标高时，发出信号停止送桩。送桩过程中如有异常情况时，应即时向设计和建设部门反映，以便及时采取措施。送桩后留下的孔洞及时用道碴回填夯实。桩顶标高允许偏差为±50mm。桩顶位移偏差控制在允许范围以内。送桩留下的孔洞要采用方木、筑胶板覆盖，避免物品人员掉落，并及时回填，避免陷机。记录人员必须及时、认真做好原始资料记录、整理工作，桩位编号，随打随填，以免发生差错，每换班打桩前后，都要核对桩位、桩数以防错打和漏打。六、常见质量问题现象、原因分析与防治措施1．桩身断裂a.现象：在压桩过程中，桩身突然倾斜错位，当桩尖处土质条件没有特殊变化，而贯入度突然增大，施压油缸的油压显示突然下降并引起机台抖动，此时可能是桩身断裂。-9-b.原因：①、桩材加工弯曲度超过规定，桩尖偏离桩的纵轴线较大，沉入过程中桩身发生倾斜或弯曲。②、桩入土后，遇到大块坚硬的障碍物，把桩尖挤向一侧。③、插桩不垂直，在压入一定深度后，用移机方法来纠正，使桩身产生曲折。④、多节桩施工时，相对接的两节桩不在同一轴线上，焊接后产生弯曲。⑤、桩材混凝土强度不够，在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂而未被发现。c.预防措施：①、施工前应把桩位下的障碍物清理干净，必要时对每个桩位用钎探检查。②、加强桩材外观检查，发现桩身弯曲超过规定（L/1000且≤20mm）或桩尖不在桩纵轴