复杂地势预制管桩施工技术
2020-01-08
(中国建筑第八工程局有限公司南方公司,广西 南宁 530022)
1 工程概况
百色市百东新区高级中学位于百东新区核心区,包括教学楼、实验楼、行政办公楼、信息图书馆、报告厅、学生宿舍、教师周转房、体育馆、学生及教工食堂、主席台兼舞台及附属用房,总用地面积约333.17亩,建筑总面积约182 746.93 m2。
本工程采用400PHC(95)AB型管桩。共计1 332根,其中1、2、4、5号学生宿舍楼各266根,1号教师周转房268根。单桩抗压承载力特征值为1 200 kN,静压施工压力值2 600~2 700 kN;单根管桩有效桩长为6 m。
2 复杂地势预制管桩施工重难点分析及应对措施
2.1 施工重难点分析
对复杂地势预制管桩施工展开分析,存在以下施工难点:(1)持力层随地势变化起伏大,桩长进入持力层的长度控制难度大,桩损大;(2)持力层较浅,小于6 m区域,管桩进入土层有效长度不足;(3)管桩施工过程中的垂直度难控制。
2.2 应对措施
应对措施如下:(1)结合地勘报告及设计桩顶标高,绘制岩层地势等高线图,确定每个桩位的桩长,大大降低桩损。(2)持力层深度不足6 m区域的管桩采用引孔植桩,旋挖引孔入持力层,确保达到6 m有效桩长。(3)压桩前先固定好管桩,调整好垂直度后进行压桩,过程中及时复核、调整,实时保证垂直度满足要求。
3 方案分析及选择
3.1 场地现状分析
本工程持力层为中风化砂岩和中风化泥岩。都为极软岩,较完整,分布于全场地,未揭穿,分布于面层至12.9 m。施工场地位于山坡上,地形起伏大,存在山脊、山谷等地貌。在该场地回填后,无法辨别桩基施工区域的原始地貌,使得场地地势变化复杂。持力层标高变化不一,故桩长无法精确计算。所以,结合地勘报告的勘测点来预计桩长。
(1)每栋楼各16个工勘点,共80个。根据设计持力层找出每个工勘点的持力层标高。(2)将桩基布置图和工勘点分布图套在同一个图上,确保坐标系一致。(3)根据各个孔的持力层标高画出等高线。(4)桩基图上每根桩的持力层标高可根据等高线确定,然后人工汇总。(5)根据每根桩的桩顶标高和持力层标高来计算预计桩长。(6)结合要求,将桩长<6 m和桩长≥6 m的静压桩进行分区。桩长分区如图1所示。
图1 桩长分区示意
3.2 方案选择
根据地勘报告分析,采用两个应对措施:(1)持力层深度大于等于6 m,采用静压管桩施工。(2)持力层深度小于6 m时,采用旋挖引孔植桩施工。
4 静压管桩施工工艺
4.1 静压管桩施工流程
测量定位→静压桩机就位→吊桩插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再静压沉桩→终止压桩。
4.2 静压管桩施工工艺
根据控制点,将管桩的位置按施工顺序和桩机行程路线逐一测放出来,画出管桩轮廓图,过程及时复核、调整、纠正。桩机对准桩位,将静压桩调至水平、稳定,将管桩吊至静压桩夹具中,使桩身保持垂直,对位准确后开始压桩,随时调整桩的垂直度,以免桩身断裂,影响施工质量。
接桩时下节桩施压后露出地面约600 mm时进行接桩。管桩上下节桩之间的间隙应用铁片全部分层填实焊牢、饱满。
当压桩满足桩尖进入强风化泥岩或中风化泥岩层0.5 m或终压力值达到静压施工压力值,且桩长不少于6 m时,终止压桩。
5 旋挖引孔植桩施工工艺
5.1 旋挖引孔植桩施工流程
施工准备→测量放样→钢护筒施工→钻机成孔→清孔→沉渣厚度检测→灌筑混凝土→锤击桩机植桩。
5.2 旋挖引孔植桩施工工艺
5.2.1 测量放线
桩位放样按从整体到局部的原则进行桩基的位置放样,规划行车路线时,使便道与钻孔位置保持一定的距离,以免影响孔壁稳定;桩位的中心点,成孔前用全站仪放点,先定出桩的中心点,测量原地面标高,桩孔中心外3 m设置前后左右的桩孔定位护桩,施工时拉线确定桩位。
5.2.2 埋设护筒
在每个桩位定出十字控制桩后,进行钢护筒埋设工作,控制护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50 mm,确保桩位准确性,同时避免钢护筒部分的桩身塌孔及对混凝土水分吸收,影响混凝土流动性。
5.2.3 钻机成孔
钻头直径要比静压桩的宽200 mm,便于压桩进混凝土时上翻。在钻机就位时,通过测设的桩位准确确定钻机的位置,并保证钻机稳定,手动竖直后,自动控制系统将保持竖直状态,钻头中心对准桩位点,钻孔过程中根据地质情况控制钻入速度。控制定位误差不大于20 mm,桩垂直度≤1%桩长,确保成孔质量。
5.2.4 成孔、成孔检查
钻进岩层的桩长不得小于0.5 m,钻孔作业完毕,桩底浮碴必须清理干净,对施工完毕后的工程桩应进行桩身完整性及强度检测、几何尺寸检测。
检测标准:满足孔深设计规定、孔径不小于500 mm;钻孔倾斜度误差不大于1%;沉渣厚度与符合设计规定:沉渣厚度≤50 mm。
5.2.5 灌筑混凝土
混凝土采用C25强度细石混凝土,其量为成孔体积的2/3,砼富余量用于考虑平衡在压桩过程存在挤土而增加的混凝土量。混凝土设计坍落度为160~220 mm,并添加高效减水剂、缓凝剂,满足缓凝时间达到8 h,保证混凝土在压桩过程中具有良好的和易性、流动性,以便混凝土上翻充满静压桩与孔间隙。
灌筑前,喷洒水来湿润孔壁,减少孔壁吸收混凝土水分,避免降低混凝土和易性。
采用导管灌筑混凝土,管的下部埋入混凝土2 m,使从下而上连续不断灌入的混凝土逐步浇筑至桩身2/3处,用导管可避免高处下落导致混凝土离析,影响静压桩压到持力层。
5.2.6 静压机植桩
灌筑完砼后,再采用锤击桩机种植管桩,管桩的植入必须在混凝土初凝之前完成。桩机对准桩位,桩身保持垂直,对位准确后开始压桩,随时调整桩的垂直度。将静压桩至挖孔底往岩层进入不少于500 mm,确保桩有足够承载力。进入岩层一定深度,可以起到稳固桩基,保证桩基能够保持垂直。观察桩周混凝土上翻情况,若混凝土未能上翻,需要往桩与孔的间隙灌筑细石混凝土,用振动棒振捣密实,使得混凝土充满孔隙,混凝土凝固后起到稳固桩垂直度作用。
6 结语
通过复杂地势预制管桩施工技术的实施,可以很好控制预制管桩垂直度、入岩长度、承载力等,有效解决了预制管桩在复杂地势无法达到有效桩长等施工难题,取得了良好效果。施工工艺科学合理、考虑周全,可对类似复杂地势的预制管桩施工提供参考。