首先介绍一下我所在实习工地的工程概况,工程名称叫做镬底湖小区二区三标段,工程地址位于苏州市吴中经济技术开发区兴郭路与吴淞江大道路口东北角,本工程包括12幢高层住宅和26383平方米地下汽车库,总建筑面积104004平方米,本工程投资约33911.5229万元,工期要求550天。
我于20xx年x月x日开始来到某工地进行实习,所在实习单位是南京南房建设监理咨询有限公司,目前工程进度刚刚开始,正在锤击桩施工前的准备工作,经过这一周的实习,使我了解到,之所以使用锤击桩,是由于工地比较偏远,附近没有居民,所以就用了工程造价相对较低的锤击法压桩,如果是在市区,是不允许使用锤击桩的,因为锤击桩施工时产生的噪音是相当大的,会给附近环境造成噪声污染,而目前市场上普遍使用的桩基类型是静压桩。
通过该工程的施工实践证明:高强预应力混凝土管桩施工无噪音、无环境污染、单桩承载力高、造价低,具有很好的应用前景。现对管桩施工的工程介绍如下:
一.管桩施工的前期准备
1.桩锤的选择:桩锤的选择须充分考虑桩的形状、尺寸、重量、入土深度、结构形式以及土质、气象等条件,并掌握各种桩锤的`特性。桩锤的夯击能量必须克服桩的贯入阻力(包括桩尖阻力、桩侧摩阻力和桩的回弹产生的能量损失等),否则会引起桩头部的局部压曲,难以将桩送到设计标高。
2.桩架的选择:桩架的设置、安装和准备工作对打桩效率有很大影响。桩架选用D-308S型履带行走式桩架,其特点是移动灵活、使用方便、对路面要求不高。
3.施工组织设计和桩位测设:根据打桩区域内的地质情况和基础状况,认真编制施工组织设计,合理选择打桩顺序,对周围建筑物的安全、稳定采取保护措施。
4.堆存吊运:管桩吊运一般需设计两个支点,支点位置需符合设计要求。管桩堆存应使用软垫(木垫)。管桩起吊运输中应免受振动、冲撞。
5.管桩龄期的确定:管桩从制造成型到打桩施工,应确保混凝土强度等级达到设计标准值以上,现场要堆存一定量的桩,采取“先进场桩先打”的原则,以确保管桩的强度要求。
6.检查修整:管桩施工前,应再次逐根检查桩有无破损或严重质量问题。对管桩两端应清理干净。管桩连接施焊面上有污渍污染时,应清刷干净。
二.管桩施工的检验与试验
为了保证工程的质量,必须分阶段进行单桩承载力的静载和动测试验。
以该工程为例,管桩的静载试验要模拟实际荷载情况,通过静力加压,得出3根试桩荷载——沉降关系曲线,试桩的入土深度为-8.5米、-29.70米和-29.90米。根据上述系列关系曲线,确定其容许承载力,使均大于设计要求600千牛顿的标准值。单桩竖向抗压静载试验采用油压千斤顶加载。
动测试验法是检测桩基承载力及桩身质量的技术手段。高应变动力测试法也是作为静载试验的补充。采用PDA打桩分析仪测试法,是利用重锤锤击桩头,使桩头产生一个永久性位移而得出桩的极限承载力和桩身结构完整资料。
三.锤击入桩的施工方法
打桩程序和接桩方法:
打桩沉桩一般都采取分段打入,逐渐接长的方法。打桩施工:打桩顺序由一侧向单一方向进行,以减少沉桩挤土效应和引起桩位偏移和上浮。(本工程由北向南施工)
桩机设备进场后,必须进行安装和调试,然后移位于桩位上方进行就位,桩架安装就位后应随时保持桩及机械等的垂直度,桩按要求轴向或斜角正确地堆放于预定位置,插桩就位
位置及角度是保证沉桩精度的关键。正确的插桩方法如下:
⑴按桩位布置地桩,用小木桩、竹桩或圆钢筋插入桩位中心,就位时用桩尖对准地桩。⑵以地桩为中心,画出与桩外围同形位置,就位时对准同形桩位。
⑶使用钢或木制导框等固定桩的中心,避免桩发生偏移。吊桩时要严格遵守安全技术操作规程,防止打桩机倾斜。及钢丝绳从桩上脱落或破断,桩和打桩机导管撞击及其他人身事故的发生。插桩后,应调正桩架保持桩的垂直度,使他与压入方向成一直线。
⑷在确定桩的中心位置无误后,再转入正式打入。在打入初期,桩如发生偏斜,可进行调整。并采用落距小的轻击法。
⑸在接桩时,下节桩的地面预留高度一般为50-80cm。再垂直吊上第二、节桩进行用电焊接桩,这样重复直到将分段各桩接上并打入地下。
⑹当采用送桩工艺时,送桩器与桩顶面处接触要紧密平整,以免桩头横向平移异致入土困难。
⑺沉桩时应连续进行,避免长时间中断。同时为了安全施工及避免邻桩就位,采用送桩器施压的桩孔必须及时填埋密实。
⑻可用肉眼或水准仪抽检查看基础中桩顶上浮情况,如桩上浮超过3cm,则应考虑重新对该桩打入复位。
四.管桩的设计及施工中应注意的事项
1.桩基础设计方案必须根据上部荷载、工程地质条件等综合考虑。同一工程中,桩的规格、型号不应太多,以免造成施工错误。
2.综合考虑地质情况和桩身强度,确定单桩承载力。管桩为开口桩,在确定单桩承载力时,将开口桩按闭口桩考虑。
3.适当限制压桩速度,沉桩速度一般控制在1米/分左右为宜。
4.压桩机应根据土质情况配足额重量,或选用相应的液压桩机。
5.采用焊接法接桩应分层均匀地将套箍对焊的焊缝填满,焊毕停歇1分钟,即可进行沉桩。
6.管桩不应损坏。桩帽、桩身和送桩的中心线应重合。压同一根桩时,应缩短停息时间。
7.入桩有一定的垂直行程高度,如桩机的垂直行程为1.5米,在开始的第一二个行程,要特别注意控制桩身的垂直度。
8.记录入桩行程深度及相应压力值,以判别入桩情况正常与否及桩的承载能力。
9.为减少静力压桩的挤土效应,可设置袋装砂井、塑料排水板或隔离板桩,以消除部分超孔隙水压力,减少挤土现象。在压桩过程中,应加强邻近建筑物、地下管线的观测、监护。另外应合理安排沉桩顺序、控制打桩速度,采用重锤轻击以及先开挖基坑后打桩的措施。
10.一般建筑物沉降稳定历时较长,沉降观测不能在打桩结束时停止,还应延长到主体工程完成且沉降已基本稳定后才停止,以便发现异常情况时及时采取措施。
结合本工程的实例再说一下基坑围护中使用的双轴搅拌桩:
1.根据地质勘察报告,从室外自然地面自上而下可分为:
回填土层:厚1.1~1.3米,松散状;
粉质粘土层:厚0.9~1.1米,呈可塑~硬塑状态;
淤泥层:厚1.2~1.8米,呈流塑状态,属高压缩性土层;
中粗砂层;厚2.5~3.2米,主要成分为石英质中砂、粗砂组成,含少许砾石,间或夹淤泥或粘土薄层,局部地区相变为中砂,均匀性较差;
淤泥层:厚2.5~6.6米,呈流塑状态,含有机质及大量贝壳碎屑,为超高压缩性土层;场内地下水位标高为室外自然地面标高下-2.400米。
2.基坑支护方案选择
根据地质勘察报告及本地区实际情况和施工现场周围环境条件,并参照类似工程的施工经验,整个送水泵房基坑采用放坡与水泥土搅拌桩挡土墙相结合的围护体系。在吸水井东西北三面采用U字形挡土挡水帷墙,水泵室南面则进行二级放坡开挖。
水泥土桩采用425#硅酸盐水泥,考虑各土层天然含水量平均值较大,水泥掺入量控制在18%左右(即320kg/m3),并加FDN-500掺合剂。为增加挡墙水泥土桩的整体连接和提高抗弯刚度,在外排桩均加插Ф50mm以上新鲜苗竹筋,长5米,每根桩插2根;水泥土桩挡墙顶设钢筋砼镇口板,板厚20mm,水泥土桩进入砼镇口板不少于50mm。
3.施工工艺
(1)准备工作
a.将场内杂物等清除掉,清除桩位处地上地下一切障碍(包括大石块、树根和生产垃圾),场地低洼处用粘性土料回填夯压;
b.编制施工用料计划表;
c.确定标高、轴线、桩位,在转角处设控制角桩。
(2)施工设备及工序
a.施工设备可采用履带式或步履式深层搅拌机,须配备灰浆搅拌机、灰浆泵等配套设施;
b.施工工序:定位→预搅下沉→喷浆搅拌上升→重复搅拌下沉→重复搅拌上升→完成移机。
(3)施工工艺
a.桩机到达标定孔后对中、操平、校正垂直度,保证塔身与地面成90度,确保桩垂直度误差在1.5‰以内;
b.待深层搅拌机冷却水循环正常后启动搅拌机,放松起重机钢丝绳,使搅拌机沿导向架切土搅拌下沉,下沉速度由电机的电流监测表控制,工作电流不应大于10A,预搅时,不宜冲水,当遇到较大硬土层下沉太慢时,可适量冲水,以利钻进;
c.待深层搅拌机下沉至一定深度时,即开始按预定掺入比和水灰比拌制水泥浆,并将水泥浆倒入备料斗备喷;
d.搅拌机下沉到设计深度后,开启灰浆泵,其出口压力保持0.4~0.6mpa,使水泥浆自动连续喷入地基,搅拌机旋喷速度控制为0.8m/min左右,当提升到达桩设计标高时,宜停止提升,搅拌数秒,以保证桩头均匀密实;
e.为使喷入土中水泥浆与土充分搅拌,重复搅拌下沉,直至设计要求深度,在搅拌提升,并沿着桩体在基坑底上下1米范围进行复喷。桩体要互相搭接20mm,以增强整体性和防渗性;
f.施工完毕,向集料斗中注入适量清水,开启灰浆泵,清洗管道中残积水泥浆,同时清除钻头粘附土。
(4)质量保证措施
a.严格按设计要求的桩位进行施工,符合YBT225-91技术规范要求;
b.桩体压浆要求一气呵成,不得中断,每根桩宜装浆一次并喷搅完成;要求连续施工,桩搭接穿插交叉施工,相邻两桩施工间隔不得超过12小时;如超过,搭接质量无保证,应采取在两桩中部加桩补救;
c.施工过程因故停浆,宜将搅拌机下沉至停浆点下50mm,恢复供浆再搅拌提升;
d.压浆提升的速度控制在0.8m/min,不得超过1m/min;
e.桩身垂直度偏差不得超过1.5‰,桩位偏差不得大于50mm;
f.施工后龄期达到30天,方可进行基坑土方开挖。
6、施工效果
该深层搅拌水泥土桩围护为土、桩格栅结合体共同受力体系,在基坑28天的使用过程中,无任何明显的弯折破坏;桩体完好无缺陷;桩体最大位移58mm;坑内渗水量满足现场施工要求,大大节约抽降水台班及坑内支护,既达到满足基坑围护功能又降低围护造价的目的。
总结:近年来,随着施工技术和施工条件的发展,深层搅拌水泥土桩的应用范围越来越广泛,除了作为一种复合地基使用之外,更多是作为一种经济型的基坑围护结构得到推广。将基坑围护结构和基坑施工及周围环境的保护作为一个统一的整体进行设计和施工,并在实施过程中进行严密控制协调,既能确保基坑和周围环境的安全,又使工程造价降低、缩短工期。对于深基坑中的水泥土桩挡墙使用,应认真验算墙体的抗折强度及侧向位移,并根据实际情况采取有效措施,以确保围护的使用安全。
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