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建筑管桩基础如何试桩?分享试桩全过程施工方法

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一、案例工程概况 案例工程共采用三种基础,即桩基础、混合基础(桩基础结合开挖基础)和天然浅基础。所有桩基础及混合基础都拟采用预应力管桩直径为φ400、φ500预制管桩,预制管桩型号分别为PHC-400A95、PHC-500A100型预应力管桩。±0.000m标高相当于绝对标高105m-107m之间,试桩桩顶标高详见各栋号图纸,桩长详见各栋号图纸及地质报告,桩端进入持力层大于等于桩长及贯入度控制。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分别不大于570KN、820KN,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设计要求后方可施工工程桩。

一、案例工程概况

案例工程共采用三种基础,即桩基础、混合基础(桩基础结合开挖基础)和天然浅基础。所有桩基础及混合基础都拟采用预应力管桩直径为φ400、φ500预制管桩,预制管桩型号分别为PHC-400A95、PHC-500A100型预应力管桩。±0.000m标高相当于绝对标高105m-107m之间,试桩桩顶标高详见各栋号图纸,桩长详见各栋号图纸及地质报告,桩端进入持力层大于等于桩长及贯入度控制。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分别不大于570KN、820KN,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设计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、试桩试验选定、试桩顺序及进度

案例工程共有18#需要打桩,根据建设方提供的相关图纸及国家相关规范,案例工程的试桩数量为54根。试桩时应采取措施保证桩身侧向稳定性要求。试桩位置按建设方提供的坐标点试桩,标高详见各栋号图纸。

根据实际情况,土方部分未到位及部分图纸不全等,应建设方要求,先试18#、15#、14#、13#、12#,然后由南向北试桩,暂安排两台设备在建设方规定的时间内完成试桩(适当可增加设备)。

案例工程原地面以下地质情况如下:

(1)素填土:层厚0。60-14。5米,黄褐色、灰褐色、松散、稍湿。以粘性土为主,含少量块石、植物根系等,为新近人工填土。系机械推填而成。

(2)残积粉质黏土:层厚1.2-27米,黄褐色、灰黑色、可塑,干强度中等,中等韧性,摇振反应无,稍有光泽,该层为泥灰岩风化残积层。地基承载力特征值fak=200Kp;

(3)强风化泥灰岩:层厚0。6-19。9米,灰褐色、灰黑色、强风化状态。岩体破碎,岩质较软。风化裂痕发育,岩芯呈块状。泥质结构,层状构造。岩体基本质量登记为V级。干钻不易钻进。地基承载力特征值fak=400Kpa;

(4)中风化泥灰岩:层厚5-10米,青灰色、灰黑色,中风化状态。岩体较完整岩质较硬,岩心呈柱状、短柱状。钙泥质结构,层状构造,基本质量等级为Ⅲ级。地基承载力特征值fak=2000KN。

四、施工工艺及方法

4。1、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,案例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:

1.png


(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

4.2、主要项目的施工方法

4。2。1 测量放线、桩定位

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)首选通过对案例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。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。

4。2。2 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。

2.png


4.2.3 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。

3.png


图一 二点吊示意图

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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。

4.2.4 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。

4.2.5 垂直度控制

当桩尖进入土层500mm后,用经纬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(经纬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。

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图三 打桩送桩垂直度监控示意图

4.2.6 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、案例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。

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④、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。

4.2.7 施工记录

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。

4.2.8 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。

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)或桩尖不在桩纵轴线上不宜使用。

③、在插桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正,桩压入一定深度发生严重倾斜时,不得采用移机方法来纠正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上,端面间隙要加垫铁片塞牢。

④、桩的堆放和吊运应严格执行规范,若桩身裂缝超过验收标准严禁使用。

2.桩顶损坏

a. 现象:在沉桩过程中,桩顶出现损坏。

b. 原因:

①、桩材混凝土配比不良,施工控制不严,养护措施不力。

②、桩顶端面不平,造成桩顶端面与桩轴线不垂直。

③、桩顶与送桩杆的接触面不平,送桩时造成桩顶端面局部应力集中而损坏。

c。 预防措施:

①、桩制作时,离心要均匀,桩顶加密箍筋位置要准确,并按规范养护。

②、沉桩前应检查桩顶有无凹凸现象,其端面是否垂直于轴线,桩尖是否偏斜,若不符合规范要求不得使用,或经过修补处理后才能使用。

③、检查送桩杆与桩的接触面是否平整,如不平整应进行处理才能使用。

3.桩位偏移

a。 现象:在压桩过程中,相邻的桩产生横向位移或桩身上浮。

b. 原因:

①、桩入土后,遇到大块坚硬的障碍物,把桩尖挤向一侧。

②、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。

③、桩数量较多且桩距较小,压桩时土被挤压到极限密实度后而向上隆起,相邻的桩被浮起。

④、在软土地基施压较密集的群桩时,由于压桩引起的超孔隙水压力较大把相邻的桩推向一侧或浮起。

c。 预防措施:

①、压桩前应先将桩位下的障碍物清理干净,加强桩材外观检查,若发现桩身弯曲超过规定或桩尖不在桩纵轴线上不得使用。

②、在压桩过程中,如发现桩不垂直应及时纠正,接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上,施焊应严格执行规范。

③、采用井点降水、砂井或盲沟等降水或排水措施。

④、压桩期间不得开挖基坑,要等桩全部压完,停置两周后才能开挖。

4.沉桩达不到设计标高

a。 现象:沉桩压力已达到或超过设计值,但桩尖未到达设计的标高位置。

b。 原因:

①、工程地质情况未能勘探清楚,尤其是持力层的标高起伏不明,致使设计考虑的持力层或选择的桩尖标高有误;

②、局部有坚硬夹层或砂夹层;

③、施工中遇到地下障碍物,如大石头、旧埋设物等;

④、群桩挤土效应导致桩入土阻力增加;

⑤、桩机压力过小。

c. 预防措施:

①、工程地质情况应详细勘探,做到工程地质情况与勘察报告相符;

②、合理选择持力层或桩尖标高;

③、遇有硬夹层或砂夹层时,可采用先钻后压法(预钻孔)穿透硬夹层,以利沉桩。

④、先用回转钻孔机进行预钻孔取土、调整施工顺序(先施工沉桩困难的桩)、在工程场地布置应力释放孔和沟槽、减缓沉桩速度等,以减少挤土效应对工程场地的影响,释放土压力;

4.2.9 成品保护

对施工完成的管桩空洞采用素土回填。土方开挖时,预留土方保护层,采用人工配合,清除桩间土方。禁止机械碰撞桩头造成桩身破裂。

五、成桩质量检测

试桩完成后,待土体恢复固结后,按设计要求需进行静载荷试验,以确定桩身承载力,同时可对地质情况进行一定的判定。土体固结时间规范有具体要求,一般砂土为10-15天,黏土及淤泥土为15—20天,加荷要求一般为2倍的单桩承载力特征值,操作方法可采用堆载,获得桩身沉降量值,描绘Q—S曲线进行分析,获得桩身极限承载力标准值。

六、质量标准

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来源:豆丁施工

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  • 2020年01月20日 10:24:27 2楼

    很详细的施工过程分析!赞!

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  • 2020年01月21日 08:31:41 3楼

    好资料,学习中。

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  • 2020年01月21日 08:39:55 4楼

    即桩基础、混合基础(桩基础结合开挖基础)和天然浅基础。

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  • 2020年01月21日 08:59:33 5楼

    很详细的施工过程分析

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