预应力混凝土异型桩（共5篇）
预应力混凝土异型桩 篇1
1工程概况
南昌市联泰香域滨江小区项目工程28#楼框架结构11层, 该工程位于南昌市红谷滩红谷南大道与前湖大道交汇处, 总建筑面积4799.8平方米, 地上11层, 标准层层高3米, 建筑高度34.8米。该工程为钢筋混凝土框架-剪力墙结构, 抗震设防烈度为六度, 框架抗震等级四级, 剪力墙抗震等级四级, 耐火等级为一级。基础为桩基础, 由于工期紧, 根据《联泰香域滨江岩土工程勘察报告》采用高强度预应力混凝土管桩 (桩径为400mm, 壁厚90mm, 管桩混凝土强度C80) , 管桩采用强风化泥质粉砂层为端桩持力层, 单桩承载力为1620KN, 有效桩长为18M, 总桩数128根, 采用2节接桩。基础采用群桩上的下反梁式整体筏板。
2 PHC桩特点
(1) 单桩承载力高, 设计范围广。在同一建筑物基础中, 可使用不同直径的管桩, 容易解决布桩问题, 可充分发挥每根桩的承载能力。单桩可接成任意长度, 不受施工机械能力和施工条件局限。
(2) 成桩质量可靠, 沉桩后桩长和桩身质量可用直接手段进行监测。
(3) 桩身耐锤击和抗裂性好, 穿透力强。采用C80混凝土, 强度高;钢筋采用预应力螺旋筋, 抗裂性好, 因此成桩质量可靠, 不易损坏, 实际施工中, 仅2根桩破裂, 补救措施也方便快捷。
(4) 造价低廉。其单位承载力价格仅为钢桩的1/3～2/3, 节省钢材。
(5) 施工速度快, 有利于文明施工。
3静载和动测试验
预应力混凝土管桩的质量检验与试验桩的质量检验液压法压桩同锤击法沉桩, 利用静力压桩机作反力平衡装置进行桩的静载试验, 可省去设置锚桩和反力梁等。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。
1、静载试验法以联泰香域滨江小区项目工程28#楼的桩基质量试验为例: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 (qs曲线) 近似试桩的入土深度, 表明均进入持力层。荷载分级加载, 3根试桩最终累计沉降量根据上述系列关系曲线, 综合评定确定其容许承载力, 它已较好地反映单桩的实际承载力, 满足设计要求。
2、动测试验法动测试验法, 又称动力无损检测法, 是检测桩基承载力及桩身质量的一项新技术。高应变动力测试法, 也是作为静载试验的补充。采用pda打桩仪桩基测试, 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。
4液压入桩的施工方法
4.1施工程序液压管桩的施工程序为:测量定位-桩机就位―复核桩位-吊桩插桩-桩身对中调直-静压沉桩-接桩-再静压沉桩-送桩-终止压桩-桩质量检验-切割桩头-填充管桩内的细石混凝土。
4.2施工要点
(1) 静力压桩单桩竖向承载力, 可通过桩的终止压力值大致判断, 但因土质的不同而异。桩的终止压力不等于单桩的极限承载力, 要通过静载对比试验来确定一个系数, 然后再利用系数和终止压力, 求出单桩竖向承载力的标准值qκ, 即qκ=kqs.如判断的终止压力值不能满足设计要求, 应立即采取送压加深处理或补桩, 以保证桩基的施工质量。压桩应控制好终止条件。
(2) 接桩应连续进行, 采用硫磺胶泥接桩间歇不宜过长 (正常气温下为10～18min) , 接桩面应保持干净, 浇注时间不应超过2min;上下校中心线应对齐, 偏差不大于10mm;节点矢高不得大于1%桩长。
(3) 垂直度控制, 调校桩的垂直度是沉桩质量的关键, 须高度重视。插桩在一般情况下入土30～50㎝为宜, 然后进行调校。桩机驾驶人员在施工长的组织、指挥下, 掌握好双方角度尺两个方向上都归零点, 使桩机纵横方向保持水平, 调校垂直在规范允许值以内才能沉桩。在沉桩过程中施工员随时观察桩的进尺变化, 如遇地质层有障碍物、桩杆偏移时, 应分一～二个行程逐渐调直。
4.3沉桩线路的选定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, 压桩所需的压入力也在增大。为使压桩中各桩的压力阻力基本接近, 入桩线路应选择单向行进, 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。
4.4管桩与承台的连接方式上述工程管桩与承台采用刚接。管桩的桩头均采用专用工具锯断, 断口平齐, 故不能利用桩身内的钢筋伸入承台作为连接的钢筋。在桩头的桩管内填充1600mm高的C30细石混凝土, 并在混凝土中均分插入6ф14钢筋与承台连接。
5锤击入桩的施工方法
5.1施工前的各项准备工作
选择桩锤时, 必须充分考虑桩的形状、尺寸、重量、入土长度、结构形式以及土质、气象等条件, 并掌握各种锤的特性。桩锤的夯击能量必须克服桩的贯入阻力, 包括克服桩尖阻力、桩侧摩阻力和桩的回弹产生的能量损失等。
桩架的设置、安装和准备工作对打桩效率有很大影响。桩架宜选用D—308S型履带行走式桩架, 其最大特点是移动灵活, 使用方便, 运行机构为履带, 对路面要求比较低。
根据打桩施工区域内的地质情况和基础几何形状, 要合理选择打桩顺序, 对周围建筑物采取预防措施。根据桩基施工图进行桩位测设。管桩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。管桩从制造成型到打桩施工的间隔时间宜尽量长些, 混凝土强度应达到设计强度等级标准值以上, 故要求现场要堆存一定量的桩, 按“先进场桩先打”的原则, 满足管桩的强度要求。
5.2打桩阶段技术措施
桩打入过程中修正桩的角度较困难, 因此就位时应正确安放。第一节管桩插入地下时, 要尽量保持位置方向正确。开始要轻轻打下, 认真检查, 若有偏差应及时纠正, 必要时要拔出重打。校核桩的垂直度可采用垂直角, 即用两个方向 (互成90°) 的经纬仪使导架保持垂直。通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。经纬仪应设置在不受打桩影响处, 并经常加以调平, 使之保持垂直。
因地层较软, 初打时可能下沉量较大, 宜采取低提锤, 轻打下, 随着沉桩加深, 沉速减慢, 起锤高度可渐增。在整个打桩过程中, 要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心锤打, 以免管桩受弯受剪。打桩较难下沉时, 要检查落锤有无倾斜偏心, 特别要检查桩垫桩帽是否合适。如果不合适, 需更换或补充软垫。每根桩宜连续一次打完, 不要中断, 以免难以继续打下。
接桩时要注意新接桩节与原桩节的轴线一致, 两施焊面上的泥土、油污、铁锈等要预先清刷干净。当下节桩的桩头距地面1～1.2m时, 即可进行焊接接桩。接桩时可在下节桩头上安装导向箍, 以便新接桩节的引导就位。上节桩找正方向后, 对称点焊4～6点加以固定, 拆除导向箍。管桩焊接施工应由有经验的焊工按照技术规程的要求认真进行;施焊第一层时, 宜适当加大电流, 加大熔深。采用手工焊接, 焊条符合规范及设计要求, 保证焊接质量。
为将管桩打到设计标高, 需要采用送桩器, 送桩器用钢板制作, 长4m。设计送桩器的原则是打入阻力不能太大, 容易拔出, 能将冲击力有效地传到桩上, 并能重复使用。
5.3 PHC管桩与基础底板连接技术
为有效防止基础上浮并保证基础和桩基的整体协同工作, 在筏板基础钢筋绑扎前, 采用了如此的作法, 从而保证了管桩与基础的连接。土方开挖至设计标高露出管桩后, 清理管桩孔内的垃圾及污物, 用木夹板作底模, 用铁丝悬吊于孔内, 钢筋按要求绑扎, 用不低于C40的混凝土灌筑, 混凝土中微掺UEA膨胀剂 (掺量10%) 。待基础底板钢筋绑扎时, 管桩锚筋与基础底板钢筋要焊牢, 基础底板钢筋与管桩桩头也要焊牢。
6管桩的设计及施工中应注意的事项
6.1
管桩造价较高, 桩基础设计时须根据上部荷载、工程地质条件等综合考虑, 多方案比较后方可采用。同一工程中桩的规格、型号不应太多, 以免造成施工困难, 特别是注意避免造成施工错误。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, 根据现场压桩观察分析, 在入土过程中, 会较快地在桩尖处形成一土楔, 使其入土时的挤土情况与闭口桩无异, 故在确定单桩承载力时将开口桩按闭口桩考虑。
6.2液压法的施工体会
适当限制压桩速度, 沉桩速度一般控制在lm/min左右为宜, 使各层土体能正确反映其抗剪能力。当地基表层中存在大块石头等障碍物时, 要避免压偏。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。
若采用焊接法接桩时, 须分层均匀地将套箍对焊的焊缝填满, 为加快施工速度, 减少接桩时间, 可设2～3名焊工同时同方向施焊, 焊毕停约lmin即可进行沉桩。
压桩机的液压入桩有一定的垂直行程高度, 如YZY360桩机的垂直行程为1.5m, 即每入桩1.5m即松开抱桩器。开动油泵使之上移, 再抱桩固定压入, 循环作业。在开始的第一二个行程, 要特别注意控制桩身的垂直度。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。
6.3锤击法的施工体会
“重锤低打”能有效降低锤击应力。桩锤对桩头的锤击速度越快, 在桩身上产生的应力波强度也越高, 即打桩应力与锤击速度成正比, 所以为降低锤击应力并保持较好的贯入度, 采用了较重的桩锤 (桩锤重8t) 和较低的速度施打, 效果良好。
桩头衬垫效应对锤击应力也有直接影响。为延长锤击作用时间、降低锤击速度, 并借以降低锤击应力, 选用软厚适宜的木桩垫, 收到良好效果。
选择合理的打桩施工顺序, 能减小桩的侧向位移, 对周围建筑物不会有大的影响。桩基侧向位移是软弱地基施工中经常见到的一种现象, 根据不同情况进行综合分析, 制订出合理的打桩施工方案, 并采取相应措施, 可以把打桩危害降低到最低限度。基础形状规则的打桩施工顺序应先里后外, 由中心逐渐往外侧对称施工。本工程基础形状规则, 施工时遵循“对称施工”的原则, 确保了基础内挤压应力的平衡。
打桩过程中应详细记录各种作业时间, 每打入0.5～1m的锤击数、桩位置的偏斜、最后10击的平均贯人度和最后1m的锤击数等。打桩过程中应详细观察周围建筑物沉降或上升情况, 在建筑物上设置观察点, 利用远处的固定水准点进行对比分析, 从而确定沉降或上升情况。
预应力混凝土异型桩 篇2
近年来, 预应力混凝土桩具有成桩质量好、强度高、承载力大、价格低廉、施工便捷、施工对环境影响小等优点而被广泛应用于港口、水利和工民建等行业。在港口建设中, 往往存在地质情况多变、自然条件复杂、环境恶劣等不利条件, 预应力混凝土桩因较普通桩具有更强的穿透性和广泛的适用性, 相比钢管桩具有较佳的耐腐蚀性及价格优势等, 因此其应用更为普遍。预应力混凝土空心方桩是一种新型的预应力混凝土桩, 它不但具有预应力管桩的优点, 还具有抗剪强度好、接触面积大等优点, 其在港口工程中的应用越来越多, 在其他行业的应用前景也非常广泛。但预应力混凝土空心方桩也存在其自身缺点, 在复杂地质情况下沉桩时容易倾斜、偏位甚至断桩等, 因此在工程实施中务必认真做好预防措施, 并进行严格的施工管理, 才能避免质量事故的发生。本文为某码头工程断桩实例的原因分析及其整改措施。
1 工程概况
某5万t级泊位设计使用年限为50年, 采用高桩梁板式结构, 排架间距7.5m, 每榀设9根650mm×650mm预应力混凝土空心方桩, 包括3对半叉桩及2根直桩, 桩身混凝土强度等级为C50。
工程场地岩土依据其成因、岩性特征及物理力学性质差异等分为9个工程地质单元层, 分述如下:淤泥 (1) :灰黑色, 饱和, 流塑, 滑腻, 平均厚度1m。中粗砂 (2) :灰色, 饱和, 稍密, 含有较多中砂及粘粒, 局部含有少量角砾, 平均厚度2.2m, 标贯击数N=13击。中粗砂 (3) :灰色, 饱和, 中密, 含有较多中砂及粘粒, 局部含有少量角砾, 平均厚度0.9m, N=15击。中粗砂 (4) :灰黄色, 局部为灰黑色, 饱和, 中密一密室, 含有较多中砂及粘粒, 局部含有少量角砾, 平均厚度4.8m, N=33击。粘土 (5) :灰色, 湿, 可塑, 局部夹薄层粉细砂, 局部含有少量腐木碎, 平均厚度10.8m, N=9击。中粗砂 (6) :灰色, 饱和, 密实, 含有较多中砂, 少量粗砂及粘粒, 局部含少量角砾和腐木碎, 局部间10~15cm粘土层, 平均厚度2.2m, N=41击。粗砂 (7) :灰色, 饱和, 极密实, 含较多砂及砾砂, 局部含有少量粘粒, 平均厚度5.8m, N=47击。粘土 (3) :灰色, 湿, 硬塑, 平均厚度1.1m, N=52击。中砂 (9) :灰白色, 饱和, 极密实, 未揭穿。本码头以粗砂 (7) 为持力层, 桩底设计标高为-39m, 沉桩施工以标高控制为主, 贯入度控制为辅。
2 断桩事故描述
码头桩基于2010年5月1日开始沉桩施工, 前一个月施工一直较为顺利, 沉桩的标高控制及最后贯入度控制均较好, 没有出现异常情况, 但进入6月份后连续发生了2起断桩事故, 具体过程如下:
(1) 6月17日上午10:25分开始编号为J25的预应力混凝土空心方桩沉桩施工, 在施工过程, 从-35.7m开始平均贯入度小于6mm, 进入-37.5m后平均贯入度小于5mm, 由于离设计标高已不远, 现场施工人员决定继续锤击至设计标高, 10:54分桩尖标高达-38.5m, 但随后终锤前两锤的贯入度出现异常, 其中一锤的贯入度约为10cm。
(2) 6月23日下午17:50分开始编号为C12的桩基沉桩施工, 从-34.7m开始平均贯入度为16~17mm, 当沉至-37.2m时, 现场施工人员发现贯入度突然增至60mm, 打桩船和桩架随之产生巨大震动, 而后桩身向南倾斜, 初步估计C12桩已断裂。
C12桩沉桩事故发生后, 管理人员遂暂停了现场沉桩施工, 并对事故桩进行检测, 发现J25和C12均为Ⅳ类桩。
3 事故原因分析
经调查分析, 本工程桩基断裂的主要原因有以下几点:
(1) 桩身质量的影响。桩身的质量缺陷是沉桩质量事故的一个隐患。本工程桩基为预应力混凝土空心方桩, 由于入土深度大, 土质硬, 沉桩应力非常大, 如果桩身存在质量缺陷则非常容易引起质量事故。因此, 若本工程的预应力混凝土空心方桩在成桩过程中留有缺陷或在存放、起吊、运输等环节造成损坏, 就很可能导致沉桩过程中断桩事故的发生。
(2) 地质的影响。复杂多变的地质情况可能成为断桩质量事故的一个诱因。从地质资料可看出, 本工程的地质情况较复杂, 从原泥面至持力层共有7个土层, 土质较硬。其中持力层以上为一层厚度相对较薄的中粗砂层, 此层局部含10~15cm粘土层。在沉桩过程中, 当桩穿越较薄夹层或不均匀土层时容易造成质量事故。
另外, 从J25的沉桩过程看, 从35.7m开始平均贯入度小于6mm, 进入-37.5m后平均贯入度小于5mm, 因此J25所处位置很可能存在孤石, 而在施工过程中当出现异常情况时, 现场作业人员又没能及时提高警惕及采取适当应对措施, 仍然继续锤击, 致使桩基受到打桩船的过度锤击而断裂。
(3) 施工管理的影响。现场作业人员的操作不严、不够规范可能是导致本工程断桩质量事故, 的原因之一。两起断桩事故。J25和C12均为斜桩。在斜桩施工中, 其定位和沉桩控制比直桩难度要大, 且在沉桩过程中斜桩更容易偏位, 因此其施工操作要求更高。若定位不准, 或桩的各个部位与其中心线不重合, 或在打桩过程桩身出现偏差等, 均非常容易引起断桩事故。因此在沉桩过程中现场作业人员一时的疏忽大意, 或操作不严等也可能导致本工程断桩事故的发生。
(4) 施工工艺的影响。施工工艺的影响可能是本工程断桩质量事故发生的主要原因之一。本工程桩锤采用D100柴油锤, 由于现场地质较硬, 沉桩较困难, 为加快施工进度, 在断桩事故发生之前打桩船一直采用3档进行锤击。由于桩锤重量大, 打桩能量大, 加之施工人员片面追求施工速度, 因此在沉桩过程中遇不利的地质情况时, 即使出现异常情况, 施工人员也没能给予足够的重视和及时采取应对措施调整施工, 以致发生打桩船过度锤击和造成沉桩过程中锤击能量不稳定等情况, 最终导致本工程断桩事故的发生。
综上所述, 本工程断桩事故的发生是一个综合而复杂的过程, 从桩身自身质量到工程地质情况, 从沉桩工艺到现场作业人员的操作管理等各个环节均对沉桩有着重要影响。
4 相应措施
由于J25、C12均为Ⅳ类桩, 经设计复核后, 确认此二桩均已不可使用, 决定采用在旁补桩进行处理, 并对桩帽及部分上部结构作相应调整。同时, 针对此两起断桩事故, 为确保后续沉桩施工顺利进行, 各参建单位通过全面、详细的分析讨论后, 要求施工单位对沉桩施工作业采取针对性的整改措施。具体措施如下:
(1) 确保预制桩的桩身质量。当桩身存在质量缺陷时就会成为沉桩质量事故的隐患, 因此务必保证预制桩在沉桩施工前的桩身质量, 彻底消除由质量缺陷引起的沉桩质量事故隐患。预制桩进场时, 全面加强各项质量指标检查, 逐一检查出厂合格证和外观质量, 并严格按照规范要求进行存放、起吊和运输, 确保预制桩从进场到沉桩施工之间的过程每一环节均不受损坏。
(2) 由于本码头桩基承载力要求较高, 入土深度大, 且地质情况比较复杂, 因此要求现场技术人员必须熟悉沉桩区域的地质情况, 并对沉桩施工过程进行详细记录, 若出现异常状况及时采取相应措施进行处理。
(3) 加强施工作业管理, 规范现场施工操作。要求现场沉桩分项主管技术员加强沉桩过程控制, 严格按照标准化施工的要求进行管理。同时监理部的监理人员随船全过程旁站监督, 遇施工人员不规范操作时及时制止。
(4) 调整沉桩施工工艺。根据前期沉桩情况, 结合打桩船的性能状况, 进一步优化了沉桩施工工艺, 尤其针对桩锤能量较大的特点, 要求打桩船在桩尖进入持力层后或贯入度小于5mm时禁止使用3档进行锤击, 改用2档进行作业, 实行重锤轻击。
(5) 在吸取前两起断桩事故的教训后, 要求现场作业人员随时提高警惕, 精心施工, 遇异常情况时需及时应对。在打桩过程中要密切注意桩尖进入的土层情况, 当桩尖进入持力层并且贯入度在5mm以内时, 可以停锤, 如桩尖未达到设计标高, 则报设计单位复核确认。
本码头沉桩施工经整改后, 于2010年6月30日恢复沉桩施工, 由于整改到位, 后续的码头和引桥全部桩基施工均顺利完成, 且没有再出现断桩或其他质量事故现象。
5 体会
(1) 海港码头的地质情况通常是复杂多变的, 给桩基施工带来诸多不确定因素。对于大型港口工程而言, 试桩是衔接预应力混凝土桩基础设计与施工的一个纽带, 因此在桩基正式施工前应在现场进行试桩工作, 以选择合适的桩锤和确定沉桩施工工艺。
(2) 在沉桩施工前认真做好各项准备工作, 防范于未然是最有效的保障措施。在沉桩前, 应提前排查桩身质量缺陷, 熟悉工程所在地的地质情况, 并做好各种安全预案和质量控制方案, 将工程质量风险降至最低。
(3) 试桩和地质勘察工作也是片面的, 地质报告不可能详细到完全准确反应每根桩底下的地质情况, 因此施工中遇到异常地质情况往往也是不可避免的。但对于一支经验丰富的施工队伍而言, 应该具有及时应对和调整的能力, 其中规范现场施工作业的管理是根本。施工中应随时提高警惕, 及时发现问题、反映问题、分析问题, 方能很好地解决问题, 避免事态向不利方向发展。
6 结语
在海港码头工程中, 施工条件较复杂, 影响因素多, 预应力混凝土空心方桩断桩事故往往是各种因素综合作用的结果。在具体的施工过程中, 工程师应严格按照程序和规范要求进行作业, 遇到问题找准根源, 迅速准确应对, 冷静处理。与此同时, 应多借鉴国内、外先进经验, 结合工程特点, 有效地运用到实际施工中。通过全面的预防措施, 规范的作业管理, 结合具体工程的针对性策略, 将有效降低施工中的断桩风险, 确保沉桩施工顺利完成。
预应力混凝土异型桩 篇3
广西梧州宝石大厦为目前梧州第一高楼, 位于梧州市西环路宝石城北侧, 总用地面积10667m2, 主楼34层、裙楼5层 (含地下室1层) , 采用静压式PHC桩。
2 地质背景
场地位于南华准地台桂中—桂东台陷大瑶山凸起之东南部, 夏郢—料口复式向斜南翼部位, 区域白垢—龙圩断裂与大印—苏屋断裂间的燕山早期花岗岩体上, 该两断裂相距约4200m, 走向北北东, 倾向北西西, 沿断裂带岩石普遍硅化, 稳定性好。场地地处波状低丘花岗岩风化地带的冲沟洼地, 西、北、北东环坡, 南邻宝石城, 南东近民宅。场地原为居民宅地及菜地, 建有1～5层砖房。
3 岩土特征
场地地基岩土层自上而下依次为: (1) 1杂填土、 (1) 2素填土、 (1) 3耕土、 (1) 4素填土、 (2) 含有机质粉质粘土、 (3) 粗砂、 (4) 粘土、 (5) 砂质粘性土、 (6) 全风化花岗岩、 (7) 强风化花岗岩、 (8) 中风化花岗岩、 (9) 微风化花岗岩, 具体特征见表1。
4 PHC桩选择
近年来, PHC桩在梧州应用, 但在冲沟洼地花岗岩风化壳地基中建造34层楼使用PHC桩尚无先例。依据场地条件及梧州现行施工手段, 钻 (冲) 孔桩、PHC桩是可选桩型, 但采用钻 (冲) 孔桩, 持力层应为 (7) 强风化花岗岩或 (8) 中风化花岗岩或 (9) 微风化花岗岩 (以 (7) 强风化花岗岩作持力层, 桩端要扩大才能达到承载力要求) , 持力层埋深大, 桩孔深, 孔底清碴较困难, 成桩质量不稳定, 工期长, 造价较高。故勘察建议首选PHC桩。
4.1 PHC桩基参数
根据静力触探试验、重型圆锥动力触探试验、标准贯入试验结合现场鉴定并综合以往勘察经验提出桩基参数 (见表2) 。
4.2 单桩承载力估算
据勘察时场地平整程度及建筑特点, 假定±0.00标高为41.63m, 桩顶标高为36.63m, 按表2参数及地基岩土层分布情况等, 选择有代表性的钻孔ZK11、ZK23进行单桩承载力估算 (见表3) 。
4.3 拟建筑荷载估算
据勘察时甲方提供的规划平面图、建筑每平方米荷载进行估算 (见表4) 。
4.4 基础评价
通过总桩承载力与总建筑荷载比较, 评价PHC桩满足要求 (见表5) 。
从以上可知, 以 (6) 全风化花岗岩或 (7) 强风化花岗作持力层, 主楼可选择PHC桩筏基础, 裙楼可选择PHC桩基础。
5 效果评述
设计采纳勘察建议, 选择静压式PHC桩, 桩径0.5m, 单桩极限承载力4000kN, 总桩数1234根。施工中, 桩入土深度一般20m～30m, 控制终压力为4400kN, 经复压、检测, 单桩承载力及变形满足要求, 主体结构于2008年5月29日封顶, 现正在整饰装修。
6 结束语
预应力混凝土异型桩 篇4
某住宅小区属拆迁改造工程。住宅楼地上31层, 地下2层, 平面尺寸44.35 m×20.3 m, 地基处理采用CFG桩, 基础为钢筋混凝土筏板基础, 筏板厚1 200 mm, 基坑深度6.99 m, 主体为框架剪力墙结构。
综合商业楼工程地上5层, 地下2层, 平面尺寸58 m×20 m, 天然地基, 基础下设500 mm厚3∶7灰土, 基础为钢筋混凝土筏板基础, 筏板厚450 mm, 基坑深度8.445 m, 主体为框架剪力墙结构。
住宅楼的东侧距离现有围墙道路仅有5 m, 综合商业楼的西侧距离现有围墙道路仅有5.5 m, 住宅楼的东侧、综合商业楼的西侧需进行基坑支护, 方可保证边坡的稳定性。基坑支护采用钢筋混凝土单排桩和预应力锚杆共同组成的支撑体系。
2 施工方案及工艺要求
住宅楼东侧支护桩直径600 mm, 桩长8.99 m, 混凝土强度等级C25, 桩顶标高-2.0 m, 桩嵌入深度4 m。桩顶部设冠梁, 冠梁宽度0.8 m, 高度0.5 m。设锚杆1道, 锚杆长度10 m, 锚杆设在冠梁处。桩纵筋HRB335, 10D16, 加强箍筋D14@2 000;箍筋HPB235, d8@130;冠梁主筋HRB335, 4D16+3D12, 箍筋HPB235, d8@150;锚杆钢筋级别HRB335, 配筋1E16, 自由端长度实用值6 m, 锚固段长度实用值4 m。
综合商业楼西侧支护桩直径600 mm, 桩长13.445 m, 混凝土强度等级C25, 桩顶标高-2.0 m, 桩嵌入深度7 m。桩顶部设冠梁, 冠梁宽度0.8 m, 高度0.5 m。设锚杆1道, 锚杆长度11 m, 锚杆设在冠梁处。桩纵筋HRB335, 12D18, 加强箍筋D14@2 000;箍筋HPB235, d8@130;冠梁主筋HRB335, 4D16+3D12, 箍筋HPB235, d8@150;锚杆钢筋级别HRB400, 配筋1E16, 自由端长度实用值6 m, 锚固段长度实用值5 m。
2.1 钢筋混凝土排桩施工方法
2.1.1 施工工艺流程
定位成孔→垂直校正→成孔→安放钢筋笼→浇筑混凝土→成桩。
2.1.2 施工方法
1) 成孔。
选用机械洛阳铲成孔, 用洛阳铲进行垂直对中定位, 确保桩位正确。
2) 钢筋笼制作、堆放。
a.钢筋的品种、规格、型号、尺寸符合设计要求和相关规定。
b.钢筋笼的制作顺序:先将主筋间距布置好, 待固定住架立筋后, 按规定的间距电焊箍筋。
c.钢筋笼堆放时, 支垫数量要充足, 支垫位置要准确, 以堆放两层为宜。对已经发生变形的钢筋笼, 应修理后再进行使用。
3) 钢筋笼吊装。
a.用5 t汽车吊装, 为了确保钢筋笼中心和桩位中心一致, 钢筋笼吊入孔内时, 必须对准孔位、扶稳, 缓慢下放, 避免碰撞孔壁。
b.吊装时注意不得使钢筋笼弯曲变形。
c.钢筋笼的安放, 在钢筋笼入孔的同时, 用水准仪检测并确认钢筋笼顶端的标高。
4) 灌注混凝土。
a.导管就位。
导管采用内径为300 mm的钢导管, 每节长2.0 m~2.5 m, 配1节~2节长1 m~1.5 m短管。导管下放时, 确保轴线垂直, 稳步沉放, 防止卡挂钢筋骨架或碰撞孔壁, 并应在灌注混凝土前进行升降试验。导管底部至孔底间距控制在0.4 m左右。
b.灌注混凝土。
采用C25商品混凝土灌注, 混凝土灌注速度不宜太快, 灌注速度应循序渐进, 随灌注混凝土随向上拔导管。待导管全部拔出后, 用振捣棒振捣混凝土。
2.2 冠梁施工方法
钢筋混凝土排桩施工完毕, 便可进行冠梁施工, 冠梁施工时留预留口, 穿入锚杆, 钢筋绑扎、支模板、浇筑混凝土。
2.3 锚杆施工方法
钢筋混凝土排桩施工完毕, 待混凝土达到一定强度, 便可进行锚杆施工, 锚杆施工方法如下。
2.3.1 锚杆造孔
1) 造孔工序包括钻机就位、成孔、清孔三个作业工序。
2) 钻机定位必须准确, 成孔位置偏差不大于10 cm, 孔斜误差不超过2%。
3) 钻孔必须采用干钻, 禁止采用水钻。
4) 施钻机具采用风动冲击型钻机, 钻进过程中, 应观察出灰、出碴和漏风情况, 确保孔段进入稳定岩土深度不小于设计要求的锚固段长度。沉碴厚度, 孔底应超钻30 cm~50 cm。住宅楼锚杆孔深达到10.5 m, 综合商业楼锚杆孔深达到11.5 m。
5) 成孔后, 为了保障水泥浆与孔壁的粘结力, 必须用高压风清洗孔壁。
2.3.2 锚杆制作和安装
1) 锚杆长度为孔深加上预留长度, 预留长度为1.0 m~1.5 m。
2) 在绑扎前, 先对锚杆除锈、做防腐处理。
2.3.3 灌浆
1) 灌浆分制浆和注浆两个作业过程。
2) 锚孔内的浆液为水泥浆, 可掺入一定比例的早强剂, 以缩短张拉等待时间。
3) 注浆采用埋管式注浆。注浆操作时, 进行相应的水泥浆试件制作, 用以强度参考。
4) 注浆完第2天做补浆处理, 孔段内水泥浆必须饱满。
2.3.4 紧固头设置
1) 紧固头设置在冠梁处, 安装锚具。
2) 在冠梁强度达到设计强度的75%后, 方可安装钢垫板和锚具。
2.3.5 张拉
1) 张拉前, 必须对张拉设备进行配套校验, 每只千斤顶应配置不小于两块压力表。
2) 在冠梁强度及孔内水泥浆强度达到75%后, 开始用千斤顶对锚杆张拉, 张拉力应控制在50 k N, 超张拉15%。
3) 千斤顶安放时, 锚具底座顶面必须与钻孔轴线垂直, 才能保证锚杆张拉时千斤顶与锚杆在同一轴线上。
2.3.6 锁定与封头
张拉完成后, 马上用夹片将锚杆锁定在锚具上, 切除锚索外露段, 封住锚头。
3 施工质量保证措施
1) 桩钢筋笼主筋上, 应每隔一定距离设置混凝土垫块或焊耳环控制保护层厚度。
2) 浇筑混凝土时, 应将钢筋笼压住, 防止其上浮, 混凝土导管应埋入钢筋笼底面以下1.5 m以上。
3) 做好清孔工作, 施工时注意保护孔壁, 不让重物碰撞, 造成孔壁坍塌。
4) 所有原材料进场后必须进行试验, 合格后方可使用。
5) 施工时必须严格按照现行规范内容要求进行施工。
6) 钻进过程中采取干钻, 这样可以防止水渗透造成水泥浆锚固力下降。
7) 为保证锚固段长度, 防止清碴不彻底, 钻孔深度必须超过钻0.5 m。
8) 锚杆注浆必须是从注浆管孔底反向一次性连续注浆, 严禁从孔口注浆至锚固段。
9) 锚杆注浆在水泥浆强度等级未达到终凝前不允许扰动锚杆。
10) 确保锚杆为直线方向受力。
11) 张拉设备使用前必须经过标定。
4 结语
施工中采用了技术先进、经济合理, 且适合本工程的基坑支护方法, 确保基坑边坡稳定及周围建筑物、道路、地下设施的安全, 真正做出了让群众放心、让业主放心的工程。
摘要：结合工程实例, 就钢筋混凝土排桩、冠梁、锚杆的施工方法及工艺要点作了较详细的阐述, 并对施工过程中的质量保证措施进行了说明, 通过采取先进、合理的支护方法, 保证了基坑边坡稳定及周围建筑物的安全。
关键词：单排桩,锚杆,支撑体系,施工
参考文献
[1]JGJ 120-2012, 建筑基坑支护技术规范规程[S].
[2]GB 50330-2002, 建筑边坡工程技术规范[S].
预应力混凝土异型桩 篇5
根据2010年7月12日国家工业和信息化部工信厅科[2010]74号“关于印发2010年第一批行业标准制修订计划的通知”,《预应力高强混凝土桩用硅砂粉 应用技术 规程 》 行业标准 已被正式 列入2010~2012年度建材行业标准制定项目计划, 该标准的起草工作由嘉兴学院管桩应用技术研究所负责, 并邀请行业中一些单位组成起草工作小组,共同完成标准的制定工作。 2014年10月14日工业和信息化部科技司[2014年第63号]公告,《预应力高强混凝土桩用硅砂粉应用技术规程》建材行业标准的编号为JC/T 2236-2014,标准自2014年10月14日发布,于2015年4月1日实施。
1制定目的
二十多年来, 我国管桩行业得到了大力发展, 管桩年产量已经达到3.8亿m, 硅砂粉掺合料的年产量达2000万t,每年可直接减少2000万t的水泥用量,对管桩行业的节能减排产生了十分积极的作用。 国家发展和改革委员会于2005年2月发布了JC/T 950-2005 《预应力高强混凝土管桩用硅砂粉 》 行业标准,对规范硅砂粉的产品质量起到了十分积极的作用。 但由于没有《硅砂粉应用技术规程》行业标准,各管桩生产单位按各自经验进行生产,在使用硅砂粉掺合料生产管桩时带来了不少困难,也造成了不小的损失,不利于硅砂粉应用技术的推广使用。 本标准的制定在促进硅砂粉应用技术在预应力高强混凝土桩生产中的推广和应用上具有十分积极的意义。
2国内外相关标准的制定情况
我国已经发布的且与本标准制定相关的标准有:JC/T 950-2005 《预应力高强混凝土管桩用硅砂粉》、GB13476-2009 《先张法预应力混凝土管桩》和JC/T 2029-2010 《预应力离心混凝土空心方桩 》、JC/ T 2126.6-2012《水泥制品工艺技术规程第6部分 : 先张法预应力混凝土管桩》等。
JC/T 950 -2005、GB 13476 -2009、JC/T 2029 2010和JC/T 2126.6-2012四项标准对硅砂粉在预应力高强混凝土桩的具体使用工艺技术方面尚未作出具体的规范要求。 为了更好推广使用硅砂粉, 保证PHC管桩及空心方桩的产品质量,制定本标准是十分迫切的一项标准化工作。
标准起草小组未查询到国外硅砂粉在预应力高强混凝土桩生产中的应用技术规范方面的标准。
3标准条款的主要说明
本标准共分六章:1.范围;2.规范性引用文件;3. 术语和定义;4.进货要求;5.运输和储存要求;6.工艺技术要求。 现将有关主要内容解释如下。
(1) 范围
本章规定了本标准的内容和适用范围。 目前, 我国硅砂粉主要用于预应力高强混凝土管桩、预应力离心混凝土空心方桩等预制混凝土桩产品的生产。 硅钙板、纤维增强水泥板等若采用蒸压养护工艺生产时,也有使用硅砂粉的情况,也可参照本标准执行。
(3) 术语和定义
JC/T 950-2005规定: 硅砂粉主要是指Si O2含量大于90%的磨细矿粉,不但包括“磨细砂”,还包括“磨细石英矿或磨细石英砂”。 本标准基本沿用了JC/T 950-2005的概念,并强调其质量技术指标应符合JC/T 950的有关要求。
(4) 进货要求
条款4.1: JC/T 950-2005中已经明确了硅砂粉产品的技术要求,主要包括:密度、比表面积、二氧化硅、含水率、氯离子、烧失量等六项指标。 自实施以来,该项标准已经得到了很好的应用,上述六项技术指标反应了硅砂粉产品质量的主要控制要求。 本标准在JC/T 950-2005的基础上, 仅对氯离子含量做适当调整,由原标准的0.02%调整为0.06%。 主要原因如下:
在GB175 -2007 《 通用硅酸 盐水泥 》、GB/T 18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》中规定氯离子含量不大于0.06%,为保持标准的协调统一,本标准中氯离子含量改为不大于0.06%。
调研情况表明,绝大多数硅砂粉生产企业或管桩生产企业, 其硅砂粉的Si O2含量控制在90%以上,其原材料主要采用较高Si O2含量的河砂,或较高Si O2含量的石英矿。 因此,本标准规定Si O2含量大于等于90%。 若采用矿产资源(Si O2含量在80%~ 90%) 生产的硅砂粉等量替代一定比例的硅酸盐水泥可以满足混凝土强度的要求,且经试验表明其含泥量及有害物质含量不影响管桩的混凝土质量的要求,则可以通过试制新产品加以规范化管理和使用。
大量研究及调研表明,当硅砂粉的比表面积小于400m2/kg时 ,其反应的活性难以充分发挥 , 对混凝土强度提高的作用有限;当硅砂粉的比表面积大于500m2/kg时,不仅粉磨的能耗大大提高,技术经济性变差,而且硅砂粉的表观密度减小,混凝土的干缩率大大增加,对离心法生产PHC管桩和离心方桩时会产生不利的影响。 因此,本标准规定其表面积应在400~500m2/kg范围内。
本标准采用的是干磨情况下的硅砂粉,所以对含水率提出要求。 对于湿磨工艺生产硅砂粉,目前还没有工业化的生产线,其产业化尚应开展系统的试验研究,可以通过试制新产品或新技术研发鉴定加以规范化管理。
条款4.2.1:硅砂粉生产企业在交货时应提供产品合格证和硅砂粉的产品质量检测报告。 产品合格证中应明确:产品名称、生产厂名称、代号、重量、生产日期、出厂编号以及本标准表1中的所有技术指标的检验结果。
条款4.2.2~4.2.3:本标准作为应用技术规程,是基于硅砂粉的使用单位的角度来规范其质量控制要求和可靠应用的要求,要求进货时硅砂粉的质量验收应抽取实物试样检验,不采用“检验报告”为验收依据,以强化产品验收要求;其中验收产品质量指标应符合本标准表1的规定。 现场实物检验借鉴了GB/T 18046-2008中的有关规定, 具有很好的可操作性。
条款4.2.4:目前硅砂粉的生产企业的生产规模较小,产品质量的不确定性和波动性较水泥和矿渣粉大很多。 因此,本标准明确硅砂粉应逐批验收,且同一厂家、同一批次以不超过200t为一验收批。
在日常验收中,“密度”、“比表面积” 这两项指标作为常态化的受检项目,“氯离子”、“二氧化硅” 这两项指标作为一般受检指标,并不要求每批次做检验,但是受检的期限不得超过三个月。
(5)运输和储存要求
目前,我国硅砂粉的运输方式,与水泥、矿渣粉等相同,绝大多数采用散装运输。 若受潮,硅砂粉的计量、气力输送等将十分困难,同时硅砂粉的活性也将受到影响。
(6)工艺技术要求
条款6.1: 目前管桩生产大多采用硅酸盐水泥 (Ⅱ型)、普通硅酸盐水泥。 大量试验结果表明,硅砂粉在硅酸盐水泥(Ⅱ型)、普通硅酸盐水泥中的掺量一般为20%~30%,使水化产物中的C/S比达到一个较合适的程度;个别企业也有高达35%的,但是混凝土中的晶胶比例过高,混凝土的脆性就大,锤击施工时的耐打性就差。
为了保证混凝土的强度和性能,若管桩生产中使用了矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥,则混凝土搅拌时不宜再使用硅砂粉。
条款6.2: 压蒸混凝土的配合比设计规程或技术指南有待制定,目前大多数企业参照JGJ 55《普通混凝土配合比设计规程》的有关规定,在大量试配的基础上依据经验,经调整后确定本企业的混凝土配合比。 蒸压混凝土不是普通混凝土,因此,不能简单套用普通混凝土配合比的设计方法。
条款6.3:为保持标准的协调统一,本标准规定硅砂粉掺合料用量与JC/T 2126.6-2012标准一致。
目前一些企业采用双掺技术取得了很好的经济技术效益。 但是,为了保证管桩产品的质量和施工的耐打性,硅砂粉与其它掺合料双掺时的最小水泥用量、最小胶凝材料用量仍然应符合表2的规定。
条款6.4: 管桩用混凝土的水胶比W/C一般都在0.3以下,为确保混凝土性能需添加高效减水剂。 因此, 本标准规定在采用硅砂粉掺合料情况下,必须使用高效减水剂。 应注意,在使用前应做好高效减水剂与水泥及掺合料配制混凝土时的适应性。
条款6.5~6.7:管桩混凝土的水胶比很小,混凝土的坍落度一般控制在30~70mm之间,为了保证硅砂粉在混凝土各组分中的均匀性,应采用强制式混凝土搅拌机,同时适当延长混凝土的搅拌时间。 硅砂粉的比表面积较大,拌制混凝土后的坍落度损失较快,过长的中间操作及停留时间将直接影响混凝土的离心密实效果。
条款6.8: 应根据新拌混凝土工作性、 离心设备、操作经验等生产实际情况,适当调整离心工作制度,达到合理的离心密实效果。
条款6.9: 对于掺加硅砂粉掺合料生产混凝土强度等级达C80的高强混凝土桩,由于常压养护条件下,硅砂粉不参与水热合成反应(且只能在高温高压下才能激发其水化活性)。 因此,本标准明确掺加硅砂粉掺合料时,混凝土制品必须进行两次养护作业。 混凝土在常压蒸汽养护和高压蒸汽养护过程中,应该采用饱和的水蒸汽作为热介质。 注意热介质温度不能过高。
条款6.9.1:掺加硅砂粉混凝土的早期强度发展较慢,若静停时间不足或静停温度过低,在通入蒸汽后混凝土由于初期强度过低而引起水蒸汽渗入混凝土结构内部,造成结构破环。 但是,若静停温度过高,混凝土初期的水化速度过快,致使混凝土后期强度发展很弱。 此外,升温速度、降温速度、恒温时间及温度对混凝土性能影响都至关重要,都应符合本标准表3的规定。
条款6.9.2:硅砂粉在混凝土蒸压养护过程中主要起对混凝土中Si O2成分补充的作用,促使高温高压条件下的水热合成反应的进行,将水泥水化中形成强度很低的Ca(OH)2转化为强度很高的托贝莫来石晶体C6H5S6。 水热合成反应需要充足的水蒸汽 ,同时一定要在180~200℃的反应温度条件下进行。
饱和水蒸汽的温度和压力是相对应的,控制水蒸汽的升压压力就是控制水蒸汽的升温温度,目前生产企业的控制设备以控制压力为主。 本标准根据生产实际提出控制升压压力的方法。
恒压时间完成后,蒸压釜的降压降温速度对混凝土的性能将产生很大的影响, 应符合本标准表4的规定。
冬季或雨季,在生产作业中尤其要注意管桩从蒸压釜中拉出后,应关注桩体表面温度与环境温度之差不宜太大,也不得直接淋水,否则桩体表面易出现很多的裂缝,从而影响桩的质量。
条款6.10:目前,预应力高强混凝土管桩、预应力离心混凝土空心方桩等二种产品已经发布了GB 13476和JC/T 2029二项标准,对产品的混凝土强度要求做了明确的规定,本标准与这两项标准一致。
条款6.11:GB 13476-92制定了离心混凝土强度的试验方法,但由于执行起来较麻烦,操作性差, 与目前我国建设行业通行的混凝土标准的一致性差等原因,一直没有真正得到执行。 GB 13476-1999在编制过程中, 对离心混凝土试验方法做了修改, 采用了国内建设行业通行的混凝土试验方法标准体系,虽然不能完全反应离心混凝土的特点,但在很大程度上可以对混凝土质量加以有效的控制。 本标准指出混凝土的质量控制应符合GB 50164《混凝土质量控制标准》的有关规定。
4结语
(1)硅砂粉作为采用压蒸养护工艺生产预应力高强混凝土桩的一种掺合料,可以等量替代30%左右的优质水泥, 硅砂粉生产成本大约为150元/吨, 远低于水泥价格,硅砂粉的应用对降低预应力混凝土桩的生产成本、提高混凝土强度、改善桩用混凝土性能、节能降耗等具有显著的效果,具有很好的技术经济效益。
(2)JC/T 2236-2014标准的发布实施,将进一步规范硅砂粉的质量要求、验收规范,进一步规范预应力混凝土桩生产企业的硅砂粉应用技术,为预应力高强混凝土桩生产提供更为可靠的技术保证。
(3) 本标准是首次制定发布 , 在执行中若有遗漏或不合理的地方,请及时与主编单位联系,以便在下次修订时调整。
摘要：简述了建材行业标准JC/T 2236-2014《预应力高强混凝土桩用硅砂粉应用技术规程》的编制背景、编制目的和意义,详细说明了标准条文的具体内容,提出了实施过程中应注意的问题。