锤击应力（精选4篇）
锤击应力 篇1
预应力混凝土管桩是一种常用的基础形式,是深基础的一种,通常是由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。因为桩基础具有承载力高、沉降速率低、沉降量小而均匀等特点,能够承受垂直荷载、水平荷载、上拔力及机器产生的振动或动力作用;故当天然地基的浅基础承载力不能满足要求而沉降量过大或地基稳定性不足时,经常采用预应力混凝土管桩基础。
1 工程概况
本工程地址位于天津市,主楼为五星级大酒店,建筑总面积约67 000 m2。结构形式为框架—核心筒,地下1层,地上12层,地下室层高为4.8 m,地上标准层层高为4.2 m,建筑檐高约59.6 m;建成后将成为天津市地标性建筑。
工程所在场地属于滨海冲积平原,持力层土层主要为粉质黏土,地下埋深约19.3 m;地表层地下水属于孔隙潜水类型,以大气降水补给,蒸发形式排泄为主,水位随季节略有变化。初见水位埋深1.3 m～3.2 m,标高-0.82 m～1.4 m;稳定水位埋深0.8 m～1.8 m,标高0.6 m～1.82 m。
基础采用高强混凝土预应力管桩承台基础。预应力管桩共有3种桩型,共计752根管桩,具体桩型见表1。
2 方案选择
预应力管桩施工方法通常有锤击法和静压法,两种工艺成桩质量都能够保证,二者区别在于:
静压桩:优点是施工速度较快,尤其在软土地区,无噪声污染;缺点是对场地承载力要求较高,对电需求量大。
锤击桩:优点是桩基对场地承载力要求低,动力燃料为柴油,无需电能;缺点是速度较慢,噪声污染严重。
由于本工程所在地土质承载力较低,且没有正式网电接入;而静压桩机对地基承载力要求较高,故本工程采用锤击法施工管桩。
3 施工方法
1)测量定位:
根据桩位图放出具体的桩位,桩位经复核后才能施工。为了避免因压桩产生侧向和垂直方向的变形,应在远离压桩区域(不小于30 m)设置轴线控制点和两个桩位控制点,施工期间每天对轴线控制点和定位点进行复核。
2)吊桩定位:
桩运至现场后,单点起吊桩时,钢丝绳应绑在桩端0.293L(L为单节桩长)处,用吊机将预制桩吊至桩机的正前方放置,待桩吊直后,放入桩机夹桩箱内扶正就位,然后用两台经纬仪呈90°摆放,从正面和侧面观测桩身垂直度,其倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15%,调整桩机位置及水平,使桩在铅垂状态下,桩尖能准确地对准桩位。
3)打桩:
用桩架的导滑夹具或桩箍将桩嵌固在桩架中,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,才可击桩。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。
4)接桩:
接桩采用焊接法。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。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。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ϕ3.2 mm电焊条打底,确保根部焊透,第二层方可用粗焊条(ϕ4 mm或ϕ5 mm),一般采用E4303或E4316焊条。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下一层,坡口槽的电焊必须满焊,电焊厚度宜高出坡口1 mm,焊缝必须每层检查,焊缝不宜有夹渣、气孔等缺陷,满足二级焊缝的要求,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。
5)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1 m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,应及时向设计和建设部门反映,以便及时采取措施。桩顶标高允许偏差为±50 mm。桩顶位移偏差控制在允许范围以内,桩位允许偏差为平行轴线方向150+0.01H,垂直轴线方向100+0.01H,承台中间的桩位偏差允许半径为1/3,承台边桩允许桩径为1/2。
6)检测:
工程桩完整性采用低应变法,检测数量不少于总桩数的20%且不少于10根,柱下三桩或三桩以下承台不少于1根。
4 常见质量问题预防及处理方法
4.1 桩身断裂
问题产生原因:桩身弯曲过大、强度低、不能承受锤击的作用力;桩的堆放、运输、起吊过程中产生的断裂,植桩前没有发现,受力后导致断裂。
预防和处理方法:桩的强度必须达到100%后,方可植桩和沉打桩,打桩区域地下障碍物必须清理干净,以防止桩尖位移不在桩的纵横轴线上。为此,打桩前必须严格检查桩身的外观质量,防止将断桩就位使用。
4.2桩顶碎裂
问题产生原因:桩锤选用不合理,不适用于桩断面尺寸及形状;桩顶平面不垂直轴线,不符合规范规定;桩帽与桩接触面不平整;沉桩时桩不垂直。
预防和处理方法:根据地质条件,桩断面尺寸及形状,合理选择桩锤;桩顶平面是否垂直桩的轴线,不符合规范规定的不得使用,或经修补后才能使用;及时检查桩帽与桩的接触面处是否平整,如不平整应进行处理后,方可施打;沉桩时稳桩要垂直,桩顶应加草帘、胶皮等缓冲垫。
4.3桩顶位移
问题产生原因:基坑开挖过早或土层分布不均匀,造成挤土效应,导致桩顶偏移;地下水位较浅,在锤击打桩顶过程中,水压力导致桩身滑动。
预防和处理方法:同“桩顶断裂”的顶控对策;采用井点降水砂井或盲沟等降水及排水措施,沉桩期间不得同时开挖基坑,需待沉桩完毕后相隔适当的时间方可开挖;采用“植桩法”(先钻孔,钻透硬夹层,将桩插入孔内,打至设计要求)以减少土的挤密及孔隙水压力的上升。
4.4桩身倾斜
问题产生原因:桩机就位的场地不平整或地基承载力不均匀,造成桩机产生倾斜,致使桩机无法稳固。
预防和处理方法:打桩作业区的场地必须平整,不平整的应该先进行场地硬化及平整;桩机就位后,底盘应水平稳固,稳桩必须垂直;桩尖与桩身一定要保持在同一轴线上,当桩尖在地下遇到硬物等时应及时处理后,方可施打。
4.5接桩脱裂
问题产生原因:在接桩的时候采用焊接连接,焊缝质量控制不当,未按照技术要求施焊。
预防和处理方法:链接处表面应干净,连接铁件要保持平整,焊区质量必须符合技术要求和质量标准的规范,接桩应严格控制上下桩中心线在同一轴线上。
4.6沉桩达不到设计要求
问题产生原因:施工前未了解工程地质条件或选用桩机不合理,致使桩身贯入度未满足要求。
预防和处理方法:施工作业前必须熟悉现场的工程地质情况,根据地质条件、桩断面及自重,合理选择施工机械及施工方法。
5结语
预应力混凝土管桩作为桩基础的一种形式,控制其施工质量是至关重要的。通过本工程预应力管桩的施工,我们也在施工过程发生过一系列的质量问题,接受了因以上质量问题造成的教训。通过不断总结,并强化管桩施工过程中质量控制意识,在酒店预应力管桩的施工中,最终保证了管桩施工的质量。同时,为以后管桩的组织施工积累了一定的经验。
摘要：结合天津恒大绿洲工程预应力管桩的施工,简要介绍了锤击法预应力管桩的施工方法,通过施工中遇到的质量问题,提出施工过程中出现的质量通病防治方法及处理措施,以期指导实践。
关键词：锤击法,静压法,预应力混凝土管桩,质量
锤击桩动应力作用下的有限元分析 篇2
桩基础是一种稳定性好、承载力好、沉降及差异变形小、地基沉降稳定快、抗震能力强及能适应各种复杂地质条件的基础形式。同时桩基础也是一种深基础, 能够避开地面以下大厚度或一定厚度不适应工程荷载的软弱地层, 使其基础伸展到更能胜任的土层上。该基础的设计简单, 施工速度较快。桩基是国内外广泛采用于多种结构体系的基础类型, 实践表明, 它具有承载力可靠, 沉降小, 能承受垂直荷载、水平荷载、上拔力及振动或动力作用等特点, 在软弱地基、可液化土地基 (或天然地基沉降量过大) 、精密设备基础及动力设备基础等地基上的条件下, 由于桩基承载能力大, 沉降量小, 施工技术发展很快, 因而还是被广泛应用于高层建筑和软弱地基加固上[1]。
现价段, 在桩基础的施工中, 主要有锤击和静压两种方式, 锤击法是最常用的一种。其施工机具主要包括打桩锤和打桩机两大部分, 常用的打桩锤有柴油锤和液压锤。锤击法的施工原理是利用桩锤的冲击作用, 产生动能, 克服土壤对桩的阻力, 使桩端沉到预定的设计深度或达到地基持力层[1]。根据地质结构情况和单桩承载力的设计要求, 锤击桩在现阶段的桩基工程中经常被采用。但是, 在施工过程中, 因土层和施工工艺的不同, 经常会发生打桩的质量问题, 如桩头破碎、桩身破坏、桩位偏斜等, 妥善解决这些问题是打桩工程成败的关键。本文利用有限元分析软件, 对桩锤冲击桩顶后的动力过程和桩身的动态应力场的分布进行分析, 以便了解打桩过程中桩身不规则的应力集中、桩锤速度的、桩材质量等对桩本身应力的影响。从而改善桩身形状、材料、变换锤击速度, 以较少锤击桩的质量问题, 提高施工效率, 减少工程成本[1]。
1 锤击桩动应力有限元分析
1.1 简化计算
(1) 为了使问题分析得以简化, 将落锤对桩顶的冲击作用取为三角形的周期脉冲荷载形式, 其每个周期持续时间为5.0ms。荷载--时间历程曲线如图1所示。
将锤击荷载看成是一系列的脉冲荷载的连续作用, 每一个脉冲荷载都将产生一个动力反应增量, 利用叠加原理, 把所有的反应增量按时间顺序累加起来就得到了结构体系的动力反应。单自由度体系在时刻受到单位脉冲荷载的作用, 则其动力反应满足方程[2]。
式中δ (·) 为Diracδ函数。方程的解为
式中ζ为阻尼比;ωD是阻尼结构自振频率, , 其中ωn为无阻尼结构自振频率。
(2) 本文主要分析桩顶在受到冲击作用后桩身的动应力分布, 为避免土体的本构关系, 土层分布等因素给分析造成不必要的困难, 在分析中仅考虑两种极端情况: (1) 对于桩端打到岩层或坚硬的土层的情形, 桩端几乎不能下沉, 此时桩端的实际约束可视为固定端。 (2) 对于桩端打到软弱的淤泥土中的情形, 土层几乎不能对桩端位移形成任何阻碍, 此时桩端实际可视为自由端。
对上述两种情况的动力有限元分析, 可了解打桩过程这一动力问题的主要特征, 进而提出对桩本身及桩锤设备的相应改进措施, 使其在打桩过程中, 变换合适的锤击速度, 确定合适的锤击次数, 确保桩身的应力分布更加合理, 避免发生断桩和坏桩现象, 减少桩的浪费, 缩短工程工期。
1.2 模型的建立
本文中的计算模型为钢筋混凝土圆桩, 直径为500mm, 桩身长度为20m。采用显式体单元solid165对桩体进行单元划分。材料的密度为2500kg/m3, 弹性模量为3.0e10Pa, 泊松比取0.2。
1.3 荷载及位移边界条件的施加
由于本文分为两种情况进行分析。第一种情形, 桩端位于软弱土层, 按桩底为自由端考虑;第二种情形:桩身打到坚硬土层, 按桩底为固定端考虑。对两种极限情况下桩身动应力分析, 可以确定在打桩锤的作用下, 重锤的动能在桩身的传递和转化过程。
2 计算结果分析
利用ANSYS中LS-POST后处理软件, 可以获得不同结点、不同单元的应力、应变以及位移值随时间的变化情况。在LS-POST后处理界面中, 读入计算结果数据文件d3plot, 即可图形显示各种计算结果[3]。
2.1 桩身不同结点位移时间历程分析
为了显示桩身沿不同深度随时间的变化过程, 分别选择沿桩身0m、5m、10m、15m、20m处结点, 其竖向位移时间历程曲线如图2所示。
由图2所示, 在第一种情况下, 即桩端位于软弱土层, A曲线为桩顶处结点在锤击过程中位移随时间的变化历程, 从图中可以看到A点最早出现位移响应;B、C、D点随后出现位移响应。A节点处在0.004s后的较长时间内位移值保持不变。E点对应桩底面节点的位移, 由于桩底为自由端, 其出现位移响应后位移值急剧增加, 直至应力波消失后, 位移保持不变。
图3中第二种情形, 即桩身打到坚硬土层, A曲线代表的是桩顶节点随时间的位移变化, 由于A节点处于桩顶, 故最早出现位移响应。随着应力波脉冲在桩身的传播, B、C、D点依次出现位移响应, E曲线代表桩底节点的位移响应, 因为在计算模拟过程中, 假设土体打入坚硬的岩层中, 所以桩底部的位移始终为零。在时间为0.008s后, A、B、C、D四点均达到位移最大值, 这说明由桩顶处传来的压力波, 经桩底反射后在不同位置叠加, 达到峰值后开始衰减。
2.2 桩身不同结点应力时间历程分析
由图4所示, 在第一种情况下, 即桩端位于软弱土层, A曲线为桩顶单元的应力变化历程, B、C、D曲线分别代表应力波传递过程中桩身不同深度出的应力值, E曲线为桩底单元的应力变化历程。由于桩打入的是软弱土层, 桩端阻力很小, 所以由桩顶处传递至桩底的压应力波反射后成为拉力波, 两种波形的叠加使得桩底处的应力为零。此种情况下, 由于土体的粘聚力很小, 桩端阻力贡献极小, 桩端处一般不会发生破坏, 但是如果锤击荷载过大, 造成桩身中部拉应力过大, 便极易出现断桩现象。
图5所示, 第二种情形, 即桩身打到坚硬土层, A曲线代表桩顶单元的应力变化历程, B、C、D单元曲线分别代表应力波传递过程中先后经过的一些单元, 这几个单元的应力时间历程体现了应力波的传递特点, 可以很明显的看出入射波和反射波的变化过程。如D曲线所示, 在0.006s之后入射波与反射波叠加, 使得此刻D单元的应力值明显增加;在0.01s之后, 两者分开并且应力值逐渐减小。E曲线对应于桩底处的单元, 由于土体打入坚硬的岩层中, 因此在桩顶处传来的压力波经反射后仍然是压力波, 且幅值与入射波相同, 两波叠加的结果使得幅值加倍。所以在桩底处由于反射波不会衰减, 两者叠加后其应力值是最大的。由此可以看出, 当桩体打入较坚硬的土体时, 因反射波不会衰减, 使得桩端阻力很大, 容易造成桩尖处的破坏。
3 锤击桩质量控制措施
通过对打桩过程中桩身的动应力分析, 可以清晰地了解桩身的每个部位的应力变化过程, 确定桩身在打入不同土层, 以及不同锤击速度对打桩质量的影响, 根据以上的分析可以采取行之有效的措施对打桩过程进行质量控制, 确保每根桩都能发挥其最大承载力, 同时减少桩的浪费, 减少工程成本。为了充分发挥每根桩的承载力, 单个工程可选用各种不同规格的管桩和打桩锤进行施打[1]。
对于桩体打入软弱土层时, 即有限元分析的第一种情况, 此时由桩顶处传递至桩底的压应力波反射后成为拉力波, 两种波形的叠加使得桩底处的应力为零。其最大拉应力云图如图6所示, 如果锤击荷载过大, 造成桩身中部拉应力过大, 便极易出现断桩现象。所以在打桩过程中, 要控制打桩速度不能过快, 以防桩身中部拉应力过大发生断桩现象。
对于桩体打入具有一定硬度的土层时, 即与有限元分析的第二种情况大致相同, 其桩身应力变化如图7、8所示此时桩尖处由于入射波和反射波的叠加, 应力很大, 容易发生破坏。桩尖破坏部位大部分在混凝土弹性垫下, 其一个棱角先破坏, 而后发展到两面、三面。由于桩头混凝土强度不足, 桩头钢筋设置不合理, 锤击偏心, 桩垫厚度不足, 施工方案不合理等, 易产生桩头破损情况[4]。打桩用的桩帽和桩帽内的垫材, 是均匀分布打桩应力的技术措施。同时对减少桩锤对桩的直接损坏, 也有着重要的防护作用。桩帽大小要适当, 间隙过大则会引起歪斜, 打桩偏心。桩帽内的弹性垫层, 主要用以缓和冲击力, 降低打桩应力。最佳的桩帽与桩周边的间隙应为5～10 mm。垫材一般选用松木板、草垫或麻袋, 同时要根据损耗情况, 经常更换, 不能长期反复使用。如木板发硬烧焦, 桩帽出现歪斜, 就要及时处理。锤击沉桩, 锤重十分重要, 大锤打小桩或小锤打大桩, 都容易把桩打坏[5]。“重锤低击”是一种可被理论证实的有效打桩方法, 对降低打桩应力, 提高贯入度, 减少桩的损坏有良好的效果。
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。
从防止桩被打坏方面考虑, 还可以桩的材质强度为主来控制打桩应力, 以不超过材质强度为宜。国内外一些选锤规定, 大都也是用应力控制。把好钢筋混凝土预制桩的制作质量关。混凝土外形尺寸不符合要求、强度低的抗打性低的桩, 打桩措施采取得再好再全面, 也是枉然。混凝土桩的制作质量必须达到以下标准: (1) 混凝土强度符合设计要求, 浇捣密实, 严格遵守浇筑程序, 中间不得间断和留有施工缝。 (2) 混凝土配比良好, 原材料合格, 粗骨料以级配良好的碎石为宜。 (3) 养护好, 龄期足。 (4) 桩顶平, 桩身直, 桩尖正, 外观及几何尺寸符合规范标准。 (5) 主钢筋切割齐平, 不得露顶, 有足够的保护层[5]。
4 总结
本文通过有限元软件对打桩过程中桩身应力及应变的变化过程的分析, 直观显示了打桩过程中锤击荷载在桩身任意位置的传递过程, 以及应力波的传播对桩身各个部位的影响, 对实际工程具有指导作用。
(1) 通过有限元软件的后处理操作, 对锤击过程可进行动画仿真模拟, 实现对打桩全过程的动应力分析。
(2) 针对打桩过程桩身的动应力变化, 提出切实可行的质量控制措施, 并综合考虑采取相应处理方案。
(3) 由于打入桩工程施工出现质量问题处理起来要花费大量人力物力, 所以保证打桩质量是提高工程质量, 减少工程造价的重要因素之一。
参考文献
[1]钟文辉.预制打入桩在施工中的技术措施[J].山西建筑.2004, 30 (2)
[2]结构动力学[M].北京:机械工业出版社2005, 5
[3]ANSYS10.0LS-DYNA基础理论与工程实践[M].北京:中国水利水电出版社.2006, 4
[4]李甫, 王离.浅析锤击管桩与静压管桩的若干区别[J].广东土木与建筑.2004 (7)
锤击应力 篇3
1) 配备机长, 确定指挥人员。2) 分工明确:指定兼职的质安员、材料员、资料员。3) 持证上岗, 不准无证人员上岗。4) 各类人员职责明确, 尽职尽责。
2 机械设备
1) 桩机的机架必须具有足够的强度、刚度和稳定性。2) 桩帽要有足够的强度、刚度和耐打性, 内径应比桩径大20~30mm, 桩帽与桩头应设置弹性衬垫, 衬垫厚度不宜小于120mm, 厚度均匀, 经常检查及更换;3) 桩帽和桩锤之间设有150~200mm厚的“锤垫”;4) 送桩器, 做圆形、耐打, 满足送桩深度要求, 送桩器与管桩相匹配;5) 送桩器与桩头间设置1~2层麻袋或硬纸作衬层;6) 各台桩机要配备电焊机、气割工具、索具、撬械、钢丝绳、钢丝刷和拖桩时要用的桩垫;7) 安全器材:安全带、1211消防灭火筒。
3 材料
1) 预制管桩要符合规范质量要求, 认真验收, 要有出厂合格证和相关的材质资料, 现场检验桩批与材质资料相符。2) 桩尖要符合管桩桩尖构造图材质和规格要求, 逐个检验, 不合格桩尖不准用;桩尖钢板材质要有合格证。3) 接桩和焊桩尖的焊条要符合要求, 不得大于5.0m m, 要有合格证。4) 管桩堆放:φ400m m桩径最多叠放不超过3层;φ500m m只准叠放2层, 有条件单层排放, 桩两头在离地0.2m高处垫以木方, 并塞以木楔防止桩下滑。
4 管桩施工工艺
打桩:1) 桩尖焊接, 桩尖与桩端要焊牢, 最少焊两遍, 第一遍焊好后, 清渣后再焊第二遍, 焊缝应连续饱满。2) 第一节管桩就位插入地面的垂直偏差不得大于0.5%桩长, 并用测量仪器经纬仪进行校正, 必要时拔出重插。3) 施打过程中, 桩锤、桩帽和桩身的中心线应重合, 当桩身倾斜率超过0.8%时, 应找出原因设法纠正;当桩尖进土层后, 严禁用移动桩架等强行回扳的方法纠偏。4) 打桩时宜将一根桩一次性连续打到底, 尽量少停歇, 且尽可能避免在接近设计深度时进行接桩。5) 遇有较密的桩群, 采取措施, 控制相邻已打好的桩上浮, 如发现上浮过大必须进行复打到其原收锤的标准。
接桩:1) 当管桩需接长时, 其入土部分桩段的桩头宜高出地面0.5~1.0m;2) 下节桩的桩头处宜设导向箍以方便上节桩就位, 上下节桩段应保持顺直, 错位偏差宜大于2mm;3) 管桩对接时, 上下端表面应用钢丝刷清刷干净, 坡口处应刷出金属光泽;4) 焊接时宜先在坡口周围上对称点焊4~6点, 待上下桩节固定后拆除导向箍再分层施焊, 施焊宜由两个焊工以对称进行;5) 焊接层数不得少于二层, 内层焊渣必须清理干净后方能施焊外层;焊缝要求饱满连续。6) 焊条要求小于5.0m m, 超过5.0m m的焊条不得使用;7) 焊好的桩接头应自然冷却不少于10分钟后方可继续锤击, 严禁用水冷却或焊好即打;8) 接桩时上下节桩偏离时, 用撬杠移动对准, 严禁用铁锤撞击。
送桩:1) 送桩深度不宜大于2m。2) 当桩顶打至接近地面需要送桩时, 应测出桩的垂直度并检查桩顶质量, 合格后立即送桩。3) 送桩的最后贯入度应参考同一条件的桩不送桩时的最后贯入度予以修正。
收锤标准:1) PHC桩总锤击数不超过2500, 最后1m沉桩锤击数不宜超过300。2) 收锤标准以到达的桩端持力层最后三阵贯入度平均值不宜小于20mm/10击。
1) 桩身垂直度允许偏差为1%;2) 截桩后的桩顶标高允许偏差为±10mm;3) 桩顶平面位置偏差符合规定。
6 施工记录
1) 记录表内所有要填写的内容, 不准有空格。2) 桩合格证有每条桩的偏号, 所以每条桩编号要记录在打桩记录表内。
7 工期保证措施
1) 加快进场速度, 在接到业主进场通知后两天内设备进场并组装完毕, 所有工作人员就位;2) 在设备进场组装期间, 抓紧桩位标定工作, 做到工序连续衔接;3) 强化操作力度, 桩机每天12~14小时运作, 操作工人轮换工作;4) 确保设备动作正常, 派出设备维护人员驻守现场, 及时处理设备问题, 确保设备工作效率;5) 加强管桩供应运输车辆调度, 确保管桩供应和其它物资供应;6) 在施工过程中如发生异常情况, 立即向甲方现场代表汇报, 并提出建议, 为设计人员及早确定处理意见创条件;7) 配备得力的专业技术人员, 加强施工技术管理。
8 安全保证措施
1) 建立以项目经理为组长的安全生产领导小组, 形成有效、完善的管理体系;2) 强对进场职工进行安全生产教育, 提高自保、互保意识。坚持班前班后会, 提高工地全体职工的安全警觉性, 自觉执行公司制定的各项安全规章制度。3) 认真落实施工现场临时用电的安全措施, 机具设备、配电开关箱要有漏电保护和接地;施工电缆采用架空布设, 不准拖地布设;4) 做好防雨、防雷、防暑等安全措施;5) 执行逐级安全交底制度, 开工前项目总工程师要开好首次工地安全交底会议, 并办理签证手续。6) 开锤施打前, 要认真检查, 确认起重机的吊钩已脱离吊桩工具才能施打, 吊桩时要保证捆绑牢固, 人员远离起吊桩段;7) 按现定吊臂举升角度内起吊额定重量, 严禁超重起吊;8) 停机四小时以上的桩机, 必须空运行3分钟, 认证运行正常, 无异常现象方可进行施打;9) 接桩时绝对不允许随便板动手柄, 机长坚守看护, 以免桩落下伤人;10) 机械设备勤保养、勤检查, 交接班时要办理交接手续;11) 工人须持证上岗, 严禁无证人员顶替上岗现象;12) 工地按规定悬挂安全标志, 重点防范部位悬挂相应的警示牌;13) 施工过程中要有专人指挥, 全体人员服从命令听指挥;14) 夜间施工应保证有足够的照明灯光;15) 工地施工范围内不准非工作人员和闲散人员围观, 严禁小孩进入施工工地;16) 施工人员要戴安全帽, 穿防滑鞋和工作服, 严禁穿拖鞋;17) 送桩后当即将土洞填实, 方便推车行人安全。
9 文明施工管理措施
1) 严格操作规程, 坚持文明操作、文明吊装;2) 施工人员责任明确, 分工协作, 共同努力出色地完成打桩任务;3) 人人注意安全, 落实安全防范措施, 确保安全文明生产, 不出或少出安全事故和设备事故;4) 场容场貌文明, 工具、材料排放整齐;5) 注意场内清洁卫生, 垃圾废料集中堆放, 并及时清理运出场内;6) 提倡“五讲四美”, 礼貌待人、互相关心、互相帮助、互相爱护, 严禁打架斗殴违法乱纪行为;7) 注意产品保护, 爱护机具、工具和管桩;8) 精心操作、一丝不苟, 保证产品合格率100%。
参考文献
[1]中华人民共和国交通部.公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000.北京:人民交通出版社, 2000.
预应力管桩锤击施工法的质量管理 篇4
关键词：预应力管桩,静力管桩,锤击施工法,质量控制
嘉兴市某小高层住宅小区工程,由14幢11层～17层的小高层建筑组成。设计中全部采用PHC管桩;桩位数达到2 000多个。存在施工场地大、地质情况差异大、桩的入土深度不同等特点;施工采用锤击沉桩;所以本工程的桩基施工质量管理显得非常重要。本文主要从施工准备、打桩过程的施工质量管理中,分析质量要点,提出质量管理措施。
1 管桩施工准备
1.1 管桩的进场验收、起吊、堆放
现场验收观感时,应附出厂合格证、并做入场登记。桩上应注明编号、制作日期和吊点位置。对桩身的外观质量进行全面检查:桩的表面应平整、密实;局部蜂窝面积不得超过桩表面全部面积的0.5%,并且不得过分集中;由于收缩产生的裂缝深度不得大于20 mm,横向裂缝长度不得超过直径的1/2;检查端头预埋钢板的质量。管桩堆放场地要坚实平整,且最下层要在两支点下放垫木,且垫木支撑点应在同一平面上。管桩的堆放层数不得超过4层,并采取可靠的防滚、防滑措施。
1.2 施工资料(内业)准备
认真阅读地质资料,做到场地土层情况心中有数。熟悉桩基施工图与图纸会审纪要。调查周边建筑的地基情况和邻近区域内的地下管线(管道、电缆)等资料,因为管桩施工存在挤土的现象,必要时可在场地周边设置防挤土槽。若周边建筑物下可能有液化土层,则还应设置防超孔隙水压扩散的处理(排水砂桩或塑料排水带等措施)。尤其是对场地内可能存在的地下阻碍物的调查,是防止桩打不下、断桩的重要原因。认真研读桩基工程的施工组织设计或施工方案;绘制桩位编号图、施工进度计划表,确定合理的打桩顺序,收集有关荷载、施工工艺的试验参考资料。正式打桩前,应组织施工、监理、设计、地质、质监等有关人员在施工现场共同进行工艺试桩,确定贯入度、持力层的强度、桩的承载力、收锤标准等重要参数。
1.3 施工现场(外业)准备
桩基施工用的临时设施,如供水、供电、道路、排水、临时房屋等开工前准备就绪。场地平整,以保证桩架正常作业。管桩堆放场地靠近行走路线。检查管桩的标记是否清晰,分清管桩型号、壁厚。基桩轴线的控制点和水准点应设置在不受施工影响的地方。开工前,经复核后应妥善保护,施工中对桩基轴线应采取系统检查,每10天不少于1次。控制桩应妥善保护,移动时应先检查其正确性并做好记录。桩基的轴线应从基准线引出,水准点位置的设置应不受桩基影响,其数量不得少于2个。在桩身上划出长度标记,以便观察桩的入土深度及记录每米沉桩锤击数。在每根桩压入前应复核位置,其偏差不得大于20 mm。
1.4 打桩机械的确定
桩锤符合重锤低击的原则,可根据单桩竖向承载力设计值合理地选择。桩帽应有足够的刚度、强度、能耐多频次的高速撞击;桩帽应呈圆筒形,桩帽大小与管桩直径要匹配。桩垫材料应选弹性衬垫,可选用麻袋、硬纸板、水泥纸袋、胶合板等制作。衬垫应均匀,经锤击后压实厚度不宜小于120 mm,且在锤击施工中,应经常检查,及时补充或更换。
1.5 打桩顺序的确定
打桩顺序的确定,应根据桩的密集程度、桩基础与周围建筑物及地下管线的关系,考虑挤土影响。若桩较密集,桩中心距不大于4d,从中间向四周进行或中间向两端进行;若桩较密集且一侧或多侧靠近已有建筑物时,从毗邻建筑物的一侧开始由近及远地进行。根据各区桩的入土深度不同且差别较大时,宜先长后短。根据工地上所用管桩的直径不同,宜先大后小。根据建筑塔楼与裙房的关系,宜先高后低。根据整个工地布桩的疏密程度,若相差较大时,宜先密后疏。桩中心距不小于4d且场地开阔,则以桩架行走方便确定打桩顺序。
2 打桩施工
第一节管桩起吊就位,插入地面后应检查桩位及桩身垂直度偏差。桩位偏差不得大于20 mm。桩身垂直度偏差用两台经纬仪在互为90°方向上进行检测,校正后的垂直度偏差不得大于0.5%,必要时,宜拔出填砂后重插。当管桩插入地表土后遇上厚度较大的淤泥层或松软的回填土时,柴油锤应采用不点火(空锤)的方式施打,使管桩缓慢下沉。管桩施打过程中,应保持桩锤、桩帽和桩身的中心线在同一条直线上,宜重锤低击,并随时检查桩的垂直度。当垂直度偏差超过0.8%时,应找出原因设法纠正。当桩尖进入硬土层后,严禁用移动桩架等强行回扳的方法纠偏。在较厚的黏土、粉质黏土层中施打管桩,宜将每根桩一次性连续打到底,尽量减少中间休歇时间,且尽可能避免在接近设计深度时进行接桩。承台四周边缘的桩宜待承台内其他桩全部打完后重新测定桩位再插桩施打。打桩时应由专职记录员及时准确地填写管桩施工记录表。
管桩接长时,其入土部分管节的桩头宜高出地面0.5 m～1.0 m。下节桩的桩头处宜设导向箍,以便于上节桩就位。上下节桩段应保持顺直,错位偏差不宜大于2 mm。端板焊接连接,可采用手工焊接,焊接层数不得少于两层,内层焊渣必须清理干净后方能施焊外一层,焊缝应饱满、连续,且根部必须焊透。焊接时宜先在坡口圆周上对称点焊4点～6点,待上下桩节固定后拆除导向箍再分层施焊,施焊宜对称进行。焊接接头应在自然冷却后才可继续沉桩,自然冷却时间不宜少于5 min,严禁用水冷却或焊好即沉桩。
当桩顶打至接近地面需要送桩时,应测出桩的垂直度并检查桩头质量,合格后应立即送桩,送桩施工时应注意:当地表以下有较厚的淤泥土层时,送桩深度不宜大于2.0 m。送桩的最后贯入度应参考同一条件的桩不送桩时的最后贯入度予以修正。修正系数一般可取0.8。当地表以下没有淤泥土层,且持力层厚度不少于4.0 m时,送桩深度可适当加大,但不宜大于6.0 m。
终止打桩的质量控制:对于摩擦桩,终止值由设计确定,桩尖位于一般土层时,以控制桩端设计标高为主,贯入度可作参考;对于端承桩,以贯入度控制为主,桩端标高可作参考;当贯入度已达到而桩端标高未达到时,应继续锤击3阵,按每阵10 cm的锤击数大于设计规定的数值以确认是否停止锤击。结合地质资料,若发现这只是穿越较厚好土层且这3阵中锤击数有减小,则继续施打;若在浅层出现打不下,且这3阵的锤击数变大,则可能碰到障碍物,可停止锤击,进入事故处理程序。打桩过程中应详细记录每米的锤击数、桩的偏斜、最后3阵10 cm的锤击数;桩位要随打随记录,预防错打、漏打。同时应对周围建筑物,地下管线等进行观测、监护,并及时做好记录。
3 结语
本工程在实际打桩中,考虑到桩架多、队伍杂、工期紧等特点,施工单位事先做了完善的施工方案,对各打桩作业单位进行了充分的技术交底。另外对场地挤土效应作了充分的估计,在靠近市政管道处采取了防挤土沟。对于邻近河流的场地打桩,对场地适当加强,以防桩架陷落、倒塌。施工现场增加管理人员,落实值班制度。从打桩结果分析来看,整体桩基施工质量较好,桩位、桩体质量、静荷载试验数据均达到规范要求。所以,加强桩基施工前的准备、严格管理打桩过程,确实对管桩的施工质量有良好的效果。
参考文献
[1]方承训,郭立民.建筑施工[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社,1997.
[2]阮起楠.预应力混凝土管桩[M].北京:中国建材工业出版社,2000.
[3]史佩栋.实用桩基手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.