轨道梁基础PHC桩施工技术探讨

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摘要: PHC桩是在近代高性能混凝土(HPC)和预应力技术的基础上发展起来的混凝土预制构件,它是建设部科技成果重点推广项目。由于它的卓越性能,得到了建筑界人士的青睐,在国外发展迅速,日本、港澳地区及东南亚各国使用都很广泛。现以月东油田A平台为例,对整个桩基施工过程及工艺进行总结、分析,以期能对类似工程起到借鉴作用。

Abstract: PHC pile is the concrete prefabricated components developing the basis of the modern high-performance concrete (HPC), and prestressed technology, and is the key popularized project of the Ministry of Construction technological achievements. Because of its superior performance, it received the favor of the construction industry, had the rapid development in foreign countries, and were very widely used in Japan, Hong Kong and Macao and Southeast Asian countries. Taking Yuedong oilfield A platform as an example, this paper makes summary and analysis on the entire construction process and technology of pile in order to play a reference role for similar projects.

关键词: PHC桩;桩基施工;桩基施工工艺

Key words: PHC pile;foundation construction;piles construction technology

中图分类号:TU74 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)29-0097-01

0引言

预应力高强混凝土管桩(简称PHC桩)是专业工厂里采用先张法预应力和离心成型工艺,经过蒸压养护而制成的一种空心圆筒体的等截面构件,运往施工现场后,通过锤击或静压的方法沉入地下作为建(构)筑物的基础。这是一种新型的基桩,广泛应用于工业与民用建筑、桥梁、港口码头、水利工程等,在国家建设中发挥了愈来愈大的作用。

1工程简介

月东油田A平台钻机基础设计、建造及管道预埋工程服务由于平台上施工场地狭窄、工期紧等要求,轨道梁基础工程全部采用25～30m长的AB型?准600×110mm的phc桩,本工程设计AB型?准600×110mmPHC管桩共计90根,根据不同桩长设计单桩允许承载力分别为:1379.1KN,2338.6KN,2633.6KN。钻机基础PHC管桩施工的地层结构主要分为三层,即:上部的回填开山石渣及中粗砂,底标高为-5.40m;淤泥质粉质粘土及粘土,底标高为-5.40～-16.0m;粉细砂,底标高为-16.0m以下。

2施工准备

①施工机具及管桩材料的选择。本次施工采用锤击沉桩的施工工艺,打桩机采用步履式行走柴油锤打桩机,桩锤型号为DD83型,经计算可以满足本次PHC桩沉桩施工的需要,所有施工机械均有检测的合格证书。PHC管桩砼强度C80,采用高压高温养护,单桩竖向承载力设计值4450KN,满足设计要求。②测量放样。根据实际打桩线路图,按施工区域划分测量定位控制网,一般一个区域内根据每天施工进度放样5～10个桩位,在桩位中心点地面上插入一支约30～40cm长的小竹片桩,并用红油漆作好记号。在沉桩过程中,要经常对控制点进行复核,并作好定位记录和技术复核记录。③PHC桩的吊装、运输及堆存。PHC桩混凝土度宜超过80%时才能吊装,吊装有两种方法:桩长大于13m的PHC桩采用支点法,两支点设在离桩两端0.13L处;桩长不大于13m时,采用直接进行水平起吊。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,桩的堆放层数不得超过三层。

3施工工艺

PHC桩沉桩施工工艺流程图如右:

①施工顺序。沉桩施工顺序一般宜采用先长桩后短桩,先大径后小径的原则,自中间向两边对称施工以减小沉桩时的挤土效应。②桩机就位、插桩。检查桩机,确认设备运转正常后按照预先测放好的桩位移动打桩机就位,并对中,调正。履带吊车取桩起吊前在桩身上划出以米为单位的长度标记并将开口桩尖焊接到底桩上,起吊支点按设计要求取在距桩端(无桩尖)0.13L处;将桩吊起后,缓缓的将桩一端送入桩帽中,对位准确后,再用两台经纬仪(轴线互相垂直)双向调整桩的垂直度;插入时的垂直度偏差不得超过0.5%。③锤击沉桩。因上部地层为回填砂,初打时下沉量较大,宜低锤轻打,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、桩身保持在同一轴线上。每根桩宜连续一次打完,不要中断,以免难以继续打入。④接桩。接桩采用端板式焊接接头。先将焊接面清刷干净,再在下节桩头上安装导向箍引导就位,当PHC桩对好后,对称点焊4～6点加以固定,然后拆除导向箍。由2名电焊工手工对称施焊,焊接层数应大于等于二层,内层焊渣必须清理干净后再焊下一层,要保证焊缝饱满连续,焊好的桩接头应自然冷却3～8分钟后方可锤击沉桩,严禁用水冷却或焊好即打。⑤打桩收锤及收锤标准。收锤标准应根据场地工程地质条件、单桩承载力设计值、桩的规格和长短、锤的大小和落距等因素,综合考虑最后贯入度、总锤击数及最后1m沉桩锤击数、桩端持力层岩土类别及桩尖进入持力层深度等指标来确定,收锤标准应通过试打桩来确定。

4过程数据整理

打桩过程中应详细记录各种作业时间,每打入1m的锤击数、桩位置的偏斜和最后1m的锤击数等。按规范要求整理成表并进行质量评价,必要时进行静载与动载试验。

5桩基检测

PHC桩沉桩结束后委托上海港湾工程质量检测有限公司对所打桩分别采用高应变及低应变进行了检测,检测按照《JGJ106―2003》标准进行。小应变检测42根,桩身完整性良好,均被评为Ⅰ类桩;高应变检测12根,单桩竖向极限承载力最高达4345KN(桩长30.6m),最低为2814KN(桩长25.6m),均满足设计要求。

6施工体会

①PHC桩强度高,抗弯性能好,具有卓越的贯入性能,施工速度快,工期短。另外,由于PHC桩采用预应力螺旋筋,抗裂性好,因此成桩质量可靠,不易损坏,实际施工中,无一根桩破裂报废,这是其它预制桩所不具有的特点。②合理确定桩垫:桩垫置于桩帽下部套筒里,起保护桩头作用,用麻袋、胶合板等制作,其厚度不宜小于12cm。桩头衬垫效应对锤击应力有着直接影响,可延长锤击作用时间、降低锤击速度,并借以降低锤击应力。③选择合理的打桩施工顺序不仅能减小桩的侧向位移,还能减小挤土效应对施工产生的不利影响。

7结束语

PHC桩的单位承载力造价是各种桩型中较低的,且综合经济效益指标也好于其他桩型。PHC桩在工厂商品化生产,能按施工要求及时供桩,施工前期准备时间短,一般能缩短工期1～2个月。有利于推行文明施工,施工现场无砂石、水泥,无泥浆污染,对施工现场狭窄的工程尤为有利。

参考文献:

[1]中国建筑标准设计研究院.预应力混凝土管桩.中国计划出版社,2008.

[2]徐至钧,李智宇.预应力混凝土管桩设计与施工.机械工业出版社,2005.4.