抱壓式大直徑靜壓沉管灌注樁施工工法(PHC管樁)

抱壓式大直徑靜壓沉管灌注樁施工工法工法編號：RJGF（閩）-72-2010完成單位：福建省九龍建設(shè)集團(tuán)有限公司廈門海升基礎(chǔ)工程建設(shè)有限公司主要完成人：陳加才洪子云郭云程游鳴朝吳國來1前言1.0.1目前在廈門及周邊沿海地區(qū)的高層建筑基礎(chǔ)形式應(yīng)用較多的有靜壓預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁（PHC管樁）和沉管、沖孔灌注樁。PHC管樁具有單樁承載力較高，施工速度快，低噪音等優(yōu)點(diǎn)，但PHC管樁尤其是在接樁部位易受沿海地區(qū)的地下水、鹽堿土質(zhì)腐蝕，且遇堅(jiān)硬土層、孤石易出現(xiàn)斷樁、爆樁等問題。灌注樁則易出現(xiàn)塌孔、縮頸、樁底沉渣（虛土）無法清理干凈等問題。1.0.2抱壓式大直徑靜壓沉管灌注樁結(jié)合了上述樁型的施工工藝，再加以綜合改進(jìn)。是通過靜力壓樁機(jī)以壓樁機(jī)自重及配重作反力可將直徑為600mm～800mm的帶鋼制樁靴的鋼套管采用抱壓的形式壓入地基土中，并在鋼套管內(nèi)放置鋼筋籠再灌注混凝土后拔出鋼套管形成樁體的一種成樁方法。1.0.3按本工法施工的抱壓式大直徑靜壓沉管灌注樁不僅具有PHC管樁施工速度快，低噪音的優(yōu)點(diǎn)，同時又具有承載力高，樁身質(zhì)量穩(wěn)定可靠，無接樁焊縫，抗腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。1.0.4配備特制樁靴，保證孔內(nèi)無沉渣。有效的震動裝置，結(jié)合套管反插保證了砼灌注的密實(shí)。2工法特點(diǎn)2.0.1實(shí)用新型專利技術(shù)。本工法采用的抱壓式大直徑靜壓沉管灌注樁壓樁機(jī)具有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的實(shí)用新型專利技術(shù)。2.0.2施工快捷、應(yīng)用靈活。采用可螺旋連接的鋼套筒，大大提高接樁效率，施工周期短，速度快；根據(jù)施工情況，參照地質(zhì)資料，可靈活選擇樁長、樁徑，實(shí)現(xiàn)動態(tài)設(shè)計，節(jié)省投資。2.0.3符合環(huán)保要求。采用抱壓式大直徑靜壓沉管灌注樁壓樁機(jī)施工，噪音低、無泥漿污染。2.0.4壓樁能力強(qiáng)。采用特制樁尖，能夠貫穿N63.5=30～60擊的中粗砂土層、全風(fēng)化層進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化層、對直徑在300～600mm孤石存在的場地可正常施工2.0.5成樁質(zhì)量可靠。在拔樁階段開啟獨(dú)立震動裝置，配合鋼套筒間隔反插運(yùn)動，成功解決大直徑灌注樁混凝土澆搗不密實(shí)的問題，且無接樁焊縫，樁身抗腐蝕性強(qiáng)。2.0.6承載力直觀，有利于施工質(zhì)量控制。壓樁力是樁側(cè)阻力和樁端阻力的綜合反映。從終壓力能預(yù)估單樁豎向承載力。本工法采用的壓樁機(jī)具有數(shù)字化顯示實(shí)時壓樁力數(shù)據(jù)功能，可直觀了解樁的承載力，有助于施工質(zhì)量控制。2.0.7施工機(jī)械化程度高，施工工況安全度高。3適用范圍對地質(zhì)條件復(fù)雜、城市生活環(huán)境質(zhì)量要求高和近海區(qū)域地下水具有腐蝕性的場地具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。能夠貫穿N63.5=30～60擊的中粗砂土層、全風(fēng)化層進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化層、對直徑在300～600mm孤石存在的場地可正常施工。4工藝原理本工法使用抱壓式大直徑靜壓沉管灌注樁壓樁機(jī)，該設(shè)備具有沉管、拔管和震動功能，配備可快速螺旋對接和拆卸鋼套管的裝置，能便捷地將鋼套管沉入和拔出。以壓樁機(jī)自重及樁架上的配重作反力，采用抱壓的形式將直徑為600mm～800mm，單節(jié)長度10米～20米長可接管并配有特制鋼樁靴的鋼套管沉入地基土中，當(dāng)進(jìn)入所需持力層達(dá)到設(shè)計終壓要求后進(jìn)行驗(yàn)孔，放入鋼筋籠，灌注混凝土，拔升樁管并間隔反插，采取超灌混凝土、加碎石增壓的方法形成樁體。5施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1工藝流程抱壓式大直徑靜壓沉管灌注樁工程工藝流程見圖5.1安全檢查安全檢查施工準(zhǔn)備技術(shù)交底設(shè)備就位試沉樁第一節(jié)鋼套就位樁管底端套鋼板樁靴校驗(yàn)垂直度所需的鋼筋、碎石進(jìn)場場地平整及障礙物清理、放樣定位設(shè)備進(jìn)場靜壓沉樁（管）靜壓沉樁（管）對接下節(jié)鋼套管達(dá)終壓條件放置鋼筋籠灌注混凝土和測驗(yàn)加灌碎石并注水，拔管、間隔反插拆除鋼套管拔管完畢、移機(jī)單樁施工資料匯總探孔（檢查樁底有無進(jìn)泥進(jìn)水樁靴是否完好）開抱夾式振動機(jī)進(jìn)行下一根樁的施工圖5.1工藝流程圖5.2操作要點(diǎn)5.2.1施工準(zhǔn)備工作1組織進(jìn)場作業(yè)班組人員，按計劃工種、人數(shù)需要配備齊全。2調(diào)查場地及場地周邊可能影響施工或受施工影響的地下及地上管線、建（構(gòu)）筑物及障礙物，并制定實(shí)施防擠、監(jiān)測和預(yù)加固等措施。3清理現(xiàn)場防礙施工的高空、地面和地下障礙物。4整平壓實(shí)施工范圍內(nèi)場地，應(yīng)確保達(dá)到樁機(jī)行走和撥管作業(yè)要求。5場地周圍布置好排水系統(tǒng)，修建現(xiàn)場內(nèi)臨時道路。6對施工現(xiàn)場的運(yùn)輸?shù)缆吠貙?、加固、平整和?yàn)收。7布置測量控制網(wǎng)、水準(zhǔn)基點(diǎn)，按樁位圖放線定位。軸線和樁位放樣應(yīng)經(jīng)復(fù)核無誤后才能施工。5.2.2靜壓沉管施工1設(shè)備進(jìn)場后，應(yīng)進(jìn)行安裝和調(diào)試，然后移機(jī)至試樁位處就位并調(diào)平。2樁機(jī)的機(jī)架和配重總重應(yīng)不小于預(yù)估最大壓樁力的1.1倍。3為驗(yàn)證及確定單樁承載力以及終壓力控制標(biāo)準(zhǔn)，正式施工前應(yīng)進(jìn)行試沉樁。終壓控制標(biāo)準(zhǔn)及樁長由建設(shè)、設(shè)計、監(jiān)理和施工各單位共同確定，并形成文件（會議紀(jì)要）以指導(dǎo)工程施工。4制定合理的施工順序，遵循先中間后外圍，先長樁后短樁的壓樁順序。5樁管與鋼樁靴的連接應(yīng)牢固可靠。6每個臺班開工前或完工后應(yīng)對鋼套筒進(jìn)行清理，保證管壁無混凝土附著，第一根樁壓樁前應(yīng)對套管內(nèi)壁進(jìn)行噴水濕潤。7第一節(jié)鋼套就位后，應(yīng)用經(jīng)緯儀或吊錘線在兩個相互正交方向檢查樁管的垂直度。8鋼套管之間采用螺紋對接。操作夾樁箱夾住底部鋼套管，用吊機(jī)吊入上節(jié)鋼套管并垂直導(dǎo)入液壓回轉(zhuǎn)器的驅(qū)動套中。9終壓力和樁長達(dá)到終壓控制要求后方可停止沉樁。觀察壓力所用的壓力表等儀器設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行檢定。10終壓控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以終壓力控制為主，樁長為輔。11檢查樁管內(nèi)底部是否吞樁尖或進(jìn)泥進(jìn)水，如有則應(yīng)清除。12做好靜壓沉樁過程中施工記錄，每根樁的施工記錄均應(yīng)包括每米的壓樁力和終壓力。5.2.3鋼筋籠制作與吊放1鋼筋籠按設(shè)計要求制作。應(yīng)在地面專用臺架上制作，焊接質(zhì)量應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，并按規(guī)定設(shè)置扶正裝置（鋼筋環(huán)）。2搬動及吊放鋼筋籠時，應(yīng)合理設(shè)置多個鋼筋籠受力點(diǎn)，以防變形。3鋼筋籠放入鋼套管時要慢且穩(wěn)，防止鋼筋籠下部受壓彎曲。5.2.4灌注砼與拔管1宜使用符合設(shè)計要求的預(yù)拌商品細(xì)石混凝土。2根據(jù)施工條件，混凝土灌注可采用泵送或?qū)Ｓ昧隙贰?若用長樁管施工短樁時，如拔管允許，混凝土可以一次連續(xù)灌足。4灌注后砼面應(yīng)在樁頂設(shè)計標(biāo)高以上。5混凝土灌注完成后須加灌碎石至地面，碎石灌注完成后應(yīng)進(jìn)行注水至水面露出碎石面。6灌注過程由專人看管開啟震動錘，拔管時實(shí)行反插操作，保證樁身混凝土密實(shí)及保證樁徑要求。7當(dāng)鋼套管接頭部位拔出到夾樁箱上表面時，開啟轉(zhuǎn)盤扳手進(jìn)行鋼套管脫節(jié)。8拔管速度要均勻，嚴(yán)格控制拔管速度。9做好砼灌注過程中各項(xiàng)施工記錄。5.3勞動力組織序號工種人數(shù)職責(zé)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人1項(xiàng)目總協(xié)調(diào)工作施工員2及時解決施工中出現(xiàn)的技術(shù)問題，作好各種原始記錄指揮1各道工序指揮，及時組織力量排除施工中出現(xiàn)的故障樁機(jī)司機(jī)1壓樁機(jī)的操作及日常維修保養(yǎng)吊機(jī)司機(jī)1吊機(jī)的操作及其日常維修保養(yǎng)電工1現(xiàn)場全套施工機(jī)械電器設(shè)備的安裝和安全使用機(jī)修工1現(xiàn)場全套機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和維修保養(yǎng)鋼筋工4鋼筋籠的綁扎及安裝混凝土工2混凝土澆筑等一般工人2其它事務(wù)合計166材料與設(shè)備6.0.1主要施工表6.0.1主要施工機(jī)械設(shè)備表序號機(jī)具名稱型號規(guī)格數(shù)量用途/備注1抱壓式大直徑靜壓沉管灌注樁壓樁機(jī)ZYJ系列1臺系該列分別有800T、900T、1000T等噸位2起重機(jī)QY251臺裝于壓樁機(jī)上配套使用3電焊機(jī)BX1-300F-34臺焊籠及維修4鋼套管600-800mm3套灌注樁成孔5經(jīng)緯儀J22臺觀測垂直度6全站儀BTS-802C1臺測量放樣7鉛錘/2個觀測垂直度6.0.2ZYJ1000F型抱壓式大直徑靜壓沉管灌注樁項(xiàng)目參數(shù)中位主壓樁缸單獨(dú)工作最大壓樁力(24.1Mpa)500tf最大壓樁速度(油壓<16Mpa)4.3m/min最小壓樁速度(油壓一24.3Mpa)1.34m/min中位主副壓樁缸同時工作最大壓樁力(24.1Mpa)I000tf最大壓樁速度(油壓<16Mpa)1.03m/min最小壓樁速度(油壓=24.1Mpa)0.67m/min正常壓樁時的壓樁行程(一次)(不裝反頂橫粱及反頂油缸)1.8m打沉管灌注樁時的壓拔樁行程(一次)1.25m邊樁最大壓樁力(24.1Mpa)500tf行走能力縱向行程(一次)≤3.6m橫向行程(一次)≤0.7m轉(zhuǎn)角(一次)≤8°行走速度前進(jìn)≤4.3m/min后退≤7.2m/min左移≤4.3m/min右移≤6.2m/min升降行程1.1m單樁長度>3m，<16m接地比壓(1000t時)長船15tf/m2短船18.8tf/m2│正常壓樁位邊樁距離4580mm配邊樁器后邊樁距離1000mm角樁距離1530mm7質(zhì)量控制7.0.1樁靴質(zhì)量表7.0.1樁靴質(zhì)量允許偏差序號項(xiàng)目允許偏差（mm）檢查頻率檢驗(yàn)方法1鋼板厚度±1抽取總數(shù)的10%用鋼尺2樁靴外徑±10用鋼尺3樁靴高度±10用鋼尺4靴尖偏位±10用鋼尺7.0.2沉樁過程中鋼套管垂直度應(yīng)符合福建省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》DBJ13-59-2004第5.2.3條管樁沉樁施工規(guī)定的要求。7.0.3沉樁結(jié)束時應(yīng)達(dá)到設(shè)計終壓控制標(biāo)準(zhǔn)的要求。7.0.4成樁質(zhì)量驗(yàn)收應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50202-2002第5.6節(jié)的有關(guān)混凝土灌注樁質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)定的要求。8安全措施8.0.1認(rèn)真貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定、條例，結(jié)合施工單位實(shí)際情況和工程的具體特點(diǎn)，對施工人員進(jìn)行崗位安全、施工文明教育和安全技術(shù)交底，明確各級人員的職責(zé)，抓好工程的安全生產(chǎn)。8.0.2施工現(xiàn)場按防火、防風(fēng)、防雷、防觸電等安全規(guī)定及安全施工要求進(jìn)行布置，并設(shè)置各種安全標(biāo)識。8.0.3施工現(xiàn)場的臨時用電嚴(yán)格按照《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。8.0.4實(shí)行三相五線制，各種電器設(shè)備應(yīng)按規(guī)定接地接零，配電開關(guān)應(yīng)設(shè)箱加鎖，應(yīng)一機(jī)一閘一漏電保護(hù)，熔絲與線路用電設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷應(yīng)相匹配，非生產(chǎn)時要切斷電源并上鎖。8.0.5施工人員必須經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)，取得合格證后方可上崗操作。8.0.6進(jìn)入現(xiàn)場人員必須戴安全帽，穿工作鞋，高空作業(yè)時必須系安全帶。8.0.7開工前各崗位操作人員必須檢查設(shè)備情況，并應(yīng)定期檢查維護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行情況。8.0.8施工場地應(yīng)整平壓實(shí)，確保坡度和表層地基土承載力滿足樁機(jī)正常行走和作業(yè)要求。8.0.9樁機(jī)配重應(yīng)滿足壓樁力的要求，防止浮機(jī)，在施工中，出現(xiàn)浮機(jī)現(xiàn)象時，應(yīng)使樁機(jī)先回位，然后再繼續(xù)施工。8.0.10壓樁力不得超過壓樁機(jī)的額定壓樁力。8.0.11樁機(jī)與高壓電線應(yīng)保持一定安全施工距離。8.0.12應(yīng)嚴(yán)格按照安全操作規(guī)程進(jìn)行開機(jī)檢查、上下機(jī)器、移機(jī)、正常作業(yè)及定期保養(yǎng)，確保機(jī)械處于正常狀態(tài)，嚴(yán)禁帶病工作。8.0.13樁機(jī)移動或回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)、配重下方、起重機(jī)周圍及起重臂回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)嚴(yán)禁站人；作業(yè)時應(yīng)設(shè)圍欄和標(biāo)志，非作業(yè)人員要離開樁機(jī)10m以外；作業(yè)人員不得靠近樁機(jī)底座的升降部位。8.0.14樁機(jī)行走、回轉(zhuǎn)或大幅度升降時，地面應(yīng)有專人觀察、配合的指揮。8.0.15保護(hù)電纜不被碾壓，不得被障礙物纏繞和阻撓，也不能被其它物體覆蓋。8.0.16施工后沉樁孔口應(yīng)及時加蓋或回填。8.0.17鋼筋籠應(yīng)嚴(yán)格按照起吊方案標(biāo)識的吊點(diǎn)位置進(jìn)行吊放。吊放時應(yīng)有專人指揮，嚴(yán)禁超負(fù)荷吊裝、嚴(yán)禁在地上拖拉。8.0.18當(dāng)需要人員乘專用吊籠下到樁底檢查作業(yè)時，應(yīng)有通風(fēng)設(shè)施并在樁管口設(shè)專人聯(lián)絡(luò)監(jiān)護(hù)。8.0.19嚴(yán)格遵守樁基施工其它安全生產(chǎn)規(guī)定。9環(huán)保措施9.0.1嚴(yán)格執(zhí)行《建筑施工現(xiàn)場環(huán)境與衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》等國家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)和規(guī)章，加強(qiáng)對施工燃油、工程材料、設(shè)備、廢水、生產(chǎn)生活垃圾、棄渣的控制和治理，遵守有關(guān)防火及廢棄物處理的規(guī)章制度，做好交通環(huán)境疏導(dǎo)，充分滿足便民要求，認(rèn)真接受城市交通管理，隨時接受相關(guān)單位的監(jiān)督檢查。9.0.2將施工場地和作業(yè)區(qū)限制在工程建設(shè)允許的范圍內(nèi)，合理布置、規(guī)范圍擋，做到標(biāo)牌清楚、齊全，各種標(biāo)識醒目，施工場地整潔文明。9.0.3對施工中可能影響到的各種公共設(shè)施制定可靠的防止損壞和移位的實(shí)施措施，做好施工中的監(jiān)測、應(yīng)急措施。同時，將相關(guān)方案和要求向全體施工人員詳細(xì)交底。9.0.4采取設(shè)立隔音墻、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允許值以下，同時盡可能避免夜間施工擾民。9.0.5對施工場地內(nèi)道路進(jìn)行硬化，灑水降塵，防止塵土飛揚(yáng)，污染周圍環(huán)境。10效益分析10.0.1提高了施工環(huán)境效益。本工法采用的抱壓式大直徑靜壓沉管灌注樁壓樁機(jī)先進(jìn)環(huán)保，既避免了使用柴油錘或液壓錘錘擊沉管時產(chǎn)生的噪音，且在施工場地內(nèi)不造成沖孔灌注樁產(chǎn)生的泥漿污染。10.0.2節(jié)省建設(shè)投資。采用本工法可根據(jù)建設(shè)情況，參照地質(zhì)資料，靈活選擇樁長、樁徑，實(shí)現(xiàn)動態(tài)設(shè)計，節(jié)約成本。10.0.3縮短工期，提高施工質(zhì)量。本工法使用可接長鋼套管沉樁，鋼套管采用螺紋旋接，現(xiàn)場操作快捷，壓樁速度快，每臺機(jī)可完成10-15根/天，施工工期短。壓樁能力強(qiáng)，有效地保證了樁管到達(dá)設(shè)計持力層，在砼灌注拔套管階段開啟獨(dú)立震動裝置，配合鋼套筒間隔反插運(yùn)動，成功解決大直徑灌注樁混凝土澆搗不密實(shí)的問題，且無接樁焊縫，樁身抗腐蝕性強(qiáng)，成樁質(zhì)量可靠。11應(yīng)用實(shí)例11.0.1龍泉華庭一期漳州市龍泉華庭一期工程，開工日期2008年10月12日，工期90天?；A(chǔ)采用抱壓式靜壓沉管灌注樁，施工機(jī)械為ZYJ1000F型靜力沉管灌注壓樁機(jī)。一標(biāo)段樁徑700mm，樁數(shù)850根，樁長15～30m，混凝土強(qiáng)度為C35，單樁豎向抗壓極限承載力為6600KN；樁徑600mm，樁數(shù)981根，樁長15～25m，混凝土強(qiáng)度為C35，單樁豎向抗壓極限承載力為4400KN。二標(biāo)段樁徑700mm，樁數(shù)246根，樁長15～30m，混凝土強(qiáng)度為C35，單樁豎向抗壓極限承載力為6600KN；樁徑11.0.2龍泉華庭二期漳州市龍泉華庭二期工程，位于漳州市角美新城區(qū)仁和路和洪岱路交匯處，開工日期2009年12月23日，工期65天?；A(chǔ)采用抱壓式靜壓沉管灌注樁