建筑樁基礎施工如何進行試樁?
案例工程為高層住宅小區(qū),,總建筑面積為269609m2,,地下室建筑面積68121m2,,結構類型為鋼筋混凝土框剪結構。
一,、工程概況
本項目基礎為(PHC)B型靜壓預應力高強混凝土管樁(有抗拔樁和非抗拔樁兩種),,樁身直徑為φ500,壁厚為125mm,,樁身混凝土強度等級為C80,,抗?jié)B等級≥P10,鋼筋的混凝土保護層厚度≥40mm,。樁端持力層為強風化層,,由承臺底計起樁長約21~35m,樁端進入持力層深度≥1米,單樁豎向抗壓承載力特征值為1800kN,,抗拔樁的單樁抗拔承載力特征值為300kN,。
二、試樁目的及試樁位置選擇
(一)試樁目的
1,、本次試樁的主要目的是驗證壓樁設備的適用性和摸索PHC管樁靜壓法施工的壓樁速度,、壓力、樁長控制等工藝參數,,并進行樁身質量檢測,,了解樁體完整性,樁長及承載力,,并確定沉樁施工時停止送樁的最終壓力等,。
2、確定管樁施工時的機械組合,、人員配置及作業(yè)組織,保證施工質量的控制措施等,。
(二)試樁位置選擇
1,、試樁數量
根據設計施工圖、地勘報告及《建筑基樁檢測技術規(guī)范》(JGJ 106-2014)要求,,本工程擬選取工程總樁數1%用于試樁,,選取樁均不是工程樁。
2,、試樁時間
擬定試樁時間為2018年2月5日~2018年2月8日,。開始試驗的時間:預制樁在砂土中入土7天后;粘性土不得少于15天,;對于飽和軟粘土不得少于 25 天,。本工程地質為:耕土,、淤泥質土、粉質粘土,、全風化泥質粉砂巖,、強風化泥質粉砂巖、中風化泥質粉砂巖,、微風化泥質粉砂巖,;試驗時間為壓樁后25天。由于目前試樁不會發(fā)生擠土效應,,這與大規(guī)模施工,、群樁發(fā)生擠土效應的正式施工條件有所不同,因此靜載試驗得到的極限承載力會比實際工程中的工程樁要高一些,,故本次靜載試驗暫按單樁承載力特征值大于等于2100KN考慮,。試驗計劃暫定于2018年3月5日進行,具體以實際開始時間為準,。
3,、試樁位置
根據設計施工圖、地勘報告及《建筑基樁技術規(guī)范》(JGJ 106-2014)要求,,試樁條數為總樁數的1%,,且選取樁不是工程樁,試樁分2次進行,,前期因業(yè)主要求,,場地基本平整后進行第一次試樁,選取點為:1#試樁位為:X=1912.136,;Y=56615.262,,2#試樁位為:X=1890.389;Y=56615.789,,3#試樁位為:X=1898.838,;Y=56629.468,選取理由為該段區(qū)域屬于高層建筑,,且該位置樁機能利用現有道路進場試樁,。第二次試樁為場地已達到可施工階段,能正式進行施工,,試樁點選取位置,,由業(yè)主或設計根據地勘報告及相關要求隨機抽取,且試樁樁中心離工程樁中心之間的間距按不小于3倍樁直徑原則來定點,。試樁位置需分散點,,9棟高層的ZK43、ZK44淤泥土層有17米厚,比較有代表性,,建議此處設置一兩個試樁點,。
4、試樁準備
1)場地平整:清除地表土,,原地面進行換填處理,,并進行碾壓,使其滿足大型機械進場施工條件,。
2)HJYZ600靜壓式壓樁機進場安裝,,并進行調試,滿足施工正常運轉的條件,。
3)按照設計規(guī)格與具有相應加工能力的廠家簽定合同,,進行外購管樁,預應力管樁的規(guī)格,、質量必須符合設計要求,,并有出廠合格證,現場按要求進行驗收,。在樁身上以米為單位畫出標記,,以便壓樁時觀察樁的入土深度。
4,、管樁連接使用的焊條型號,、性能必須符合設計要求和相關技術標準的規(guī)定。鋼質送樁器與管樁規(guī)格相匹配,,符合使用要求,。
三、材料準備及機械設備
(一)材料準備
1,、PHC管樁
根據試樁要求,,試樁條數為總樁數的1%樁數作為試樁,第一次試樁因業(yè)主要求及前期場地受限,,試樁條數為三根,,管樁長度按入強風化5米計算,長度分別為:1#試樁位(X=1912.136,;Y=56615.262)=26.5+5=31.5米,;2#試樁位(X=1890.389;Y=56615.789)=32.1+5=37.1米,,3#試樁位(X=1898.838;Y=56629.468)=33.5+5=38.5米,。第二次試樁,,因已達到施工條件,試樁長度根據現場選取的樁位結合現場勘察報告配樁,樁長應適當預留長點以便后期靜載試驗不用開挖土方,。試樁為(PHC)靜壓預應力高強混凝土管樁,,樁身直徑為φ500,壁厚為125mm,,樁身混凝土強度等級為C80,,抗?jié)B等級≥P10,鋼筋的混凝土保護層厚度不小于40mm,。本工程所有管樁均為B型管樁,。
2、材料
焊條,、液壓油等其他材料
(二)機械設備
1,、成樁設備
采用液壓靜力樁機型號:HJYZ600,靜壓樁機進行壓樁,,機械采用液壓式機械,,施工方法采用靜壓式。樁尖采用平底十字型樁尖,,并配長度合適的送樁器,。
2、其他配合機具設備
接樁及焊接樁尖采用二氧化碳氣保護焊即可,,截樁采用專用的鋸樁器,。測量及檢測器具主要有測放樁位的電子全站儀,控制樁頂標高的水準儀,,以及測量管樁外觀尺寸的卷尺,、游標卡尺等。
四,、施工工藝原理
管樁施工采用液壓入樁(靜壓法)的施工方法,。施工前,平整場地,,并按照設計布置樁位進行測量定位,。管樁采用靜壓預應力高強混凝土管樁,管樁由專業(yè)生產廠家提供,。樁機就位后,,利用吊車(壓樁機自帶的起吊設施)吊起管樁進行喂樁,通過靜壓樁機中心的夾具對樁進行夾抱,,調整垂直后進行試壓,。試壓時,靜壓樁機機身通過油缸支持安裝在大小步履上的小車,,小車在大小步履軌道上由油缸控制運動,,抱壓樁時,借助自重及配重施加壓樁力,管樁在自重及配重靜壓力作用下逐漸將樁壓入地基土中,,然后通過焊接將上下兩節(jié)管樁連接實現連接,,并通過送樁器將樁頂送到設計標高的一種成樁工工藝。
五,、施工方法
(一)施工前準備工作
1,、 技術交底工作
收集工程地質資料,領會設計圖紙意圖,,結合現場周邊狀況,,確定試樁部位。組織管理人員學習有關圖集,、圖紙,、施工規(guī)范、技術標準以及技術文件,,由技術負責人參與技術交底,,并牽頭組織試樁方案技術交底工作。
2,、 測量工作
根據規(guī)劃局提供的控制點,,施放軸線和樁位,每個樁點插短鋼筋,,并做成管樁等徑模具,,白灰沿模具撒放。到樁機就位后再進行復測,。測量定位,、放線、復核工作由專人負責,,對測量儀器定期檢查,,做好測量定位放線的原始資料。形成的定位,、放線測量成果資料用書面形式報監(jiān)理和業(yè)主復核檢查,,軸線偏差不小于1cm,樁位偏差小于2cm,,確認后方可開始施工,。
3、場地平整
清除地表雜物,,并填平場地中的坑洼處,,有些地方標高不夠需要填素土至樁頂30cm以上,并沿場地四周挖溝排水至集水坑進行集中排水,。場地地基承載力不應小于壓樁機接地壓強的1.2倍,。
4,、 預應力管樁的成品檢查
檢查預應力管樁出廠合格證和主要質量指標(砼強度),再進行外觀檢查,,同時做好檢查記錄。經監(jiān)理驗收,,并簽字認可,。對管樁兩端應清理干凈,施焊面上有油漆雜物污染時,,應清刷干凈,。不合格的樁及時清退出場。PHC混凝土管樁進場選自.投標書代寫網 yipai178.com 后與監(jiān)理,、供應商三方一起對進入施工現場的PHC樁進行檢查驗收,,并辦理驗收手續(xù),做好檢查記錄及標識工作,。PHC樁主要檢查樁的外觀尺寸及管樁的產品證明書,。在施工過程中對管樁強度有疑義時,要及時與業(yè)主和監(jiān)理進行溝通,。PHC樁的外觀尺寸允許誤差根據《先張法預應力混凝土管樁》(GB13476-2009)的規(guī)定進行驗收,,應符合下列要求:
PHC樁材的驗收方法,如下表所示:
5,、 管樁堆放和裝卸方法
1)堆樁場地應平整,、堅實,防止產生不均勻沉降,,樁堆存時,,必須要有可靠的防滾、防滑措施,。
2)采用吊車裝卸,,汽車運輸,由于每節(jié)管樁長≤15m采用兩端勾吊吊運(如圖A所示),。
3)樁堆放底層應在距兩端0.20L吊點位置放好墊枕(如圖B所示),,墊枕支撐點應在同一平面上,堆放層數不得超過三層,,不同規(guī)格的樁必須分開堆放,。
4)裝卸時應輕起輕放,嚴禁拋擲,,碰撞,、滾落,吊運過程應保持平穩(wěn),,避免劇烈振動,,防止樁身裂損,。
5)樁在起吊時應使每個吊點同時升起,每個吊點受力均勻,。
6,、設備準備情況的檢查
壓樁機安裝就位,按需要的總重量配置壓重,,并調平樁機平臺,。打樁前認真檢查打樁機設備及起重工具。
(二)探樁
根據測量定位點,,利用同直徑的鋼管用靜力壓樁機壓穿越表層土,。如果場地土層狀況良好,為了提高工效,,可以不用探樁,,直接壓樁即可。
(三)吊樁插樁
根據每孔設計樁長選擇每節(jié)樁長和壓樁順序并編號,,最后一節(jié)有效樁長不宜小于5m,。利用樁機自身起重機按編號順序吊樁就位,再用夾具持樁對準測量定位點插樁入孔內,。樁壓入過程中修正樁的角度非常困難,,因此就位時應正確安放。第一節(jié)管樁插入地下時,,必須保持位置及方向正確,。開始要輕壓,認真檢查,,若有偏差應及時糾正,,必要時要拔出重壓。樁的垂直度安排專人采用用兩臺經緯儀進行監(jiān)控,,經緯儀應設置在不受打樁影響處,,且大約互成90°的方向上,并經常加以整平,,監(jiān)測導架保持垂直,,通過樁機導架的旋轉、滑動及停留進行調整,。
(四)壓樁
利用樁機的重量由液壓系統(tǒng)持樁將管樁垂直壓入土中,,并隨時用兩臺經緯儀雙向控制管樁的垂直度,并觀察壓樁的壓力與深度,。初壓時如果下沉量較大,,宜采取輕壓,隨著沉樁加深,,沉速減慢,,壓力逐漸增加,,沉樁速度一般控制在1m/分鐘。在整個壓樁過程中,,要使壓桿,、樁身盡量保持在同一軸線上。必要時應將樁架導桿方向按樁身方向調整,。要注意盡量不使管樁受到偏心壓力,,以免管樁受彎。壓樁較難下沉時,,要檢查樁架導桿有無傾斜偏心,樁身是否垂直,,每根樁宜連續(xù)完成,,以免難以繼續(xù)下壓。沉樁時詳細,、準確地填寫沉樁記錄,。壓入樁記錄沉樁過程中,以米為單位記錄出各自的土壓力及最終土壓力,。
(五)接樁與焊接
1,、接樁時使新接樁節(jié)與原樁節(jié)的軸線一致,兩施焊面上的泥土,、油污,、鐵銹等預先清刷干凈。當下節(jié)樁的樁頭距地面1~1.2m時,,即可進行焊接接樁,。接樁時可在下節(jié)樁頭上安裝導向箍,以便新接樁節(jié)的引導就位,。上節(jié)樁找正方向后,,對稱點焊4~6點加以固定,然后拆除導向箍,。管樁焊接施工時由有經驗的焊工按照技術規(guī)程的要求認真進行,;施焊第一層時,適當加大電流,,加大熔深,。采用手工焊接保證焊接質量。
2,、每節(jié)樁焊接時,,采用小電流焊接,最大限度的避免因焊接溫度過高而影響砼結合部的強度,。
3,、每節(jié)樁對接檢查合格后,,先進行定位點焊,點焊時所采用的焊接材料與正式施焊時相同,,點焊如有缺陷及時鏟除,。
4、焊接前,,將焊縫附近的鐵銹,、油污、水氣和雜物清除干凈,。焊接時,,焊接件表面保持清潔。
5,、焊接完成后,,由項目部質量員檢查合格后,請監(jiān)理檢查,。檢查合格后,,保證冷卻5分鐘后施打。
6,、每節(jié)樁對中,,不偏斜,(二臺經緯儀控制)按圖施工,,誤差在兩節(jié)樁之間出現間隙,,采用厚薄適當的鐵片填實。焊接時要采取防風措施,,減少焊接變形,,焊縫連續(xù)飽滿,并確保規(guī)定的焊縫長度,。
(六)樁終壓控制
應根據設計圖紙和要求,,樁終壓壓力值應達到4200KN,終壓次數為3次。每次穩(wěn)壓時間應為3s-5s,,待試樁完后,,根據現場實際情況在做調整。樁長應達到設計要求時,,穩(wěn)壓壓樁力不得小于終壓力,,穩(wěn)定壓樁時間控制在5~8S之間。如達不到要求,,必須調整靜壓配載重量,,直至滿足設計要求為止,并且必須通知設計,、監(jiān)理,、業(yè)主到現場,,根據試樁情況,商定工程樁控制方法及標準,,確定施工參數,。
(七)送樁
為將管樁壓到設計標高,需要采用送樁器,,送樁器用鋼板制作,,長11m。操作時先吊起送樁器,,送樁器的下端面緊挨上管樁上端面,,中心線對齊,保證垂直度滿足要求后再加壓,,直到送樁至設計標高,。
(八)壓樁垂直度控制
調校樁的垂直度是保證沉樁質量的關鍵,必須高度重視,。插樁在一般情況下入土50~80cm停止壓樁,然后進行垂直度調校,。樁的垂直度安排專人采用用兩臺經緯儀進行監(jiān)控(也可以使用線錘吊線觀察),,經緯儀應設置在不受打樁影響處(約距樁點20米),且大約互成90°的方向上,,并經常加以整平,,監(jiān)測導架保持垂直,通過樁機導架的旋轉,、滑動及停留進行調整,。樁的垂直度必須不大于0.5%,滿足要求方可繼續(xù)沉樁,。在沉樁過程中施工員隨時觀察樁的進尺變化,,如遇地質層有障礙物、樁身偏移時,,應分一兩個行程逐漸調校,,不可一次性強行扳正。
六,、質量檢查
1,、樁身垂直度允許偏差不大于1%。
2,、管樁施工完成后,,樁頂標高允許偏差為±50mm。
3,、施工過程中樁身質量檢查可采用直觀法檢查,。
4,、樁身入土25天后進行單根樁荷載試驗,單樁承載力應滿足設計要求,。
七質量控制
(一)質量控制措施
1,、靜力壓樁單樁豎向承載力,可通過樁的終止壓力值大致判斷,,但因土質的不同而異,。樁的終止壓力不等于單樁的極限承載力,要通過靜載對比試驗來確定一個系數k,,然后再利用系數和終止壓力(σs),,求出單樁豎向承載力的標準值(σk),即σk=k*σs,。
如判斷的終止壓力值不能滿足設計要求,,立即采取送壓加深處理或補樁,以保證樁基的施工質量,。壓樁控制好終止條件,。壓樁到設計樁長時,壓力表的壓力達到單樁承載力2.0倍時,,即可停止壓樁,,否則應增加樁長,并會同設計單位另行處理,。
2,、壓樁連續(xù)進行,接樁面應保持干凈,;上下校中心線應對齊,,偏差不大于2mm;節(jié)點矢高不得大于1%樁長,。
3,、垂直度控制,調校樁的垂直度是沉樁質量的關鍵,,須高度重視,。插樁在入土50cm時,進行調校,。樁機駕駛人員在領工員的組織,、指揮下,掌握好雙方角度尺兩個方向上都歸零點,,使樁機縱橫方向保持水平,,調校垂直在規(guī)范允許值以內才能沉樁。在沉樁過程中領工員隨時觀察樁的進尺變化,如遇地質層有障礙物,、樁桿偏移時,,分一二個行程逐漸調直。
4,、遇到下列情況之一應暫停壓樁,,并及時與設計、監(jiān)理等有關人員研究處理:
1)壓樁力突變,;
2)沉樁入土深度與設計要求差異較大,;
3)樁身砼出現裂縫或破碎;
4)樁身突然傾斜跑位,;
5)地面明顯隆起,、鄰樁上浮或位移過大;
6)壓樁不到位,。
(二)試驗方法
1,、試驗流程
加載分級-----沉降觀測-----終止加載-----卸載與卸載沉降觀測-----計算分析和結果評價。
2,、實驗操作和過程控制
1)試驗采取慢速維持荷載法,,即逐級加載,每級荷載達到相對穩(wěn)定后加下一級荷載,。
2)反力系統(tǒng):加載反力裝置根據現場條件選用堆載法,,設備采用壓重平臺反力裝置;加荷與穩(wěn)定采用QY-500型液壓千斤頂,。
3)量測系統(tǒng):采用大量程位移傳感器徑向對稱量測樁頂的沉降量,采用精密荷載傳感器進行荷載測量,。
4)荷載分級:每級荷載量為預估單樁極限承載力的1∕10,,第一級荷載為預估單樁極限承載力的1∕5。
5)沉降觀測:每加一級荷載后,,按5,、15、30,、45,、60min,以后為30min的時間間隔測讀樁頂沉降量,,當一小時內沉降量不超過0.1mm,,并連續(xù)出現兩次,即認為達到相對穩(wěn)定,,可加下一級荷載,。
6)終止加載:受檢樁加載至設計承載力特征值的2.0倍并沉降達到相對穩(wěn)定后終止加載。
7)卸載與卸載沉降觀測:卸載級數為加載級數的一半,每級卸載時維持15min,,等量進行,,間隔15min,讀記回彈量,。
3,、實驗資料整理
1)匯總靜載荷實驗結果(包括各級加載后的沉降量)和樁頂荷載與樁頂沉降量關系曲線及單樁承載力特征值的判定。
2)單樁豎向抗壓靜載荷試驗分析,,結論是否滿足設計要求,。