浅谈静压桩的施工技术:建筑施工技术基础知识

来源:工程科技 发布时间:2019-04-05 06:34:59 点击:

  静压法施工是通过静力压桩机以压桩机自重及桩架上的配重作反力将预制桩压入土中的一种沉桩工艺。早在20世纪50年代初,我国沿海地区就开始采用静力压桩法。到80年代,随着压桩机械的发展和环保意识的增强得到了进一步推广。适用的建筑物已不仅是多层和中高层,也可以是20层及以上的高层建筑及大型构筑物。
  1、施工准备
  场内运输道路和现场场地基本平整,地下无高压电、给排水、军用通讯等管网,管桩堆放合理,周围做好排水系统,保证场地畅通和无积水,且地耐力能满足配重后的桩机行走的要求,具备施工条件。
  2、桩施工工艺技术要点
  2.1桩位放样和桩机行走路线的确定
  根据设计文件和技术交底所确定的坐标控制点和水准点进行桩位放样,采用全站速测仪定出桩位。用消石灰做出桩位的圆形标记,圆心位置用小木桩标记,并注意保护。轴线和桩位全部根据图纸确定后,进行复查,然后会同监理工程师及有关单位代表,按设计尺寸复核、验收、签证,做好资料记录。但由于桩机的行走而挤压预打入的小木桩,故当桩机大体就位之后要对已测定的桩位进行复核。
  桩机的行走路线主要是考虑土壤的排挤方向,由于大量的桩压入土壤,将造成场地土密实度的升高,引起土壤向外挤压,场地标高也会稍微上升,因此桩机行走路线安排必须有利于成桩的定位,不会因为土壤的排挤,造成成桩随着土壤“跑位”或上浮,一般情况下建议先打中央再两边(或四边)逐排向外,先打密集桩群再打单桩,过密桩群可跳打,先打一根,待土壤稳定后再打相邻的另一根,边桩和角桩可放后。
  2.2桩机就位
  桩机进场组装后,报监理验收。其中,桩机的压力表是最重要的仪表,是施工过程和成桩终压的重要控制仪表,通过它可以直接换算出成桩的承载力,因此,压力表必须具有有效的检验合格证。桩机验收合格后,移至放样标记好的需要施打的桩位,启动平台支腿油缸,调整水平,检查压桩机传感设备是否完好,确保设备正常运转,桩机配重与设计承载力是否相适应,原则是可超不可少,这将直接影响到沉桩是否能顺利进行以及是否能将桩压至设计高程。桩机移至压桩位置,桩机进行对中、调直。并使其夹持器的中心对正桩位中心。
  2.3吊桩喂桩
  桩机就位后用吊车吊起就近的管桩,预制桩必须在强度达到100%后方可起吊,采用钢绳绑住桩身单点起吊,吊点位置距桩头0.29L,起吊后小心移入桩机。管桩在插入桩机的夹持箱内时,压桩机上的司机应配合打开夹持箱的夹口,指挥员指令吊车慢慢地把管桩放入夹持箱内。夹桩器夹住桩后,用线锤通过桩机在桩底盘调整相邻2个方向的垂直度。然后启动桩机的纵向和横向行走油缸,将桩瞄准桩位,并通过预先所做的控制标记复核桩位。然后将桩徐徐放下使桩尖对淮桩位。当管桩下放至地面10cm处停住,夹持器把管桩夹紧,吊车的吊钩放松。夹桩的压力不大于5MPa,开动压桩油缸,并应逐次加压。
  2.4压桩
  除较少使用的顶压式压桩法外,大部分压桩方法的压桩力是通过夹持油缸将桩夹紧后施加的。按压桩油缸的垂直行程高度一段一段地向下压,压一段为一个行程,一般为lm以上。每压入一个行程即松开抱桩器。开动油泵使之上移,再抱桩固定压入,如此循环作业。压好第1节桩是保证整根压桩质量的关键,定位和垂直度应严格控制,现场测量员必须对压桩过程进行全程测点测量,以保证桩的桩位准确度与垂直度。压桩前在桩位四周做标记,如沉桩过程中发现桩偏位较大、在沉桩的1个行程内,则拔出该桩,重新核准;当超过1个行程时则继续下压,在压桩记录中标明偏位尺寸,会同设计人员做出处理。压入时,先应根据机上水平仪调平机台,同时须在桩机的正面和侧面分别设经纬仪或吊线锤,监控下桩垂直度,第一节桩入土30~50cm后检查和校正垂直度,桩身垂直度应控制在0.5%以内。若桩身垂直度偏大,须拔出已压入部分,并根据经纬仪指示调整机台水平度,使桩身垂直,同时记录此时机上水平仪的偏差量作为下次调平的修正值,再行压入。压桩速度控制在1.0m/min~2.0m/min以内,桥头桩应控制在0.5m/min~l.0 m/min以内。
  PTC管桩作为摩擦桩或端承桩,由于桩本身具有脆性破坏和抗折强度低的特性,当压力过大,或因桩机配重不够,而导致桩机抬架所产生的冲击力极易使桩产生裂痕或损坏,断桩的情况也时有发生。压桩过程中遇到硬土层或孤石等障碍物时,不能用力过猛,抬架时也应轻抬轻放,防止因压力过大而造成桩身开裂或发生桩架倾斜倒塌事故。施加在桩上的压力主要靠操作台上的压力表来反映。在压桩过程中一定要认真观察和记录桩的入土深度与压力表读数的关系,以判断桩的质量及承载力。
  由于土壤既有相当强的回塑力,若间断压桩时间过长,容易造成压力突升,甚至压不动的情况,因此施工中无特殊情况禁止间断压桩。如果遇到压力表读数突然上升或下降时,应立即对照地质资料进行分析,判断是否遇到孤石、砂层、较硬土层、软弱土层等,并采取校正措施。在确认压入无异常时,可继续施压,做好相关的施工记录,在事后提供给设计、地勘、监理等相关人员研究处理。但遇到下列情况之一时应立即停止压桩,并及时与设计、地勘、监理等有关人员研究处理:桩身混凝土剥落、破碎;桩身突然倾斜、跑位;桩周涌水;地面明显隆起,邻桩上浮或位移过大等。
  2.5接桩
  当下一节桩压到露出地面0.8~1m时,应接上一节桩。PTC管桩两端均设有钢板套箍,该套箍除可以加强耐压性能外,又是接桩时的接头,接桩时只需将套箍对焊即可,可节约时间,不会影响桩的继续施工,因此该桩型的焊接加长十分方便。接桩前先将预制桩的预埋钢帽表面上的泥土、油污、铁锈等清刷干净,坡口处应刷至露出金属光,两接触面尽量平整。接桩时要注意新接桩节与原桩节的轴线一致,错位偏差不应大于2mm,上节桩找正方向后,对称点焊4~6点固定,再全面施焊,施焊时二氧化碳纯度要求不低于99.5%,否则会降低焊缝机械性能和产生气孔。
  焊接作业区应设篷布防风措施,施焊宜由2个焊工对称进行。焊接层数不得小于3层,施焊第一层时,宜适当加大电流,以加大熔深。内层焊渣必须清理干净后方能焊外层,每道焊的接头必须超前引弧以免产生缺陷。焊接部分不得有凹痕、咬边、焊瘤、夹渣、裂缝等有害缺陷,根部必须焊透。表面加强焊缝堆高宜不大于1mm,焊接后应进行外观检查。发现有缺陷应返工修整,同一道焊缝返修次数不得超过2次。焊缝应连续饱满,桩端处间隙采用厚薄适当、加工成楔形的铁片填实焊牢。尽可能缩小接桩时间,焊好的桩接头应自然冷却后才可继续压桩。自然冷却时间不宜少于8min。严禁用水冷却或焊好后立即施压。焊接接桩应按隐蔽工程进行验收。
  2.6送桩
  当桩顶压至接近地面需要送桩时,送桩前应首先测量出桩垂直度并检查桩顶质量。合格后方可送桩。然后用水准仪确定地面标高,在送桩杆上做记号。
  在静力压桩施工中,不允许用“桩对桩”进行送桩作业(此时被送桩的桩头易出现破损),应用专用送桩器,送桩器下端宜设置桩垫,桩垫厚度均匀并与桩顶全断面接触,桩垫应经常更换。送桩时送桩工具的中心线与桩身中心线相一致,送桩过程中利用水准仪进行跟踪,动态检查送桩深度,以送桩器上设置的记号记录送桩的最终深度。
  2.7试桩并确认终压控制手段
  在正式施工之前,必须组织监理、设计、地堪、监督、甲方等单位相关人员到现场进行试桩,一是检查施工工艺是否能满足设计要求,现场地质情况与地勘资料是否相符;二是确认终压的控制手段。
  终压的控制手段有两种,一是以成桩的有效长度为控制手段,既控制成桩的施工标高;二是以终压压力为控制条件,既终压压力达到设计要求以后,持荷10min且每分钟沉降量不超过2mm,但有的桩机无法持荷,只能复压三次,且复压累计沉降量≤30mm。静压桩大部分桩型是摩擦桩,但也有部分是端承桩,甚至要求砍岩5公分以上,不同的桩型其终压控制手段各有偏重,所有的工程基本都是采用双控制手段,以其中一种为主,另一种为铺。具体的终压控制手段,应当在试桩过程中由监理、设计、地堪、监督、甲方、施工等单位的技术负责人共同研究确定,并体现在试桩会议纪要上,各相关单位的技术负责人必须签字并加盖单位公章。
  2.8截桩
  如果终压后桩头仍高出地面较多时,则需要截桩。截桩时应有确保截桩后管桩的质量的措施,严禁用大锤横向敲击或强行扳拉截桩。应先将不需要截除的桩身端部用钢箍包紧,然后沿钢箍上沿凿槽打穿后用锤打下。或者直接采用锯桩器截割。对于个别露出地面较短的桩头可从上到下凿除。送桩遗留的孔洞,应立即回填做好覆盖,否则遗留的孔洞会成为现场最大的安全隐患。
  结语
  在土层稳定后,由于土壤回塑力的作用,单桩承载力还会有所提高,通过静载试验可以证明,静压预制桩的成功率很高,且工期短。缺点是,由于受到吊装工艺和预制桩生产工艺的限制,单节预制桩的长度不能太长,对长桩较不适宜,因接头数量太多;在腐蚀性土层中也不适宜,因接头容易腐蚀。

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