某工业工程HC管桩工程技术总结

冷轧7标桩基工程施工技术总结**机动分公司基础工程部：李俊【摘要】**股份不锈钢分公司冷轧不锈带钢后续工程7标（简称冷轧7标）属于全厂公辅、能源工程，桩基工程的主要特点是设计桩位分布零散，紧邻相关建构筑物及生产设施，地下管线众多，地质情况复杂，桩基施工难度非常大。本文通过论述在施工过程中结合施工现场实际，合理选配施工机械、紧密结合施工现场特点，针对性的采取了各种技术质量保护措施，严格按照方案制定的施工流程组织施工，确保了桩基施工的顺利进行，保证了工程质量，对同类型的工程施工积累了施工经验。【关键词】桩基工程；施工；技术措施；建构筑物保护【引言】冷轧7标工程属于全厂能源、公辅设施新建、改扩建工程，各单体建构筑物、生产设施、管网管线分布零散，施工战线长，跨越时间、空间范围广。改扩建工程往往紧邻原有建构筑物和生产设施，且地下管线众多，须优先考虑保护好原有建构筑物和生产设施不受影响，然后再组织施工生产。1工程概况本工程属于冷轧不锈带钢工程的后续工程，主要生产机组归纳为不锈钢和碳钢两个单元，冷轧7标段施工范围为扩建和新建部分公辅设施工程（包括冷轧公辅、全厂公辅），桩基工程主要包括的建构筑物有：扩建1＃循环水处理站、新建2＃循环水处理站、扩建冷轧废水处理站、废酸中和系统、续建和扩建给排水地下管廊、动力管网、全厂电缆隧道、新建9#雨水泵站等。各单体工程设施分布在厂区四号路、冷轧7路、五号路、六号路、型钢北路、型钢南路所包围的区域内或附近，各单体工程设施分布相对零散，部分扩建项目紧邻原有生产厂房和生产设施。本标段桩基工程设计主要采用PHC∮400、PHC∮500砼管桩，还有少量SP400钢管桩，总桩量为1046套。设计选用的桩端持力层分别为7-1砂质粉土和9-1粉细砂，呈中密、密实状态，具有低压缩性，标贯击数40~65。本桩基工程根据总包、业主总体安排部署，共分五个阶段施工，打桩工作从2008年1月17日正式开打，至2009年3月20日正式结束，施工时间较长。2桩基工程施工难点及特点2.1设计桩位紧邻原有建构筑物和生产设施，打桩过程中的强烈振动和挤土效应会对邻近设施产生影响。2.2动力管网铁路段施工时，施工场地位于两条铁轨之间，打桩时，只封闭一条铁路，另外一条继续运行，材料堆放，桩机行走都不能碰铁轨，施工场地异常狭小，不便于常规的平面布置和施工流程安排，且与业主生产同步进行，增大了施工的难度性，由业主组织召开的此区域打桩方案讨论专题会、工程施工协调会就达四次。2.3各单体工程设施分布零散，不在一个单一的施工区域内，就是相邻的两单体设施有的被架空能源介质管道隔开，有的被原有建构筑物隔开，有的被厂区道路隔开，不便于施工组织安排和施工机具的行走。需要来回拆卸、组装桩机和吊车，给施工进度和安全文明施工带来了严峻考验。2.4公辅设施须给主体设施让步或创造条件，往往是施工场地受影响，一旦条件具备，施工须连续进行，要安排加班加点，一口气抢完，工期限制非常严格。2.59#雨水泵站部分桩顶标高设计为-10.4m，送桩深度为10m，增大了拔送桩杆的难度。2.6在动力管网管道支架基础桩施工中，由于从场地地表至-20m深度的土体土质异常松软，具有高压缩性，打桩时，第一节桩下沉速度太快，在挂空锤的情况下，1~2次的锤击数就导致桩沉入地表以下，增加了焊接难度，降低了施工效率。3主要施工方法2.1桩基施工顺序坚持先深后前，先大桩后小桩，从中间向四周分散，先主体工程后辅助设施的基本施工原则。在靠近建构筑物附近施工时，先施工靠近建构筑物附近的桩，然后逐步远离原有建构筑物，采取跳打的施工方式，分散挤土，将挤土效应及振动危害降到最低。2.2施工机械设备选用根据设计桩长、地质情况，桩量，工期等要求，该工程配备了一台IPD85和一台IPD90型号的打桩机，桩锤选用4.6T和6.2T筒式柴油锤。采用6.2T锤施工PHC500桩和桩长在30m以上的PHC400桩，4.6T锤主要施工桩长在30m以下的PHC400桩。根据本工程施工实际情况，在施工桩长在30m以下的PHC400桩时，打桩机配挂4.6T筒式柴油锤比6.2T筒式柴油锤施工功效要高，因为在持力层以上的较软弱土体施工中，在锤击过程中，由于桩的贯入度较大，易造成锤熄火，作业人员须来回起锤，多次控制油门，锤不能连续爆发。相比而言，当采用4.6T锤时，在桩锤击过程中，桩的贯入度相对小一些，锤不会总是熄火，可以连续爆发锤击，有效减少了单根桩的打桩时间，从而提高了功效。另外，使用4.2T小锤时，桩顶标高相对而言要好控制很多，而采用6.2T施工时，有时会出现一些桩顶标高超过规范允许的偏差。4工程施工难点的应对措施4.1在靠近原有建构筑物及生产设施附近施工时，采取以下措施：一是先沿建构筑物附近挖设防振沟，防振沟深2m，宽1m；二是采取间隔式跳打，间隔之间的桩位距离至少为3m以上；三是在邻近建构筑物附近打桩时，降低打桩速率，日桩量控制在6~8根以下；四是打桩过程严格执行方案施工流程，先施工靠近邻近建构筑物的桩，然后逐步远离保护对象，逐步降低挤土效应。图1：桩机紧贴废水处理站厂房边打桩图2：桩机在管架边打桩4.2在桩位附近及下方有地下管线通过或存在地下障碍物时，必须先探明地下管线走向，比较地下管线的坐标走向与桩位坐标的间隔差距，发现桩位与地下管线相碰的及时与业主、设计进行联系，如为废弃管线，应尽早拆除，不能拆除的上报设计院进行桩位坐标修改。对于桩位与地下管线或障碍物相隔距离特别近的，提交桩位移位设计联络单给设计征求修改意见。对确实不能修改的，采取以下保护措施：一是采用人工探挖，探挖深度按照**规定一般为2m，当探明地下管线走向后，进行四方签字确认，在管线边缘上插上长度大于2m的钢图3：桩端在地下约2.2m遇障碍物图4：桩边缘离地下通讯电缆埋管边缘仅10cm筋棍，钢筋棍应垂直，然后回填土压实，再重新定好桩位坐标；二是在桩下插过程中，必须严格控制好桩身垂直度，桩尖不能偏向管线方向，待桩下沉至3~5米后，方可判断桩已避开地下管线或障碍物，然后按照正常施工节奏进行作业；三是一旦发现桩身回弹、抖动或者迅速偏斜，要立即停锤，将情况上报上级管理部门，待分析原因后再进行探挖，清除障碍物等。4.3动力管网铁路段管道支架基础桩基施工中，设计桩位布置在两条铁轨之间，在管到支架南面还有地下电缆沟，南面铁路在桩基施工期间继续生产运行。为保证铁轨、电缆沟不受施工影响，业主要求，铁轨上不能堆放任何东西，在两条铁路之间的施工净距离只有6.5~7米。管道支架北面的铁路在施工期间停止火车通行，北面一条铁路的旁边是路边绿化和路灯，绿化带边是型钢南路。铁路中桩基施工时间限定在20天以内，各方经过反复的方案论证，最终采取打桩的施工工艺。在施工中采取了以下技术措施：一是合理安排施工流程，进行流动的平面布置，桩机组装拆卸只能在型钢南路、四号路口附近，打桩施工只能是从场地西面向东面一头进行退打，电焊房放在打桩机的西面跟着桩机一起移动。吊机只能站在型钢南路上移动，且位于桩机的斜向，便于吊车摆桩和喂桩。二是在施工过程中遇到地下障碍物时，此根桩暂不施工，接着打后面的桩，待后面的桩施工完毕后退回来时再打。三是根据施工进度预定桩材，每天的桩不能进太多，不然没有场地放，吊机要来回倒运，反而影响施工效率。四是为了保证安全文明施工，吊车在道路上行走时，履带下要铺垫木板，在吊机修理时下面要放好纸板隔离废油。施工场地型钢南路施工场地型钢南路铁路四号路铁路四号路图5：桩机在型钢南路、四号路口附近组装图6：铁路段施工场地原地貌图7：桩机在铁路中间施工图8：吊车在型钢南路作业4.4本施工项目各单体分布非常零散，在各区域间有时间隔道路、架空管架、生产厂房等，为了节约施工成本，采取了以下措施，通过采用废旧木模板铺路架桥的方式，指挥监护到位，让桩机、吊车在路面上行走转至新的作业地点，有效减少了桩机、履带吊拆卸、组装的次数，即节约了施工时间，也节省了施工转场运输成本。4.5为了满足施工需求，在主体工程附近施工时，为了给主体工程让步，往往要提前进行策划，做到一旦开始施工，手续齐全，措施到位，管理到位，不影响其它专业的施工。4.6在9#雨水泵站施工中，因设计桩顶标高为-10.4m，送桩深度达10m，采取的措施是，对送桩杆进行改良，桩帽做成喇叭口，送桩杆直径与桩身直径基本相当,可减少土体对送桩杆的阻力。送桩杆接缝之间焊接加劲板，加固接缝处的焊缝抗拉强度。拔送桩杆时采用桩机和吊车同时上拔，减小桩机直接拔送桩杆超载用力的危险性。4.7在动力管网管道支架基础桩施工中，由于接近地表的几层地基土土质软弱，压缩性高，导致第一节桩很难控制，为保证焊接质量，节约施工时间，采取的措施有，一是通过调配单节桩长，尽量将单节桩较长的放在第一节进行锤击；二是在已沉入地面的桩顶上套上两个对称的大螺丝，螺丝正好可套进桩端法兰盘预留螺孔内，然后在螺丝顶焊上一个卡环，这样套上钢丝绳后，即可用桩机将第一节桩拔出（如果是两节桩都在地下，不宜采用此法），因为拔桩力小，桩身质量不会出现问题，已通过低应变测试鉴定完好。图9：桩头被送入地下图10：沉入地下的桩被拔出5技术质量保证措施5.1保证桩身质量完好的技术措施严格控制单节桩的长度打桩施工过程中，当桩端在较硬的土层内贯人量较小时或遇地下障碍物时，桩身中部即会产生较大的抖动现象，导致桩身在瞬间损坏，实际施打中，我们同业主、供货方紧密联系严格控制单节桩长度在12m以内，施打时桩身相对平稳。严格控制桩的垂直度一是严格控制单节桩材的垂直度，避免桩身弯曲变形；二是严格控制桩入土时的垂直度，避免桩在锤击时偏心受压。桩入土时如不能严格控制垂直度，将会造成桩在土中形成拐点。施打时桩身容易在土中断裂。及时更换桩垫做到一桩一垫，桩垫厚度大于100mm，材料用蜂窝纸，桩垫的作用可以降低桩的锤击应力，使打桩应力分布均匀，延长撞击时间以利于桩的贯入，可以有效保护桩头不受破坏。合理安排打桩顺序打桩的顺序应为先里后外，从中间向四周施打，尽量避免打“封闭桩”以减小桩入土的难度。增加桩头强度对长桩而言，当桩尖到达设计的持力层时，桩头要经受千锤以上的锤击，可谓是“千锤百炼”，在来回交替的锤击拉、压应力作用下，最后一节桩头的混凝土材料易受疲劳破坏而产生裂缝，导致桩头破损或断桩现象的发生。为此，对桩头附近的结构必须予以加固，本工程所使用的管桩最顶部一节桩，在桩头1m范围内均添加了钢纤维，实践证明添加钢纤维的桩抗击打的能力强，很好的保证了桩身质量的完好性。避免打桩作业长时间中断一套桩从开始施打到结束，最好避免长时间中断。因为随着时间的推移，桩周围的土体应力恢复、固结，土体对桩身的裹紧力增加，这样打桩就会比较困难，实际上，在施工中，这种情况是经常发生的(如设备出故障、桩打坏或其它突发事件等)，一旦遇到这种情况，一定要先用小档位施打，待桩周围的土松动后再根据情况慢慢加大档位，切不可盲目施打。做好组织安排，尽量减少桩在土体中休止的时间，加快打桩施工的节奏。5.2保证桩位平面位移、桩顶标高符合规范要求的技术措施严格控制小样桩定位的准确性工程中，我们放弃了大面积施放小样桩的作法，每次所施放的小样桩数量仅满足每台机组一天作业量的上限。这就避免了由于打桩挤土对小样桩挤压所造成的平面位移。同时，班组测量人员在沉桩之前还对小样桩进行复核，及时纠正小样桩的平面位移。加强施工过程的跟踪观测打桩挤土容易对已施打完的桩产生挤压，造成已施工完的桩产生平面位移，情况严重的还会挤断桩。对此，我们采取了跟踪观测的方法。如发现由于打桩挤土导致已施打桩平面位移加大，马上停止打桩作业或限制每天的打桩作业量。沉桩过程中严格控制桩身的垂直度：规范规定边桩为1／3桩径，中间桩为1／2桩径。根据此规定，桩长为60m的桩垂直度应严格控制在0．33％以内，比规范中桩身垂直度控制在0.5%内的标准更严格一些。严格控制桩顶标高对桩长在30m内的小桩，采用4.6T锤施打，有效控制了每次锤击的贯入量，预防了在重锤锤击的作用下，在桩锤油门控制不精准时导致的标高超出偏差。加强对水准仪的使用校核和原始标高控制点的复核，减少仪器误差和测站误差造成对标高控制的影响。6结论