phc管桩静压法在煤炭码头工程中的应用

phc管桩静压法在煤炭码头工程中的应用

1压桩机悬液phc管桩的施工技术主要有两种类型：锤法和压法。在管道生产的早期阶段，主要是锤法机械的主导管道生产。PHC管桩静压法施工工艺是通过桩机自带吊装设备或另配吊机吊装、喂桩,压桩机以其自重和桩架上的配重作反力将PHC管桩压入土中的一种沉桩工艺,与锤击法管桩施工工艺相比,具有低噪音、低污染的环保特性,同时对土层及周边建(构)筑物影响小,对桩身质量破坏较小。近几年来,随着大吨位的液压压桩机的问世和静压沉桩施工工艺的完善,静压法施工工艺发展十分迅速,在许多领域正在逐步取代锤击法施工的工艺。2卸煤港区型管桩方案2浙能嘉兴独山煤炭中转码头项目内港池和内河码头工程位于杭州湾北岸中部益山与独山之间的六里湾岸段,在嘉兴电厂一、二期卸煤码头东侧约280m处,属于嘉兴港独山港区D区。本工程内容:内河码头、港池护岸、护底、内港池开挖、港池东侧和南侧陆域形成、土建以及相关的供电、给排水、暖通、消防等。该工程护岸基础全部为AB型ϕ600mmPHC管桩,管桩壁厚110mm,管桩单根长度为25～38m,共计681根,总长24200m。护岸基础AB型PHC管桩断面图见图1。3工程条件3.1设计最低通航水位本工程常水位:1.16m;设计高水位:2.66m(50年一遇高水位);设计低水位:0.46m(设计最低通航水位)。采用平湖市气象站相关资料,观测资料年限为1970～2004年。3.1.1温度多年平均气温:15.9℃。多年平均日最高气温不低于35℃的日数为5.1天;多年平均日最低气温不高于-5℃的日数为3.7天。3.1.2降雨日期多年平均降水量:1250.4mm,多年平均降雨日数:139.7天。降水多集中在4～9月,占全年降水量的67%,10月～翌年2月降水较少。3.1.3气候特征嘉兴港地处东亚季风区域,具有明显的季节性特征,11月～翌年2月以NW～N向风为主,3～8月以E～SE向为主,季风气候特征非常显著。常风向E～SE向,累计频率30%,次常风向NW～N向,累计频率22%。强风向与常风向基本一致。本区年平均风速3.2m/s。3.1.4雾年内雾日分布特征:雾日多集中在春季3～5月、冬季10～12月。多年平均雾日数:38.2天。3.2内河港池区域地质组成根据场地地基土物理力学性质、埋藏分布条件、成因时代、岩性特征及其结构构造等,将内河港池区域地质共划分为7个工程地质层组,23个工程地质层。自上而下依次为淤泥质黏土、淤泥质粉质黏土、粉土、粉砂、粉质黏土、黏土、强风化和中风化凝灰岩为主。4沉桩施工方法根据嘉兴地区类似项目的沉桩设备选用情况调查,考虑到本工程工期紧、任务重,本次沉桩采用静压法施工,采用DTZ618型抱压式静压桩机。另用25t汽车吊配合吊运混凝土管、喂桩,20t平板拖车运输管桩。该桩机施工时低噪音、无震动、无污染,而且效率高,远远高于其他桩工机械,是完成面积大、工期紧的大规模基础工程的最有力手段。4.1关于桩基、管桩方案控制本工程基础为淤泥质黏土,受海水长期浸泡,承载力差。由于本工程场地的特殊性,为保证施工工期,保证桩机正常施工,并考虑工程实际,决定采取以下方案:a.在搅拌桩基础处理前,已对桩基处理范围用充砂管袋覆盖,沉桩的设计顶部标高为-3.4m,充砂管袋面标高约-1.6m,满足地基承载力要求,可直接作为PHC管桩施工的工作面。b.在搅拌桩处理范围充砂管袋的内侧,再修筑一条宽约11m的施工道路,道路底层采用0.7m厚的砂被做基层,上铺0.5m的石渣做路面,作为桩基和管桩进场的施工道路。管桩采用20t平板拖车运至桩机附近,个别零星桩位由铲车拖桩至施工点。4.2浮桩的打打顺序本工程桩中心距小于4倍桩径,打桩时,由于桩对土体的挤密作用,先打入的桩水平推挤而造成偏移和变位,或被垂直挤拔造成浮桩;而后打入的桩难以达到设计标高或入土深度,造成土体隆起和挤压,截桩过大。为了保证质量和进度,打桩顺序可采取从中间向两边对称施打,或从中间向四周施打,或从一侧向另一侧施打。根据基础设计标高,宜先深后浅进行施打。根据桩的规格,宜先大后小、先长后短进行施打。根据桩位与原有建筑物的距离,宜先近后远进行施打。4.3静压生产工艺静压工艺流程见下页图2。4.4关键准备工作4.4.1管桩桩位设置根据施工测量控制网引测放出桩位后,采用35cm长ϕ8钢筋在桩位位置打入土中,并对即将施工的桩位用石灰粉按桩径大小形成圆圈。在压桩过程中,考虑到土体容易挤压移位,施工前应对桩位进行复核。为便于在施工中准确掌握PHC管桩沉桩的数量,事先应绘制本工程管桩桩位平面布置图,进行管桩桩位编号,并报送监理复核。避免发生沉桩遗漏,确保管桩成桩数量和质量符合设计规定,按照施工总体部署的要求,依次完成不同地段护岸管桩的基础处理任务。4.4.2完成实验工程桩使用前,应目测桩身质量和端头平整度,预应力筋露出端头的桩不得使用(用角磨机磨平后使用),养护期不到8天的桩不得使用。4.4.3管桩起吊的注意事项PHC管桩采用平板拖车运至现场吊放于施工负责人指定地点。为防止管桩运输和堆放产生自重应力破坏,管桩要放在坚实平整的地面上,起吊时最好采用专用吊钩钩住管桩两端内壁直接进行水平起吊。当管桩现场分层堆压堆放时,严禁用桩架上的卷扬机拖拉管桩取桩。管桩摆放时要有防止滚动措施(用枕木垫在支点处,管桩每侧垫两处)。4.4.4桩位确认的责任将压桩机就位至压桩桩位上,将桩段吊入压桩机内,然后将桩端定位于桩位中心,起门架、校正水平和桩中,由负责桩位检查的人员检查是否就位准确,再请监理人员核准确认。4.4.5管桩垂直度校测静压桩机通过水平仪调整支腿油缸油塞杆的伸出长度,保证桩机平台水平,当管桩静压入土1～2m后,采用全站仪在垂直方向进行校测,监控桩身垂直度,其偏差不大于0.15%。压好第一节桩是保证整根桩质量的关键。若桩身垂直度偏大,须拔出重新插桩,根据全站仪指示调节机身水平度使桩身垂身。4.4.6防止断桩开始启动压桩油缸,压桩在进入砂层土层时适当加快压桩速度,以保证桩尖有一定的穿透能力,到达持力层或油压突然加大时,应放缓压入速度,防止断桩。压桩至原地面时,使用送桩管,将桩按设计要求压送到设计标高。4.4.7端板及桩焊接a.下节桩的桩头宜高出地面0.8～1.1m,便于接桩焊接操作。上、下节桩对接偏差不应大于2mm。桩对接前,上、下端板表面应用钢丝刷清洗干净,坡口处应刷至露出金属光泽。b.桩焊接时宜先在坡口圆周对称点焊若干处,分层施焊,施焊应由两个焊工对称进行。焊接层数一般为三层,不得少于二层。内层焊渣清理干净后方能焊外层,焊缝应饱满连续。c.尽可能缩短接桩时间,焊好的桩接头应自然冷却后才可继续压桩,自然冷却时间不应小于8min,严禁用水冷却或焊好后立即施压。4.4.8切割桩头采用专用管桩切割机,沿管桩外围在所需的位置上进行切割,切割位置可调节内箍而定。4.5不同等级桩的处理桩身质量检测,主要通过现场低引变反射波法进行,目的是对桩身缺陷进行判定,对桩身质量进行分级。根据规范分为四个等级,分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类桩。其中Ⅰ类桩为桩身质量优良桩;Ⅱ类桩为合格桩;Ⅲ类桩为明显质量缺陷桩,需要与相关单位研究,确定处理方案或继续使用,按要求修补后或经研究可继续使用的视为合格桩;Ⅳ类为不合格桩。由于管桩施工完毕后,单桩承载力没有完全达到设计承载力强度,需要7天以上的嵌固期,故单桩承载力检测宜在成桩后10～20天范围内进行。5质量控制5.1桩基承载力检测桩身垂直度允许偏差为1%;截桩后的桩顶标高允许偏差为±10mm;桩顶平面位置偏差与桩基承载力检测方法应符合设计要求和《港口工程桩基动力检测规范》(JTJ249—2001)的有关规定。本工程管桩高应变动力检测为总桩数的3%,共20根。低应变动力检测为总桩数的10%,共67根。5.2管桩静压施工a.配桩和送桩。根据设计桩长对每根桩进行试配桩,在每根桩施工前,第一节管桩适当地配长些,便于掌握该地方的地质情况。其他节管桩可据该桩的入土深度,合理节约管桩。b.管桩静压结束后,按设计要求及施工规范进行垂直荷载(静载)及高低应变试验,以检验管桩的承载力是否达到设计要求。c.试桩标准:管桩静压施工前,根据地质资料,在代表性地段选择3个桩位进行试桩。第一根管桩连续压到设计极限单桩承压力,第二、三根管桩只压到设计值的60%左右,停机30～60min后复压,记录复压值(t)。等待7～15天后进行静压试验,合格后即可制定本工程的终压条件。6护岸基础采用静压法沉桩工艺的优点与传统采用的锤击沉桩法施工工艺比较,静压式桩机沉桩效率较锤击式桩机高,且不会对桩头产生破坏;柴油锤击桩额外需要柴油费用;成桩质量比锤击更可靠,并降低因截桩或处理质量问题而发生的费用;由于电力液压驱动无噪音,而锤击噪音及烟尘污染严重,较锤击环保。整体效益优于锤击法沉桩工艺。在护岸基础PHC管桩施工中采用静压法沉桩施工工艺,具有施工快捷、工艺简单、单桩承载力高、质量可靠、操作安全、环保程度高等诸多优点。通过对成桩后的基桩进行了低应变与高应变动力检测,单桩承载力