PHC管桩在高层建筑中的应用

2015-08-25 166 0

  PHC桩是工厂通过特定的施工工艺制作的高强度预应力混凝土管桩,是上下粗细一致,形状规整的构件。通过打桩机械或重锤沉入土体来支撑桩上的构造物。这种桩承载能力强,施工方便,对环境污染小,适应各种地质条件游刃有余。本人依据多年的实地工作经验,就PHC桩的特性做了简要的概述。与此同时,也发现了些许不足的地方。
 
  一、PHC管桩的特点
 
  (1)每个桩的承载能力高,并且成本也便宜。高强度的混凝土赋予了该桩的良好特性,与其他施工方法制作的桩价格便宜很多。是高层与超高层建筑基础的首选。
 
  (2)由于PHC桩使用的是预应力钢筋,所以具有很好的韧性和抗压的能力。该桩穿透能力强,在足够大的压力下,可以穿透较厚的砂质土层,确保支撑在持力层上。
 
  (3)PHC桩是由专业的制造厂商批量生产的,采用先进制造工艺及设备,桩身质量容易得到保证。
 
  (4)PHC桩适应性强,抗压抗腐蚀。可以根据工程需要制造出多种规格。同时根据施工条件能变换桩的布局。
 
  (5)静力压桩,施工简洁,能大大缩短工期。
 
  (6)施工现场文明,无污染,采取合适工艺无噪音,对施工受限的环境很实用。
 
  二、施工准备
 
  1、场地要求
 
  施工前需探明地下情况,了解土质,做好报告。清除地表腐殖土、草皮以及垃圾。钻探确定持力层深度,什么样的土质采取什么样的施工方案及设备,提前做好专项施工方案。平整场地,留有一定坡度,做好排水设施及规划好材料及机械堆放位置。并且保证施工中机械平稳,不出现偏移及局部沉陷。
 
  2、技术要求
 
  认真审读专项施工方案,看是否具备施工条件。人员、机械、材料是否到位。各项资料准备是否齐全,对于突发事件的处理方案是否合理,要具有一定的预见性。提前做好防范措施。
 
  3、桩的吊桩、运输、堆放
 
  高强度预应力混凝土桩达到设计强度的80%时方可吊装。吊装时要采用水平起落的方式缓慢移动。当要放置垫块时要控制好下降速度。PHC桩的运输要达到强度的100%,运输之间要绑扎牢固,两边用楔木塞紧,避免运输过程中产生滑动。此桩的堆放最多不能超过三层,且垫木需放置距桩端0.209L处。不管是吊装、运输还是堆放都要做到轻拿轻放,减少对桩的损坏。
 
  4、桩的检验
 
  PHC桩在施工前要对桩的外观、垂直度、直径及长度进行复测,出具有效合格证明才能使用。
 
  (1)PHC桩表面应匀称、粗细一致。不能有较大面积缺损和蜂窝麻面等现象。每处深度超过1cm的面积不应该大于0.5。尤其是桩的两头,更不能有瑕疵、露筋等现象。
 
  (2)桩身不得出现纵横向裂纹,如有应控制在规定范围内,并加以合理处理。
 
  (3)检查管桩合格的尺寸,一般桩径(+5mm、-4mm)、管壁厚度(正偏差不限、0)、桩尖中心线(<2mm)、顶面平整度(10mm)、桩体弯曲((4)每一根出厂的桩都需对出厂厂家、型号、生产日期、规格等加以标记,具体标记位置距桩端100cm左右。
 
  5、试桩
 
  打桩之前要进行试桩。虽然之前有地下勘测报告等资料可供参考,但是实际情况有可能与报告不符,所以打试桩可优化方案。能更准确的反映地下的情况,重新确定地下水位置、所需桩的长度以及持力层的标高范围。对后续大量打桩确定依据和参考。
 
  三、PHC管桩施工技术
 
  高强度预应力混凝土桩施工有很多方式,静力压桩、重锤夯打。本工程隶属郊区,人烟稀少,故采用重锤夯打。现就施工工艺进行描述:
 
  1、工艺流程
 
  测量定位一桩机就位→底桩就位(对中、调直)一锤击沉桩一接桩→再锤击一送桩→打至持力层一收锤。
 
  2、桩基定位
 
  利用测量仪器确定每个桩的位置,做上标记。然后用白灰圈定。桩定位需精准,误差需在2cm之内。
 
  3、桩机就位
 
  确定每个桩的位置之后,机械就该进厂了。打桩机就位,保持垂直度和水平度在规定范围内。当打桩过程有偏移,需及时矫正,重新打桩,禁止出现斜孔、扩孔、扫孔等现象。
 
  4、桩身就位
 
  打桩机在取桩时,一般情况是每隔一米需对桩进行标记。这样有助于记录每一击桩大致下沉的深度和下沉一米所需的锤击数。桩起吊时,桩顶插入桩帽内,桩底落在划定的白圈内。用经纬仪或全站仪横向和竖向同时矫正是否是铅直的。调整打桩机相关部件,使三线(桩身中心线、桩锤中心线、桩帽中心线)合一,确保不打偏。桩机上都配有管水平气泡和圆水准气泡,可依据气泡动向来调整桩机水平。
 
  5、锤击沉桩
 
  打桩时采用“重锤低击,低锤重打”。在整个打桩过程中,要特别注意桩身垂直,要使桩锤、桩帽、桩身保持住同一轴线上。必要时应将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整,不要使管桩受到偏心锤打,以免管机弯扭破坏。打桩较难下沉时,要检查落锤有无倾斜偏心,特别是要检查桩垫桩帽是否合适,如果不合适,需更换或补充软垫。
 
  6、接桩
 
  接桩方法是将端头板及坡口用钢刷清刷干净,再在下节桩头上安装导向箍,将上节桩吊入导向箍内就位,调直后,保证上下节桩处于同一中心线上。由2名电焊工对称、均匀、连续施焊,焊接层数不少于二层,内层焊淹必须清理干净后再焊下一层,要保证焊缝饱满连续。焊好的桩接头应自然冷却8~10分钟后方可继续锤击沉桩,严禁用水冷却或焊好即打。
 
  7、送桩
 
  管桩设计标高低于地面标高需要采用送桩器送桩。送桩器宜用钢板制成筒形,应有足够的强度、刚度和耐打性。当桩头距地面1m左右时,将送桩器放于桩头上,两者中心线吻合后,方可锤击送桩。送桩完成后拔出送桩器,留下的桩孔应立即用中粗砂回填密实。
 
  8、收锤
 
  收锤标准以桩尖达到设计标高(达到持力层)、有效桩长、最后贯入度、及最后1m的锤击数为主要控制指标,当符合设计确定的停锤条件时即可收锤停打。一般停锤控制原则是:桩端位于一般土层时,以桩尖达到设计标高为主,贯入度为参考;当桩端达到坚硬土质时,以贯入度为主,桩端标高作为参考,当贯入度已达到而桩尖标高未达到设计标高时,应继续锤击三阵,每阵10击,三阵贯入度不应大于30mm。施工中,要控制好每根桩总锤击数不超过2500,最后lm沉桩锤击数不宜超过300。
 
  9、成果记录
 
  打桩过程中应详细记录各桩沉桩时间、每打入lm的锤击数、最后三阵贯入度和最后1m的锤击数等。按规范要求整理成表作为验收依据。测量最后贯入度时,易用收锤回弹曲线测绘纸先测绘出管桩回弹曲线,在从回弹曲线上量出贯入度。
 
  10、基坑开挖及截桩
 
  一般情况下,打桩完成要超出桩顶设计标高,这就需要桩头土开挖和截桩施工。开挖桩周围土层,要对称平衡施工,防止未成形的桩发生偏移、断裂、弯折,同时避免使用机械开挖。超出桩顶标高的桩需进行截断,截断时不得使用大锤和带强震动的机械,影响桩头的强度和稳定性,要用专门的锯桩机械进行切割。
 
  四、结束语
 
  PHC桩是为适应现代建筑业发展的必然产物,由于它的质量优、单价低、施工简单等一系列优点,在桩的大家庭中充当了重要的角色。PHC桩施工设计多个环节,勘查、设计、施工、审核、收尾等。只有各部门同心协力,相互协调,互相配合,严格按图纸施工,符合国家相关规定,才能圆满完成业主安排的任务。同时为推动新的技术、新的施工工艺、新的材料发展做贡献。
 
  【参考文献】
 
  丁家昕高强预应力管桩在多高层建筑基础设计中的应用安徽建筑2007
 
  陈玉梅PHC管桩施工的质量管理建筑管理现代化2010
 
  王旭PHC桩基技术及工程实践科技资讯2009

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