基于软土地基中的预应力混凝土管桩施工工艺探析

2015-08-24 161 0

  软土地基会造成其上的工程项目产生不均衡沉降,严重的话会使得建筑开裂甚至是倾斜倒塌,因此在实际的施工过程中我们需要根据地质条件进行必要的处置才能够为后续的施工保障一个稳定基础;在软土地基的处置过程中包括夯实、粉喷桩施工、锤击预应力施工等多种处置方式,其中预应力混凝土管桩施工是较为常见的一种处置方法,其利用静压或者锤击等方式将预应力混凝土管桩下桩到软土地基中,利用外排土壤对周围产生的挤压作用来提升整体的地基紧实度,同时还能够对建筑或者路面提供较高的应力支撑,是工程实际的处置中的优秀选择。另外,此种处置方式的处理深度能够达到30m,与其他施工工艺相比有效范围更大、硬化效果更高、施工周期更短、施工成本更低等特点;但是在预应力混凝土管桩的施工工艺方面还存在一定的不遵从现象,本文对施工环节中的施工工艺以及注意事项进行讨论。
 
  1预应力混凝土管桩施工方式选择依据
 
  针对软土地基的处置方式有若干种,具体的施工工艺选择应该根据工程实践来进行具体确定。本工程为办公楼施工,采用的是框架结构7层,高度26.2m,位于某河畔;地质概况:地面下9.4-11.5m土层为素填土和粉沙夹粉土,在该层土以下为粉质粘土层,设计用作为桩端持力层;根据地质层的结构可以发现,其软土层深度较深超过了10m,而一般的处置方式或者无法达到较高的硬化效果,或者涉及到的工程成本与周期较高。因此该工程桩基设计采用预应力混凝土管桩来进行加固处置,具体的型号设计如下:桩径为500mm,壁厚100mm,管桩混凝土强度C60,桩型PC-500(100)AB-C60,单桩承载力为1000kN,有效桩长16-17m,总桩数314根,根据工程需要在具体的施工工艺规划方面采用二节接桩,并通过承台式基桩基础来进行实现。
 
  2施工前准备工艺分析
 
  为了保障施工的质量,我们需要在施工前对相关的设备以及预应力混凝土管桩进行准备与检测,对设备的进场时间与施工周期进行规划,并做好相关的现场管理工作,为后续具体的施工提供稳定且合规的外部条件。
 
  在预应力管桩准备方面采用外购管桩的形式进行保障,因此在管桩进场后需要对其质量进行检测与施工保障体系的建设;在具体的检测环节中主要分为如下三个方面:第一,对外观的检测:通过对管桩的外观观察能够对其可能存在的质量问题进行预判,在具体的检查过程中重点检查管桩表面是否平整、密实,有无蜂窝、露筋裂缝,色感均匀程度等。要求桩顶处无孔隙,混凝土不得高于接头端面;预应力钢筋不允许断筋、脱头;合缝及包箍处不允许漏浆,内表面不得塌落露筋;第二,对预应力混凝土管桩的施工进行规划;此方面的准备工作能够保障具体施工过程中的管桩使用保障,并通过垫木的使用防止堆放过程中存在的倒桩现象的发生,避免由于堆放的不遵从而由外力造成的预应力混凝土管桩的损坏,进而破坏了整体的施工效果。第三,对施工吊运进行规划。在施工前我们应该对施工的吊运途径以及吊运规程进行设定,一方面保障了后续下桩过程的顺畅度、另一方面也能够避免吊运过程中产生的运输距离不遵从、碰撞与脱落产生的下桩质量下降甚至是安全事故。
 
  3预应力混凝土管桩施工工艺分析
 
  在具体的预应力混凝土管桩施工的过程中主要分为试桩以及正式下桩施工等两个方面。试桩是为了获得施工的必要参数,为后续的正式下桩提供必要的依据,在试桩的过程中其施工工艺主要分为如下几个方面:第一,该工程在桩基施工时,按照设计要求的位置打好试桩,设计要求为4根试桩,桩端进入粉质粘土层,桩长16、17m各两根。单桩竖向抗压静载试验采用油压千斤顶加载,千斤顶加载反力装置,由支墩、横梁、混凝土块形成堆载,堆载重量为单桩设计允许承载力1000kN×2×1.2=2400kN;第二,采用堆载的加载方式对管桩进行试桩施工,保持均匀稳固地放置;第三,根据所做静载得出的结果看,所做试桩的荷载、沉降辐度近似,平均沉降在15-21mm之间,说明试桩的桩周围摩擦阻力和端承力发挥正常,桩身质量良好,其承载力标准值均大于设计要求1000kN的标准值,可以进行工程桩施工。
 
  试桩结束后则可以根据现场的施工位点布置图以及具体的施工要求来进行实际的下桩操作。在下桩操作过程中应该注意如下几点:第一,利用管桩的终止压力值对静压下桩过程中的单桩承载力进行判断,不同的地质环境决定了相应参数的不同,静压终止值应该满足工程应力需求。当无法满足时应该采取增加下桩深度或者提高下桩位点密度等方式来予以保障。第二,在压桩的过程中需要对管桩的表面进行清理,去除由于腐蚀所产生的附着物,一方面保障了应力的稳定性避免了由于后续附作物脱落带来的管桩预应力不均衡的现象,另一方面也保障了焊接均匀与连续,在具体的施工过程中需要根据《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-2002相关体系要求中的二级焊接标准来进行,即中心线偏差控制在5mm之内,节点弯曲的矢量高度控制在管桩长度的0.1%范围内。在焊接操作之后,应该保障充足的冷却时间(>8min)才能够进行后续的施工。第三,管桩静压的过程中,压桩的顺序对于实际的施工效果也具有一定的影响,一方面在压桩的过程中会对周边土壤产生外排作用,进而对已经施工后的预应力混凝土管桩造成挤压严重的会形成倾斜等问题,因此在位点的施工顺序方面应该遵循从中央到两边的方式来进行。另一方面也不可以采用单侧施工的方式来进行规划;第四,在下桩的过程中垂直度的控制要求较高,按照具体的预应力管桩的长度比例,其垂直度的偏差应该控制在0.5%之内,这就要求在缓慢下桩的过程中对其桩体形态进行实时的监控,一旦发现存在偏离的情况应该采用适当的方式予以纠正,或者重新下桩来避免后续施工质量的降低。
 
  4结语
 
  预应力混凝土管桩是软土地基处理中较为常见的一种方式,本文以具体的工程为案例对软土地基处置过程中预应力混凝土管桩施工的前期准备以及具体施工环节的技术要点进行讨论,希望通过本文的分析能够为今后的相关研究与实际施工提供必要的理论基础与实践指导。
 
  参考文献
 
  [1]傅建舟.软土地基预应力管桩纠偏补强与施工质量控制[D].浙江大学,2008.
 
  [2]邵帅.预应力混凝土管桩在软土地基中应用研究[D].中国地质大学(北京),2012.
 
  [3]彭俊华.浅析软土地基中的预应力混凝土管桩的应用[J].河南科技,2013(20).

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