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PHC管桩在温福铁路软土地基加固中的应用(1)(2)

2013-07-23 01:03

5、检测结果

本试验段PHC管桩施工后委托中科院武汉岩土力学研究所分别采用了静载和小应变检测，检测按照《JGJ106－2003》标准进行。小应变检测了133根，其中Ⅰ类桩占92％，Ⅱ类桩占8％，未发现Ⅲ、Ⅳ类桩。静载采用慢速维持荷载法检测了13根桩，最大荷载是1800KN（为设计单桩承载力的两倍值），初级荷载360KN，然后按每级加载180KN进行；从Q-S曲线看，曲线平缓，无明显陡降段，S-lgt曲线呈平缓规则排列，最大沉降量是27.61mm，单桩竖向极限承载力满足要求。

6、施工体会

6．1、工作垫层材料的选用

工作垫层用来改善原有地表的承载力，使桩机施工时行走平稳，但又不能影响到后续施工。如果工作垫层的材料有较多的大块片石，将会影响到管桩施工时的桩位和垂直度；但是粒径过细的材料对于改善地表土为淤泥质土或常年种植土的承载力的效果不明显，所以工作垫层材料的选用要恰当，材料粒径可偏大，但不能出现大块的片石。

6．2、管桩材料的堆放

管桩的堆放根据桩的规格、长度和使用先后及远近进行堆放；堆放场地选择在平整坚实的地方，使桩堆放后不会产生过大的沉陷，最下层与地面接触的垫木加宽加高。堆放时，桩下垫木设置两道，支承点的位置就在两点吊的吊点位置处，同层的两道垫木顶面保持在同一水平面上；当重叠堆放时，各层均设置垫木，并保证各层垫木上下对齐；堆放层数不超过三层；垫木选用耐压的木枋。

6．3、挤土效应

静压法施工预应力管桩属于挤土类型，往往由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动，改变了土体的应力状态，产生挤土效应；桩机施工过程中焊接时间过长；桩的接头较多而且焊接质量不好或桩端停歇在硬夹层；施工方法与施工顺序不当，每天成桩数量太多、压桩速率太快、布桩过多过密等，都会加剧挤土效应。也有可能是某一土层的不排水抗剪强度低、压缩性高，桩在静压过程中，桩入土体使其产生冲剪破坏，同时对桩周围土体进行排挤，孔隙水受此冲剪挤压形成不均匀水头，产生巨大的超孔隙水压力，而上部杂填土层未做清理，使土体向上的应力无法释放，加大了地基土的侧向应力。本工程地处空旷地带，在距离施工区域左侧50m位置有一条小河，这成为天然的防挤沟，使得小河以外的居民房屋未受影响，而距离施工区域较近的边桩在每周的复核中均发现有位移，但位移量不大。

挤土效应的防治具有重要意义，特别是在周围有密集建筑的区域内施工。一般做法是先清除表层的杂填土，开挖防挤沟，设置应力释放孔，合理地安排打桩顺序，根据施工场地周围环境和挤土程度，静距离先施工，远距离后施工，必要情况下还应控制每天的压桩数量。如果允许管桩内腔涌入土体，使用开口型桩尖，也能有效地减小挤土效应。

6．4、终压标准

PHC桩作为端承桩，停压标准控制合理与否将直接影响到桩能否既达到设计承载力要求又不致被压坏的效果。实践证明：在桩材质量合格、沉桩正常的情况下，由于压桩压力而引起的桩身损坏多与停压标准控制不合理有关。同时由于PHC桩具有脆性破坏和抗拉应力低的特性，当压力较大，因桩机架配重不够，而导致桩机抬架所产生的冲击力极易使PHC桩产生裂缝或损坏，压断桩的情况也时有发生。因此，正确合理地控制停压标准，是PHC桩施工的一项重要技术。PHC桩停压标准的控制主要考虑以下两方面：桩入土深度和压桩力(贯入阻力)。施工时详细了解工程地质情况及有关设计要求，正确掌握桩入土深度与贯入阻力的关系，一般情况以桩进入持力层且最后三次贯入阻力达1.8～2.0倍单桩设计承载力而累积下沉≤10ｍｍ时为停压控制标准；但是施工中的终压力值是根据在施工瞬间荷载作用下有土体侧向约束的情况来确定的，因此终压力可比两倍的管桩单桩竖向承载力大。其受力方式接近于轴心受压构件，终压力可按下式近似取值：

P=（0.67R-σ_ce）A₀

R——砼立方体抗压强度

σ_ce——砼的有效预应力值

A₀——PHC桩的横截面积

本次施工两倍单桩承载力为1800KN，实际控制中以达到2500KN以上的压桩力做为停压标准。按下列经验公式，可由2500KN的终压力来估算该桩的单桩承载力远远满足设计要求：

Quk=αPp

Pp——终压力（KN）

α——经过多个工程的静载试验值与压桩终止值分析得出的经验系数，根据土质情况取值在0.7～1.5 。

6．5、桩顶位移

在施工过程中，相邻的桩会产生横向位移和桩身上浮。有如下原因：

网易a、桩入土后，遇到大块坚硬障碍物，把桩尖挤向一侧。
     b、两节桩或多节桩施工时，相接的两桩不在同一轴线上，产生了曲折。
     c、桩数较多，土饱和密实，桩间距较小，在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起，相邻的桩被浮起。
     d、在软土地基施工较密集的群桩时，由于沉桩引起的孔隙水压力把相邻的桩推向一侧或浮起。
    为了有效地减少桩顶位移，施工前应对桩位下的障碍物清理干净，对桩构件要进行检查，发现桩身弯曲超过规定（L/1000且≤20mm）或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用。在稳桩过程中，如发现桩不垂直应及时纠正，接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处应严格按照操作要求执行。采用井点降水、砂井和盲沟等降水或排水措施。沉桩期间不得开挖基坑，需要沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖，相隔时间应视具体地质情况、基坑开挖深度、面积、桩的密集程度及孔隙水压力消散情况来确实，一般经验认为宜两周左右。
6．6、其它问题

a、      施工中曾出现在相邻两根桩位置，地质情况差异较大的情况，导致送桩过深的问题。由于我们后续还要施工桩帽，对于送桩过深的管桩，施工桩帽时极其不易，容易引起相邻的桩水平方向位移。笔者认为送桩深度不能超过两米。

b、      本次施工中锤击桩机的管桩采用普通焊条焊接，而静压机采用二氧化碳气体保护焊；从小应变检测看，普通焊条焊接的接头很明显，焊接质量比二氧化碳气体保护焊的差。建议今后的施工中管桩接头焊接尽量采用二氧化碳气体保护焊。

c、      必须根据安全管理的有关规定建立健全项目的各有关管理制度，在项目内部落实安全管理责任制，建立考核制度，实施奖罚措施，以及桩机资质及特种作业上岗证等必须齐全。除此之外，还必须注意以下几个事项：

（转载自http://zw.NSEAC.com科教作文网）

　　1．起重机作业前，应对转动部位进行润滑，检查部件紧固程度，钢丝绳是否磨损。
　　2．起重臂下严禁站人，重物停在空中时驾驶员不得离开操作室。
　　3．起重范围不得超过起重性能规定的指标，起重机吊桩进入夹持机构，压桩开始之前，必须在起重机、卷扬机构放松起吊的钢丝绳、吊钩脱离后方可压桩，以免拉断钢丝绳和拉弯起重机吊臂。
　　4．接桩时焊接用的各种气瓶应作标识，气瓶要距离明火点10m以上，气瓶间距必须大于5m，气瓶必须加防震圈和防护帽，气瓶使用和存放时严禁平放或倒放。
　　5．停止作业时，短履需运行到桩机中间位置，停落在平整地面上，其余油缸回程缩进。切断电源，操作人员方可离开桩机。
　　6．施工完毕的桩的桩头上面要加盖，以防行人或杂物等掉陷。

7、结束语

PHC桩的单位承载力造价是各种桩型中较低的，且综合经济效益指标也好于其他桩型。通过本试验段的施工，我们这种桩的施工工艺有了较为深入的理解。本文所述的施工经验，只是抛砖引玉，供各位同仁参考。

随着PHC管桩的广泛应用和发展，以及人们对它的理论研究和工程实践的不断积累，PHC桩的施工技术会不断得到提高。

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