静压桩基的施工方法?
1静压桩沉桩原理
沉桩过程中,桩尖深入土体,原状土体的初始应力状态被破坏,桩尖下的土体也发生变形。当地面覆盖层中的土向四周挤出时,桩受到土的法向压力,产生桩周阻力。当桩顶静压力大于沉桩时的阻力时,桩会继续下沉。当桩顶静压力小于沉桩时的阻力时,桩停止下沉。当静压桩桩端应力大于抗剪强度时,土体会受到侧向挤压和/或抵抗塑性流动。在粘土的表面,土壤会膨胀,沙子会被拖下来。在强扰动下,桩周土体的平衡被破坏,桩周土体的孔隙水压力因土体挤压而增大,导致土体的抗剪强度大大降低,在超孔隙水压力和扰动重塑作用下,土体的抗压强度也大大降低。静压桩施工完成后,土体中的孔隙水压力开始消散,土体的固结强度逐渐恢复,上部桩的空腔区域被填满,中部桩的滑动区域消失,下部桩的挤压区域压力下降。此时,桩获得了工程意义上的极限承载力。
2静压桩的主要施工方法
2.1主要施工流程
静压桩施工的主要流程为:“测量放线、桩机就位、吊起第一根桩就位、复核调整桩位、桩端初步压入土中、检查校正桩身垂直度、正式沉桩、观察校正桩身垂直度、当桩顶距地面0.5~1.0m时,吊起最后一根桩就位、接桩、继续沉桩、记录压力值。
2.2放线测量方法
工程施工应按设计要求进行。根据施工设计总平面图,在施工现场地面标定建筑物的平面位置、形状和标高,为下一步施工奠定基础。在工程施工过程中,测量工作尤为重要,需要准确确认轴线控制点和水准基点。
2.3桩的堆放方法
管桩进场前必须验收合格,并按规定要求检查外观、尺寸及检验报告相关参数。堆放场地应平整,管桩应按不同类型堆放。如果场地够宽,可以单层堆叠;如场地有限,可分层堆放,高度≤5层,在垂直于管桩长度方向的位置至少设置2个垫木。垫木应选用长木或有抗压能力的枕木,不得用有棱角的金属构件代替【1】。
2.4管桩就位和初步加压方法
管桩就位后,启动压桩装置,先将桩机移动到地面桩位预标记点,然后用桩机上的升降臂将桩端吊入土中。待桩身基本稳定后,整平桩身,进行正式沉桩,并稳定控制压桩速度、时间和压力参数。
2.5接桩方式
桩的连接方式有两种:一种是机械接头连接,一种是端板焊接连接,焊接是目前的主流连接方式。整个接桩过程应连续不间断,合理选择每节桩的长度,接桩作业不应在持力层进行。两桩对接成功,垂直度符合要求后,才能开始焊接。焊接后沉桩前,必须确保焊缝完全冷却后,才能进行下一个操作步骤。
2.6沉桩方法
沉桩施工必须在埋深、垂直度、截桩长度、桩顶标高、压力值、贯入度等参数确定后进行;为保证沉桩精度,应采用送桩器,既能保证中心点的找正,又能保证压力参数的合格;沉桩到位后,应将桩身高出地面的部分切除,切除后再进行下一桩位操作。
3静压桩施工要点
3.1施工条件
建设条件的前提是场地条件达标。当施工场地不平时,需要清除场地内的异物和障碍物,并用砂石压实,防止地面过软。同时,应设置排水系统,以保证后续施工的顺利进行。
3.2施工顺序
沉桩顺序原则是“先中间,后四周,先密桩,后疏桩,先长桩,后短桩,先大直径桩,后小承台”。为了确定更合理的沉桩顺序,需要对周围和现场工程地质条件进行调查,综合考虑地下管线、建筑物与周围环境的关系。
3.3施工方法
管桩的设计强度必须高于设计值,施工时应严格控制桩混凝土表面温度,温差应≤环境温度的20℃。管桩采用压力蒸汽养护,平均1次/d,提升管桩前,确保桩机平整并与地面垂直,平稳准确地调整到相应位置。一般打桩机可以用来沉桩。打桩机吊桩时,抱桩压力必须小于桩的压桩压力,并应避免桩的焊缝。如果安装时桩身倾斜,应尽快拔出,不能靠移动桩架来调整。如果安装过程中无法沉桩或沉桩困难,必须停止作业,反复确认地质情况,分析原因,采取有效措施后才能继续沉桩[2]。
4静压桩常见质量问题及解决方法
4.1打桩设计不符合要求
1)原因分析:地质勘察资料与实际工程地质条件存在偏差,相关参数达不到设计要求;由于意外情况,如设备故障、站点异常等。,沉桩过程中断,桩周阻力增大,难以沉桩至设计要求的持力层。2)解决方案:首先确定工程地质条件,必要时进行地质勘察,合理选择持力层,确定打桩参数和打桩设备;沉桩过程中如有异常,应立即停止施工,认真分析原因,找出解决办法。不要盲目打桩,防止桩身受损。
4.2裂缝出现在接桩处。
裂缝发生在上桩和下桩的接合处。1)原因分析:桩的上下两段不在同一直线上,桩连接焊缝处容易产生应力集中,导致开裂;焊接时,焊接接头连接不好,接头表面不平整,表面焊渣未清理干净;未严格按照工艺要求进行焊接施工,未进行分层焊接,导致焊缝不连续,焊接有缺陷,焊后预冷时间较快,产生脆性裂纹。2)解决方案:为使上下桩垂直,建议设置接桩临时导向箍。先检查上下桩的芯偏是否有错位。焊接前,确认焊机及相关设备完好,焊条型号和材质符合工艺要求。同时,打磨和清洁焊接表面和焊接接头。焊接应严格按照焊接工艺参数进行,严格控制焊接电流、电压、焊接速度等参数。焊接接头应首先开槽。应在凹槽附近点焊,以固定上下桩。固定后,应拆除临时导向箍。最后,焊接应分层均匀进行。焊接操作人员必须持有相关资格证书。焊缝冷却采用自然冷却法,禁止采用水冷法。
4.3桩身断裂
施工过程中,桩身倾斜断裂。1)原因分析:混凝土本身质量问题导致柱体强度不足,在受力过程中导致断裂;桩在储存、运输、起吊过程中保护不当,导致表面出现裂缝或缺陷,施加较大外力时,柱身易断裂;地面不正常沉降,打桩机和桩身倾斜严重,桩受力不均,荷载偏心,最终断裂。2)解决方法:加强过程监控。施工初期,如发现桩身倾斜,立即停止作业,及时纠正。及时调整上下桩的平整度,沉桩速度要慢下来,稳定下来,便于及时停机调整。万一施工时骨折,不要惊慌。应组织相关人员进行现场分析,确定处置方法。能加固的要采用加固,不能加固的要换桩或补桩。
综上所述,静压桩是我国基础工程中常见的桩基形式,具有施工噪音低、振动小、预制化、进度快等诸多优点,得到了广泛的推广应用。在静压桩实际施工中,应根据施工现场条件合理确定成桩工艺参数和相关设备,规范各道工序,加强质量控制,防止出现桩接头开裂、桩身断裂等问题,确保工程基础稳定可靠,为后续施工作业的顺利开展保驾护航。
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