预应力管桩试桩方案

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XXXX铁路客运专线工程XXXXXX标XX分部预应力混凝土管桩工艺性试验施工方案编制：审核：审批：XXXXXXXXX有限公司XXXXX年XX月 目录1概述21.1工程概况21.2地质水文情况21.2.1地形地貌21.2.2工程地质特征21.3编制依据32试桩施工总体规划42.1试桩工期安排42.2施工部署42.2.1管理人员配备42.2.2作业人员配备42.2.3主要机械设备配备53主要施工方案及工艺流程53.1主要施工方案53.2试桩目的64施工准备64.1内业技术准备64.2外业技术准备65施工程序与工艺流程65.1施工程序75.2工艺流程75.2.1桩位放样75.2.2桩机就位85.2.3管桩堆放、吊桩85.2.4压桩85.2.5送桩、接桩、截桩105.3施工常见的问题及防治方法115.4成桩质量控制及检测126质量、安全及环保措施136.1质量保证措施136.2安全施工保证措施147文明施工和环境保护措施157.1文明施工措施157.2环境保护措施1516 1概述1.1工程概况本段路基均为软土路基，基底需进行加固处理，加固方式主要为预应力管桩、CFG桩、螺杆桩。其中DK327+580～DK328+355.41段路基基底采用预应力管桩进行加固。本施工区段范围内预应力管桩总长约285544延米。预应力管桩按正方形布置，桩径0.4m，桩间距2.0m，桩长22～30m，具体形式详见软基处理形式汇总如表1.1所示：表1.1软基处理形式汇总表里程范围长度(m)桩径(m)桩距(m)桩长（m）垫层型式备注Ⅰ型Ⅱ型Ⅰ型Ⅱ型左侧应力影响线之内为Ⅰ型桩应力影响线之外为Ⅱ型桩DK327+580-DK327+664.4484.440.42.030220.15m碎石+0.5m砼板桩帽+0.5m碎石DK327+711.42~DK327+933.50222.080.42.030220.15m碎石+0.5m砼板桩帽+0.5m碎石DK327+945.50~DK328+302.47356.970.42.030220.15m碎石+0.5m砼板桩帽+0.5m碎石DK328+325.41~DK328+355.41300.42.030220.15m碎石+0.5m砼板桩帽+0.5m碎石DK327+664.44～DK327+711.42046.980.42.023桩帽+0.5m碎石一、二号框构主体地基处理DK328+302.47～DK328+325.422.930.42.023桩帽+0.5m碎石1.2地质水文情况1.2.1地形地貌本标段沿线地貌为XX平原，属XX平原的一部分，按成因分为山前冲洪积平原和冲积平原，局部为剥蚀残丘。地形平坦，开阔，稍有起伏，XXX地面高程40～80m，XXX地面高程全线最低，约为20～30m。1.2.2工程地质特征沿线地层属XX16 地层系，分布新生界第四系松散堆积层，厚度可达数百米。地层为第四系全新统人工堆积层（Q4ml）人工填筑土、冲洪积层（Q4al＋pl）、冲积层（Q4al）新黄土、黏性土、粉土、砂类土，第四系上更新统冲积层（Q3al）、冲洪积层（Q3al＋pl）新黄土、黏性土、粉土、砂类土和碎石类土。下伏奥陶系中统灰岩（O2）及燕山期侵入辉长岩(υ5)。第四系全新统冲积层厚度约25～50m，岩性主要为黏土、粉质黏土、粉土、粉砂、细砂；第四系上更新统冲积层厚度大于50m，岩性主要为黏性土、粉土、粉细砂等。1.2.3水文地质特征XX冲洪积及冲积平原区地下水赋存于第四系松散堆积层中，地下水类型为孔隙潜水，砂砾石层局部具承压性，主要含水层为砂类土。地下水水位埋深一般在5～30m，主要由大气降水和地表水补给，以蒸发排泄为主。1.2.4地震动参数区划沿线地震动峰值加速度为：0.05g（地震基本烈度Ⅵ度）。1.2.5土壤最大冻结深度为0.5m。1.3编制依据《个别路基设计图》（XXXX施路-53、XXXX施路-51）、《路基设计通用图》（XXXX施路通-12）等相关设计计文件。国家及相关部委颁布的法律、法规和铁道部颁布的现行设计规范、施工规范、铁路工程质量验收标准及其它有关文件资料。《高速铁路路基工程施工质量验收标准》(TB10751-2010)。《高速铁路路基工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）。《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）。《铁路工程地基处理技术规程》(TB10106-2010)。16 《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2010)。2试桩施工总体规划2.1试桩工期安排本标段路基试桩总工期为一天，计划开工试桩日期：2014年5月9日，计划结束日期：2014年5月9日。2.2施工部署2.2.1管理人员配备项目部管理人员如表2.2.1所示表2.2.1管理人员安排表序号姓名职务备注1XXX项目总工试桩总负责2XXX生产经理现场组织、协调、生产3XXX工程部长技术负责4XXX安质部长现场安全、质量5XXX技术员现场技术6XXX技术员现场技术7XXX测量队长现场放样8XXX实验室主任现场相关试验检测2.2.2作业人员配备施工作业人员如表2.2.2所示表2.2.2作业人员安排表序号岗位工作范围人数1工班长试桩工作班组总负责12施工员试桩班组的现场管理与施工协调13安全员试桩现场的安全14测量员测量工作配合25桩机手桩机操作26电工现场施工用电116 7电焊工现场焊接38普工12合计232.2.3主要机械设备配备本次试桩拟投入的主要机械及检测设备见表2.2.3所示：表2.2.3本次试桩投入的机械设备序号机械名称数量(台/套)型号备注1静压机1湖南ZYJ680良好（配套设施）2发电机组1良好3电焊机2良好3主要施工方案及工艺流程3.1主要施工方案预应力混凝土管桩采用型号为PHC400B-95（管桩外径400mm，壁厚95mm，桩身混凝土强度等级不小于C80），按正方形布置（设计图纸要求），桩间距2.0m，桩径0.4m（桩长22m、23m、30m三种），本次对桩长为30m的桩长进行试桩，型号为AB型、B型两种，各试桩3根进行对比，总计6根。因为管桩地基处理地段与既有京沪高铁路基较近，为减小管桩地基处理施工对高铁运营安全的影响，选用静力压桩，从既有京沪高速铁路坡脚向外施工。压桩前，按设计要求进行桩定位放线，确定桩位。宜每隔20-50m16 在适当的位置进行试桩。压桩前对桩身做好每米尺寸标记，施工时采用压试验桩专用记录表，记录下每米的压桩力数值，分清地层变化，记录下入持力层的深度，给设计单位提供有力的地质参数。还要选择有代表性的桩休止数小时后再进行复压，记录下复压值，经计算后给测试单位提供参考数据,也同时给下一部施工采用的桩机型号和桩机的配重量进行要求等摸索管桩压入速度、压力、桩长控制等参数，并进行质量检测，了解桩体完整性、桩长及承载力等。试桩位置拟选定在钢筋场院内。3.2试桩目的检验施工设备及选定的施工工艺，通过试桩核对施工图纸中的地质资料进行复核、确认，根据试桩确定的施工工艺试验参数指导后续施工。4施工准备4.1内业技术准备施工前组织技术、测量、试验、质检人员熟悉、审核施工图纸，并对图纸中的疑问要求设计院予以确认。组织现场技术、测量、质检、试验及施工班组学习施工图纸、相关施工规范，并组织作业人员进行预应力混凝土高强度管桩施工技术交底等工作。4.2外业技术准备结合设计文件，核查地形地质情况，如有差异，及时与设计院联系。利用推土机与挖机清除基底范围内的表层植被、腐殖土及耕植土，挖除树根，同时进行场地平整。施工前应根据相关专业设计文件对路基范围内的管线进行调查核实和迁改，对没有迁改而施工中又可能对其造成影响的管线，须注意加强施工防护。施工场地应具备“三通一平”条件。静力压桩应按照设计要求的单桩承载力的2倍左右配备荷载，但最大荷载不能超出桩身所能承担的应力。5施工程序与工艺流程16 施工前首先对进场的管桩进行验收，检验桩体、桩头外观尺寸、桩身垂直度等质量，检查管桩出厂检验报告、管桩产品合格证，并验证质量证明资料，合格后方可使用，不合格产品严禁进入工地，报检合格后，现场进行沉桩安放。进场的管桩分类堆放，分为待检区、合格区两个区域。5.1施工程序静压预制桩的施工一般采取分段压入、逐段接长的方法。其施工工艺流程：测量定位→压桩机就位→吊桩、插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再静压沉桩→送桩→终止压桩→切割桩头→桩身完整性、单桩承载力检测。其施工工艺详图5.1图5.1压桩工艺程序示意图图中附注：（a）准备压第一段桩；（b）接第二段桩；（c）接第三段桩；（d）整根桩压平至地面；（e）采用送接压桩完毕。1-第一段桩；2-第二段桩；3-第三段桩；4-送桩；5-桩接头处；6-地面线；7-压桩架操作平台线。5.2工艺流程5.2.1桩位放样16 按设计要求绘制管桩平面布置图，根据布桩图进行准确放样，用全站仪、钢尺定出每排桩位轴线和路基边桩然后逐桩进行中心放样，经复核确认后做好记号。在各排桩位轴线的延长线上埋设控制桩，考虑压桩过程中的挤土效应，控制桩宜设置在距最旁桩20m外处，以便在压桩过程中对轴线和桩位进行校对；为控制送桩标高，应在压桩区60m外设置1～3个水准控制点。同时测放施工区段内的地面标高，技术人员根据地面标高计算区段的桩顶、桩底标高。5.2.2桩机就位对施工场地内的原地面土平整碾压，确保承载力满足静压机械施工及移动过程中不至于出现沉陷，对局部软土层可采用事先换填处理或采用整块钢板铺垫作业。桩机进场后，检查各部件及仪表是否灵敏有效，确保设备运转安全、正常后，按照打桩顺序，移动调整桩机对位、调平、调直。5.2.3管桩堆放、吊桩管桩堆放场地必须平整、坚实，堆放层数不宜超过3层；堆放桩的支承垫木位置，当两点支承时，应设在距两端0.21倍桩长处；当三点支承时，应设在距两端0.15倍桩长及中点处。每层垫木必须保持在同一平面上，各层间垫木应在同一垂直线上。用钢丝绳绑住桩身单点起吊，小心移入桩机，然后调平桩机，开动纵横向油缸移动桩机调整对中，管桩的垂直度必须严格控制，可在通视安全距离外成90°方向上设置两个线锤进行观察校正。并随时检查桩和打桩架的垂直度，第一节管桩插入地面时的垂直度偏差不得超过0.3%，桩锤、桩帽或送桩器应与桩身同在一中心线上。若桩身垂直度偏差超过1%时，应找出原因并设法纠正，当桩尖进入较硬土层后，严禁用移动桩架等强行回板的方法纠偏，沉桩过程中，如发现地质条件与提供的数据不符，应会同有关单位研究处理。5.2.4压桩16 每一根桩应一次性连续压到底，接桩、送桩应连续进行，尽量减少中间停歇时间。第一节桩入土30～50cm后检查和校整垂直度，开动压桩装置，严格记录压桩时间和各压力表读数，保持连续压桩并控制压桩速度在1m/min～2m/min。试桩现场三通一平动载、静载水平荷载试验决定桩的入土深度及沉桩机具机械进场安装桩机移动就位桩位放样桩订购、进场吊装插桩、观测垂直度沉桩掌握停打标准基坑开挖截桩头桩帽施工达到要求深度作好观测记录、整理资料接桩贮存、保管钢桩破口倒角喂桩运桩压桩顺序一应从靠近既有线一侧由近向远施工。在压后一排桩之前必须检查前一排桩的偏位情况。记录每根桩的实测深度。静压预制桩施工工艺流程如图5.2.4所示。16 图5.2.4静压预制桩施工工艺流程图5.2.5送桩、接桩、截桩送桩时，送桩器的轴线要与桩身相吻合。送桩器上根据测定的局部地面标高，事先要标出送桩深度，通过水准仪跟踪观测，准确地将送桩送至设计标高。同时送桩器上要标出最后1m的位置线，详细记录最终压力值。当下一节管桩的桩头在距地面0.5～1m高时，开始进行接桩作业，管桩拼接宜采用端板焊接连接，接头连接强度应不小于管桩桩身强度。采用焊接连接，焊接前应先确认管桩接头是否合格，下节桩的桩头处宜设导向箍，以便于上节桩就为；上下节桩段应保持对直，错位偏差不宜大于2mm,上下端板表面应用铁刷子等清理干净，坡口处应刷至露出金属光泽，并清除油污和铁锈，焊接时宜先在坡口圆周上对称点焊4-6点，待上下节固定后拆除导向箍再分层施焊，施焊宜对称进行。焊接可采用手工焊接或二氧化碳保护焊，焊接层数宜为三层，内层焊渣必须清理干净后方可施焊外一层，焊缝应饱满、连续，且根部必须透。焊接接头自然冷却后才可继续沉桩，冷却时间不宜少于8min，严禁用水冷却或焊好后立即沉桩。压桩时应以控制桩长为主、压桩力控制为辅，沉桩过程中应防止偏移，遇到下列情况应停止沉桩，（1）静力压桩机由于配备荷载不足而被顶起；（2）桩头破碎或桩身开裂；（3）附近地面有严重隆起现象；（4）临桩上浮或桩位水平移动过大；（5）打桩架发生偏斜或晃动。经分析研究并采取措施后，方可继续施工。土质与设计不符，致使桩的入土深度差异很大时，应提交设计单位采取措施。如出现压入困难时可使用桩尖，当仍然不能达到设计桩长时应上报有关单位。送桩完成后，移动调整机械进行下一根管桩施工。如果发生“假极限”，“吸入”、上浮、下沉现象时应进行复打。16 根据桩顶、桩底设计标高以及机械设备的相对标高对场区标高进行控制，使其不出现截桩现象。如需截桩，应采用截桩器，并采取有效措施保证截桩后管桩质量。5.3施工常见的问题及防治方法5.3.1产生挤土效应和桩间振动影响的防治方法5.3.1.1控制布桩密度，对桩距较密部分的管桩可采用间隔跳打法，施工过程中严禁形成封闭桩；5.3.1.2控制沉桩速率，一般控制在1m/min左右；并制定有效的沉桩流水路线，从构筑物的一侧开始，由近向远进行；5.3.1.3控制施工过程中的停歇时间，避免由于停歇时间过长，摩阻力增大影响桩机施工，造成沉桩困难。5.3.2防治方法：5.3.2.1静压桩桩机施工前注意机械设备的检查维修，以避免影响施工质量。5.3.2.2场地要平整坚硬，在较软的场地中适当铺设碎石，不能使桩机在打桩过程中产生不均匀沉降，静压桩桩机对施工场地要求较高，由于桩机及配重达200吨以上，为防止桩机下陷造成桩身倾斜、桩机挤压造成桩位偏移等质量缺陷，从而影响施工质量及安全。必要时对施工场地采取局部换填平整等措施以提高地基承载力，使其达到静压桩施工要求。5.3.2.3施工过程中要严格控制好桩身垂直度，重点应放在第一节桩上，垂直度偏差不得超过桩长的0.3％，桩帽、桩身及送桩杆应在同一直线上，沉桩时宜设置经纬仪在两个方向上进行校准。5.3.2.4制定合理的施工顺序，桩基施工后的孔洞应及时回填，施工过程中加强对垂直度的控制。5.3.3桩身破坏的防治方法16 5.3.3.1选用桩机合理有效的施工方法，控制桩身的垂直度，避免斜桩的发生。5.3.3.2控制好桩机施工终止条件，对纯摩擦桩，终止条件宜以设计桩长为控制条件；5.3.3.3桩机施工结束后合理的进行土方开挖以及凿桩施工，必须强调土方开挖过程中的施工质量与水平，施工过程中要慎之又慎。5.3.3.4施工过程中应加强对管桩原材的检查验收。施工中发生桩身破坏，宜采用小应变等有效的手段检测桩身情况，确定处理方法，问题桩坚决不予使用。5.4成桩质量控制及检测预应力管桩一般在施工结束后，对于桩休止期的检测规定砂土7天、粉土10天、粘性土（非饱和土15天、饱和土25天）或桩间土超静孔隙水压力消散后进行检测；混凝土预制桩沉桩后，单桩的承载力应满足设计要求。静荷载试验数量取总桩数的2‰，且每工点不少于3根。混凝土预制桩沉桩后，桩的完整性应满足设计要求。桩身质量采用直观法检查，并采用低应变反射泼法对桩身质量进行抽检，检测桩数不少于总桩数的10%，且不得小于10根。焊接接桩时，电焊结束后停歇时间、焊缝的允许偏差、检验数量及检验方法应符合表5.4-1的规定。表5.4-1电焊结束后停歇时间、焊缝的允许偏差、检验数量级检验方法序号项目允许偏差施工单位检验数量监理单位检验数量检验方法1电焊接上下节端部缝隙≤2mm按施工单位检验数量的10%平行检验用钢直尺量16 桩焊缝按桩总数的5%抽样检验，且每检验批不少于10根2焊缝咬边深度≤0.5mm焊缝检查仪3焊缝加强层高度2mm焊缝检查仪4焊缝加强宽度2mm焊缝检查仪5焊缝电焊质量外观无气孔、无焊瘤、无裂缝观察6焊缝探伤检验满足设计要求按设计要求7电焊结束后停歇时间＞1.0min秒表测定8上下节平面偏差10mm用钢直尺量9节点弯曲矢高L/1000用钢直尺量，L为2节桩长桩位、倾斜度的允许偏差、检验数量及检验方法应符合表5.4-2的规定。表5.4-2桩位、垂直度偏差符合下表中的规定：序号项目允许偏差施工单位检验数量检验方法1桩位50mm按桩总数的5%抽样检验，且每检验批不少于10根测量或尺量2直桩垂直度1%吊线和尺量3斜桩倾斜度15%tanθ4桩顶高程±50mm仪器测量注：θ为斜柱轴线与竖直线间的夹角6质量、安全及环保措施6.1质量保证措施为了达到预期的试桩效果，得到预期的满足现场施工条件的施工工艺技术参数，必须建立可控的质量保证管理措施。建立三全控制措施，即全过程质量控制、全面质量控制、全员参与控制。施工前组织工程技术、质量、试验、测量及作业班组等相关人员召开技术交底会，做好施工全过程的质量控制工作。配齐满足工程施工需要的人力资源。配齐满足工程施工需要的各类机械设备。组织技术精湛、责任心强的测量人员，进行测量放样。对已经批复的工艺试验方案、方法和指标进行严密的监视和控制，并加强监督的力度和控制的手段，使工程的每个工序均达到优良标准。16 严把过程检验和试验关，加强施工过程中的试验与检验，做好施工材料的质量控制，坚决杜绝不合格材料进场，分项工程验收合格后，及时将资料整理完善并签认归档。资料整理必须严格按要求进行，做到资料的真实、清晰、齐全。6.2安全施工保证措施建立以项目部经理为第一责任人的安全组织机构，对各分项工作由具有丰富经验的专业人员担任安全负责人，同时各施工队队长为安全工作的第一责任人。安全员必须每日巡查施工现场，及时处理各种安全隐患，确保安全生产。实行每周安全生产例会制度，针对施工中的安全隐患及时整改，所有参与工程施工的人员必须时刻绷紧思想中的安全弦，牢固树立管生产必须管安全、安全无小事的施工理念，同时加强安全教育，提高生产人员的安全意识，切实做到防患于未然，确保安全、优质、高效施工。做好安全生产的教育和宣传工作。对进场人员按照不同工种进行安全教育培训，并考试合格后方可上岗作业。施工现场设安全标语和针对性醒目标牌，时刻提醒生产人员的安全意识，坚决杜绝酒后上岗，对违反者给予严肃处罚。机械进场前，需要对场地土进行碾压密实，确保桩机平稳施工，避免发生桩机倾斜。桩机手等相关操作人员必须持证上岗，进行安全教育培训与班前安全教育。所以进场人员必须戴安全帽。桩机入场后，需提供桩机配套相关合格证明文件及年检报告，每天上班前需要对钢丝绳及液压轮轴等易磨损部分加强检查，确保制动灵活，试机正常后方能施工。施工过程中加强对桩机各部件的日常检查与维修保养。16 吊装运输及起吊时，需要专人指挥及监护，隔离操作，严禁人员通行，施工毕后，遗留下的孔洞上面要加盖或回填，以防人员掉陷，为避免挤土效应对周围建筑物的影响，需在建筑物边开挖土沟，机电设备维修时必须要切断电源后无电方能操作，加强安全用电防护，实行三相五线制，做好机械漏电保护，防潮、防雨设施，一机一闸，闸箱上锁。确保用电作业安全。7文明施工和环境保护措施7.1文明施工措施现场文明施工的好坏直接关系到企业形象，为保证工程施工文明有序，预应力管桩的施工料场材料必须分类堆放整齐，工完料尽，清理恢复不留尾巴，料场、施工场地、施工道路作到布置合理，场地平整，排水畅通。工地生活设施按平面布置图，安排合理，清洁文明，环境卫生，施工区和生活区应有明确划分。工地食堂、厕所和饮用水供应，制订相应的卫生制度。对施工生产的废弃物、建筑垃圾等及时清理，集中运至指定地点，创建一个爽心悦目的施工环境。实行岗位责任制，上岗前，职工进行岗前培训，持证上岗。施工中，实行挂牌施工。加强施工管理，保证当地居民的正常生活，不干扰其正常生活、生产。尊重当地风俗，遵守社会公德。加强施工便道的整修工作，经常洒水湿润，避免灰尘污染，同时加强便道的交通疏导，减少堵车情况的发生，保证施工用料的正常供应。7.2环境保护措施预应力管桩施工时由施工引起的道路尘土飞扬，定期进行洒水压尘。16 施工临时设施，如便道、料场、生产房屋、要贯彻少占农田耕地，防止水土流失，注意保护环境的原则，所有的施工垃圾都要选择合适的地点进行掩埋或燃烧后进行处理，对生活用水及施工用水的水源要分别管理，不得混用，积极与所在乡（镇）村联成环境保护网络，认真听取地方环保部门的意见，接受监督和检查，并对所提问题认真加以改正。16