中埋式钢边氯丁橡胶止水带完全变形缝施工工法.docx
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中埋式钢边氯丁橡胶止水带完全变形缝施工工法
水冲法（内冲内排）辅助静压桩沉桩施工工法
完成单位：
中建七局第三建筑有限公司
福建省南平市隆鑫建筑工程有限公司
主要完成人：
代同路吴维国赖友华王耀张书锋
1前言
在桩基工程施工中，静压法沉桩因其无污染、噪音小越来越受到人们的青睐。
水冲法作为一种辅助沉桩方法能有效解决静压法施工穿透深厚砂层难的问题，针对水冲法辅助静压桩沉桩施工特点，制定此工法。
2特点
桩端可穿透深厚砂层。
对桩身质量影响较小，沉桩效率高、工期短，地基持力层层面起伏较大时能满足桩的设计标高要求。
3适用范围
本工法适用于水冲法（内冲内排）辅助静压桩施工的钢筋混凝土预制桩（现场预制方桩、PHC管桩等）基础工程，在淤泥、砂、砂砾土、砂粘土、及粘土等土层中均可采用。
4工艺原理
在静力压桩过程中，通过高压水冲刷桩端砂层，并利用高压水、气混合物将泥砂排出桩外，以消除桩端砂层对桩端的阻力。
另一方面，高压水在渗入砂层后，亦可减小砂层对桩身的摩阻力，使桩身在较小的压桩力下顺利进入持力层。
5施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
施工工艺流程见图5.1。
图5.1水冲法（内冲内排）辅助静压桩沉桩施工
5.2操作要点
5.2.1一般要求
1桩位放样应二次核样。
2预制桩强度必须达到设计强度的70%时方能起吊，达到设计强度的100%后才能运输及压桩。
3接桩时焊缝要连续饱满，焊渣要清除干净；焊接自然冷却时间应不少于5分钟，地下水位较高的冷却时间应不少于8分钟，避免焊缝遇水淬火易脆裂；接桩时桩间隙要用不超过5mm钢片填充，保证压桩时桩不受偏心力。
4冲水（气）管接管时，气管采用套管连接，在连接时应用生料带缠绕牢固，如图5.2.1-1，5.2.1-2所示；水管采用法兰盘连接，法兰盘中间垫橡胶垫片，并将螺栓锁紧，以确保接头严密不漏水，如图5.2.1-1，图5.2.1-3所示。
图5.2.1-3法兰盘平面图
图5.2.1-2气管连接示意图
图5.2.1-1水管连接示意图
5冲水与压桩过程应同时进行，且冲水（气）管应不停地上下小幅度运动，以防卡管。
6冲水过程中，应按沉桩阻力的大小，及时调整水压和气压（一般控制在0.8MPa～1.2MPa左右）。
当桩下沉达设计标高以上1～2m时，应停止冲水，采用单独静压沉桩法将桩送至设计标高或达到设计压桩力。
5.2.2预制桩制作
1当预制桩为PHC管桩时，可直接使用，不需要对桩身现场加工制作；若预制桩采用方桩等需要现场预制的，需按照5.2.2其他2-5条款要求制作。
2预制方桩的分节应根据工程地质条件（土层分布、持力层埋深）和起吊运输能力来确定，由于冲水过程必须连续进行，应避免桩尖处于厚砂层时接桩。
3预制桩场地必须平整坚实，并有良好的排水条件。
重叠法制桩时，重叠层数不超过4层。
上层桩或邻桩的浇注必须在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强度的30％以后方可进行。
4制作桩身的模板可用木模板或钢模板。
桩身空腔采用塑胶管作为内模，塑胶管用扁铁和钢筋固定牢靠，如图5.2.2-1所示，确保空腔位于预制桩中心。
图5.2.2-1塑胶管安装示意图
5冲水桩桩尖制作：
1）预制桩桩尖制作：
桩靴制作时，在桩尖中间焊制DN135钢管,一端作成漏斗状与塑胶管空腔相连，另一端与护口钢板焊接牢固，护口钢板与桩身钢筋焊接牢固。
在桩靴四周侧面设置四个回水管，回水管一端与桩尖预埋钢管焊接牢固，另一端与桩尖主筋焊接牢固，如图6.2.2-2所示。
回水管的作用是：
当孔中心正面的高压水（气）冲出时，形成的砂水混合物由于高压作用从回水孔进入桩身空腔并通过空腔排出桩外。
图5.2.2-2桩尖制作示意图
图5.2.2-3圆锥型开口冲水桩尖示意图
2）PHC管桩桩尖制作：
当采用静压PHC管桩施工时，桩尖需采用圆锥型开口冲水桩尖，如图6.2.2-2所示，将桩尖与管桩端头板焊接，当穿越卵石层时，可在桩尖圆锥口上焊接2块角钢，确保在大块卵石层不进入管芯，造成回水堵管发生。
5.2.3冲水压桩施工
1静压桩机就位后进行吊喂桩，桩起吊前应将桩身空腔内杂物清除干净。
2当桩压入土中0.5～1.0m，暂停下压，从桩的两个正交侧面校正桩身垂直度，待桩身垂直度偏差小于0.5%时才可正式压桩。
3为防止高压水（气）从桩接头四周的水平缝喷出，焊接接桩时，钢帽间水平缝应焊满焊牢。
4当砂层埋深较浅，第一节桩就须冲水时，可将冲水（气）管预先放入桩的预留孔中，一并起吊喂桩，压桩至须冲水位置，开启冲水（气）管辅助静压沉桩；当砂层埋深较深时，先将桩压至砂层面，再安放冲水（气）管和接桩，压桩至须冲水位置，开启冲水（气）管，边冲水边压桩。
接管操作如图5.2.3-1所示，冲水压桩如图5.2.3-2所示。
图5.2.3-1接管操作示意图图5.2.3-2冲水压桩示意图
5为减小摩擦力的损失，施工前应进行试桩，以确定开始冲水、冲水过程、冲水结束时的压桩力控制。
在准备冲水时先开启空气压缩机，当有一定的气压时再开启离心清水泵。
冲水时压桩力按试桩标准进行控制。
冲水过程中用吊车吊住冲水（气）管并不断小幅上下运动，以防止卡管。
6冲水结束后，停止压桩并将冲水（气）管分节拆除。
送桩至设计持力层，达到终压条件后，压桩结束。
7冲水所需的水由蓄水池提供，蓄水池大小由冲水时每根桩所需水量决定，一般不小于30m3。
蓄水池应放在不受压桩影响的地方，避免因挤土效应破坏蓄水池。
8现场挖临时排水沟和集水坑，冲水时先将水排到集水坑，沉淀后再将水用水泵抽到蓄水池中，这样对水进行循环使用，既节约用水，又减少了污水的排放。
5.3劳动力组织
劳动组织需根据桩机的台数和施工时间而定（根据工程大小、进度要求），按每台桩机每台班所需人员如表5.3所示。
表5.3劳动力组织情况表
序号
工种
人数
1
预
制
方
桩
木工
4
钢筋工
6
混凝土工
12
2
静压桩班组
10
3
冲水班组
5
合计
37
6材料与设备
6.0.1冲水法施工需配备的材料设备有：
预拌混凝土、静压桩机（抱压式）、起重机、电焊机、送桩器、空压机、离心泵、储气罐、经纬仪、水准仪、冲水（气）管。
6.0.2材料要求
1预制桩材料要求应符合表7.1.2-1、表7.1.2-2。
1）钢筋：
静压法沉桩时最小配筋率不宜小于0.6%，主筋直径不宜小于Ø14。
2）混凝土：
混凝土强度等级不应低于C40。
2PHC管桩材料应符合表7.1.2-3。
3静压预制桩施工材料要求
1）钢板：
应符合设计要求，一般宜用低碳钢。
2）电焊条：
电焊条应符合设计及施工规范要求，一般宜采用E43。
7质量控制
7.0.1质量标准：
执行《建筑桩基技术规范》JGJ94、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300、《建筑地基基础工程质量验收规范》GB50202、《福建省建筑工程文件管理规程》（施工分册）DBJ13-56。
7.0.2质量检验评定标准
1预制桩钢筋骨架、钢筋混凝土预制桩的质量检验标准应符合表7.0.2-1和7.0.2-2的规定。
表7.1.2-1预制桩钢筋骨架质量检验标准（mm）
项目
序号
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
主控
项目
1
主筋距桩顶距离
±5
用钢尺量
2
多节桩锚固钢筋位置
5
用钢尺量
3
多节桩预埋铁件
±3
用钢尺量
4
主筋保护层厚度
±5
用钢尺量
一般
项目
1
主筋间距
±5
用钢尺量
2
桩尖中心线
10
用钢尺量
3
箍筋间距
±20
用钢尺量
4
桩顶钢筋网片
±10
用钢尺量
5
多节桩锚固钢筋长度
±10
用钢尺量
表7.1.2-2钢筋混凝土预制桩的质量检验标准
项目
序号
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
主控项目
1
桩体质量检验
按基桩检测技术规范
按基桩检测技术规范
2
桩位偏差
100mm
用钢尺量
3
承载力
按基桩检测技术规范
按基桩检测技术规范
一
般
项
目
1
砂、石、水泥、钢材等原材料（现场预制时）
符合设计要求
查出厂质保文件或抽样送检
2
混凝土配合比及强度（现场预制时）
符合设计要求
检查称量及查试块记录
3
成品桩外形
表面平整，颜色均匀，掉角深度＜10mm，蜂窝面积小于总面积0.5%
直观
4
成品桩裂缝（收缩裂缝或成吊、装运、堆放引起的裂缝）
深度＜20mm，宽度＜0.25mm，横向裂缝不超过边长的一半
裂缝测定仪，该项在地下水有侵蚀地区及锤击数超过500击的长桩不适用
5
成品桩尺寸：
横截面边长
桩顶对角线差
桩尖中心线
桩身弯曲矢高
桩顶平整度
mm
mm
mm
mm
±5
＜10
＜10
＜1/1000l
＜2
用钢尺量
用钢尺量
用钢尺量
用钢尺量，l为桩长
用水平尺量
6
电焊接桩:
焊缝质量
电焊结束后停歇时间
上下节平面偏差
节点弯曲矢高
按基桩施工质量验收规范
见基桩规范表5.5.4-2
秒表测定
用钢尺量
用钢尺量，l为两节桩长
min
min
＞1.0
＜10
＜1/1000l
8
桩顶标高
min
±50
水准仪
2PHC管桩质量检验标准应符合表7.1.2-3的规定。
表7.1.2-3预应力管桩质量检验评定标准
项目
序号
检查项目
允许偏差
检查方法
主控
项目
1
桩体质量检验
按基桩检测技术规范
按基桩检测技术规范
2
桩位偏差
≤100mm
用钢尺量
3
承载力
按基桩检测技术规范
按基桩检测技术规范
一般
项目
1
成
品
桩
质
量
外观质量
无蜂窝、露筋、
裂缝、色质均匀
直观
桩径
±5mm
用钢尺量
管壁厚度
正偏差不限，负偏差为0
用钢尺量
桩尖中心线
<2mm
用钢尺量
顶面平整度
10mm
水平尺量
桩体弯曲
<1/1000L
钢尺量，L为桩长
2
焊缝质量
上下节端部错口
外径<700
≤2mm
用钢尺量
焊缝咬边深度
≤0.5mm
焊缝检查仪
焊缝加强层高度
2mm
焊缝检查仪
焊缝加强层宽度
2mm
焊缝检查仪
焊缝电焊质量外观
无气孔，无焊瘤，无裂缝
直观
焊缝、探伤检验
满足设计要求
按设计要求
电焊结束后停歇时间
>5min
秒表测定
上下节平面偏差
<10mm
用钢尺量
节点弯曲矢高
<1/1000L
用钢尺量
3
桩顶标高
±50㎜
水准仪
4
终压标准
设计要求
现场实测或沉桩记录
8安全措施
8.0.1工人进入工地后应进行三级安全教育和职业健康安全教育。
各工种结合培训进行安全操作规程教育后方能上岗，桩机及起重机机长、电焊工等特殊工种必须持证上岗，新工人应进行上岗教育。
8.0.2桩机及起重机等机械及设备组装和使用前应根据《建筑机械使用安全技术规程》检查各部件工作是否正常,确认运转合格后方能投入使用。
8.0.3施工现场的临时用电必须按照施工方案布置完成并根据《施工现场临时用电安装技术规范》JGJ46检查合格后才可以投入使用。
8.0.4采用水冲法虽然能减少桩的排土量，从而降低沉桩对地基土体的挤土影响程度，但仍应对周边建筑物、管线进行监测。
对沉桩施工顺序和施工进度应进行有效控制，以减小对邻近建筑物的危害影响。
9环保措施
9.0.1泥浆、污水、废油
1施工中产生的泥浆应通过泥浆运输车辆运至环保部门规定的指定地点排放，严禁向内河及施工场地内随意排放。
2来自生活区、办公区和施工区的污水经过净化处理，并经检验符合环保标准后才能排放。
3加强对施工机械的维修保养，遇到漏油、漏水的机械必须修好后方可继续参与施工，废油回收后集中存放，统一处理。
9.0.2废物和垃圾
1施工和生活中的废物集中放置，并及时处理或运至工程师和当地环保部门同意的地点放置，如无法及时处理或运走，则必须加以掩盖以防散失。
2如果废弃材料有毒，应将其置于环境部门批准设置的永久性废料弃置区予以封闭，以防污染地表水。
9.0.3灰尘
1当运输易飞扬的材料时，应加以覆盖以防尘土飞扬，储存松散和易于飞扬材料地点应当位于避风处。
2及时清理施工现场，安排专人加强对现场临时道路的清扫养护，在干燥季节进行施工时应洒水，避免尘土飞扬。
9.0.4噪声
在沿线人群居住密集区附近，应严格按照环境保护规定的施工时间作业，一切非施工噪声都应尽力避免，通过有效的管理和技术手段将施工噪声降低到最低程度。
10效益分析
10.0.1经社会效益：
采用水冲法辅助静压桩沉桩效果受到市质检站、建设单位及监理单位的一致好评。
10.0.2经济效益：
采用水冲法辅助静压桩沉桩与冲（钻）孔桩相比效益显著，每立方可节约费用约369元。
11应用实例
本工法成功应用于名城花园16#～18#楼、滨江北斗、中城都市花园等工程。
现以名城花园16#～18#楼工程为实例进行简要说明。
11.0.1工程概况
名城花园16#～18#楼桩基采用500×500预制管桩，总桩数756根，桩长41～53米，单桩承载力3500KN，持力层为强风化花岗岩，桩基必须穿过厚达10～12m的砂层。
11.0.2施工情况
本工程采用水冲法辅助静力压桩施工工艺成功地解决了静压法施工深厚砂层穿透难的问题。
工程质量满足现行规范要求。
11.0.3工程评价
在本工程中应用该工法进行沉桩施工，保期保量完成了工程施工任务，得到了参建各方的一致好评！
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