软基处理预应力管桩的施工方案.docx
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软基处理预应力管桩的施工方案
软基处理—预应力管桩施工方案
1、工程概况
1.1、工程范围及地质情况
本合同段软基主要分布在K49+360～K49+470和K49+580～K49+680两段，K49+360～K49+470地表分布着层厚0.4m的耕植土，淤泥层厚4.6～6.6m，层顶埋深0～0.4m。
下部为硬塑状的亚粘土或亚砂土。
K49+580～K49+680段地表分布层厚约7.8m的软土，层顶出露地表，下部为亚粘土。
1.2、处理方法
针对该段软土路基工程地质条件及工程具体要求，对K49+360～K49+406、K49+434～K49+470、K49+580～K49+613、K49+639～K49+680段路基采用袋装砂井+砂垫层+超载（或等载）预压处理措施；设计桩径7cm，桩距1.5m，等边三角形布置。
该部分已在设计变更前上报了施工方案，故此处不再重述。
经设计变更，在软基K49+406～K49+434、K49+613～K49+639段采用预应力管桩+碎石垫层处理措施。
预应力管桩采用A型管桩，桩距2.0～3.0m，呈长（正）方形布置。
1.3、主要工程数量
碎石垫层厚度0.5m，管桩处理深度为8m～12m，总共524根，总长5104m。
2、施工部署
2.1、施工队伍安排
碎石垫层由路基施工二队施工，管桩安排一个专业班组进行施工。
2.2、主要机械设备
拟投入本工程的主要施工机械一览表
机械名称
规格
型号
额定功率（KW）或容量（m3）或吨位（t）
厂牌及
出厂时间
数量
状况
预计进
场时间
振动压路机
YZ18G
18t
洛建2004.10
1
良好
已进场
推土机
TY-220
220kw
山推2004.7
1
良好
已进场
载重自卸汽车
ZM403
15t
日本2004.3
4
良好
已进场
发电机
250kVA
1
良好
已进场
锤击管桩机
BDH-35A
大桥局
1
85
2007.11.15
本工程项目采用发电机解决施工用电。
2.3、主要测量、试验、质检、监测仪器设备
拟配备的材料试验、测量、质检仪器设备表
序号
仪器设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
电子天平
1kg、5kg10kg
台
1
2
动力触探仪
台
1
4
碎石压碎值仪
台
1
5
静力触探仪
台
1
6
全站仪
TOR3002
台
1
7
自动安平水准仪
FS1
台
2
2.4、施工便道
通过与当地村民协商，利用现有机耕道路基内的施工便道，各种施工机具与材料即可到达施工地点。
2.5、施工进度安排
本分项工程施工工期为35天。
工程施工进度安排如下：
施工准备：
2007年11月11日～2007年11月15日
碎石垫层：
2007年11月16日～2007年11月20日
预应力管桩：
2007年11月21日～2007年11月30日
3、施工方案
预应力管桩到专业厂家购买，采用管桩机锤击法施工。
先填筑整平层土方，再施工预应力管桩及桩帽，然后采用机械分堆摊铺法施工碎石垫层，最后在铺设土工材料后进行路基填筑。
总体施工顺序为：
地表处理、填筑整平层→管桩及桩帽施工→填筑碎石垫层→铺设土工合成材料→路基填筑→修整路基
4、施工方法
4.1、地表处理：
整平层施工
因该两段软基内均有一道涵道或通道，整平层施工时应严格控制其顶标高，以确保碎石垫层顶面标高不得高于涵底标高。
4.1.1、一般地基（无地表水地基）表面处理
（1）清除杂草、种植土；
（2）开挖路基两侧纵向边沟，填平低洼的地表，并整平压实，横坡2～3%。
4.1.2、水稻田地基处理
（1）在路基两边征地线内开挖1米×1米的水沟，排除地表积水，必要时开挖纵、横向排水沟将低处积水排干。
（2）用推土机清除表面杂草及种植土等，弃之于路基以外指定的弃土场。
（3）开始填筑整平层，整平层首层松铺厚度≤50cm，压实度85%，以后各层不大于30cm，整平层总厚度不大于100cm，压实度要求90%以上，横坡2～3%。
4.1.3、鱼塘地表处理：
（1）修筑鱼塘围堰，围堰的材料可用编织袋装土砌筑，（两侧用编织袋装土砌筑，中间用不透水的粘土夯实。
（2）围堰完成后，将塘水抽干，测量塘底标高后，可即挖除表层淤泥，同时填筑50～100cm的整平层。
（3）填筑鱼塘整平层，首层土厚度≤50cm，压实度不小于85%，第二层以后松铺厚度不得大于30cm，压实度不小于90%，横坡2～3%。
4.2、预应力管桩施工
施工工艺流程如下图：
4.2.1、管桩材质要求
（1）为保证质量，由具有质量认证的专业生产厂家根据设计图的要求统一生产。
桩身采用预应力混凝土A型管桩，桩径30cm，壁厚7cm，管桩混凝土抗压强度为C80。
（2）出厂时应有外形尺寸、物理力学等方面的检验单及合格证书。
（3）钢筋混凝土预制桩质量，应符合《建筑桩基技术规程》（JGJ94-94）的规定：
①表面应平整、密实，制作允许偏差符合下表的规定。
预制桩制作允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
直径
±5mm
2
管壁厚度
-5mm
3
桩身弯度
L/1000mm
4
桩端面垂直度
2mm
5
桩端面平整度
应平整
6
法兰盘焊缝
无开裂
7
桩身混凝土离析与裂纹
不允许
8
允许修补的局部损坏
深度≤10mm，面积≤50cm2
②预制桩外观质量应平整、密实，不应有裂纹、蜂窝、孔洞、折断和过大缺棱掉角、露主筋等缺陷。
（4）管桩到场后核对是否与设计图及合同书相符，并检查在运输过程有无损坏、断裂，如有损坏或断裂，则应在桩身标明“废品”字样，禁止使用。
（5）场前做好场地平整，规划好堆放地点及交通便道，并应按桩的型号、规格分别堆放，以保证起吊、运输方便；遇雨季应在四周作好排水沟。
管桩的存放一般需设计两个支点，其吊点需符合位置要求。
管桩堆存需要使用软垫（木垫）。
管桩起吊运输中应免受振动、冲撞。
4.2.2、打试桩
4.2.2.1、配桩：
根据设计桩长确定合理的。
4.2.2.2、试桩位置选择
（1）尽量靠近涵洞，同时利用设计桩位；
（2）地质情况有代表性；
③方便做静载试验，有场地堆放加载重物，吊车作业方便。
4.2.2.3、试桩施打
（1）施打前应做好以下准备工作
A、场地应坚实平整、不积水；
B、补充静力触探孔，孔位选择在与各桩中心等距处，1000m2补充一个探孔。
C、熟悉地质资料、桩基设计资料、设备的技术资料、试桩资料。
（2）施打试桩
4.2.2.4、收锤标准
根据业主下发的《预应力管桩复合地基试桩总结会议纪要》（肇庆市广贺高速公路有限公司第八十七期），采用设计桩长及收锤贯入度的“双控”标准原则进行现场施工控制。
当管桩施打到设计桩长后，根据地质报告，持力层为亚粘土，以过渡区、加密区最后1m不小于20锤、加密区的再加击5锤作为收锤标准。
如当按设计桩长施工到位时最后的收锤标准不能满足要求，应继续往下施打直至符合上述收锤标准为止。
如当施工桩长未达到设计桩长但相差在1m以内时，而最后1m锤击数可达到上述控制标准时，仍按设计桩长进行施工；如施工桩长未达到设计桩长但相差在1m以上或发生锤击数陡增的特殊情况，另行组织试桩重新确定控制参数。
以上收锤标准应由有业主、监理、施工及设计四方单位代表参加的现场会议确定，并形成现场会议纪要。
4.2.3、沉桩
4.2.3.1、测量定位、桩机就位
根据设计桩位，将管桩平面位置放样到现场，将桩机移至桩位，检查桩机垂直度；
4.2.3.2、管桩就位
根据预设的管桩施打深度，确定合理配桩的各截桩长，第一截桩的桩底必须烧焊上符合规范要求规格的桩尖，管桩就位前在桩身上每一米做个记号，用打桩机自身的卷扬机吊起管桩，同时检查桩身的竖直度及桩位偏差。
吊起管桩时，采用二吊点，先将二点同时吊起至一定高度（约为一半桩长加50cm），然后放松管桩下端吊点（起吊前系好一根溜绳），并用人力手拉下端溜绳，使管桩竖立，将管桩插入土层中。
在松软土中插桩时，桩位容易向前走到，应向后一些插入。
在群桩中，先打的桩已将土挤密，继续插桩时，桩位应略移向先沉好的桩。
插好桩后，应立即将桩头用锤压住，检查锤、桩帽和桩的中心是否一致，如有应及时纠正。
并检查桩位有无移动及桩的垂直度或倾斜度是否符合以下规定：
①测量定位的桩位不得超过2cm；
②插桩的倾斜度不得超过1/400；
③插群桩时，允许有向内的偏差，但不得有向外的偏差。
4.2.3.3、施打沉桩
土质松软时，为防止下沉量过大，先不解开吊桩的钢丝绳，待安好锤后再逐渐放长吊锤和吊桩的钢丝绳，使桩缓慢地沉入土中，以保安全。
第一节桩入土3m时，应停锤复查桩架的垂直度，如有应校正后方可继续施打。
落锤要遵循先低后高的原则，当入土深度超过桩长的三分之二时落距可以提高，但落距不宜大于2.5m。
一般开锤后，应控制柴油锤的供油量，减少锤击能量。
以后视桩的入土情况，逐渐加大冲击动能，直至桩的入土深度和贯入度都符合要求为止。
沉桩过程中，若遇到贯入度剧变，桩身突然发生倾斜、位移或有严重回弹，桩顶或桩身出现严重裂缝破碎等情况时，应暂停沉桩，分析原因，并采取有效的纠正措施。
若桩的入土深度和贯入度都符合设计要求有困难时，可按下述方法进行处理：
①设计桩尖标高处为一般粘性土层时，由于沉桩贯入度变化不大，难以利用贯入度的变化来判断桩尖是否进入设计土层，以标高控制，沉桩后的桩顶标高允许偏差为±10cm。
②设计桩尖标高处为硬塑状态粘土时，沉桩贯入度与一般粘性土有明显不同。
当桩尖已达到设计标高、贯入度较大不能满足控制贯入度时，应继续锤击，使其贯入度接近控制贯入度，以保证桩尖能进入硬土层。
但继续下沉的深度一般不超过1m。
当桩尖距设计标高较大而贯入度较小，且沉桩困难时，以贯入度控制为主，标高作为校核。
③设计桩尖标高处为中密或密实砂土层、老粘性土层以及风化岩层时，因硬层起伏不一，施工中无法用标高单独控制，则应以贯入度控制为主，标高作为校核。
当贯入度已达到控制贯入度，而桩尖标高未达到设计标高时，应继续锤击100mm左右（或锤击30～50击），其平均贯入度不应大于控制贯入度，如无异常变化即可收锤，桩顶距设计标高不宜超过1～2m。
④沉桩不能满足上述要求时，应及时会同监理、业主、设计单位研究解决。
沉桩过程中应有专人记录每沉入一米的锤击数，最后三个10击的贯入度均需准确无误的记录，经监理工程师签名后方可作为有效的施工记录。
4.2.3.4、管桩施工中应注意的几个问题：
①施工顺序：
预应力桩基施工时随着入桩段数的增多，各层地质构造土体密度随之增高。
土体与桩身表面间的摩擦阻力也相应增大。
为使各桩的施工的阻力基本接近，打桩施工顺序应先里后外，由中心逐渐往外侧对称施工。
不能从两侧往中间进行（即所谓打关门桩），这样地基土在入桩挤密过程中，土体可自由向外扩张，即可避免地基土上溢使地表升高，又不致因土的挤压而造成部分桩身倾斜，保证了群桩的工作基本均匀并符合设计值。
②桩尖：
桩尖的规格必须符合预应力管桩施工规范规定的规格。
烧焊时必须满焊，并预留相应的冷却时间。
③锤击：
锤击时宜“重锤低击”。
锤重、落距低可以延长锤击接触时间，从而降低锤的冲击应力，避免破坏桩头，而且比轻锤高速冲击效率高。
打桩时必须设置桩头垫层和上锤垫层。
桩头垫层采用有弹性的麻袋、三夹板或纸板，压缩厚度为15cm；桩帽内的上锤垫层采用平整的硬木，厚度20cm。
在锤击过程中须及时修理锤垫更换桩垫，避免桩头引起过高的压应力。
桩帽要夹着垫层，减少锤击时产生振动，使锤击力能均匀地分布在桩头上。
桩帽不应紧密固定在桩头上，以免引起弯矩和扭矩的传递。
不得采用大能量的锤击施工，特别是桩尖进入硬层，贯入度变小，容易引起桩头和桩身的损伤。
对于预应力管桩，锤击应力不得大于混凝土的抗压强度的75%。
锤击时要注意桩的疲劳，当锤击次数越多，锤击频率越高，桩的强度降低越大，损伤的可能性也越大，对于预应力管桩总锤击次数不应大于2000次，最后10m不大于800次。
当桩穿过软土层后突然进入硬土层，或穿过硬土层后突然进入软土层，沉桩应力会发生变化，前者会产生大的压应力（岩石更甚），后者产生拉应力。
须注意观察、严格操作，否则就会打坏桩。
锤击时应严格控制桩的垂直度。
桩身不垂直，除了桩顶产生集中应力外，桩身还要受到压弯联合作用，产生拉应力和弯曲应力，这是很危险的。
④接桩：
当下节桩的桩头距地面1～1.2m时，即可进行焊接接桩。
接桩时要注意：
若已沉入的第一节桩的垂直度偏差大于规定的1%时不得接桩，应将第一节拔出重新下沉符合规定后再接桩，新接桩节与原桩节的轴线一致。
焊接工艺应符合现行行业标准《建筑钢结构焊接规程》JGJ81的规定，施焊面上的泥土、油污、铁锈等要预先清刷干净。
为缩短时间，宜两人或三人同时对称焊接，焊接后要自然冷却不少于8min，禁止泼水冷却。
接桩时可在下节桩头上安装导向箍，以便新接桩节的引导就位。
上节桩找正方向后，对称点焊4～6点加以固定，然后拆除导向箍。
管桩焊接施工应由有经验的焊工按照技术规程的要求认真进行；施焊第一层时，宜适当加大电流，加大熔深。
采用手工焊接，第一层用φ3.2或φ4.0的E4320型焊条，第二层以后用φ4.0～φ5.0的E4320型焊条，要保证焊接质量。
⑤沉桩应一次沉到设计标高或满足控制贯入度，不得中途停顿，若停顿过久，由于土的恢复将难以下沉。
已沉好的桩不得作为垄桩使用。
⑥截桩：
沉完一根桩后应立即检查，确认桩身无问题后再移动桩机。
沉好的桩在未经验收和必要的冲击试验前，不得截锯桩头。
要使用标准的截锯工具，不宜使用大锤硬砸，以免振出裂缝，可采用钢（或木）抱箍将桩身截锯处下面箍紧，用小锤沿箍处凿开一条沟槽，然后再进行扩大截断。
截锯后标高应符合设计要求，桩顶土厚等于桩帽高度，锯面要水平。
4.2.4、桩帽施工
桩帽采用现场浇筑，浇筑前应将桩顶封闭。
其施工步骤如下：
（1）平整路基，压实松土，处理桩头，使桩顶土厚等于桩帽高度。
（2）找出桩顶位置，人工开挖桩帽基坑，其大小与设计的桩帽尺寸相同。
坑壁竖直，坑中心线应与桩中心线重合，并批上2cm厚的砂浆护壁，必须通过监理工程师验收合格后方可进行下道工序。
（3）安装绑扎钢筋，浇筑混凝土，整平表面混凝土。
4.3、碎石垫层施工
4.3.1、碎石垫层材料：
采用级配碎石。
4.3.2、测量放样：
开始填筑碎石垫层前先测整平层顶面标高；每10～20m一个断面，中线不必打桩，在路基两侧稳定处打设φ10cm×80cm木桩作高程控制桩，并测桩顶标高，以控制碎石垫层厚度。
4.3.3、碎石垫层铺筑：
采用机械分堆摊铺，即先分堆成若干堆，然后用推土机摊平。
4.3.4、碎石垫层按设计厚度一次填筑，实际施工厚度应考虑碎石的松铺系数，按设计厚度增加20～30%，确保压实后的厚度不小于50cm。
4.3.5、填至设计标高以后，用推土机整平，利用已设置在两边的木桩复核标高是否满足设计要求；或用带厚度标志的钢筋头插入碎石垫层抽查。
如发现厚度不足，应及时补碎石。
如碎石垫层厚度不满足设计要求，不得进行下一道工序。
4.3.6、碎石垫层应宽出路基两侧坡脚100cm。
在碎石垫层填筑或填筑完后必须将路堤两侧的包角透水土工布铺设好，以保持路堤坡脚整齐完好，保证排水畅通。
4.3.7、为了确保碎石垫层的质量，必须进行下表实测项目：
碎石垫层质量标准
项次
检查项目
规定或允许偏差
检查方法和频率
1
碎石垫层厚度
不小于设计
每200m检查4处
2
碎石垫层宽度
不小于设计
每200m检查4处
3
反滤层设置
符合设计
每200m检查4处
4.4、土工布、土工格栅施工
参照已经监理、业主批复的《软基处理施工方案》（13-005）相关工艺及要求进行，此处不再重述。
5、质量控制措施
5.1、按设计放样，确保施工位置准确。
5.2、碎石垫层施工应采用合乎要求的材料，严格控制碎石垫层中线、标高、宽度、平整度符合要求。
5.3、管桩到场后应检查相关质量证明材料确保合格，并检查在运输过程有无损坏、断裂，如有损坏或断裂，则应在桩身标明“废品”字样，禁止使用。
5.4、管桩施工：
派技术人员全过程跟班作业，进行过程控制，重点保证管桩的长度、桩距、垂直度、最终贯入度等符合要求，并做好记录。
5.5、当需要接桩时，焊接工艺应符合现行行业标准《建筑钢结构焊接规程》JGJ81的规定。
接桩时要注意新接桩节与原桩节的轴线一致。
5.6、因本项目不需施工打试桩，但记录时应真实。
如因局部地质情况差异，当打到设计桩长时的贯入度明显过大，或未打设计桩长时但贯入度已很小施打困难，应及时通知监理工程师。
5.7、加强施工期间的临时排水。
6、安全保证措施
6.1、加载预压填筑时，对沉降和水平位移的观测应及时，当变形速率骤增时，应立即进行动态跟踪观测，加强观测频率，分析原因，采用减缓速率或停止填筑等有效措施，防止路基失稳。
6.2、施工前对施工人员进行安全教育工作，特别对机械司机进行文明施工、安全驾驶（或操作）教育，保证施工安全。
6.3、各种机械的操作人员、机动车辆驾驶人员，必须经劳动部门专业培训和考试并取得合格证后，方准上岗操作。
6.4、施工现场设立安全标志，危险地区必须悬挂“危险”或者“禁止通行”、“严禁烟火”等标志，夜间设红灯示警。
6.5、在施工便道间的交叉口、与公路的交叉口，应设立标志。
6.6、严禁将电线搭靠或固定在机械、栏杆、钢筋、管子、扒钉等金属件上。
电线的架设高度，与建筑物的距离以及和公路等平行或交叉时，必须符合交通部现行的有关规定。
6.7、机械填筑路堤时，为保证机械运行的安全，场地必须平整，且路堤两侧应超宽填筑。
6.8、任何人员不得爬乘挖掘机、铲运机、装载机、翻斗车等土方施工机械，施工机械的指挥和操作人员必须精力集中，加强了望，保证安全。
7、环境保护措施
施工期间执行《中华人民共和国环境保护法》，采取有效的措施防止施工中的燃料、化学物质、污水、废料、垃圾等有害物质对河水、池塘、溪流等的污染，防止扬尘、噪音和汽油等物质对大气的污染。
1）在整个施工期内，由安质环保部负责对本标段环境保护目标、环境保护方案、环境保护措施的实施情况进行检查、监控。
项目经理部每10日一次进行施工环保、水土保持施工检查，针对检查中发现的问题限期整改。
环境工作与各作业队效益挂钩，奖优罚劣。
2）坚持“预防为主”的方针，从施工工艺着手，降低或减少污染的产生。
3）按设计要求对水源保护地、庄稼地，地表植被等的保护，将不利影响减到最低限度。
施工垃圾严禁倾泻于河床，挤占河道或其他排洪、排水设施，以防止洪水等灾害发生。
4）现场弃土、淤泥集中存放，不得任意弃置、堆放，尽快运至规定的弃土排放场。
按照要求和与当地环保部门签订有关协议，选定的弃土场及时施作弃土场的防护工程，并按要求做好土地复耕和绿化。
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