PHC管桩信息化配桩施工技术1doc.docx
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PHC管桩信息化配桩施工技术1doc
PHC管桩信息化配桩施工技术1
PHC管桩信息化配桩施工技术
1、技术领域
预应力高强砼PHC管桩以其成桩工艺先进、成桩质量可靠、施工方便、价格合适等优点在软弱地基条件下的多层、中高层建筑深基础中得到广泛应用。
但在地下持力层起伏较大的复杂地质，曾出现山坡状场地持力层起伏高达40米，很多施工技术人员无法较为科学地进行管桩配桩，出于安全方面的考虑，避免因压桩力达不到设计压桩力而出现“异常桩”现象，实际配桩往往偏于保守（宁可配长），结果造成较多桩长过剩，技术经济性差。
但更大的问题是可能是超长的管桩露出地面，对基坑土方机械开挖带来很大困难。
本技术通过对施工各信息综合运用，达到优化配桩目的，减少浪费，加快施工进度，降低施工成本。
2、技术原理
在实际应用中，将桩基设计图与地质报告中的钻孔资料相结合。
深入对地质报告的研究，利用AutoCAD中的surftabl命令，根据二维地质剖面图的地层界面曲线绘制出高精度的三维地质等高线模拟图。
将桩位图加入等高线图中，可以直观地对各个桩的长度进行估算和控制，以合理安排配桩。
同时对邻近建筑物已施工的PHC管桩施工记录进行Q-S曲线分析，以及对邻近建筑物地勘报告进行调查、分析，将两地勘报告中相应各地层的桩极限侧阻力标准值qsik与桩极限端阻力标准值qpk进行提取并结合“规范JGJ94—94”中规定的参数值进行调整，将调整后的参数值用于理论配桩过程计算。
2.1技术内容
2.1.1信息配桩工艺流程图
信息化配桩流程图
2.1.2关键控制点
（1）工程地质信息
工程地勘报告是通过相距一定距离钻探点所取出的岩心来判断出地质情况，对勘探点以外的地质情况具有一定的推测性，要想较准确的进行配桩，需要对地质信息进行更多的分析。
①、对邻近建筑物地勘报告进行调查、分析，将两地勘报告中相应各地层的桩极
限侧阻力标准值q
sik与桩极限端阻力标准值q
pk
进行提取并结合“规范JGJ94—94”中
规定的参数值进行调整，将调整后的参数值用于理论配桩过程计算。
②、对邻近建筑物桩基PHC管桩所有压桩原始记录Q—S曲线（压桩力-入土深度曲线）进行分区块统计分析，对曲线出现拐点处的相应入土深度进行提取、汇总，采用概率统计分析法进行分析，计算出最有可能出现拐点急剧变化的相应入土深度，该深度就是最有可能出现地层突变界面，然后对该片区内的地勘报告地层分界进行重新调整。
③、将调整后地层情况与拟建工程地勘报告中的地层情况进行对照，对两地勘报告中同一地层埋深差别较大的地层要多加注意，它说明该地层存在两种可能：
要么是所建工程地勘报告描述不够准确，要么是地层起伏变化较大。
因此在实际配桩过程中不但要参照地勘报告同时还要对邻桩压桩力Q—S曲线进行分析，并参照邻桩配桩情况及时对即将施工的下一根桩配桩进行调整。
④、利用AutoCAD中的surftabl命令，根据地勘二维地质界面剖面图绘制出高精度的三维地质等高线图，将桩基设计桩位图加入等高线图中，从而直观地对各个桩的配桩长度进行估算，以合理安排配桩。
（2）工程设计信息
①、在全面施工前认真、细致的研究设计图，并与设计人员相互沟通，充分、全面了解设计意图，工程设计人员一般取设计压桩力等于桩极限承载力（极限承载力=承载力特征值（R）×2）。
由于管桩在施工结束后休止期内桩身摩阻力会有不同程度上升，将实际压桩力等同于设计极限承载力显然不太合理，规范对压桩力的取值也并未做出明确强制性规定，因此可要求设计人员对设计压桩力做适当降低，并通过现场试桩和静载荷试验来验证降低后的压桩力的可行性。
②、制定合理的压桩标准。
参考地勘报告，选择地质复杂、地层起伏面大、层数多的勘探孔附近做试验桩，压桩力分别选用1.2R、1.4R及1.6R（R表示单桩承载力特征值），并做静载荷试验，通过大量的地质情况类似的工程桩静载荷试验特征曲线分析，
可知压桩力在1.4R控制下的成品桩最终极限承载力已能达到设计单桩竖向极限承载力要求，沉桩休止期后单桩极限承载力（桩长大于25米）提高幅度可达到单桩设计极限承载力的25%~35%。
根据对试桩施工记录、静载荷试验特征曲线、设计安全系数三者综合考虑，经勘察、设计、施工、监理、甲方同意，将设计压桩力做适当的降低调整，一般可将设计压桩力（设计压桩力一般为2R，R表示单桩承载力特征值）降低20%~30%，目的就是通过降低压桩力进而达到优化配桩的作用，从而达到对桩顶标高的有效控制，减少剩余桩长情况发生。
（3）对压桩标准终压力调整控制信息。
对不同地层沉桩休止期后桩身摩阻力上升幅度值缺乏统一认识，对具体地层具体上升幅度值缺乏一定的权威参考资料。
一般通过大量的沉桩施工记录和静载试验可知上升幅度为设计压桩力的20%~30%。
加上设计压桩力一般为2倍单桩承载力特征值，考虑到桩基的群桩效应，可对设计压桩力做适当降低调整，通过大量地质情况类似的工程桩静载荷试验特征曲线分析，可知压桩力在1.4倍单桩承载力特征值下施工的成品桩最终极限承载力已能达到设计单桩竖向极限承载力要求。
因此可对设计终压力做适当的调整，对砂层、黏土层、粉质粘土层、残积土层较厚且层多的优良地质，可对设计压桩力降低到1.3R（R单桩承载力特征值），对淤泥层、淤泥夹砂层较厚，且对优良地质的地层较薄、层分布起伏较大的可对设计压桩力降低到1.5R（R单桩承载力特征值）。
2.2技术难易程度
工程地质勘察报告对地层的分布描述带有很强的推断性，对越复杂的地层描述精确度越差，地质报告对配桩过程中的参考价值就越低，对此复杂地层机械性的套用地勘报告进行配桩势必造成异常桩的增多，通过本技术的运用正好可以弥补地勘不足，提高配桩准确率，减少异常桩的发生，为项目的总体效益增值。
3、技术的发明及创新点
将施工过程中单一的配桩问题引进信息元，通过对地质信息、设计信息、邻近建筑物已施工桩的施工记录搜集分析数据信息、已施工正常桩的数据信息、异常桩数据信息、现场管桩材料储备信息，等等信息进行收集、加工、使用、反馈，形成一个循环的信息使用流程图，用以指导配桩施工。
4、与国内外同类技术综合比较
4.1国内外同类技术的现状
目前大多施工单位对静压PHC管桩配桩以压桩力控制为主、桩长控制为辅，机械
性的执行设计压桩力，忽视了沉桩休止期后桩身摩阻力大幅度上升问题，很多施工人员为了满足设计压桩力要求，避免因压桩力达不到设计压桩力而出现“异常桩”的现象，实际配桩往往偏于保守（宁可配长），结果造成较多桩长过剩。
不但浪费，更大的问题是对地基坑土方机械开挖带来很大困难。
并由于基坑土方开挖不慎，使桩长过剩的桩身受侧压力产生移位或断裂。
4.2本技术的主要技术经济指标的先进性
采用信息化配桩可以有效的控制桩长过剩问题，节约施工成本，同时信息化配桩
使桩顶标高达到设计标高的准确率提高，减少砍、接桩的发生，减少对成品桩的二次扰动，起到了对成品桩有效保护作用，提高了桩基工程质量。
（1）利用AutoCAD中的surftabl命令，根据二维的地质剖面图的地层界面曲线
绘制出高精度的三维地质模拟图。
将该模拟图直观的与桩基设计平面图结合起来，提高配桩的精确度。
（2）利用信息流程图，采用动态施工管理模式，对发现异常桩情况及时处理、分
析，将分析结果及时运用下一根桩的配桩调整，有效控制了桩长过剩问题。
5、应用情况
福州市江南名城静压PHC管桩工程共施工1338根桩，通过采用信息化配桩施工技
术，取得较显著的效果。
对桩顶标高控制情况按50cm分层进行全数统计（见下表）。
010
20
3040
50
60
70
-（1.5~2）-（1~1.5）-（0.5~1）-0.5~0.50.5~11~1.51.5~22~2.52.5~3>3送/砍桩
从图中可以看出该工程桩顶标高控制相对较稳定，处于正态分布，桩顶标高受到较好的控制，控制率达到61%，比以往类似工程标高控制率都高。
6、经济和社会效益
经济效益：
本次共施工1338根桩，全部桩径Φ500-100，其中817根桩桩顶标高符合设计要求。
若按常规配桩方法进行配桩，则至少每根桩必须增配2m，具体计算如下：
若按常规压桩方法进行压桩，则降低1000KN的压桩力必须通过增加配桩长度以通过摩阻力来达到提高压桩力的要求，设提高1000KN的摩阻力必须增配Y米，而这增配的Y米均处于第⑩层砾粗砂层。
摩阻力计算如下：
qsik*∏*D*Y=318KN/m2*3.14*0.5m*Y=1000KN,计算得Y=2m实际节约成本计算如下：
材料费：
110元/m×2m/根×817根=元
人工、机械费：
19元/m×2m/根×817根=31046元
砍、接桩费用：
527.5元／m×817根×2m/根=元（套人工挖孔桩预算综合单价，桩接桩桩径Φ800mm，砼强度等级C30计）。
总节约成本=材料费+人工、机械费+砍、接桩费用=元+元+元=元。
社会效益：
通过福州市江南名城静压PHC管桩工程信息化配桩技术成功实践经验，为我司今后所施工PHC管桩配桩方面积累了宝贵的经验，使企业在PHC管桩配桩上提供了更有力的竞争优势。
该技术成果获福建省优秀QC成果奖，获福州市职工优秀技术创新成果三等奖。
附：
技术评价证明材料
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