浅谈钢管桩施工工艺

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  [摘 要]结合辽河油田锦16块二元驱工业化地面工程注入站区段的地质情况,介绍了钢管桩的具体施工工艺,以及在施工过程中的一些注意事项。
  [关键词]钢管桩 地质 打桩 施工工艺
  中图分类号:U457. 3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)10-0132-01
  辽河油田锦16块二元驱工业化地面工程注入站因位于大凌河河套内,注入泵房基础需采用钢桩基础,桩径为219mm,单桩竖向抗拔极限承载力标准值为234KN,单桩竖向抗压极限承载力标准值为334KN,单桩水平承载力特征值为19KN。施工前需先对本区段的地质情况有明确的了解。
  1、工程地质情况
  1、第1层粉砂,灰黄色,很湿——饱和,呈松散状态,矿物成分以石英、长石为主,上部覆盖厚约0.3m的耕土,分布普遍,层底埋深2.70-3.70m。
  2、第2层粉质粘土,灰——灰褐色,呈软塑——可塑状态,无摇振反应,干强度、韧性中等,层底埋深为4.50-5.50m,厚度为1.80m。
  3、第3层粉砂,灰——灰黄色,呈松散状态,矿物成分以石英、长石为主,含少量云母及其他暗色矿物,局部夹粉质粘土,分布普遍,层底埋深为5.50-11.0m,厚度为2.20-6.50m。
  4、第4层粉质粘土,灰——灰褐色,呈可塑状态,无摇振反应,干强度、韧性中等,切面稍有光滑,局部夹粉砂,厚度为1.00-2.20m。
  5、第5层粘土,呈软塑——可塑状态,无摇振反应,干强度、韧性中等,切面稍有光滑,局部夹粉质粘土,分布普遍,层底埋深为14.50m,厚度为3.50-7.80m。
  6、第6层细砂,灰色,饱和,呈中密——密实状态,矿物成分以石英、长石为主,含少量云母及其他暗色矿物,勘探孔最大深度为25m,为揭穿该层,最大揭露厚度10.5m。
  根据以上地质情况,钢管桩底如需穿透松散层达到中密砂层,桩长要达到15m以上。
  2、施工准备
  2.1 原材料要求
  1、钢桩的材料进场后,应按规格、品种、牌号堆放,抽样检验,检验结果与合格证相符者方可使用,未经进货检验或未经检验合格的物资不得投入使用。
  2、钢管质量验收:按设计图纸规格尺寸及有关规范,允许误差,实测实量及外观全数检查验货,特别是钢管的垂直度和内外径是否达到要求,作为重点检查,经检查验收合格后,方能进货安装。
  3、钢管桩顶部抗锤击和底部为减少摩擦抗变形的加强箍,用宽200~300mm、厚6~12mm和钢管桩材质相同的钢板制作,用电焊满焊,焊接时箍板的纵缝要和卷焊桩管的纵缝错开90度。
  4、钢桩应按规格分别堆放,一般堆叠层数为三层(高度控制在2m以内)。支点用枕木两侧用木楔塞牢,防止变形。
  2.2 作业条件
  1、打桩现场三通一平,处理打桩地基上面障碍物,清理、整平时要设雨水排出沟渠,预先充分了解打桩场地,清理妨碍打桩的高空和地下障碍物。
  2、打桩场地平整,且地基承载力要达到0.2Mpa~0.3Mpa。
  3、控制点的设置应远离施工现场,以减少施工土体扰动对基准点的影响。
  4、施工现场的轴线、水准控制点、桩基布点必须经常检查,妥善保护,设控制点和水准点的数量不应少于2个。
  5、测量放线使用的经纬仪、水准仪、钢盘尺、线锤应计量检查合格,多次使用应为同一计量器具。
  6、桩位布点与验收:按基础纵横交点和设计图的尺寸确定桩位,用小方木桩打入并在上面用小圆钉做中心套样桩箍,然后在样箍的外侧撒石灰,以示桩位标记。测量误差10mm。
  2.3 作业人员
  施工作业人员必须在上岗前进行岗位培训考核合格,持证上岗。按设计施工不得任意改变设计,应遵守其中有关安全的规定。
  3、钢桩施工工艺
  3.1 工艺流程
  桩机安装→起吊钢管桩→插桩→锤击下沉→接桩→击至设计深度→测量偏位→达到停锤标准→焊管帽→移机至下一桩位。
  3.2 打桩方式。
  1、钢桩施工工艺主要依据工程特点、地质水文条件、施工机具的机械性能以及设计要求等决定。本工程钢桩采用自然地面打桩法, 送桩至设计标高。
  2、打桩施工采用流水作业,桩机运行路线尽量短,移动次数少。
  3.3 沉管施工
  吊钢管桩多采用一点绑扎起吊,待吊到桩位进行插桩,将钢管桩对准事先用石灰放出的桩位,作到桩位准确垂直。钢管桩吊到桩位进行插桩时,由于桩身自重和桩锤放置在桩顶会自沉,大量贯入土中,待沉至稳定后再行锤击。
  打桩时,用两台经纬仪,架设在打桩机的正面和侧面,校正桩机导向杆及桩的垂直度,并保持桩锤、桩帽与桩在同一纵轴线上。然后空打1~2m,再次校正垂直度后正式打桩。允许倾斜度按桩长的1/100来控制。应尽量使第一节桩保持高度的垂直,锤击过程中,要确保桩锤尽量准确地击在桩的中心部位。若开始阶段发现桩位不正或者倾斜,应调正后将钢管桩拔出重新插打。
  第一节桩沉至桩顶高出地面60~80mm时,停止捶击,进行接桩。钢管桩桩身接头采用桩身内衬套上下对接焊接,接桩的焊接必须作横焊、立焊及平焊加仰焊位置的焊接试板各一块,试板要由现场施焊的焊工在同样工艺条件下进行焊接。焊接前,坡口内的水、油、锈其它污物必须清除干净,后吊接上节桩,使其坡口搁在焊道上,并使上下节桩的对口间隙为2~4mm,同时用经纬仪校好垂直度,再进行焊接。焊接完成后将钢桩送至设计标高。
  3.4 焊管帽
  每个钢管桩上部加焊一个桩盖,并在外壁加焊8~12根20mm的锚固钢筋,桩盖有平盖形和凹盖形两种,本桩管桩盖采用平盖形。
  4、注意事项
  桩在沉入过程中,如果桩身突然倾斜错位,贯入度突然增大,同时当桩锤跳起后,桩身随之出现回弹现象要暂停沉桩 ,待分析原因,问题解决之后再进行沉桩施工。可能的原因:桩身断裂;遇较硬土层;与大块坚硬障碍物,把桩尖挤向一侧;两节桩的连接处产生弯曲。
  参考文献
  [1] 王忠民,桩施工技术探讨钢管桩的沉桩施工技术探讨[建筑技术].
  [2] 林瑞粗,超长钢管桩沉桩施工工艺探讨,福建建材,2007.
  [3] 钢桩施工工艺标准.
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