基坑支护型横隔式预应力混凝土管桩制作施工工法_.doc
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1、基坑支护型横隔式预应力混凝土管桩制作施工工法1、前言软土地基中基坑围护采用预应力混凝土管桩,具有沉桩方便、施工速度快、主筋位置准确、围护造价低、无噪音无污染的优点。在相同的基坑挖深和软土地质条件下,其围护造价比沉管灌注桩低约1020%,比钻孔灌注桩低约50%。但预应力混凝土管桩的抗侧移刚度弱,抗裂弯矩值低,以PC-AB600(100)的管桩为例,其抗裂弯矩检验值为201KNm,极限弯矩检验值为332KNm(见国家标准“预应力混凝土管桩”03SG409)。本公司与有关单位共同研发出横隔式预应力混凝土管桩,该成果已由xx市科技局组织鉴定通过,并成功地应用于xx市紫郡小区等工程的基坑围护。横隔式预应
2、力混凝土管桩构造如下图所示。2、工法特点2.1采用“菜单式”加工制作,根据基坑围护设计的预应力混凝土管桩的直径、型号、长度以及横隔位置加工制作横隔式预应力管桩,横隔式预应力管桩在工厂生产时,首先预制好圆环形配筋砼的横隔,如图1所示,然后嵌入管桩的钢胎模中,横隔的8外伸筋与管桩的钢筋笼绑扎。横隔位置依围护桩的弯矩图布置,在弯矩最大处加密,底部考虑弯矩值小且沉桩时土柱顶塞而不布置。离心法生产的其它工艺同一般的预应力混凝土管桩。2.2横隔式预应力管桩的抗弯承载力通过破坏性试验,可提高约20%以上,试验装置照片见图2.2-1,横隔及试验后裂缝照片见图2.2-2。图2.2-1 横隔式管桩实验现场装置图2
3、.2-2 横隔式管桩实验2.3 管桩长度一般为单节,静压沉桩施工方便、速度快,与沉管灌注桩、钻孔灌注桩相比,无振动噪音无泥浆污染,因管桩底开口而挤土效应不大。管桩若用2节为一根,接头焊缝按标准图施工属等强度焊接。2.4 基坑围护属临时挡土结构,因其造价比沉管灌注桩和钻孔灌注桩低,故应用价值大。3、适用范围横隔式预应力混凝土管桩作为一种新型的基坑围护桩,适用于软土地基挖深为57m左右的基坑,尤其适用于单节长度(最长为15m)的桩底部存在较硬土层的地质条件。桩顶一般为压顶环梁结合支撑系统,也可以悬臂式受力。当单节管桩应用于基坑围护桩墙时,若插入坑底深度不足时,可采取的措施有:降低桩顶设计标高,即桩
4、顶以上放坡式处理。支撑梁截面设计成“”形,有利于增大梁底与底板顶面的净空尺寸。基坑底部被动区打水泥搅拌桩加固。应用两节管桩焊接接头,此时焊缝厚度应按标准图施工,形成等强度接头。4、工艺原理根据基坑围护桩应用部位的计算弯矩图形设置管桩内的数道横隔,增大预应力混凝土管桩的抗裂弯矩与极限弯矩值。管桩工厂在离心法生产管桩时嵌入等强度等级的混凝土横隔预制块,嵌入深度30mm,横隔与预应力管桩的混凝土浇捣为整体,养护后运输至现场,沉桩至设计标高,管桩顶嵌入混凝土压顶环梁50mm,锚筋焊于管桩顶帽板。当设计的围护管桩间距较大时,可在管桩外侧施打水泥搅拌桩止住水土。横隔与管桩壁搭接如图4所示。5、施工工艺流程
5、及操作要点5.1 工艺流程预制混凝土横隔绑扎管桩钢筋笼嵌入横隔预制块合拢钢模张拉预应力筋离心法生产蒸汽养护放张预应力筋运至工地测量放线沉桩焊接桩顶锚筋施工压顶环梁及支撑5.2 操作要点5.2.1 横隔钢筋绑扎后放入专用钢模,按管桩C60混凝土配合比制作横隔预制块,单片横隔100或75mm厚。5.2.2 绑扎管桩钢筋笼,先预应力纵筋,再安装螺栓箍。预应力筋和螺旋箍筋焊接点的强度损失不得大于该材料标准强度的5%,松脱的焊点应用钢丝绑扎。钢筋笼按标准图设计型号。5.2.3 安装横隔预制块,将其连接筋8绑扎于管桩主筋上,然后安装帽箍板及其锚筋。先张法模外张拉预应力筋,采用张拉应力和预应力筋伸长值双控。
6、5.2.4 采用浇灌机对混凝土均匀布料,离心法生产预应力混凝土管桩,离心工艺成型应按慢速、中速、高速三个阶段进行,以保证混凝土密实与壁厚均匀。管桩长度按设计。然后蒸汽养护室常压蒸养,按预养、升温、恒温、降温四个阶段进行,升温速率每小时不宜超过25,恒温温度不宜超过90。5.2.5 放张拉预应力筋时,与管桩相同条件养护的混凝土试件的抗压强度不得低于40MPa。5.2.6 管桩编号后用汽车运输至工地,并按要求码放。5.2.7 桩机就位,测设管桩的桩位,并吊运管桩就位。5.2.8 沉桩,采用静压法施工,沉桩以桩底设计标高作为沉桩控制原则,沉桩次序先中间,后往两侧延伸,用经纬仪控制管桩的垂直度,用水准
7、仪控制送桩器标高。管桩接头电焊应两人分三层对称进行,内层焊必须清理干净后方能施焊外一层,焊缝应连续饱满。5.2.9 焊接桩顶锚固筋,若管桩顶超高应截桩后将锚固筋植入桩孔中混凝土内,锚固筋要求见标准图。5.2.10施工压顶钢筋混凝土环梁及支撑,当钢桩顶标高超低时,应往下加厚混凝土环梁的截面尺寸。6、材料及机具设备6.1材料圆环形混凝土横隔预制块,各型PHC、PC、PTC预应力混凝土管桩,根据围护结构施工图,按国标03SG409预应力混凝土管桩或省标2002浙G22先张法预应力混凝土管桩选用。6.2机具设备预应力混凝土管桩离心法生产机械设备,静力压桩机,质量检测工具等。7、质量控制7.1横隔式预应
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