水利施工中预应力混凝土管桩施工工艺

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wyan1215
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  【摘要】水利施工中预应力混凝土管桩施工技术是个复杂的工程。本文从预应力管桩的特点、预应力混凝土管桩施工及建议等方面进行了分析。
  【关键词】水利;预应力;管桩施工
  中图分类号: TV 文献标识码: A
  一、前言
  随着水利工程的不断发展,预应力混凝土管桩施工技术的重要性不言而喻。我国在此方面上虽然有所完善,但依然存在一些问题和不足需要改进。在科技占主导地位的新时期,加强对水利施工中预应力混凝土管桩施工工艺分析,对确保水利工程的发展有着重要的意义。
   二、预应力混凝土管桩的优点
  与传统预制桩型相比,预应力混凝土管桩具有如下的特点 :①桩身强度高,单桩承载力高;② 由于预压应力的存在,故桩体具有良好的抗弯抗剪抗裂性能;③具有良好的穿越土层的能力;④成桩质量可靠;⑤施工方便快捷,施工周期短;⑥单位承载力造价比普通桩低;⑦管桩基础具有较好的抗震性能。
  1、预应力混凝土管桩的场地适用条件
  预应力混凝土管桩适用范围较广。主要适用于人工填土、软土、粘性土、粉土、粉砂、细砂、中砂为覆盖层的地区,持力层一般选为粗砂 、砾砂、圆砾、风化岩。然而,也有一些地质条件特殊的地区不宜应用管桩。王离L1J通过对十年来
  广东地区管桩出现的质量事故原因分析,列出了四种不宜应用管桩的地质条件:①含有较多孤石和障碍物的地层;②有不适宜作持力层且管桩又难以贯穿的坚硬夹层;③基岩上无适合作管桩持力层的石灰岩地区;④从松软地层突变到特别坚硬(N>70)的地层。
  2、预应力混凝土管桩的应用现状
  在国外,预应力混凝土管桩在 日本及欧美应用非常广泛。日本是管桩应用最多也是最成熟的国家。国内预应力混凝土管桩最早起源于 2o世纪 印 年代,当时仅仅是为了满足一些特殊工程的需要,到20世纪80年代才开始在广东省推广使用。由于该桩型与传统预制桩型相比,具有明显的优越性,故在广东省得到了广泛的应用。1998年全国约生产预应力混凝土管桩2000万米,其中广东省占70%。随着管桩在广东的成功应用,上海、浙江、江苏 、广西 、福建等地也纷纷引进该桩型,并取得巨大的经济效益。
  3、预应力混凝土管桩沉桩机理
  施工管桩时是通过外力将桩强行打(压)入土体中,这样就不可避免地产生挤土效应。然而因为管桩桩体中空,当采用开口管桩时,在沉桩过程中,一部分土体就会进入管桩内腔,形成土塞,产生土塞效应。而挤土效应和土塞效应的强弱直接影响到管桩的承载性能。
  三、预应力管桩的特点
  1、预应力管桩的优点:单桩承载力高、单位承载力价格便宜。一设计桩径为500mm的预应力混凝土管桩,其单桩竖向承载力标准值超过300T,这是同一直径的其它类型的桩所不能比的;对桩端持力层起伏变化大的地质条件适应性强,设计选用范围广;运输吊装轻便,施工速度快,工期短,施工现场简洁,有利于文明施工;桩身耐施打,穿透能力强;成桩质量监测方便;具有良好的抗震性能,地震来临时不至于造成建筑物或构筑物灾难性的倾覆、倒塌。
  2、预应力混凝土管桩承载性能的特点
  由于预应力混凝土管桩同时存在着挤土效应和土塞效应,使得桩土共同作用变得十分复杂。预应力混凝土管桩的承载力由桩外侧土体与桩产生的外摩阻力、土塞与桩产生的内摩阻力以及端阻力组成,其中摩阻力在其承载力中占有很大的比例,管桩总体表现为端承摩擦桩或摩擦端承桩。工程实践资料,预应力混凝土管桩的承载能力较其它桩型大大提高,主要表现在以下几个方面:
  (1)在软土中沉桩时,由于瞬时排水固结效应不明显,桩体的贯入产生超静孔隙水应力,随后孔压消散、再固结和触变恢复,在桩周形成硬壳层。这样加大了桩身与土体的接触面积,桩侧摩阻力也因此加大。
  (2)桩在打入或压入过程中,桩端土体由于受到剧烈的挤压作用,土体变得更加密实,承载力也由此而提高。大量的工程实践资料表明,桩端附近的强风化岩体受挤压后其承载能力接近中风化岩体的原状水平。
  (3)预应力混凝土管桩中形成土塞的土体是一维排列的,在受力时不像桩外侧土体可以有径向变形,只能沿管桩轴向变形。因此管桩内摩阻力标准值远大于桩外侧摩阻力标准值。此外,土塞在受荷时,由于拱效应的存在,阻止桩端土体进一步进入管桩内部,使开口管桩表现得有如闭口桩一样。这一点在砂土中表明得尤为突出。
  四、预应力混凝土管桩施工
  1、施工前的准备工作
  (1)管桩进场的检查和放置
  在管桩运抵水利工程施工现场前要对其进行非常好的检查,对其检验报告和出厂合格书要进行必要的检查,同时,对混凝土管桩的桩身外观质量要进行必要的检查,这样能够更好的保证在施工过程中不会出现更多的问题。在进行施工的时候,混凝土管桩通常是会采取两支点法进行放置,在进行放置的时候每个支点都是要放置一些垫木,这样能够更好的使其保持在一个水平面上。在进行混凝土管桩放置的时候,要选择比较坚实的地面,这样能够更好的采取必要的防护措施,同时,在进行放置的时候要非常的合理,这样能够不对其质量情况进行影响。
  (2)施工场地准备
  在进行施工的时候,要先对施工现场的情况进行了解,然后对其进行必要的处理,对施工范围内的障碍物要进行必要的清理,然后对施工场地进行平整。在很多的水利工程施工现场通常存在着现场土地的耐力情况不合理的情况,因此,要根据实际情况对其进行必要的处理,对其进行加固或者是采取必要的路基进行铺垫,这样在进行施工的时候能够更好的实现安全施工的要求。在进行水利工程施工的时候要对施工现场附近的建筑物或者是其他设施进行保护,这样能够更好的保证其在水利工程施工过程中不会出现被破坏的情况。在施工前要对施工机械进行非常严格的检查,这样能够更好的保证施工的要求能够得到保证,同时,在施工过程中也能保证不会出现更多的问题。
  2、预应力混凝土管桩的施工工艺
  (1)施工工艺的基本步骤和流程。目前来看在对水利工程的预应力混凝土管桩进行施工的过程中,大致会经历以下几个方面的流程和步骤即对相关的数据进行测量和施工位置的定位、对施工中使用的桩机进行就位和准备、对施工位置进行复核、对施工中使用的吊桩进行插桩、在施工过程中对管桩的桩身进行对中调直、管桩的沉桩、管桩的接桩等。
  (2)施工前的桩位放样。在放样的过程中要注意对各种相关的测量设备和工具的使用,也就是说要能够采用专门的经纬仪和钢卷尺对现有的各种管桩的位置进行确定,以便能够保证在施工过程中的管樁位置达到设计要求和标准。一般来说在这个过程中要用到全站仪和经纬仪的组合使用因为全站仪的网格形式肩助于对坐标的定位。然后应该按照相应的施工图纸设计对各个管桩进行定位和钢筋标柱以确保每一个管桩位置正确的基础上各个管桩的距离能够保持合理。
  (3)施工中的吊桩插桩。在管桩的施工过程中,吊桩和插桩时,要注意的施工工艺控制要点,为注意保持桩机的升高速度,也就是在桩机吊起的过程中,要对准每一个桩位,并且根据其实际的深度进行缓慢的插桩,避免由于力度过大,导致的插桩过深或者由于下降过于缓慢,导致的插桩不牢等现象。
  (4)桩身对中调直(即垂直度控制)。调直桩的垂直度是沉桩质量的关键,须高度重视。应从两个方向用经纬仪检查,确认桩锤、桩帽与桩身保持在同一轴线上,直桩的垂直度偏差不得超过1%(如图1)。
  
  图1单桩施工工艺流程图
  (5)沉桩。锤击打桩宜重锤低击沉桩时因先前贯落度过大只能采用点击方式然后才可连续锤击。第一节桩下沉时需防止管桩在自重压力下突然下沉并陷入地面以下那发生“掉桩”,事故施工时吊桩钢丝绳不可放松太多先缓慢松绳以管桩自重下沉若下沉不到位再采用桩锤重力触压管桩桩头使之继续下沉。
  (6)接桩。当每节桩下沉至桩头露出地面0.5~1.5m时,开始焊接第一节管桩。接桩时要求对位准确,为便于对位可在下节桩头临时焊接型钢挡柱,确保上下桩中线重合焊缝坡口,先用钢丝刷刷除泥土铁锈露出金属光泽。接桩均采用钢端板焊接法。
  (7)送桩。为将管桩打到设计标高,需要采用送桩器,送桩器用钢板制作,长4m。设计送桩器的原则是打入阻力不能太大,容易拔出,能将冲击力有效地传到桩上,并能重复使用。
  (8)收锤标准。根据试桩静载试验,管桩以桩底设计标高控制为主,贯入度作为参考击,当不能达到设计高程时,按贯入度2~4cm/10击控制为主,当打到设计高程达不到贯入度2~4cm/10击时,按照桩底设计标高控制,且最后1m不得大于250擊,每根桩总锤击数不得大于2000击。
  3、施工过程中需要注意的问题
  在进行吊插桩之前,应该对于装架、桩身以及桩位进行严格的检查,保障质量达到施工的要求标准之后开始进行插桩施工作业。另外,在沉桩的过程中,如果管桩孔充满水的时候,应该在抽干之后在进行锤击施工作业,在锤击沉桩的时候宜采用重锤低击,在刚开始的时候需要保障落距比较小。等达到一定的深度并且桩身稳定之后,按照相应的要求的落距进行施工。在施工是过程当中,应该尽可能的减少接桩,在进行接桩的过程中宜在桩尖穿过硬土层之后进行,单桩接头通常情况下不宜超过四个。在进行接桩的时候,应该保证各节桩的轴线在一条直线上,其上下节之间的桩轴线的偏斜程度不应该大于 3%,并且要使各节桩偏斜应反向的错开。此外,管桩桩节间的连接的部件,应该符合相应的设计要求的强度以及耐久性要求的标准,在打桩的过程中应该避免出现偏移现象,对于出现上浮或者是下沉现象的沉桩应该进行反复的捶打,保证其符合相关质量要求的标准。在施工完成之后,还应该对其施工的质量进行检查,桩的质量应该符合设计要求以及相关标准的规定,对其应该进行全面的检查,打入桩的数量以及布桩的形式应该符合相应设计要求的标准。
  4、保证高强预应力管桩的施工质量的技术关键
  (1)平整场地,复查地质条件,对局部场地回填达到桩机荷载持力条件。制定桩机路线图,规划放线定桩位。
  (2)检查预应力管桩的外观有没有断裂或弯曲,桩身混凝土强度高低;检验焊接机、电焊条、打桩或压桩设备等。
  (3)在施工中要注意检验并记录:打或压入桩身的垂直度、每米进尺的锤击数、最后1m进尺锤击数、总锤击数、最后三阵十锤的贯入度、停锤标准、深度、静压终止压力值;桩尖标高、接桩的间歇时间,接桩的质量、桩顶完整状况;桩顶、桩位地面土体的竖向和水平位移观测值等质量控制数据。
  (4)发现桩不垂直应及时纠偏,桩严重倾斜时,不宜采用移架方法校正。
  (5)接桩时上下两节桩在同一轴线上,接头处必须按照规程操作。
  (6)应沿桩周边分层均匀进行土方开挖,防止土体侧对桩身产生压力而导致桩身偏斜或导致桩身断裂。在基坑开挖至基底标高后进行桩身完整性检测及单桩静载试验。
  五、建议
  1、预应力混凝土管桩在设计过程中,由于没有一套成熟、全面的规范,设计人员只能参照其他桩型进行设计;有些应用较多的地区编有预应力混凝土管桩地方规范,但这些规范还不够成熟、系统。这样往往导致设计承载力与其实际承载力相差较大,主要表现为设计承载力偏低。建立一套全面、系统并且符合各地地质条件的规范成为当务之急。而目前对于应用预应力混凝土管桩较少的地区在进行设计时,应进行设计试桩,以静载试验的结果来确定单桩承载力设计值。
  2、预应力混凝土管桩的施工方法主要有锤击法和静压法,应根据场地条件合理选择施工方法。施工前应进行合理的施工组织设计,在施工中采取有效措施严把质量关,避免因施工不当而造成质量问题。
  六、结束语
  综上所述,预应力混凝土管桩施工在水利施工中至关重要。在今后的水利施工工程中,我们必须严格预应力混凝土管桩施工工艺方案,保证水利工程的质量。
  参考文献
  [1]吴文保.预应力混凝土梁的施工方法[J].黑龙江水利科技,2012(5):35-40.
  [2]陈晓东.对水利施工中预应力混凝土管桩施工工艺的应用分析[J].华东科技(学术版),2011(5):740-744.
其他文献
摘要:水利工程质量管理工作是为了更好的促进经济的发展,同时也是为了更好的保证水利工程施工企业的经济效益不受到影响。本文对水利工程施工管理的质量控制进行了叙述。  关键词:水利工程,施工管理,质量,控制  中图分类号:TV文献标识码: A  一、水利工程施工质量管理控制中存在的问题  1、人员素质  由于传统传统管理体制的影响,导致大部分施工管理人员素质比较低,大部分思想是依赖企业,或者充分利用各个
期刊
摘要:随着科技的发展,我国的水利水电工程的管理工作也得到了一系列的改善,虽然提高了项目的施工效率,但是也存在一些问题,我们要积极寻找应对措施,保证我国水利水电工程的顺利开展。本文主要对水利水电工程施工管理的强化对策进行了探讨。  关键词:水利水电工程;施工管理;质量;安全  中图分类号:TV文献标识码: A  一、水利水电工程施工的重要特征  1、施工质量问题保障  顾名思义,水利水电工程主要是采
期刊
摘要: 随着三维地理信息为水利管理提供的便利日益突出,结合都江堰现代化发展的现状和新时期国家对水利发展的要求,就都江堰灌区自动化数字渠系的构建,着重探讨渠首三维仿真平台的功能实现及技术要点。  关键词: 灌区;自动化;三维;仿真
【摘要】本论文以汽轮机的疏放水系统为分析对象,并对300MW机组疏水系统设计中存在的问题进行了阐述,结合实际情况,对300MW机组疏水系统设计及运行方式进行了讨論。  【关键词】300MW机组,疏水系统,设计及运行  中图分类号:TV文献标识码: A  一、前言  随着近年来由于300MW机组疏水系统设计管理不到位,而引发的问题不时发生,这无疑更应该为我们关注300MW机组疏水系统设计及运行方式管
期刊
摘要: 从模糊控制发展的概况趋势入手,介绍模糊控制相对于传统控制方式的优点。对于多变量、非线性、不确定等复杂系统采用模糊控制能取得好的控制效果,并对模糊控制的建立做简要概述。  关键词: 模糊数学;模糊控制规则;模糊控制  中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1671-7597(2012)0320173-01
摘 要:随着我国城市建设速度的加快,及工农业的快速发展,河道人为破坏的影响较为严重,垃圾的倾倒及污水的排放,使当前河道中的水质不断恶化,不仅水生物在不断的减少,而且河道淤堵的较为严重,严重影响了防洪功能的发挥,同时大规模的采砂活动,使河道堤岸失稳的情况严重。河道不仅能够起到防洪和通航的作用,同时也具有较好的生态功能,所以河道治理的意义重要,随着国民经济的发展,城镇化建设进程推进,河道的影响越来越重
期刊
那年,我初任班主任,接手的是一个问题学生集中的班级。全班50人,1/3是单亲家庭,相当一部分男生在初中就曾因旷课、打架屡受处分。如何令这些“顽劣少年”“改邪归正”呢?这一问题
目前,由于技术工人的素质低下,我国的企业产品合格率平均为70%,不合格产品年损失近2000亿元,科研成果转化率因工人技术素质低下仅达15%,下岗失业人员中初级及无技术等级的约
摘要: 介绍利用ANSYS有限元软件求解结构内力的过程,阐述其分析应用,并完成一个桁架杆的内力分析。  关键词: ANSYS;有限单元法;受力分析  中图分类号:TN919文献标识码:A文章编号:1671-7597(2012)0320177-01
摘要:随着科技的不断进步,高压传输技术不断成熟,高压电力传输设备在农村大范围应用,供电所的设立,使得农村用电费用已与城镇基本相同,电力资源在我国大范围内得到快速推广,农村用电更加方便、费用低廉。但是农村建设供电所在给农村用电提供便利的同时也带来了很大的安全隐患。本文对农村供电所安全管理工作进行了分析。  关键词:农村供电所安全管理工作  中图分类号:U223文献标识码: A  一、农村供电所安全管
期刊