浅谈套管混凝土桩施工工艺及技术措施

摘要:套管混凝土桩是塑料套管现浇混凝土桩的简称,也叫PTCC桩,是一种承载力高、不会由于振动挤土断桩、成桩质量可靠、对周围环境影响小、施工快速方便的地基处理方法。套管混凝土桩地基处理方法为浙江省交通科技计划项目(编号为:2007H03),经申嘉湖杭高速公路练杭段为主要依托工程进行科研试验,从已经试验的路段测试结果和分析表明,该方法具有处理效果好,造价相对低,施工方便、质量易控制等优点,其施工工艺及技术措施可供类似工程借鉴。

关键字:套管混凝土桩 施工工艺 技术措施

套管混凝土桩是塑料套管现浇混凝土桩的简称,也叫PTCC桩,是一种承载力高、不会由于振动挤土断桩、成桩质量可靠、对周围环境影响小、施工快速方便的地基处理方法。由于采用现浇工艺不需要像预制桩那样大量钢筋和大型运输以及打设机械设备,也不需要事先配桩等优势,打设机械可以连续施工和混凝土可以连续浇筑而降低施工费用,与预应力管桩相比,可节约造价20%。因此,采用套管混凝土桩与当前高速公路软基处理中普遍使用的水泥搅拌桩、预应力管桩、各种振动沉管桩等路堤桩相比,可以达到更加经济、加固效果更好和质量更容易保证等效果。

申嘉湖杭高速公路练杭段L10合同段设计起点为K49+589.208,设计终点K51+580.386。线路全长约1.991公里。其中路基全长143.576。本合同施工路基工程套管混凝土桩,共有套管混凝土桩13789根,合计总桩长157992延米。

本项目技术指标如下:

(1)荷载等级:公路―1级;

(2)设计行车速度:120Km/h,

(3)设计地震动峰值加速度为0.05g;

(4)设计车辆荷载:汽-超20级、挂车-120

套管混凝土桩桩体外侧为外径16cm的单壁螺纹PVC塑料套管,套管其强度保证打设过程中及混凝土浇筑前后不损坏,打设机械采用静压辅助振动设备;套管为底部封闭,顶部开口,待场地分段区块套管全部打设完毕后,开挖尺寸为Φ50×20cm盖板土模,安放钢筋笼及盖板配筋。再统一对埋设在地基中的套管用的C25混凝土连续浇注成桩,套管不再取出,施工过程中采用桩、盖板一体化施工。

一、准备工作

1、机械设备:套管混凝土桩的施工必须配备性能可靠、符合标注、种类齐全的施工机械和设备,在施工前做好机械设备的保养、试机工作,确保在施工期间一切正常作业。机械和设备如下:

静压辅助振动沉管桩机、吸水泵、小型加长振捣棒和其它辅助设备等。

2、材料要求

a.桩身和盖板采用C25混凝土,混凝土骨料最大粒径不超过3.0cm,混凝土坍落度18cm―22cm;试桩时确定确定详细的混凝土配比及坍落度要求;施工期间在浇筑混凝土过程中应同时将混凝土留样并制作试块,对其进行抗压强度试验。

b.塑料套管的质量控制标准

单壁、内外均是螺纹的PVC塑料套管。最大外径不小于160mm,最小内径不小于142mm,扁平试验(变形40%时)不分层、无破裂。接头采用标准的160mmPVC管材直通接头,平均内径应在160.1mm~160.7mm之间,承口最小深度不小于45mm~50mm,标准坠落试验应无破裂,参数可见相关国家标准(GB/T 5836.2―1992)。根据不同的深度对套管的壁厚及环刚度进行控制和搭配,根据以往工程经验,埋深在10m以内,采用壁厚不小于1.0mm、环刚度(KN/m2)不小于6级、每延米重量不小于1.0kg的塑料套管;埋深在16~20m区间采用壁厚不小于2.0mm、环刚度(KN/m2)不小于15级、每延米重量不小于2.0kg的塑料套管.以上参数作为建议值,不做强制要求。塑料套管的具体参数指标根据试桩情况进行相应调整,套管强度应保证打设过程中不挤破,混凝土浇注前后不损坏。

c.预制桩尖采用C25钢筋混凝土,直径约为30cm,并设置有固定套管的塑料套管接头,预制桩尖以打设过程中不破碎,能保障塑料套管的顺利打设为主要控制标准。

3、场地准备

清除地表的杂草、树根、耕植土等,根据设计文件和施工组织计划的要求,确定合理可行的施工顺序。

二、套管混凝土桩复合地基的施工工艺

1.套管砼桩打设前,先平整场地,铺设20cm垫层,塑料套管准备,放线布置桩位。

2.制作桩尖,专用桩尖采用钢筋混凝土制作,直径约30cm,并设置有固定套管的装置。

3.桩机就位,合理布置施打顺序。

4.放置套管。

5.拔钢管。

将钢管拔出而将塑料套管留在地下,移机至下一个桩位,重复4-5工序,继续埋设套管。

6.场地内塑料套管打设完成后,对塑料套管深度和破碎情况进行检查。

7.抽水、截管和检查套管的深度。抽水并将多余的套管进行截管和整理后,对套管进行深度检查,并随时保护套管内的清洁,尽量不让杂物进入。

8.在垫层中沿塑料套管中心开挖直径约为50cm,高约为20cm的圆孔;

9.放置钢筋笼。在套管顶部放置一定长度的钢筋笼,钢筋均匀插设,长度3.5m,钢筋笼采用4根Φ6.5钢筋,5个圆形箍筋,箍筋由Φ6.5,长度0.4的钢筋制作。钢筋笼主筋超出桩顶22cm放置,与盖板底、顶层配筋连接。

10.放置盖板底层、顶层配筋,并与连接钢筋绑扎连接;

11.场地内集中浇筑砼完成桩和盖板的施工,砼浇筑过程中采用小型加长振捣棒振捣;

12. 待砼强度到一定要求后对成桩进行检测。

13.铺设钢塑格栅,钢塑格栅与盖板通过钢钉连接;

14.桩、盖板浇注完毕达到一定强度后,再铺设20cm垫层。

三、套管混凝土桩的施工技术要求

1、塑料套管应满足环刚度和扁平试验的要求,塑料套管接头处和塑料套管与桩尖接头处采用胶水辅助粘结,以防止打设后地下水渗入塑料套管。

打设过程中应防止打设相邻塑料套管是挤破已打设的塑料套管,若施工中发现对已打设塑料套管存在挤破时,应对塑料套管的环刚度、壁厚、施工速度和施工顺序进行调整。

2、砼控制:桩身、盖板砼设计28d无侧限抗压强度≥25Mpa,桩尖砼设计28d无侧限抗压强度≥25Mpa。

3、满足塑料套管打设质量的各种参数,如:塑设质量进行检查,若发现塑料套管破损,应在原桩位附近复打一塑料套管。料套管环刚度、厚度等;校对设计中选取持力层的深度;

4、每根塑料套管打设后,应立即对塑料套管的打

5、桩身砼浇筑前,应对塑料套管进行抽水,并进行检查。

6、砼浇筑过程中应采用小型加长振捣棒进行振捣,保障砼浇注质量。

四、套管混凝土桩的检测

1、桩身完整性及砼浇注质量采用小应变检测。检测数量为总桩数的5%;

2、对桩的承载力采用静载荷试验进行检测。待桩体强度达到28天后对成桩进行承载力检测。单桩检测数量单侧桥头不少于1根,且不少于总根数的千分之一;

3、砼浇注过程中预留砼试块,对浇筑的砼进行检测。单侧桥头不少于1组试样,对其进行抗压强度试验,并符合设计要求。

五、套管混凝土桩的施工控制注意事项

1、套管砼桩采用的套管应为单壁、内外均是螺纹的PVC塑料套管,套管其强度应保证砼浇筑前后不损坏,最大外径为16cm。

2、本方法采用打设套管和浇筑砼两道工序分开进行的方法,以提高施工效率以及保证桩体的连续性,同时由于在浇注砼之前套管内为全空,可以对打设的深度进行很方便的检查,即对套管的深度进行检测即可,质量很容易控制,因此不宜采用边打设套管边在套管内浇筑砼的方法进行施工。

六、 结语

本施工作业表明, 该方法具有软基处理效果好,施工方便、质量易控制等优点,其施工工艺及技术措施完全可以在类似的工程中作为借鉴。

参考文献

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[2] 麦宏晃. 浅谈潮汕一级公路软基处理技术[J]. 广东水利水电 ,2004.

[3]魏雪巍. 丹庄高速公路软土地基的处理方法[J]. 辽宁交通科技 ,2004