1、技术准备工作
(1)在工程设计与施工前,应向建设单位收集工程地质勘察报告、原建筑结构施工图纸及设计变更、建筑物倾斜与沉降观测资料以及原建筑施工过程记录,作为设计与施工的基本依据。
(2)详细了解施工现场条件,特别是建筑物周边环境、地下管线情况、场内道路条件、水电供应条件、临时设施布置条件等。
(3)加固与纠偏方案确定后,编制详细的施工组织设计与专项作业计划,报建设单位审核。
(4)设计人员应向建设单位、监理单位以及现场项目部进行详细的技术交底。
(5)必要情况下加固设计人员应与原建筑结构设计人员进行技术交流,全面协调统一。
(6)向建设单位申请沉降观测的测量控制点并进行复核报验。
(7)按照合同约定,通过建设单位协调,向配合施工的土建单位提出详细配合要求。
(8)小截面预制桩制作地点选择订货与技术交底,所有使用材料的技术采询。
2、施工准备工作
(1)组建项目经理部,明确项目管理人员的管理职责。
(2)熟悉设计施工图,进行分部分项、工序作业分解,合理计划安排。
(3)向施工现场周边询问预制构件厂,以优质快速、性价比最优原则确定制桩厂。
(4)按计划组织机械设备,设备标定有效期过期时应重新组织标定,进场前先运转进行维护。
(5)按计划组织施工人员,特殊岗位人员应持证上岗。
(6)按计划组织采购预制构件,应先进行质量考察认定,然后按计划采购,进场验收。
(7)项目管理人员与施工人员的临时设施,向建设单位申请,文明使用。
(8)现场水电接入、道路清理、排水条件等。
(9)正式开工前,向建设单位申请第一次工地会议,明确协调监管、监督报验程序以及相应的对口人员。
(10)施工条件具备后,向建设单位提交开工报告,申请正式开工。
(11)建设单位委托监理单位进行管理时,上述向建设单位申请或报验程序应调整为向监理单位申请与报验。
3、土建施工单位配合工作
加固与纠偏属于特种专业工程,按照常规与合同约定,现场挖土、管线拆移、附属设施拆除等内容均由土建施工单位进行。土建施工单位熟悉情况、具备配合实施的能力与条件,专业单位组织土方与拆除困难较大,发挥各自优势、分工负责,业主总体协调,实现最终目标。
(1)建筑物室内一侧回填厚度约0.7-0.8m的回填土,0.2-0.3mm厚度地坪结构,为了便于反力锚杆与底板的锚固,需要局部挖除室内地坪与回填土,挖除范围为1.5*1.5m。
(2)楼纠偏,需要在建筑物南侧挖一条宽度4.0m深度到基础底板的沟槽,便于掏土设备的施工与转移。
(3)与主体建筑结构分离实施的部分建筑构件,在纠偏前需拆除,包括南侧门廊前台阶、东侧与西侧的错层台阶(基础以外部分)、北侧车库坡道等。
(4)因斜向掏土,掏土设备要占用南侧部分空间,如与南侧室外水电管线冲突,则需临时挖除南侧室外管线。
(6)保证场内道路畅通、排水系统畅通、水电供应畅通。
(7)项目经理部应向土建施工单位提供详细的配合作业计划与技术要求,通过建设单位向土建施工单位转达实施。
4、预制桩的制作、采购与运输
设计采用锚杆静压预制小截面钢筋混凝土桩加固软土地基。该项技术是在上世纪80年代中期开发、上世纪90年代高峰使用的一种软土地基处理技术。解决软土地基多层建筑物的沉降问题,相比那时的预制混凝土方桩(截面400*400以上),对于多层建筑来说性价比较好,取得较好的经济与社会效益。随着预制构件技术进步、国家基本建设以及房地产建设的高速规模发展,从本世纪初,预应力管桩以其制作快速、质量稳定、高强耐打、工厂化成熟、市场化旺盛的诸多优势,逐步取代了常规的预制混凝土方桩。另外国家提高了建筑抗震设防要求,过去的预制空心楼板也逐步淘汰。因此过去曾经经营生产预制构件的厂家,现在或倒闭或转产或开发其他的预制构件,只有小规模预制件厂还在经营生产一些小型预制构件的制作,包括农村建房使用的预制空心楼板、紧急加固用的小方桩、园林建设使用的装饰构件等。因此现在的预制小截面钢筋混凝土桩市场化程度很低,需要专门调查、专项委托制作生产。由于本次加固需要的小方桩数量较大,工期紧急,因此应合理解决小方桩的制作问题。
(1)设计用桩参照《小截面预制钢筋混凝土方桩》(苏G07-2003),根据现场实际条件,对部分参数进行了合理调整:①小方桩截面200*200,硫磺胶泥接桩;② 为了满足压桩进度要求,锚杆静压桩混凝土设计强度C35,进场压桩强度不小于C25;③)考虑室内净空要求,A型桩单节长度2.0m,B型桩单节长度1.2m;④采用A类配筋,外露锚筋长度150mm,预留孔洞180mm;⑤压桩采用顶压法,在单节桩顶需增设2片MP4a型钢筋网片。
(2)尽快调研施工地址地区的预制构件厂,与其技术交流,了解是否具备制桩条件与能力,主要包括制作经验与技术、制作场地与设备能力、制作模具、制作意愿与制作成本、制作进度、运输方式与距离及线路条件等内容,将了解内容详细记录,作为确定制作厂家的依据。
(3)同时在南京与过去合作厂家联系,了解厂家目前的生产动态,是否具备进一步承接制作任务的条件,明确运输方式与线路条件。
(4)鉴于部分建筑物紧急控制沉降与倾斜以及总体建设进度需要,需要快速施工建筑物一侧的锚固桩,因此首先应在南京向过去合作预制厂收集现成预制桩,并且尽快订购前期用桩。
(5)根据调研结果与综合分析,合理确定几个制桩厂家同时制桩,初步选定厂家后,应报请建设单位去实地考察确认。
(6)将过去经常合作的南京预制构件制作厂情况上报建设单位。
①南京新型建材制品有限公司:位于南京栖霞区,制作场地与设备能力可行,管理到位,质量合格,目前生产任务一般,具备承接制桩任务的条件,初步计划该厂承接部分制桩任务。运输线路为尧化门----南京二桥----雍六高速----宁(扬)通高速----扬镇高速----出口--214省道--施工现场。
②南京六合预制构件厂,位于南京六合区新篁镇附近,小规模预制构件制作企业,具备制桩经验、技术与场地条件,管理与质量合格,目前生产任务一般,具备制桩条件,该厂距离现场最近,综合考虑可以制作一部分桩。运输线路为六合----宁(扬)公路----扬镇汽渡----214省道--工地现场。
(7)所有制作厂家均应提供原材料检验报告、制桩混凝土强度试验报告以及出场合格证,出厂前养护强度不得小于C25。进入施工现场,项目经理部汇同建设单位、监理单位,检查小方桩的外观质量以及混凝土回弹强度。
(8)预制桩制作与验收标准参见《小截面预制钢筋混凝土方桩》(苏G07-2003)。
5、锚杆静压桩施工方法
锚杆静压桩的施工流程为:测量放线----基础取孔----植锚杆----安装机架----短驳桩节----试压桩----压桩----接桩----最后压力监控----封桩----验收。
(1)测量放线
根据设计图纸,测放锚杆桩桩位。设计图纸以现有建筑图纸为基础,要求锚杆桩位尽量靠近结构柱或墙,一般距离墙柱边不大于0.5m,根据压桩机架尺寸可做微量调整。另外现场条件变化设计桩位不适于压桩时,可申请在结构周边调换位置。
(2)取孔
基础底板混凝土强度C30,厚度350mm,配置双向双层Φ12@150三级钢筋,混凝土垫层100mm,压桩前需要开孔,孔洞直径或边长不小于300mm。可以采用人工凿除开孔,也可采用机械钻孔。考虑孔洞数量太多,为加快进度并且最小限度损伤原基础,采用机械取芯法开孔。根据目前普通取芯机的机械性能,主要工艺为一次性成孔直径300mm以上的孔洞或者采用四孔相割成孔法,即用直径160mm直径钻头相切相割成孔,然后人工修理。目前大多数采用多孔成孔法,机械稳定,人海战术,总体效率较高。
(3)植锚杆
锚杆是建筑物提供静压桩反力的重要连接杆件,后开孔压桩需要植筋锚杆。锚杆一般采用一级钢材,主要要求锚杆具备一定的延性,当压桩力突增达到锚杆破坏强度时,具备破坏先兆,不至于脆性破坏导致桩顶、基础或桩架突发破坏,造成人生安全事故。锚杆直径M27,总长度500mm,植入基础部分300mm(注意不能打穿基础底板),外露丝扣部分200mm。锚杆钻孔直径35mm,采用B级以上植筋胶,作为临时措施性构件,满足压桩锚固强度即可。植筋以后需要静置三天方可施压,锚杆具体位置根据压桩机械预留孔确定。
(4)安装机架与桩节计划长度
锚杆静压桩的桩节长度与压桩机架尺寸、室内净空高度相关。一般桩节长度=室内净空高度-提升滑轮高度-支架横梁高度-千斤顶高度-接桩高度。一般接桩高度控制在300mm左右。
根据建筑物室内净空高度,有回填土一侧,挖除回填土后,室内净高度3.3-3.4m之间,桩节采用2.0m(设计通称为A类桩);无回填土一侧,室内净高度2.4-2.5m之间,桩节采用1.2m(设计通称为B类桩)。同时需要改装机架,把原立柱长度切割后重新焊接,使机架符合室内净空要求。
(5)桩节短驳运输与走道排架
2.0m桩节每节重量200Kg,1.2m桩节每节重量120kg,限于场内道路泥泞软弱,运输桩节的重型车辆无法运到压桩位置,一般卸在场地大门旁或场内道路条件较好的就近地。需要人工推车短驳运到桩位。由于回填土一侧室内有隔墙阻拦(高度1.0M),必要情况下搭设排架跳板,方便室内桩节短驳。
(6)试压桩
设计要求正式压桩前,选择三个代表性地段,进行试压桩,三根试压桩长度分别为18.0m、20.0m、22.0m或最后动压桩力达到350KN以上。压桩过程中记录每米压力值以及最后动压力,休止1小时后复压记录最后压桩力。三根桩进行静态载荷试验,休止时间不少于15天。对于试桩过程及试桩结果,设计、监理以及建设单位确认后,正式压桩。
(7)接桩
设计采用硫磺胶泥接桩。①关于硫磺胶泥的配制和主要物理力学性能指标参见《小截面预制钢筋混凝土方桩》(苏G07-2003);②硫磺胶泥采购市场成品料,现场熬制;③接桩前应将锚孔和锚筋清理干净,无水无泥无油无杂质无污染;④浇灌硫磺胶泥前,上下节桩应试接检查垂直度、桩顶平整度等,然后箍上外围模板,提起上节桩,浇灌硫磺胶泥,然后快速插入上节桩;⑤桩节平面之间硫磺胶泥厚度宜为10-20mm,应灌满锚孔,浇注稳定控制在140-145℃,灌注时间不得超过2分钟;⑥接桩时上下节桩的中心偏差不大于5mm,节点弯曲矢高不得大于桩长的0.1%,且不大于20mm;⑦目前季节温度,硫磺胶泥灌注后停歇养护时间6-8min;⑧根据硫磺胶泥采购批次,每批次应做一组试块,试块边长70.7mm立方体,要求立方体抗压强度不小于40Mpa。
(8)正式压桩
根据试桩结果以及设计意见,按图施工锚杆静压桩。以最后压桩力控制为主,设计桩长控制为辅。如果压桩力很大即将超过设备以及锚杆承载能力,而桩节至少还有一半以上,则现场截桩。截桩时人工小心破碎,确保桩顶完整。
(9)封孔
压桩完成后,批量进行封孔。①因基础开孔地下水会渗入房间,封孔前应加强室内排水,保持室内孔洞无明水。②修整桩顶,对于截桩桩顶应小心修整,桩顶进入洞孔高度为100-150mm,压桩时应合理控制;③清洁基础孔壁,在孔壁中间涂刷一道遇水膨胀止水胶(宽10mm厚5mm);④将锚杆外露部分打弯,与交叉封固钢筋焊接,如果封桩顶面不容许超过原结构底板,则人工开槽,降低封固钢筋;⑤浇灌C30以上微膨胀混凝土,对于回填土一侧,封灌高度超过底板50mm,对于非回填土部分封灌高度不宜超过地下室地面建筑装饰层,或不宜超过30mm,同时降低封固钢筋;⑥批量封孔宜采用商品混凝土,只有少量紧急封孔可在现场拌制;⑦批量封孔混凝土应制作一组混凝土试块,同时需要商品砼的质量保证资料;⑧封孔后加强养护,并观测封孔效果,如出现应力集中开裂现象,则重新封孔。