锚杆静压钢管灌砼桩加固技术(TYJS004B)

2018-04-18

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)根据设计要求,设计特定的压桩机械设备,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。

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)提前预定钢管,根据施工条件确定钢管分段长度。

(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。对于特殊机械应提前设计定制。

(5)按计划组织施工人员,特殊岗位人员应持证上岗。

(6)按计划组织采购钢管,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。

4、钢管的采购与制作

一般采用国家通用规格的钢管,用作钢管桩的系列Ф152、Ф180、Ф219、Ф245、Ф273、Ф299、Ф325、Ф377、Ф426等等,根据制作工艺,分为热轧无缝钢管和高频焊管,订货长度一般为12m。

(1)一般选用高频焊管,进场长度一般为12m,整车运输一般一车30-40吨左右。需要根据一次运量和施工进度考虑分批进场时间。

(2)切割分段:根据室内净空条件以及搬运便利条件,一般将钢管分段切割成2.0-3.0m,采用专用钢管切割机。下图阴影部分的直径与长度,人工搬运效率较低,需要根据长度运输条件定制特殊搬运小车运输。

序号

钢管直径(mm)

匹配壁厚(mm)

分段长度重量(kg)

1.0m

1.5m

2.0m

2.5m

3.0m

3.5m

1

Φ152

3

11.0

16.5

22.0

27.5

33.1

38.6

2

4

14.6

21.9

29.2

36.5

43.8

51.1

3

5

18.1

27.2

36.2

45.3

54.4

63.4

4

Φ180

4

17.4

26.0

34.7

43.4

52.1

60.7

5

5

21.6

32.4

43.1

53.9

64.7

75.5

6

6

25.7

38.6

51.5

64.3

77.2

90.1

7

Φ219

5

26.4

39.6

52.7

65.9

79.1

92.3

8

6

31.5

47.3

63.0

78.8

94.5

110.3

9

7

36.6

54.9

73.2

91.4

109.7

128.0

10

Φ245

6

35.3

53.0

70.7

88.4

106.0

123.7

11

7

41.1

61.6

82.1

102.7

123.2

143.7

12

8

46.7

70.1

93.5

116.8

140.2

163.6

13

Φ273

7

45.9

68.8

91.8

114.7

137.7

160.6

14

8

52.3

78.4

104.5

130.6

156.8

182.9

15

9

58.6

87.8

117.1

146.4

175.7

205.0

16

Φ299

8

57.4

86.1

114.8

143.5

172.1

200.8

17

9

64.3

96.5

128.7

160.8

193.0

225.2

18

10

71.2

106.9

142.5

178.1

213.7

249.3

19

Φ325

8

62.5

93.8

125.0

156.3

187.5

218.8

20

9

70.1

105.2

140.2

175.3

210.3

245.4

21

10

77.6

116.5

155.3

194.1

232.9

271.8

22

Φ377

8

72.8

109.1

145.5

181.9

218.3

254.7

23

10

90.5

135.7

180.9

226.2

271.4

316.6

24

12

108.0

161.9

215.9

269.9

323.9

377.9

25

Φ426

10

102.5

153.8

205.1

256.3

307.6

358.9

26

11

112.5

168.8

225.0

281.3

337.6

393.8

27

12

122.5

183.7

244.9

306.1

367.4

428.6


(3)专用钢管切割机,一般根据钢管直径分类,对于小口径钢管(小于Ф219钢管)采用现场便携式钢管切割机,如下图A所示,对于Ф219-Ф426钢管,采用现场固定台式切割机,如下图B所示。


    


(4)切割后打磨:一般刀片钢管机切割后,会自动形成坡口,但管内也会有卷边残渣,影响内衬管的插入,所以切割以后,还要用便携砂轮机打磨,便于内衬插入。

(5)制作桩尖:桩端一般分为闭口、半开口以及敞口,根据地质条件、防水条件、上部障碍物等时机情况确定。

微信截图_20190704121907.png


(6)连接内衬:为了便于钢管焊接,一般在管内设置内衬,内衬选择匹配钢管,一般长度100-300mm,根据承载力和压桩条件确定。小口径钢管也可不设内衬,但应设置附加连接钢筋。

Q15.png


5、底板开孔

(1)基础底板混凝土强度C30,厚度400-1200mm,配置双向双层钢筋,混凝土垫层100mm。

(2)压桩前需要开孔,孔洞直径或边长根据桩直径大小,一般大于桩径约30-50mm为宜。本次采用Ф325钢管,开孔直径或边长不小于350-380mm。

(3)采取薄壁金刚钻头取芯成孔方式,一般两种方式,当孔径小于250mm时采用一孔直接成孔。当孔洞较大,为保留部分钢筋,可先剥离上层钢筋保护层,准确定位上层钢筋后,采取小孔连续取芯方法,采用4孔相割成孔法或8孔相割成孔法,即用直径100-150mm直径钻头相切相割成孔,然后人工修理。

(4)钻孔机械:钻头直径250-300mm,长度400-500mm,机械取芯电机功率至少4KW,大于300mm直径最好采用液压马达,功率不小于5kw。


     Q16.pngQ17.png  

6、预留孔洞

对于基础或底板尚未完成而采用后压桩法时,可预留孔洞。孔洞一般为方形,上窄下宽的喇叭口形式,上口一般比桩直径大50-100mm,下口比上口大100mm。

锚杆根据结构情况以及锚固要求确定,直线锚固长度不够时,对于Q235锚杆可设置弯钩,对Q345锚杆可设置猫板。

Q18.pngQ19.png           

序号

锚杆材质

锚杆直径

锚杆承载力

锚固长度

最小板厚

(mm)

(KN)

(mm)

(mm)

1

Q235

M24

97

325

400

2

M27

123

366

500

3

M35

207

474

600

4

M40

270

542

700

5

M45

342

610

800

6

Q345

M24

140

469

600

7

M27

177

527

700

8

M35

298

684

800

9

M40

389

781

900

10

M45

493

879

1000


7、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。锚杆直径与植入长度以及锚杆数量根据压桩力和基础结构情况确定,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。

Q20.png

序号

锚杆材质

锚杆直径

孔洞直径

锚杆承载力

植入长度

最小板厚

(mm)

(mm)

(KN)

(mm)

(mm)

1

Q235

M24

Φ28

97

271

371

2

M27

Φ32

123

305

405

3

M35

Φ40

207

395

495

4

M40

Φ45

270

452

552

5

M45

Φ50

342

508

608

6

Q345

M24

Φ28

140

391

491

7

M27

Φ32

177

439

539

8

M35

Φ40

298

570

670

9

M40

Φ45

389

651

751

10

M45

Φ50

493

732

832


7、锚杆桩架及压桩系统

锚杆静压桩的桩架高度与室内净空高度相关。对于正常地下室内或底层,一般层高3.6-4.0m,桩架一般高度为3.0-3.5m。

桩架立杆是桩架的主要部件,根据压桩力的大小选择,同时便于室内移动。根据压桩力大小分类为A型、B型桩架。A型桩架为单立杆构造,最大压桩力100吨,B型桩架为双立杆桩架,最大压桩力200吨。

Q21.png


千斤顶选型:千斤顶选择两种型号,对于未达持力层部分,采用大行程100吨千斤顶,压桩力超过70吨以后,更换大功率千斤顶。最终压桩千斤顶额定顶力=桩承载力特征值*2倍/0.7,0.7系数是指油压力不宜超过40MPa。本案承载力特征值700KN,则要求千斤顶至少2000KN,行程为200mm。小于100KN千斤顶则采用300-400mm行程。

高压油泵:高压油泵额定压力不低于63MPa,电动机功率不小于7KW,小于100吨千斤顶流量不小于6L/min,200吨千斤顶流量不小于10L/min。

8、试压桩

正式压桩前,选择代表性地段进行试压桩。主要检验单桩压桩长度与最终压桩力、单桩承载力特征值之间的关系。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。10天以后进行单桩静载荷试验。

压桩过程中,同时检验锚杆强度以及基础变形情况。基础变形情况采用精密水准仪测量。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。

9、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。

(1)分段焊接:单节桩顶高出护孔盘0.2-0.3m时,应轻击控制管顶位置在护盘面以上50-100mm,便于焊接。

钢管焊接采用交流电弧焊,E4303型焊条,焊条直径Φ3.2-Φ4.0, 焊接电流控制在110±30A,钢管Φ325-10剖口对焊的焊条用量标准为每5kg焊条焊缝长度8-9m,即可焊接接头10个。

连续焊接前先对准四点点焊,钢管顶部卡在卡槽后开始对称连续焊接,要求焊缝饱满,符合焊接抗拉强度标准。必要情况下增设加强钢片,特别是在进入持力层后的焊接更应加强。

最后一节钢管应焊接封头钢板,防止有土或其他杂物掉入孔内。

(2)送桩

因桩顶在基础底部,需要将桩顶送到设计桩顶标高位置,采用送桩器送桩。

(3)钢管内灌砼

压桩完成后,采用C25混凝土灌注钢管内。灌注时,如有止水要求,则先设置止水带后管混凝土。钢管内混凝土与封桩混凝土分二次进行。

10、封桩

压桩完成后,批量进行封孔。

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。

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;

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);

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;

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;

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。

Q22.png

11、竣工资料

加固工程属于特种专业工程,建设行政主管部门尚没有成套成熟的施工记录与竣工资料整理办法,按照有关规程以及本单位实践经验结合常规工程竣工资料整理办法,作为本项目竣工资料整理的基本依据。

(1)工程概况、图纸会审与设计变更、施工组织设计与施工方案审批表、技术交底记录、开工报告、竣工报告:按照常规项目表格;

(2)工程定位测量、放线验收、沉降观测表格:按照常规项目表格;

(3)钢材、水泥、砂石、钢管、焊条、植筋胶等材料合格证、复检证明:按照常规项目表格;

(4)钢管出厂合格证与原材料检测证明:按照常规预制构件表格;

(5)锚杆桩隐蔽验收主要为压桩最后压桩力与封孔,压桩力确认在压桩记录表格,封孔隐蔽验收按照常规项目隐蔽验收表格;

(6)现场临时发生的技术问题、工程签证等按照常规项目以施工技术核定单、施工联系单、工程签证单方式确认。

(7)锚杆静压桩施工记录表

工程名称:                        桩号:          千斤顶型号:             

压桩日期:              最终入土深度:             最终压桩力:             

桩节

序号

压桩

时间

桩入土深度

压力值

桩节

序号

压桩

时间

桩入土深度

压力值

单位

冲程

(m)

累积

深度

(m)

油压

表数

(Mpa)

压力

(KN)

单位

冲程

(m)

累积

深度

(m)

油压

表数

(Mpa)

压力

(KN)







































备 注

备注内容主要说明是否砂石垫层扩孔取土、桩顶压碎、中间休止说明、休止1小时后压桩力等内容。

     记录:                   监理单位代表:                    建设单位代表:


(8)锚杆静压桩施工汇总表

工程名称:                       

序号

桩号

压桩

日期

桩长(m)

压力值

备   注

设计

桩长

(m)

施工

桩长

(m)

设计压力值

(Mpa)

施工压力值

(KN)



























12、组织管理

序号

岗位名称

负责人

人员数量

岗位工作职责

项目管理人员




1

项目负责人



代表公司全面管理项目

2

施工负责人



现场全面负责实施管理

3

施工质检员



负责施工组织作业管理

作业班组




1

压桩班组


15

三个作业组,每组4人

2

钻孔及锚杆班组


12

三个作业组,每组4人

3

钢管桩制作班组


4

一个作业组,4人


13、主要机械设备

序号

机械设备名称

单位

数量

功率

(KW)

机械设备性能及用途

1

锚杆静压桩





1-1

取芯机

10


带直径160mm钻头,基础开孔

1-2

风钻

5


钻孔直径35mm以上,植锚杆

1-3

锚杆桩架

3


立柱可调整高度,满足室内净空

1-4

千斤顶

5

100吨

行程350mm

1-4

千斤顶

3

200吨


1-5

电动油泵

3

6-10L

最大压力可达60Mpa

1-6

空压机风镐

1

3M3

凿除部分混凝土或截桩

1-7

混凝土切割机

2


切割深度至少100mm,截桩

1-8

电焊机

5

20

焊接锚筋与交叉钢筋

1-9

混凝土振动棒

2


封桩振捣混凝土

1-10

电热锅

1


熬制硫磺胶泥

1-11

水泵

3


室内排水

1-12

吹风机

2


植筋孔清吹,孔洞涂胶前风干

1-13

氧气乙炔

1


钢板、桩架切割

1-14

砂石层扩孔器

2


砂石垫层取砂扩孔

2

监测





3-1

水准仪

1


沉降观测

3-2

水准塔尺

1


5米铝合金塔尺

3-3

经纬仪

1


测量倾斜

3-4

钢尺

3


50m钢尺、5米卷尺

3-5

百分表

3


监测桩顶变形

3-6

混凝土试块模具

1


150×150×150

3-7

硫磺胶泥试块模具

1


70.7×70.7×70.7

3

临时电力系统





4-1

分配电箱

3


掏土与压桩分线箱

4-2

电缆

M

150


45×3+16×1,搅拌桩接入线

4-3

电缆

M

200


16×3,一般电器接入线

4-4

场地照明

2


1KW钠灯,根据场地情况设置


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