管桩斜桩施工方案.docx
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管桩斜桩施工方案
中交第一航务工程局有限公司
转接机房及筛分塔基础管桩斜桩专项施工方案
工程名称珠海高栏港区神华煤炭储运中心一期工程装卸系统及基础工程项目总承包工程
编制单位中交一航局第四工程有限公司珠海工程项目经理部
技术负责人
编制
报送日期：
2012年4月
一、编制依据
1、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
2、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
3、《预应力混凝土管桩》（10G409）
4、《先张法预应力混凝土管桩》（GB13476-2009）
5、《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2003）
6、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
7、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）
8、《水运工程质量检验标准》（JTJ257-2008）
9、《水运工程测量规范》（JTJ203-2001）
10、广东省《锤击预应力混凝土管桩基础技术规范》DBJ/T15-22-2008
11、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002
12、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001
13、施工图纸
二、编制说明
本方案为珠海港高栏港区神华煤炭储运中心一期工程装卸系统及基础工程的管桩斜桩施工而编制。
编制主要以现行的施工技术规范以及业主单位对于该工程的合同文件，设计施工图纸图纸等为依据。
三、工程概况
3.1、工程概述
工程包括珠海港高栏港区神华煤炭储运中心一期工程转接机房基础及皮带机基础结构工程（除码头区外）。
主要包括：
转接机房T2-T5及筛分塔TS、TS1、TS2管桩基础工程。
其中部分筛分塔与转接机房存在横向应力，管桩自身抗剪能力很弱，所以需要打设斜桩，打设长度分别为50米、52米、54米，倾斜角度为11.31度。
斜桩桩基均采用预应力混凝土管桩，打设方法为锤击沉桩，选用62#桩锤，沉桩采用标高及贯入度双控，要求最后连续三阵的每阵贯入度控制在3-6cm。
预应力管桩采用PHC600（130），第一节及第二节为AB型桩，第三节及第四节为B型桩，混凝土强度等级为C80，桩身混凝土抗渗等级不低于S10。
有效桩长根据不同的机房及结构而不同，控制在50-54m之间，桩端标高置于-46.4m--50.4m，进入粗粒砂持力层中的深度不小于1.5m。
单桩竖向极限承载力标准值应≥4300kN。
3.2、工程数量
管桩统计如下：
施工区域
施工部位
根数
每根长度（m）
总长度（m）
1#施工区域
T3机房
2
50
100
T4机房
5
50
250
T5机房
5
54
270
TS1筛分塔
3
52
156
TS2筛分塔
3
52
156
合计
18
932
3.3、计划工期
1#施工区域计划施工时间：
2012年4月25日-2012年5月4日，总工期为10天。
四、施工准备
4.1、场地准备
将施工场地整平，压实，便于施工机械的操作与调整，防止桩机的横向倾斜。
4.2桩机的准备
由于本工程斜桩直径较大，而且单根长度最长14米，所以在选用桩机时尤为重要，本工程采用滚滑式打桩机，一般桩机最大倾斜角度可以达到7度，要求本桩机倾斜要达到11.31°。
而且考虑桩机的重心问题，近可能选用小型号的桩锤，根据规范要求本工程管桩直径为600mm，最小桩锤为62#桩锤，锤体重约13吨。
4.3、测量准备
根据图纸平面坐标位置测量所打设的桩号的原地面标高，根据原地面的标高与设计桩顶标高的不同计算出实际施打的坐标位置；在图纸上标出管桩倾斜方向的另外一点，再根据两点一线的原理确定倾斜方向。
4.4、技术准备
抗倾覆的验算
（1）、将桩机进行分解并作受力分析
桩机受力分解成底盘，桩架，桩锤，管桩四部分，锤心与锤体的摩擦力不计。
（2）、抗倾覆验算
桩机机体总重22吨，其中底盘重15吨，后部的卷扬机重7吨，桩架重7吨，桩锤13吨，管桩每米500千克。
桩机底盘宽3.5米，长11米，桩架高为22米，底盘高1.2米。
以桩机的后滑滚为支点，顺时针方向扭矩为正，逆时针方向扭矩为负。
由于桩机桩架成后仰状态，所以有向后倾覆的趋势。
当桩机所有受力的扭矩之和为正，证明不会发生倾覆。
根据桩机的受力情况列方程
M=G1*L1+G2*L2+G3*L3-T*L4
G1为5m长的桩机底盘的重量G1=15*4/11=5.45吨
G2为桩架的重量
G3为桩锤的重量
G4为管桩的重力，将重力分解为对桩机的作用力T（垂直桩架），及对地面的斜向下的压力N,只有对桩机的作用力T才有使桩机倾覆作用，作用力N作用在地面上，没有对桩机产生作用力。
如果桩机满足不向后倾覆，则M≥0。
因此我们根据不等式确定本桩机在打设11.31°时的最大桩长。
假设桩长为L,每米桩长重0.5吨。
G1*L1+G2*L2+G3*L3-T*L4≥0
5.45*5.5+7*4.8+13*（7.5-0.2（L+8））-0.5L*0.2（L/2-7.5*0.2）≥0
解得：
L≤27.5m。
经过抗倾覆的计算，桩机满足本工程施工要求。
桩机受力分析图
五、工程特点分析
5.1、工程重点
（1）桩的平面控制，对桩位原地面标高进行测量，根据倾斜角度计算实际施打位置坐标。
（2）桩的倾斜方向控制，在图纸上标识另外一点，以两点确定方向来确定桩的倾斜方向。
（3）桩的倾斜角度的控制，根据桩机桩架的倾角来确定桩的倾角，在桩架上定位一点，距离桩机底盘面高度为5m，焊接一个螺母，在螺母上系一个重为1kg的线锤，根据三角函数的关系，确定直角边长为0.98m，在桩机的底盘上，距桩架0.98米处焊接一钢筋头，每次桩架倾斜至线锤靠上钢筋头上，桩架则满足倾斜角度11.31°。
（4）打桩机具的控制，在替打下面垫上桩垫，桩垫可采用纸垫或者胶合板等材料，检查桩垫是否完好，是否发生偏移，以防止锤击过程对桩造成损伤，因桩垫在锤击过程中要压缩，所以在施打时视其程度及时更换桩垫和材质，保证桩垫的厚度不小于120mm。
经常检查钢丝绳的是否有断丝，发现严重磨损及时更换。
（5）桩接头施工质量的监控，上下节桩接头表面应用钢丝刷清理干净并保持干燥，坡口处应刷至露出金属光泽，接桩时上下节桩身应对中，错位不宜大于2mm，两端面应紧密贴合，不得在接头处出现间隙，对称施焊，焊缝饱满均匀。
（6）收锤的监控，施打过程中测量人员应通过水准仪，利用桩面上的读数、替打读数，结合标高对所沉桩进行观察与记录，直至锤击到设计所要求的桩顶标高或贯入度，最后连续三阵每阵不超过2cm。
5.2、工程难点
（1）1#施工区域斜桩共计18根，T5机房5根，T4机房5根T3机房2根TS2筛分塔3根，TS1筛分塔3根。
每个机房桩的根数较少，施工区域广，所以安排合理的施工顺序，按照T5-T4-T3-TS2-TS1行走的施打顺序进行施工。
（2）桩对接与焊缝的控制，当第一节桩打设完成后，将桩锤慢慢提起，然后桩架重新竖直，提桩，然后再将桩套入替打，与下节桩对接时，尤为注意。
首先确保桩对接不能错位，最多错位不超过2mm。
在上节桩头端头的铁板上焊接3个4cm钢筋头，让上下节桩头靠紧钢筋头，然后桩架慢慢倾斜至一定的角度，保证上下节桩头接缝靠紧，接缝宽度均匀，对接错位在规范允许范围内，然后对称施焊，焊缝从低向高分层焊接，焊缝均匀饱满。
六、施工总体安排
1#施工区域共计18根斜桩，桩长为50m-54m，倾斜角度11.31°。
1台62#柴油滚滑式桩机施工，平均每台桩机按照每天3根桩的施工进度，从每个机房移至下一个机房需要用1天的时间，有效施工工期为10天。
T5机房5根，T4机房5根T3机房2根TS2筛分塔3根，TS1筛分塔3根。
按照T5-T4-T3-TS2-TS1行走的施打顺序进行施工。
如附图1
七、施工工艺流程及主要工序施工方法
7.1、施工流程
7.2、测量
施工前，测量部门对斜桩桩位进行放点，将桩位周边进行平整，对桩位原地面标高H1进行测量。
由于斜桩有一定的倾角，且设计桩顶标高与自然地面标高有一定的差值，使得设计桩顶位置与打入时的位置上下不在一条铅垂线上，沿着斜桩的倾斜方向向前或向后移动一定的距离（当自然地面标高高于设计桩顶标高时，向后移动），根据自然地面的标高与设计桩顶的高差以及桩的倾斜角计算出斜桩施打位置的偏移量。
H1为原地面标高
H2为设计桩顶标高
L为施打位置的偏移量
α为桩的倾斜角度
L=Htgα=（H1-H2）tgα
设计图纸坐标（x0，y0）
实际施打坐标（x，y）
斜桩方位角α
向前移动（向斜桩坐标方位角方向移动）
X=x0+Lcosα
Y=y0+Lsinα
向后移动（向斜桩坐标方位角反向移动）
X=x0-Lcosα
Y=y0-Lsinα
对斜桩的桩位控制之外，还要控制好倾斜方向。
根据施工图纸确定倾斜方向，倾斜方向反向设置一点，距施打桩位向后15m，将两点用白灰洒线，保证灰线在桩机的正中。
在施工中定期做好检查，定位点需要移动时，先检查其准确性，并做好测量记录。
同时，认真做好每根桩基的测量放样记录，并及时提请监理复核，复核手续及时、完善，经监理复核通过后再施打。
7.3、管桩吊运
管桩混凝土达到设计强度的70%方可起吊，达到100%方可运输。
管桩运至施工现场后要进行堆放，现场堆放场地要坚实平整，垫木支撑点应在同一水平面上，垫木间距依吊点位置确定，堆放层数不得超过四层。
管桩堆放位置应考虑到现场施工方便，并且离打桩位置不宜超过50m，打桩机能尽快地进行下一桩位施工。
管桩堆放时，最下层宜按两支点简支在垫木上，两端悬挑长度0.2L，如下图。
管桩起吊运输中要防止振动、冲撞，卸桩时吊桩采用两支点法或两头勾吊法，两支点位置与堆放支点位置相同，可先将桩身吊起0.2－0.3m，检查机身稳定性、制动器的可靠性和吊具的牢固性，确认一切状况良好后，再缓慢起吊、转向，下降时必须低速轻放，避免桩身受损。
吊运管桩时，作业人员注意安全，要有专人指挥吊车，观测吊运场地的情况，桩的下方不得站人。
吊运管桩时，桩不得从车辆、构筑物上方经过，所有作业人员必须戴好安全帽。
7.4、插桩
管桩采用桩机自带的卷扬机进行场内吊运，桩打入过程中修正桩的角度较困难，因此就位时必须安装正确。
第一节管桩提起并轻轻插入地下20cm，保持位置准确，然后调整桩架，在倾斜过程中也要调整桩机的位置，一般向后移动桩机，保证桩架与管桩平行，慢慢倾斜达到施工要求的倾斜角度。
校核桩的垂直度采用桩机的正前方向设置一台经纬仪或长的线锤使管桩在倾斜刨面内保持垂直。
通过桩机导架的横向及侧向移动进行调整管桩的倾斜角度及垂直度。
经纬仪设置在不受打桩影响处，并经常加以调平，使之保持垂直。
开始轻轻打下，认真检查，若有偏差及时纠正，必要时拔出重打。
7.5、锤打
因地层较软，初打时可能下沉量较大，采取低提锤，轻打下，随着沉桩加深，沉速减慢，逐渐增大起锤高度。
在整个打桩过程中，确保桩锤、桩帽、桩身保持在同一轴线上，必要时将桩锤及桩机导杆方向按桩身方向调整，不使管桩受到偏心锤打。
打桩较难下沉时，检查落锤有无倾斜偏心，特别是检查桩垫桩帽是否合适。
如果不合适，更换或补充软垫。
每根桩连续一次打完，不宜中断，以免难以继续打下。
第一节管桩开始打设时，若发现沉桩较慢，且管桩竖直度出现偏差时，立即停止锤击，把管桩提出，采用挖机下挖打设位置查看是否有石块，若有石块应挖出待回填后再进行管桩打设施工，若无石块应立即回填重新进行打设施工。
起始锤击时桩锤油门1-2档，做到重锤轻击，避免溜桩跟打。
7.6、接桩
接桩前先将下段桩顶清洗干净，在上节桩头上焊接定位钢筋，然后把上段桩吊放在下段的端板上，依靠定位钢筋将上下桩段端口对齐，焊缝应连续饱满，端板采用Q235钢，焊条采用E50型焊条，或者为二氧化碳气体保护焊，焊接好后经自然冷却后再捶打沉桩，以免温差过大，将焊缝裂开，降低焊接强度。
5.6.1接桩时使新接桩节与原桩节的轴线一致，两施焊面上的泥土、油污、铁锈等预先清刷干净。
当下节桩的桩头距地面1—1.2m时，即可进行焊接接桩。
桩对接前，上下端钣表面应采用铁刷子清刷干净，坡口处应刷至露出金属光泽。
5.6.2接桩时，上下节桩段应保持顺直，错位偏差不宜大于2mm，接桩就位纠偏时，不得采用大锤横向敲打，可以用撬棍轻轻撬动。
上节桩找正方向后，对称点焊4—6点加以固定，然后开始对称施焊，由于本工程管桩焊缝倾斜，所以焊接时由低处向高施焊。
管桩焊接施工时由有经验的焊工认真进行,焊接保证不少于三层，焊接过程中内层焊渣必须清理干净后方可施焊外一层，焊缝应饱满、连续，焊缝高度2mm，且根部必须焊透。
5.6.3上、下节桩对接检查合格后，先进行定位点焊，点焊时所采用的焊接材料与正式施焊时相同，点焊如有缺陷及时铲除。
5.6.4上、下节桩对中，不偏斜，如在两节桩之间出现间隙，采用厚薄适当的铁片填实。
焊接时要采取防风措施，在焊接位置迎风使用钢筋和彩条布制作防风围挡，减少焊接变形，防止焊口降温过快导致焊缝质量问题。
焊缝连续饱满，并确保规定的焊缝长度。
5.6.5焊接完成后，由项目部质量员检查合格后，请监理检查。
检查合格后，冷却后再施打，严禁使用水冷却或焊好即施打。
7.7、停锤
7.8.1当桩端位于一般土层时，应以控制桩尖设计标高为主，贯入度为辅；
7.8.2桩端达到粗砾砂持力层中，进入持力层不小于1.5m。
应桩顶标高为主，贯入度控制为辅（即设计要求：
选用62#桩锤，控制贯入度3-6cm/10击）。
7.8.3贯入度已达到设计要求而桩顶标高未达到时，应继续锤击3阵，并按每阵10击的贯入度不应小于2cm/10击。
最后1m沉桩锤击数不超过300，总锤击数不超过2500.
八、管桩质量及评定标准
8.1、质量检验标准及检查方法
工程桩的制造应符合国家标准GB13476-2009。
空心管桩的外观质量
项目
合格品要求
粘皮和麻面
局部粘皮和麻面累计面积不大于桩总外表面积的0.5%，每每处粘皮和麻面的深度不大于5mm，且应修补
桩身合缝漏浆
漏浆深度不应大于5mm，每处漏浆长度不得大于300mm，累计长度不得大于管桩长度的10%，或对称漏浆的搭接长度不得大于100mm,且应修补
局部磕损
磕损深度不大于5mm，每处面积不大于5000mm2，且应修补
内外表面漏筋
不允许
表面裂缝
不得出现环向和纵向裂缝，但龟裂、水纹和内壁浮浆层中的收缩裂缝不在此限
桩端面平整度
桩端面混凝土和预应力钢筋镦头不得高出端板平面
断筋、脱头
不允许
桩套箍凹陷
凹陷深度不应大于10mm
内表面混凝土塌落
不允许
接头和桩套箍与桩身结合面
漏浆
漏浆深度不大于5mm，漏浆长度不大于周长的1/6，且应修补
空洞和蜂窝
不允许
空心管桩的尺寸允许偏差
项目
合格品要求
L
±0.5%L
端部倾斜
≤0.5%D
D
+5mm
-2mm
T
+20
0
保护层厚度
+5mm
0mm
桩身弯曲度
≤L/1000
桩端板
端面平整度
≤0.5mm
边长
0
-1mm
内径
0
-2mm
厚度
正偏差不限
0
混凝土保护层厚度、外观质量和尺寸允许偏差的检查工具和检查方法
检查项目
检查工具与检查方法
测量精度值/mm
长度
用钢卷尺测量，精确至1mm
1
边长
用卡尺或钢直尺在同一断面测定相互垂直的两边长，取其平均值，精确至1mm
1
壁厚
用钢直尺在同一断面测定相互垂直的两直径上测定四处壁厚，取其平均值，精确至1mm
0.5
桩端部倾斜
将直角靠尺的一边紧靠桩身，另一边与端板紧靠，测其最大间隙处，精确至1mm
0.5
桩身弯曲度
将拉线紧靠桩的两端部，用钢直尺测量其弯曲处的最大距离，精确至1mm
0.5
保护层厚度
用深度游标卡尺或钢直尺在桩的中部同一断面的三处不同部位测量，精确至0.1mm
0.05
漏浆长度
用钢卷尺测量，精确至1mm
1
漏浆深度
用深度游标卡尺测量，精确至0.1mm
0.02
裂缝宽度
用20倍读数放大镜测量，精确至0.01mm
0.01
端板端面平整度
用钢直尺立起横放在端板面上缓慢旋转，用塞尺测量最大间隙，精确至0.1mm
0.02
8.2、桩基检测
工程桩的质量检验按照《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）的相关条款执行。
1#施工区域共计18根斜桩，根据业主要求每一根斜桩都要进行低应变检测.
九、安全保证措施
9.1、一般规定
（1）建立健全安全生产规章责任制度，确立管生产必须管安全的原则，牢固树立安全第一的观念，把安全生产责任落实到人。
使安全生产有章可循，有法可依，形成制度。
（2）全体操作人员应积极参加安全生产学习活动，严格遵守安全操作规程，自觉接受安全员检查、指导，及时纠正事故隐患,增强安全意识。
（3）特殊工种人员必须持证上岗，做到管理人员不违章指挥，作业人员不违章操作，吊机在进行架设作业时，应严格按照机械安全技术操作规程进行作业。
（4）当桩顶不能最后压到设计标高时，应将桩顶部分凿去，不得用挪移桩机的办法去处桩头。
（5）施工人员上岗操作一律配戴安全帽，特殊工种要经过专业培训并持证上岗。
（6）桩机塔架设避雷装置。
（7）机械设备及人员进场后，项目部将组织相关部门对施工机械进行全面安全检查；对作业队伍人员进行进场安全教育、施工技术交底及安全交底工作。
（8）高处作业时，操作人员必须配备安全带。
（9）每天打桩前和打桩过程中，由专业人员负责设备和吊具的检查工作，破损吊具坚决不允许使用。
（10）管桩起吊时，管桩下方严禁人员（或车辆）通过或停留。
9.2、施工用电安全
（1）所有电闸箱必须为标准电箱，有防漏盖板，有危险标志，所有用电设备的金属外壳全部与保护零线相连接。
（2）认真贯彻执行《建设工程施工现场供电安全规程》，所有电闸箱必须有危险标志、有接零保护，现场实行“三相五线制”和“一机一闸一保护”。
（3）施工现场临时用电线路的末端和电气设备相对集中的地方应重复接地，其接地电阻不大于10Ω。
（4）施工现场临时用电电缆应埋地敷设，接头应牢固可靠，并用绝缘物包扎，不承受张力。
（5）所有接电工作均由项目部专职电工进行安装，专职电工均持证上岗。
（6）施工现场的电气设备必须有专人负责保管，严格领用手续，使用中实行一机一闸一保护，严禁一闸多用。
9.3、桩机防倾覆安全
（1）在桩机安装及移位时，要观察土质是否有沉降，安装时要采取垫枕木措施，保持桩机平稳，施工中要有专人随时查看桩机的垂直度及稳定性。
（2）管桩施工操作人员要经常对钢丝绳进行检查，发现钢丝绳有断丝破损使及时维修更换，确保安全施工。
（3）桩机处地质发生塌陷、塌孔，需及时垫钢板等物保持桩机平稳，必要时移开桩机。
遇大风时用缆风绳固定桩机。
十、质量保证措施
10.1、施工测量控制
测量人员必须使用经过业主和监理批准和审核后的测量控制点和水准点进行测量作业，对业主和监理批准审核后的测量控制点和水准点设立明显标志并加以保护，每次放样前对使用的测量控制点和水准点进行复核，如发现损坏或误差超限及时向监理工程师报告。
10.2、工程质量保证措施
（1）为保证管桩桩位准确，垂直度满足要求，尽量不宜在夜间施工。
要在夜间施工必须要有足够的照明措施。
（2）管桩堆放吊运过程中要注意保护，严禁碰撞损坏桩身。
（3）插桩时应将桩尖对准桩点，垂直度采用经纬仪和线坠控制法。
（4）捶打桩过程中，要随时检测桩身垂直度，发现问题及时处理。
（5）接桩过程中，焊缝必须饱满、连续，且根部必须焊透，同时应对称施焊，保证管桩对接处受力均匀，垂直度满足要求。
（6）要保证桩顶标高准确，严禁超打。
（7）沉桩过程要详细记录锤型、落距、每米锤击数、总锤击数、最后十击的平均贯入度和最后一米的锤击数、入土深度和平面偏差等。
十一、主要施工机械
1#施工区域管桩施工机械如下表：
序号
机械设备
型号/功率
运行
状态
单位
数量
备注
1
锤击桩机
62#
良好
台
1
2
挖掘机
PC220
良好
台
1
3
吊车
泰安25t
良好
台
1
4
电焊机
BX-300
良好
台
2
5
经纬仪
DKM2-AE
良好
台
2
6
全站仪
莱卡P702
良好
台
1
7
水准仪
拓普康AT-G6
良好
台
1
十二、劳动力计划
保证施工进度计划的前提下，做好施工过程质量监督，加强安全管理，文明合理施工，特殊操作人员持证上岗，保证工程整体顺利进行。
桩基施工人员配备如下表。
序号
岗位
人数
备注
1
施工员
2
2
施工助理
1
3
安全员
1
4
质量员
1
5
测量人员
1
6
实验人员
1
7
材料员
1
8
工人
2
9
机操人员
1
10
电焊工
2
11
电工
1
管桩施工顺序图
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