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摘要:近年来随着城市建设迅速发展,高层和超高层建筑日益增多,所遇到的地质情况也越来越复杂,而桩基础是一种发展迅速的深基础,在铁路软土地基中应用极为广泛。因此,为了满足地基承载力和变形要求常采用桩基础,着重以预应力管桩桩基类型为例,详细阐述了预应力管桩在铁路软土地基处理中的应用,以满足规范和设计要求。
关键词:预应力管桩;铁路;软土地基处理;应用
引言
预应力管桩施工在实际的工程项目中具有重要的作用,但受到施工自然与人力因素的干扰,总存在着一些施工问题。下面,通过对铁路预应力管桩施工方案的分析,总结常见问题,并对其进行预设处理,总结施工过程中的注意事项。
1预应力混凝土管桩概述
预应力混凝土管桩是由高强度混凝土、骨架、钢结构(桩套箍、端板)三个部分组成,简单地说就是采用离心成型的先张法预应力混凝土空心环形等截面桩。不同外径及配筋的预应力混凝土管桩,其力学性能差异很大,即使同一外径的预应力混凝土管桩,根据不同的壁厚,桩身承载力也相应变化。与其他普通桩型相比较,预应力混凝土管桩具有施工速度快,适用地质范围广,单桩承载力高,穿透能力强,桩身抗裂性能好、成桩质量可靠、节约能源、造价低廉等很多优点,而且在很多大型工程项目中得到了验证。
2预应力管桩在铁路软土地基处理中的应用
2.1预应力混凝土管桩的制作与施工工艺
预应力混凝土管桩由专业工厂制作,采用离心混凝土管且经高温高压蒸汽养护,混凝土施工质量有保障,耐腐蚀性能良好,主要原因为管桩是采用离心法+钢模板+蒸养制成的#离心法确保了混凝土的高度密实性。钢模板确保了管桩的桩径尺寸标准化,高温高压蒸养确保了混凝土的高强度,管桩在制作过程中采用高强度、低松驰的预应力钢绞线对桩身施加预压应力,并采用高标号混凝土制成成型,确保在打桩过程中能够抵抗产生的冲击力和拉应力。故预应力混凝土管桩的桩径小,但桩身强度高,单桩承载力相对较高。
2.2打桩流程的施工措施
在施工企业打桩机就位之后,首先针对桩锤与桩帽进行吊起处理,桩帽需高于桩顶部位,并固定在架上方,以便于开展吊装工作。在管桩提升工作中,需输送到桩帽中,提升桩顶的稳定性。需针对桩尖位置进行对准处理,然后扶正桩身,为确保管桩的垂直度,需利用经纬仪实施校正工作,保证桩的垂直度。其次,在施工工作中,需在桩顶上放置纸板将桩帽放下,套入桩顶,然后利用桩锤对桩帽进行压实,保证桩锤底部位置与桩帽上部位置处于水平状态,且桩锤中心、桩帽中心与桩身中心保持在统一轴线。在桩锤重力击打的时候,管桩会深入土体中,在停止下沉之后,对管桩进行严格的检查,并且在校正合格之后,继续开展打桩工作。最后,在打桩工作中,最为困难的就是修正管桩角度,因此,在就位的时候,就要针对管桩进行正确的设置。在管桩中的第一节插入土体期间,就要保证位置与方向的准确性,并将其慢慢的打击,认真检查管桩部位,一旦发现有偏差的现象,立即对其进行校正处理,如果情况严重,就要拔出管桩重新锤击。对于校正桩而言,需使用垂直角的方式对垂直度进行严格的管理,明确经纬仪设备的使用状态,并针对桩机导架进行调整,预防工程施工质量问题。
2.3管桩垂直度控制
在完成了管桩的竖立以后,施工人员需要在距离桩架15m以外正交力方向的位置对桩体的垂直度进行观测,在观测的过程中可以应用经纬仪,进一步提高垂直度观测的准确度。如果在观测后发现桩体的垂直度存在问题,应当及时的进行调整,确保其垂直误差控制在0.4%以内以后,才能够进行桩体的打入施工。在打桩施工的过程中一定要控制好桩体的垂直度,要控制好打桩的力度以及频率,以免在打桩的过程中因为发力不均匀而导致桩体发生倾斜。在成桩以后,桩体的垂直度误差应当控制在0.5%以内。
2.4做好监测工作
(1)对设备磁性沉降标尺进行安装。在实际的具体操作阶段,为保证标尺能够顺利安装,应与施工现场的实际情况相结合,采取因地制宜的方法,钻取不同尺寸和深度的钻孔,同时,在钻孔时要尽可能地降低人工钻孔对于深基坑稳定性的影响,确保标尺安装和后续操作能够稳定、顺利推进。(2)在选取磁性连接探头的阶段,应注重度探头材质的遴选,由于探头在具体工作阶段要深入到孔径内部,因此,为了保证探测结果的准确性和探头的质量,应尽量选取材质为PVC材料的设备,且在导管两侧应该配置必要的底盖和封顶。考虑到连接导管在一次安装后,无法继续回收利用,导管属于一次性使用产品,这就更应提高对设备安装质量的重视程度。此外,除了应该重视标尺安装和探头材质选取外,在具体使用磁性沉降标尺的阶段,应该先测量具体的磁性圆环初始位置,为了降低测量误差,应该至少观测3次以上,并计算3次观测的平均值,通过上述方式最大程度保证了观测值与实际真实变形值的一致性。(3)在利用磁性沉降标尺作为具体的检测工具时,要本着科学严谨的测量态度,具体操作步骤如下:首先为避免标尺在测量过程中被压弯或者损坏,应对沉降井口采取必要的保护措施,清理好孔径位置和周边的杂物,确保空位观测得到的结果与实际变形结果相对应,有效避免混淆问题的产生。同时,如果被监测的基坑出现严重的负荷问题,这时应特别注意磁性损失等情况的发生,并不断检测标尺的磁性。
3管桩施工注意事项
在管桩施工过程中,需要在管桩打设、打桩与布桩等环节进行注意。首先,应注意管桩打设次序应遵循先中间后两侧,先结构后路基的原则;其次,桥台位置布桩时,应注意留出桥台灌注桩位置,即适当改动与灌注桩有冲突的桩位;此外,打桩时,随时注意桩的轴心受压,若有偏移要及时调整;另外,静压法沉桩应以到达的桩尖持力层,最终压桩力为控制指标,桩尖位于风化岩土层时,以压桩力控制为主,达到设计要求;且在静压法施工过程中,应保持机械运转正常,不宜因沉桩困难而在桩顶加震动器,压桩力等控制指标应由现场试桩确定;还要注意的是沉桩达到桩压力的要求后,必须持荷稳定,若不能稳定,必须再持荷,直到持荷稳定为止;其次,每一根桩的沉桩过程应连续进行,中间停歇时间不宜太长。在桩打好后,桩头高出地面的部分应小心保护,严禁施工机械碰撞或将桩头用作锚拉点;送桩遗留的孔洞,应立即回填或做好覆盖,严禁边打桩边开挖基坑。土方开挖前应制定详细的施工方案,包括土方开挖顺序,设备选择,道路设置,施工进度计划,降排水措施及季节性(冬季,雨季,汛期)。桩体施工完成后放置一个月方能进行路基填筑,以免荷载对桩身形成挤压,造成桩身倾斜。
结束语
通过预应力混凝土管桩的应用分析研究,不断完善相关技术成果,为项目加快了施工进度,提升了工程质量,节约了造价,并为项目的节能减排带来了重要影响,为建设广中江绿色低碳公路起到重要作用,实现了项目的整体建设效益的提升。
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