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1、- 1 -5.2 风风机基机基础础施工方案、方法及保施工方案、方法及保证质证质量的措施量的措施5.2.35.2.3 基础预应力管桩施工方案、方法及保证质量的措施基础预应力管桩施工方案、方法及保证质量的措施5.2.3.1 工程概况每台风机基础下面布置 3 圈共 34 根外径为 600mm、壁厚为 130mm 预应力混凝土管桩，其中外圈 16 根长桩，中圈 12 根短桩，内圈 6 根长桩，长桩 42-58m，短桩 10m，整个风电场风机基础需要 1122 根预应力混凝土管桩。其中管桩布置直径外圈为 15.8m、中圈为 11.4m、内圈为 7.6m，沿圆周均匀布置。桩基持力层中圈为砂质粉土，内、外圈
2、为粉砂层。5.2.3.2 管桩原材料及管桩构造要求本工程所有管桩均进行采购，对采购厂家要求具备预制混凝土构件专业资质二级及以上并经监理人批准。1、管桩原材料（1）水泥：采用标号不低于 42.5 的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，其质量符合硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥 （GB175-1999）的规定。（2）骨料：细骨料采用洁净的天然硬质中粗砂，细度模数为 2.3-3.4，其质量符合建筑用卵石、碎石 （GB/T14685-1993）的规定。（3）钢材：预应力混凝土用钢棒、钢丝，其质量符合预应力混凝土用钢棒（YB/T111-1997） 、 预应力混凝土用钢丝 （GB/T5223-1995）的规定。螺旋筋采
3、用冷拔低碳钢丝、低碳钢热扎圆盘条，其质量分别符合混凝土结构工程施工及验收规范 （GB50204-1992） 、 低碳钢热扎圆盘条（GB/T701-1997）的规定。端部锚固钢筋、架立圈采用低碳钢热扎圆盘条或钢筋混凝土热扎或钢筋混凝土用热扎带肋钢筋，其质量分别符合低碳钢热扎圆盘条 （GB/T701-1997） 、 钢筋混凝土用热扎带肋钢筋 （GB1499-1998） 。端板、桩套采用 Q235，其质量符合碳素结构钢 （GB/T700-1998）的规定。（4）拌合用水：混凝土拌合用水质量符合混凝土拌合用水标准（JGJ63-1989）的规定。（5）外加剂：质量符合混凝土外加剂应用技术规范 （GBJ1
4、19）的规定。2、管桩构造要求- 2 -（1）预应力钢筋加工钢筋清除油污，无局部弯曲，端面平整，单根管桩同束钢筋中，下料长度的相对差值不大于 L/5000。钢筋和螺旋筋的焊接点的强度损失不大于该材料标准强度的 5%。钢筋镦头强度不低于该材料标准强度的 90%。（2）钢筋骨架预应力钢筋沿其分布圆周均匀配置，最小配筋率不低于 0.6%，并不少于6 根。螺旋筋的直径不小于 5mm，管桩螺距最大不超过 110mm。管桩两端螺旋筋的长度范围为 1000-1500mm，螺距范围在 40-60mm。端部锚固钢筋、架立圈按设计图纸确定，骨架成型后，各部分尺寸符合下列要求：预应力钢筋间距偏差不超过5mm；螺旋筋
5、的螺距偏差不超过10mm；架立圈间距偏差不超过20mm，垂直度偏差不超过架立圈直径的1/40。5.2.3.3 管桩制造1、混凝土混凝土质量控制符合混凝土质量控制标准 （GB50164-1992）的规定。预应力混凝土管桩用混凝土强度等级为 C80，最小水泥用量为300kg/m3。放张预应力筋时，预应力混凝土管桩的混凝土抗压强度不低于 40MPa。2、预应力管桩本工程所有桩基均采用 PHC 桩，桩身外径为 600mm，桩身壁厚为 130mm，桩长 10-58m。桩身配筋形式选用:A 或 B 型。桩尖形式选用:a 型十字型钢尖桩，桩尖与桩底端的连接缝用环氧砂浆封闭。桩身混凝土保护层厚度:35mm。3
6、、外观质量要求外观质量符合表 1 规定：管管桩桩的的外外观观质质量量要要求求表表 1 1 产品质量等级项目优等品一等品合格品- 3 -粘皮和麻面不允许局部粘皮和麻面累计面积不大于 0.2%；每处粘皮和麻面的深度不大于 5mm，且应修补局部粘皮和麻面累计面积不大于 0.5%；每处粘皮和麻面的深度不大于 10mm，且应修补桩身合缝漏浆不允许漏浆深度不大于 5mm，每处漏浆长度不大 100mm，累计长度不大于管桩长度的 5%，且应修补漏浆深度不大于 10mm，每处漏浆长度不大于300mm，累计长度不大于管桩长度的 10%，且应修补局部磕损不允许磕损深度不大于 5mm，每处面积不大于 20cm2，且应
7、修补磕损深度不大于 10mm，每处面积不大于 50cm2，且应修补内外表露筋不允许表面裂缝不得出现环向和纵向裂缝，单龟裂、水纹和内壁浮浆层中的收缩裂纹不在此限桩端面平整度桩端面混凝土和预应力钢筋墩头不得高于端板平面断筋、脱头不允许桩套箍凹陷不允许凹陷深度不大于 5mm凹陷深度不大于 10mm内表面混凝土塔落不允许漏浆不允许漏浆深度不大于 5mm，漏浆长度不大于周长的 1/8且应修补漏浆深度不大于 10mm，漏浆长度不大于周长的1/4，且应修补接头和桩套与桩身结合面空洞和蜂窝不允许4、尺寸允许偏差管桩的尺寸符合表 2 规定：管管桩桩的的尺尺寸寸允允许许偏偏差差表表 2 2 允许偏差项目优等品一等
8、品合格品 长度（L）0.3%L+0.5%L-0.4%L+0.7%L-0.5%L端部倾斜0.3%D0.4%D0.5%D6002mm+4mm-2mm+5mm-4mm直径（D）600+3mm+5mm+7mm- 4 -2mm-2mm-4mm壁厚+10mm0+15mm0正偏差不限0保护层厚度+5mm0+7mm-3mm+10mm-5mm外侧平面度0.2mm外径0-1mm内径0-2mm桩端板厚度正偏差不限0注：表内尺寸以设计图纸为基准5.2.3.4 管桩施工1、桩锤与桩架选择由于预应力混凝土管桩混凝土强度等级不低于 C80，桩身抗裂性能好，可以采用锤击和静压两种方式进行沉桩。静压桩机采用全液压步履系统，施工
9、中具有无噪音、无污染、无振动等特点，但是机械本身重、价格高、移动不方便。锤击桩机结构简单、工作可靠、使用方便，同时考虑工程桩基持力层为粉砂层，锤击沉桩有利于桩基基础的密实度，故本阶段初步采用柴油沉桩锤作为风机桩基基础的施工机械。（1）桩锤选择由于桩基数量较多，拟选用 D80-23 型筒式柴油桩锤施工。其特点是柴油在喷射时不雾化，只有被活塞冲击才雾化，其结构合理，有较大的冲击能力，工作效率高。其技术参数见表 3：柴柴油油锤锤技技术术参参数数表表表表 3 3 型号冷却方式总质量（t）冲击部分质量（t）冲击频率（次/min）冲击能量（kN.m）燃油消耗量（L/h）D80-23风冷17.1836-45
10、266.8-171.125（2）桩架选择主要作用是起吊桩锤、桩、料斗、插桩及在沉桩过程中保持桩的正确位置。- 5 -桩架的主要部分是导杆，由槽形、箱形、管形截面的钢性构件组成。桩架的选择主要是高度必须满足下述条件确定：Hh1+h2+h3+h4+h5式中：H桩架高度（m）；h1桩长（m）；h2滑轮组高度（m）；h3桩锤高度（m）；h4桩帽及锤垫高度（m）；h5起锤工作余位高度（m）。2、施工程序管桩施工程序为：测量定位-桩机就位-复核桩位-吊桩插桩-桩身对中调直锤击沉桩-接桩-再锤击沉桩-送桩-终止压桩-桩质量检验-管桩内填充1.5m 的细石混凝土。3、沉桩顺序沉桩顺序是否合理，直接影响沉桩进度
11、和施工质量，根据本工程管桩的布置形式，其施工顺序为内圈、中圈、外圈，圈内分序。4、桩的提升就位成桩设备安装就位平整和稳固，确保施工中不发生倾斜、移动，并在桩架上设置用于施工中观测深度和斜度的装置。桩运至桩架以下后，利用桩架上的滑轮组进行提升就位。首先绑好吊索，将桩水平提升一定高度（为桩长的一半加 0.3-0.5m），然后提升其中的一组滑轮组使桩尖渐渐下降，从而桩身旋转至垂直于地面的位置，此时桩尖离地面0.3-0.5m。桩提升到垂直状态后，即可送入桩架的龙门导杆内，然后把桩准确地安放在桩位上，随着将桩和导杆相连接，保证沉桩时不发生移动和倾斜。在桩顶垫上硬木，安上桩帽，缓缓将桩锤落到桩顶上面，在桩
12、的自重和桩锤作用下，桩向土中沉入一定深度达到稳定位置，这时再校正一次桩垂直度，进行沉桩。- 6 -5、沉桩（1）沉桩沉桩方式采用重锤低击法施工，所得的动量较大，而桩锤对桩头的冲击小，因而回弹也小，桩头不易损坏，大部分能量都可以用来克服桩身与土的摩擦力和桩尖阻力，因此桩能较快的打入土中。此外由于重锤低击的落距小，因而可提高冲击频率，桩锤的频率高，对于较密实的土层能较容易地穿过，桩锤落距根据现场成桩试验确定。沉桩前桩身混凝土达到 100%设计强度，必须通过蒸汽养护后在常温下静停3 天后进行沉桩。沉桩前在桩顶垫上硬木和安上桩帽，桩帽内径一般大于桩径 20-30mm，其深度为 300-400mm，并设
13、置排气孔；桩锤和桩帽之间的硬木厚度为 150-200mm，锤击后的厚度为 120-150mm。沉桩过程中，锤垫被打烂或烧焦时及时进行更换。如果管桩孔内充满水时，立即停止沉桩，抽干水后继续作业。桩身、桩帽、送桩的桩锤保证在同一中心线上，防止打偏。开始沉桩时采用较小落距，待入土一定深度且桩身稳定后在按要求落距进行。每根桩严格按一次打入的原则施工，保证不认为停锤，对于确需停锤的问题，尽量缩短停锤时间。（2）接桩管桩接头采用端板焊接，端板的宽度不小于管桩的壁厚，接头的端面与桩身的轴线垂直。桩段顶端距地面 1m 左右时进行接桩，采用高压水将下段桩顶清洗干净，加上定位板，然后把上段桩吊放在下段桩端上，依靠
14、定位板将上下段桩对齐，接头处如有空隙，采用契形铁片全部填实，采用坡口槽电焊对称分层进行，保证焊缝连续饱满，上下段桩的中心线偏差不大于 5mm，接点弯曲矢量不大于桩段的 0.1%，焊后清除焊渣。管桩每个管节长度按设计要求进行生产，桩长为 10m 时，采用 1 个管节进行制作和运输，当桩长为 42-58m 时，按每 15m 桩长接桩一次。管桩接头处刷一层环氧树脂防腐。（3）记录沉桩过程中认真真实的作好沉桩记录，对于桩号、沉桩开始时间、沉桩结束时间、中途间歇时间、前一半桩长的锤击数、后一半桩长每一米的锤击数，- 7 -最后一米的锤击数和贯入度等进行详实记录。（4）浇注保护帽沉桩完毕后，及时防止孔模浇
15、筑厚 200mm 的混凝土保护帽（C15），并竖立警示标志。（5）沉桩允许偏差预应力混凝土管桩沉桩允许偏差：水平：100mm；垂直：+20mm-50mm；垂直度偏差：0.5%。6、特殊情况处理（1）由于挤密原因引起沉桩困难或地面隆起时：立即停锤，退出管桩，采用 QG80 钻机进行预钻孔，其钻孔孔径小于 550mm，孔深不超过桩长的 1/3。（2）由于超孔隙水压力影响沉桩困难时：采取在桩基基础外围设置袋装砂井或塑料排水板，以消除部分地下超静孔隙水压力，减少挤土现象；（3）截桩：由于桩头打碎或桩身出现裂缝等情况确需截桩时，征得现场监理工程师和设计人员同意后，采用混凝土切割器截桩。5.2.3.5 预
16、应力管桩的检测和检验1、混凝土强度检验对于混凝土配合比调整或原材料发生变更时或每拌制 100 盘或一个工作班拌制的同配合比混凝土不足 100 盘时，制作 3 组试件。其中：一组试件检验预应力钢筋放张时混凝土抗压强度，一组试件检验 28d 的混凝土抗压强度（采用压蒸养护工艺时，检验出釜后 1d 的混凝土抗压强度），另一组备用或检验管桩出厂时的混凝土抗压强度。混凝土强度检验按混凝土强度检验评定标准（GBJ107-1987）的规定执行。2、管桩出厂检验主要包括混凝土抗压强度、外观质量、尺寸偏差、抗裂性能的检验。外观质量与尺寸偏差：以同品种、同规格、同型号的管桩连续生产 30000m 为一批，在四个月内生产总数不足 30000m 时仍作为一批，随机抽取 10 根进行检验，若不符合一等级的管桩不超过 2 根，则外观质量和尺寸偏差为相应等级；抗裂性- 8 -能：在外观质量和尺寸偏差检验合格的产品中
