靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)及應(yīng)注意的問(wèn)題

關(guān)鍵詞:靜壓樁;質(zhì)量控制;預(yù)應(yīng)力混凝土管樁 

　　0引言 

　　近幾年來(lái),預(yù)應(yīng)力管樁作為一種新的樁型,由于單樁承載力高、施工進(jìn)度快、施工現(xiàn)場(chǎng)文明整潔、現(xiàn)場(chǎng)施工方便、工程造價(jià)低的特點(diǎn),已作為一種經(jīng)濟(jì)、可靠的基礎(chǔ)處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于建筑、鐵路、橋梁、港口碼頭等工程[1]。但是在施工時(shí),經(jīng)常發(fā)現(xiàn)諸如樁頭暴裂、樁偏位、樁身上浮等問(wèn)題,給樁基工程帶來(lái)不少麻煩,增加樁基處理費(fèi)用等。本文通過(guò)某工程(PHC)管樁的施工,淺談該樁基靜壓施工方法與質(zhì)量控制要點(diǎn)及應(yīng)注意的問(wèn)題,供同行參考。 

　　1工程概況及場(chǎng)地土層地質(zhì)條件 

　　1.1 工程概況。 

　　某住宅小區(qū)工程位于合肥市政務(wù)文化新區(qū),由數(shù)幢32層高層組成,框剪結(jié)構(gòu),設(shè)一層地下室,基礎(chǔ)為PHC管樁靜壓法施工,管樁型號(hào)為PHC-AB600(130),PHC-AB500(125)樁長(zhǎng)25m左右,持力層為粘土層。 

　　1.2 場(chǎng)地土層地質(zhì)條件。 

　　擬建場(chǎng)地第四紀(jì)地貌型態(tài)屬南淝河二級(jí)階地地貌單元,根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告所揭示的情況,各主要土層自上而下分布如下: 

　�、賹与s填土,層厚3.10～6.80m; 

　　②層粘土(粉質(zhì)粘土),層厚0.90～1.30m; 

　�、�1層粘土,層厚0.8～4.20m; 

　�、�2層粘土,層厚21.20～26.50m。 

　　2施工技術(shù) 

　　2.1 壓樁順序。 

　　為避免擠土效應(yīng),本工程從靠近建筑物的一側(cè)先開(kāi)始施工,由內(nèi)到外并朝遠(yuǎn)離建筑物的方向進(jìn)行壓樁;不同深度的樁基,應(yīng)先深后淺,先大后小;盡量避免因樁機(jī)多次行走擾動(dòng)地面土層,使地面沉陷;以經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)樁、喂樁方便為原則[2]。 

　　2.2 機(jī)械選擇。 

　　在選用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁時(shí),其中要重要考慮的一點(diǎn)是沉樁時(shí)產(chǎn)生壓力不應(yīng)超過(guò)管樁樁身結(jié)構(gòu)豎向承載力極限值。本工程樁端位于一般粘土層,樁架配重取1.5～2.0倍單樁豎向承載力特征值時(shí)即可滿足沉樁要求;采用靜壓法沉樁,靜壓樁機(jī)采用抱壓式,本工程選用800型一臺(tái)抱壓式樁機(jī)[3]。樁機(jī)的夾具選擇長(zhǎng)夾具,保證夾樁時(shí),樁身側(cè)壓應(yīng)力較小,且更易控制樁的垂直度。送樁桿的長(zhǎng)度根據(jù)壓樁機(jī)和送樁長(zhǎng)度確定,同時(shí)考慮施工中有超深送樁,送樁一般宜按理論送樁長(zhǎng)度加3m,本工程選用10m和12m送樁桿。 

　　2.3 工藝流程。 

　　樁位測(cè)量定位→樁機(jī)就位→吊樁→對(duì)中→焊樁尖→壓第1節(jié)樁→焊接接樁→壓第n節(jié)樁→(送樁)→終壓→(截樁)。 

　　2.4 施工準(zhǔn)備工作。 

　　2.4.1 打樁前協(xié)同建設(shè)單位做好障礙物的清除與管線的保護(hù)工作。施工場(chǎng)地應(yīng)平整,施工前用建筑磚碴在施工范圍內(nèi)滿鋪50cm,防止樁機(jī)沉陷。 

　　2.4.2 管樁進(jìn)場(chǎng)前應(yīng)有出廠合格證和檢驗(yàn)報(bào)告,強(qiáng)度應(yīng)達(dá)設(shè)計(jì)值的 100%�，F(xiàn)場(chǎng)堆放不得超過(guò)2層,并堆放在堅(jiān)實(shí)、平整的場(chǎng)地上。 

　　2.4.3 認(rèn)真做好軸線的引測(cè)工作,現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置三個(gè)軸線控制點(diǎn),用砼保護(hù)好,并引測(cè)到固定構(gòu)筑物上。為防止擠土效應(yīng)影響,并在離施工場(chǎng)地遠(yuǎn)處,做三個(gè)復(fù)核點(diǎn),以便經(jīng)常性的對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核。保證樁位復(fù)核設(shè)計(jì)要求。 

　　2.5 壓樁技術(shù)。 

　　2.5.1 放樣定樁位。 

　　采用極坐標(biāo)放樣。樁機(jī)移至壓樁位置,將樁機(jī)調(diào)平,并使其夾持具的中心對(duì)正樁位中心。 

　　2.5.2 吊樁定位,調(diào)整垂直度。先拴好吊樁用的鋼絲繩及索具,啟動(dòng)樁機(jī)副卷?yè)P(yáng)采用一點(diǎn)法吊裝就位,使樁尖垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心,微微啟動(dòng)壓樁油缸,當(dāng)樁入土至50cm時(shí),啟動(dòng)壓樁油缸,進(jìn)入壓樁狀態(tài)。 

　　2.5.3 壓樁。 

　　壓好第1節(jié)樁是保證整根壓樁質(zhì)量的關(guān)鍵,定位和垂直度應(yīng)嚴(yán)格控制,壓入時(shí),先應(yīng)根據(jù)機(jī)上水平儀調(diào)平機(jī)臺(tái),同時(shí)須在樁機(jī)的正面和側(cè)面分別設(shè)經(jīng)緯儀或吊線錘,監(jiān)控下樁垂直度,樁身垂直度偏差不宜大于0.5%[4]�，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量員對(duì)壓樁過(guò)程進(jìn)行全程測(cè)點(diǎn)測(cè)量,以保證樁的垂直度。應(yīng)合理調(diào)配管節(jié)長(zhǎng)度,盡量避免接樁時(shí)樁尖處于或接近硬持力層,管樁接頭數(shù)不宜超過(guò)三個(gè)。同一承臺(tái)樁的接頭位置應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)。 

　　樁壓好后樁頭高出地面的部分及時(shí)截除,嚴(yán)禁施工機(jī)械碰撞或?qū)�樁頭用作拉錨點(diǎn),送樁遺留的孔洞,應(yīng)立即回填做好覆蓋。否則樁機(jī)行走后地面會(huì)沉陷,或者造成人員傷害。本工程在壓樁過(guò)程中認(rèn)真記好壓樁時(shí)間,壓入樁長(zhǎng)所施壓力有讀數(shù),以判斷樁的質(zhì)量和承載力,當(dāng)壓力表讀數(shù)突然上升或下降時(shí),應(yīng)停機(jī)對(duì)照地質(zhì)資料進(jìn)行分析,看是否碰到障礙物,或產(chǎn)生斷樁等情況,施工中禁止間斷壓樁。 

　　2.5.4 接樁。 

　　接樁前,應(yīng)保證上下兩節(jié)樁的順直,而且兩樁樁心的錯(cuò)位偏差不宜大于 2mm(宜設(shè)置接樁導(dǎo)向箍)。管樁施工中主要采用焊接接樁法,在焊接前應(yīng)該把兩節(jié)樁的端頭板用鋼刷清刷干凈,直至坡口露出金屬光澤,而且應(yīng)該保證上節(jié)樁已經(jīng)垂直后方能焊接。施焊時(shí),兩臺(tái)電焊機(jī)同時(shí)進(jìn)行,先將四點(diǎn)點(diǎn)焊固定,然后對(duì)稱焊接,避免焊接變形。焊接層數(shù)不少于3層,每層焊渣必須清理干凈,保證焊縫連續(xù)飽滿,自然冷卻約 8～10分鐘(嚴(yán)禁用水冷卻或焊完即壓),防止高溫的焊縫遇水變脆而被壓壞。 

　　本工程的樁接頭采用氣體保護(hù)焊,CO2純度不低于99.5%,焊接接樁應(yīng)按隱蔽工程進(jìn)行驗(yàn)收。 

　　2.5.5 送樁。 

　　本工程送樁長(zhǎng)度為4～8m左右,當(dāng)樁頂壓至接近地面需要送樁時(shí),應(yīng)測(cè)量出樁垂直度并檢查樁頂質(zhì)量,合格后立即送樁。送樁桿的中心與管樁中心線應(yīng)吻合一致。 

　　2.5.6 終壓。 

　　正式壓樁前,本工程對(duì)不同的樁型進(jìn)行試壓樁,確定壓樁的終壓技術(shù)參數(shù)為:以壓樁力為主要控制指標(biāo),有效樁長(zhǎng)為參考參數(shù)。根據(jù)樁機(jī)類型,終壓分持荷復(fù)壓和非持荷復(fù)壓,終壓值不小于設(shè)計(jì)值,復(fù)壓沉降量不應(yīng)大于10mm。 

　　2.5.7 截樁。 

　　樁頭截除應(yīng)采用鋸樁器截割,嚴(yán)禁用大錘橫向敲擊或強(qiáng)行扳拉截樁。鋸樁器為自制分抱箍和電動(dòng)切割機(jī)兩個(gè)部分,抱箍為個(gè)半圓形抱箍通過(guò)螺栓連接,抱箍為兩塊鋼板和橫向短筋連接,鋼板上均布鉆孔,以固定切割機(jī)。電動(dòng)切割機(jī)通過(guò)螺栓連接固定在抱箍上,通過(guò)手柄,進(jìn)行割樁工作,割樁時(shí)需加水,操作時(shí)需更換幾個(gè)方向。 

　　3施工質(zhì)量控制要點(diǎn) 

　　3.1 完善的管理措施是質(zhì)量控制技術(shù)落實(shí)的基本保證,是要有一整套質(zhì)量技術(shù)保證措施。 

　　3.1.1 嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙,工程合同文件,有關(guān)現(xiàn)行施工規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求制定各分項(xiàng)工程的實(shí)施措施。 

　　3.1.2 壓樁施工過(guò)程中,應(yīng)對(duì)周圍建筑物的變形進(jìn)行監(jiān)測(cè),并做好記錄。 

　　3.1.3 加強(qiáng)管樁的進(jìn)場(chǎng)檢查驗(yàn)收工作。管樁使用前應(yīng)進(jìn)行全數(shù)的外觀檢查。管樁的吊運(yùn)應(yīng)輕吊輕放,避免劇烈碰撞,進(jìn)場(chǎng)的管樁應(yīng)分類(長(zhǎng)、短)堆放整齊,管樁堆放超過(guò)2層時(shí),應(yīng)用吊機(jī)取樁,嚴(yán)禁拖樁。 

　　3.2 樁位放樣。 

　　要求設(shè)置相對(duì)固定的基準(zhǔn)點(diǎn),四角大樣與場(chǎng)地地面標(biāo)高的測(cè)定必須準(zhǔn)確,基準(zhǔn)點(diǎn)一定要安全保護(hù)。 

　　3.3 壓樁。 

　　工程樁正式施工前應(yīng)進(jìn)行試壓樁,本工程采用終壓值控制為主,樁長(zhǎng)控制為輔。吊樁就位后,用兩架經(jīng)緯儀對(duì)樁進(jìn)行兩個(gè)方向的垂直度調(diào)整,確保樁身垂直。靜壓時(shí),樁帽、樁身和樁位中心線重合,同一根樁施工時(shí),各工序應(yīng)連續(xù)施工,縮短施工時(shí)間。送樁器下端應(yīng)設(shè)置樁墊,要求厚度均勻,并與樁全面接觸,送樁軸線必須與樁軸線一致,壓力表經(jīng)國(guó)家法定單位檢測(cè)合格,壓樁前必須提供近期檢測(cè)證明方可壓樁。 

　　3.4 焊接接樁。 

　　焊條性能必須符合設(shè)計(jì)要求和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,并應(yīng)有出廠合格證證明。焊接時(shí)應(yīng)在兩側(cè)對(duì)稱均勻地同時(shí)施焊,焊第二道時(shí)應(yīng)將浮渣徹底清除,焊縫應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,焊縫質(zhì)量由監(jiān)理等相關(guān)單位進(jìn)行隱蔽工程的簽證。 

　　3.5 截樁。 

　　露出地面或未能送至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高的樁,即必須截樁,截樁要求用截樁器,嚴(yán)禁用大錘橫向敲擊、沖撞。 

　　3.6 壓樁過(guò)程的施工記錄為了便于控制終止壓樁,必須詳細(xì)記錄壓樁過(guò)程的壓力與樁人土深度。終壓(即終止壓樁)標(biāo)準(zhǔn)及終壓的控制根據(jù)試樁情況,經(jīng)各方會(huì)議確定本工程以終壓值Q控制(超過(guò)4000kN停止壓樁)。 

　　4應(yīng)注意的若干問(wèn)題 

　　4.1 擠土效應(yīng)。 

　　預(yù)應(yīng)力混凝土管樁屬擠土樁,在地基施工時(shí)應(yīng)充分考慮沉樁引起的擠土效應(yīng)對(duì)先沉入樁、周邊建筑物及地下管線的影響。當(dāng)樁大面積入土?xí)r,土中的孔隙水壓力增加,勢(shì)必導(dǎo)致土體的側(cè)向位移及土體的隆起。土體的側(cè)向位移引起先沉入樁的明顯偏位和傾斜,土體的隆起導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力管樁上浮,另外,如不采取有效的防護(hù)措施,擠土效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致對(duì)周邊建筑物及地下管線產(chǎn)生一定的危害。目前主要的處理措施為:合理安排好管樁施工順序,設(shè)置減震措施,采用開(kāi)口樁尖或植樁法,對(duì)已上浮樁進(jìn)行復(fù)壓等。 

　　4.2 基坑開(kāi)挖。 

　　預(yù)應(yīng)力混凝土管樁主要承受豎向受壓荷載,當(dāng)承受水平荷載時(shí),容易出現(xiàn)橫向裂縫,甚至斷裂,所以在基坑開(kāi)挖時(shí),機(jī)械挖土機(jī)等設(shè)備不得碰及樁身,應(yīng)用人工挖除樁間的余土,且必須分層均勻?qū)ΨQ挖土,不能拚命往一個(gè)方向猛挖,如一次到底則使土體產(chǎn)生較大高差,挖出的土體不得堆置在基坑附近。另外建筑物如有地下室時(shí)要嚴(yán)格控制地下室圍護(hù)的變形。避免由于土體位移造成樁身傾斜、出現(xiàn)橫向裂縫甚至斷裂。如出現(xiàn)上述工程事故,處理起來(lái)相當(dāng)困難,既花費(fèi)較大財(cái)力,又拖延工期,造成極壞的社會(huì)影響。 

　　4.3 施工終壓力控制。 

　　施工終壓力應(yīng)大于單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值(Quk)且不致樁身破壞,又能確保樁身穿越不良土層進(jìn)入合適的持力層,使樁底嵌固良好,但施工過(guò)程中允許施工終壓力下,樁端未達(dá)到持力層的現(xiàn)象。這是因?yàn)閴簶兜臄D土效應(yīng)或者樁端持力層的覆土很厚,致使施工時(shí)Quk>Pfmax,就會(huì)出現(xiàn)基樁樁端達(dá)不到持力層的情況,處理的方法一般是采用預(yù)鉆孔取土。 

　　5結(jié)語(yǔ) 

　　質(zhì)量的保證前提是嚴(yán)密的施工組織、施工工藝與嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制與監(jiān)測(cè)。 

　　對(duì)于已出現(xiàn)上浮的樁的處理應(yīng)優(yōu)先采用復(fù)壓技術(shù),復(fù)壓沉降量宜制在略大于上浮量,同時(shí)采取一定的措施減少樁身上浮。

　　盡管預(yù)應(yīng)力混凝土高強(qiáng)(PHC樁)有諸多優(yōu)點(diǎn),但在設(shè)計(jì)和施工中仍然存在承載力確定依據(jù)不統(tǒng)一、施工終壓力取值難確定及相鄰基樁端標(biāo)高差異引發(fā)的影響界限不明確等問(wèn)題,有待于進(jìn)一步研究和完善。 

　　參考文獻(xiàn): 

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