隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的加快，城市建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，建筑工程數(shù)量日益增加，對工程項(xiàng)目施工的質(zhì)量管理體系也提出了較全面的要求。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁作為一種空心圓筒形混凝土預(yù)制構(gòu)，是近些年新興的地基基礎(chǔ)處理形式，具有樁基抗震性能好、單樁承載力高、穿透性好、造價(jià)低廉和施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，能夠較好彌補(bǔ)傳統(tǒng)管樁類型的不足，克服施工過程中噪音大、地基承載力低和地基土受力狀態(tài)差等問題，目前在建筑領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用及推廣。
1管樁吊裝施工改進(jìn)
1.1選擇正確的起吊點(diǎn)
樁的端截面的控制彎距M的大小與L2（管樁離地端和吊點(diǎn)之間的距離）/L（管樁的長度）的大小有著密切的關(guān)系：當(dāng)L2=0.293時(shí)，M取得最小值，其值為Mmin=0.043qL2；而當(dāng)L2=O或L2=0.5L時(shí)，M取得最大值，其值為Mmax=0.125qL2（q一管樁的單位長度自重）。從中可以看出，Mmax≈3·Mmin。也就是說，對于一定長度的管樁，隨著L2的變化，M將在一個(gè)很大的范圍內(nèi)變化?；谶@個(gè)事實(shí)，如果我們能夠正確選擇一個(gè)起吊點(diǎn)，使它處于L2=0.293L的位置（或者附近），那么肯定將使得起吊時(shí)的截面彎矩變得最?。ɑ蛳鄬^小），從而使得樁身出現(xiàn)橫向裂縫的概率降為最低。
1.2增大綁扎的接觸面積
根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)研究，如果能夠?qū)⒓泻奢dT通過適當(dāng)?shù)姆绞睫D(zhuǎn)化為具有一定作用面積的均布荷載，那么，截面最大彎矩值肯定會(huì)有所降低。當(dāng)然，降低的程度和均布荷載作用的長度d（見圖1）有很大的關(guān)系，d越大則降低的幅度就越大。在d=L的極端情況下，整個(gè)截面的彎矩值均降至為零。因此，如果綁扎時(shí)，在吊點(diǎn)附近一周圈套一塊一定長度的可重復(fù)使用鐵皮（或鋼套），定將有效降低截面最大彎矩值，預(yù)防樁身橫向裂縫的出現(xiàn)，具體綁扎見圖l。
1.3小心起吊
在實(shí)際起吊過程中管樁所受到的荷載都是動(dòng)荷載，所以就應(yīng)該充分考慮動(dòng)荷載有別于靜荷載所帶來的相應(yīng)影響。因?yàn)橥ǔ５淖鞣ㄊ侨∫粋€(gè)動(dòng)力系數(shù)k（規(guī)范規(guī)定k取1.5），如果我們能夠在吊裝時(shí)有效減小動(dòng)力系數(shù)k的取值，使實(shí)際的k小于1.5，這必然可以使實(shí)際的截面最大彎矩值變小，最終可以降低樁身出現(xiàn)橫向裂縫的概率。而要達(dá)到這個(gè)目的，小心起吊就很有必要：起吊的幅度盡量要小，動(dòng)作盡量要輕、慢；同時(shí)還要盡量避免管樁在起吊移動(dòng)時(shí)和場地內(nèi)的其它物體碰撞，尤其是劇烈碰撞，這就需要事先合理安排好管樁的起吊移位路線。
2控制打樁應(yīng)力
2.1采用適當(dāng)?shù)腻N墊和樁墊
理論和經(jīng)驗(yàn)都證明，采用適當(dāng)?shù)腻N墊和樁墊是減小打樁應(yīng)力最有效的辦法。研究表明，沖擊力和墊層厚度L成反比關(guān)系，越小，沖擊力反會(huì)越大。
樁墊的作用主要是調(diào)節(jié)沖擊力、保護(hù)樁頭。由上述討論可知，如果樁墊太薄，則會(huì)產(chǎn)生過大的錘擊應(yīng)力，樁頭易被擊碎；如果樁墊太厚，錘擊能量就會(huì)損失太大，以至不能使樁正常下沉。所以，合適的樁墊應(yīng)厚度適中，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一般厚度取120～150mm（錘擊后），其材質(zhì)以紙墊、木夾板或橡膠制品為宜。而且，在錘擊過程中應(yīng)經(jīng)常檢查，當(dāng)樁墊被打硬或燒焦時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換。同時(shí)，在更換樁墊時(shí)，必須把樁帽內(nèi)的殘余碎屑清理干凈，以免產(chǎn)生偏心高值局部應(yīng)力將樁頭擊碎。錘墊的作用主要是保護(hù)樁錘，同樣的道理，可用豎向硬木，厚度150～200mm，實(shí)踐證明效果較好。
2.2選揮合理的樁錘
理論研究表明，過大的樁錘將會(huì)產(chǎn)生過高的打樁應(yīng)力，樁頭易被擊碎；而且，因此而導(dǎo)致的過大的最后貫入度，也會(huì)使打樁人員在心理不易接受。而如果選用過小的樁錘，為了達(dá)到正常的沉樁速度，勢必要增加樁錘的沖程，這就同樣會(huì)產(chǎn)生過高的打樁應(yīng)力以及不必要的能量損失。因此，管樁在選錘時(shí)應(yīng)考慮滿足使樁足夠克服樁動(dòng)阻力即可，在對樁頂采取有效保護(hù)措施的前提下，應(yīng)優(yōu)先采用重錘、低沖程、低速度方法打樁。當(dāng)然，對于不同能量的錘打樁，最后貫入度也應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整。大致的樁錘選擇可參考下表1：
2.3“力戒偏打”原則
打樁時(shí)，打樁應(yīng)力的峰值往往是由于偏心沖擊引起的局部應(yīng)力。樁頂不平、樁墊不好、樁帽尺寸過大過小以及樁身傾斜都會(huì)導(dǎo)致偏心沖擊，從而導(dǎo)致高值局部打樁應(yīng)力的出現(xiàn)。相關(guān)資料已經(jīng)顯示，樁在受偏心沖擊時(shí)發(fā)生的破壞大多是突然性的。往往錘擊數(shù)下，樁一邊的混凝土就會(huì)呈受壓破壞的現(xiàn)象，有時(shí)甚至在距地面約1～1.5m的位置還會(huì)出現(xiàn)單邊環(huán)裂。所以在樁的施打過程中，一定要采取有力措施對樁的“偏心沖擊”加以控制，這里特別需要強(qiáng)調(diào)的是：一定要重視現(xiàn)場的打樁管理、加強(qiáng)監(jiān)督控制、嚴(yán)格操作規(guī)程、嚴(yán)格遵循“力戒偏打”的原則，盡量避免打樁應(yīng)力峰值的出現(xiàn)。
2.4軟土層較厚時(shí)，合理選取單樁承載力
當(dāng)軟土層較厚、樁尖直接進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖或砂巖等巖層時(shí)，不宜用過小的最后貫入度來滿足過高的承載力，相反，如果采取一定的打樁措施之后仍然滿足不了承載力的要求，則應(yīng)考慮單樁承載力的取值是否合適（過大），如有可能可以適當(dāng)降低承載力的取值。因?yàn)樵谶@種情況下，樁端嵌固不深，承載力主要由端承保證，這意味著如果要求有很高的單樁承載力就等于要求有很高的端阻力，因此最后貫入度必然就要定的很小，而這樣勢必會(huì)使樁尖和樁頂?shù)拇驑稇?yīng)力驟增，很容易就會(huì)將樁打壞或打裂。
3擠土的防治措施
3.1減少樁的排土量、降低超靜孔隙水
一般?？刹捎镁蛳鳌⑺疀_、預(yù)鉆孔輔助沉樁法，達(dá)到減少樁排土量的目的，這可以大幅度減小沉樁對地基土體的擠土影響程度，并達(dá)到降低超靜孔隙水壓力的目的。
管樁雖為開口樁，但其入土?xí)r的擠土情況卻與閉口樁相差不大。在管樁的施工中，如果采用邊沉樁邊掘削的施工工藝，則可明顯增大樁內(nèi)土芯量、減小樁的排土量，顯著減小沉樁擠土對地基變位和超靜孔隙水壓力的影響程度和范圍。若同時(shí)采用預(yù)鉆孔施工工藝則效果更佳。當(dāng)采用邊鉆孔邊沉樁的預(yù)鉆孔施工工藝時(shí)，一般預(yù)鉆孔的直徑宜為樁徑的70%左右，預(yù)鉆孔的深度宜為1/3～1/2的樁長。
3.2合理安排沉樁施工順序及進(jìn)度
在軟粘土地基中，沉樁施工進(jìn)度過快，不但顯著增加超靜孔隙水壓力值，并促使鄰近土體剪切破壞，顯著地增加地基土體的變位值，而且擴(kuò)大了超靜孔隙水壓力和地基變位的影響范圍。沉樁施工順序?qū)Τo孔隙水壓力的形成及其水力梯度的大小和方向也有明顯關(guān)系，且直接影響沉樁區(qū)及其鄰近地區(qū)地基變位的分布規(guī)律。實(shí)踐表明，地基變位的方向基本上與沉樁施工順序方向是一致的。在砂性土地基中，由于砂性土的擠密沉降程度不僅與振動(dòng)強(qiáng)度成正比，而且與振動(dòng)作用的持續(xù)時(shí)間成正比。
3.3降低地下水位、改善地基土特性
降低地基中地下水位或改善地基土的排水特性，可以減小和加快消散沉樁引起的超靜孔隙水壓力，防止砂土液化或提高鄰近地基
土體的強(qiáng)度以增大其對地基變位的約束作用，從而減小地基變位及其影響范圍。通常在沉樁區(qū)及其鄰近范圍，可沿軟土層埋深預(yù)先鉆孔構(gòu)筑砂樁、砂井、碎石樁、砂石樁、塑料排水帶等一些行之有效的排水措施。在含水量較高的地層，可沿樁長粘接排水帶。在地下水位較高的地區(qū)，也可采用井點(diǎn)或集水井抽水等降低地下水位的措施。
3.4設(shè)置防滲防擠壁
設(shè)置防滲防擠壁，可適當(dāng)控制超靜孔隙水壓力的影響范圍，并加強(qiáng)對沉樁鄰近地區(qū)地基變位的約束作用，有效地防護(hù)鄰近建筑物免受損害。通常可在沉樁區(qū)鄰近沿軟土層埋深預(yù)先設(shè)置構(gòu)筑混凝土地下連續(xù)壁、水泥攪拌樁加固壁、旋噴加固壁、抗?jié)B板樁以及樁排式砂樁、石灰樁、碎石樁等防護(hù)措施。
3.5設(shè)置防擠土槽
設(shè)置防擠土槽，可以減小地基淺層土體的側(cè)向位移和隆起影響，同樣也可以減小鄰近淺埋式基礎(chǔ)的建筑物和地下管線的差異變位影響。通常在沉樁區(qū)鄰近防護(hù)建筑物和地下管線前3m左右處設(shè)置深度大于鄰近建筑物基礎(chǔ)和地下管線埋深的防擠土槽。當(dāng)槽深較大時(shí)可在土槽內(nèi)灌水或護(hù)壁泥漿以防止發(fā)生坍塌。
3.6設(shè)置防擠孔
設(shè)置防擠孔，以減小地基土體的變位值及其影響范圍，并減小對鄰近建筑物的變位影響。通常在沉樁區(qū)及其靠近鄰近建筑物的一側(cè)處，沿軟土層埋深于沉樁施工前按梅花形設(shè)置單排直徑為30cm左右的深孔，并向深孔內(nèi)灌注護(hù)壁泥漿，以利于地基土體釋放沉樁施工所引起的有效應(yīng)力和超靜孔隙水壓力的消散，并減小地基土體的超靜孔隙水壓力和地基土體變位的影響范圍和程度。
3.7加強(qiáng)監(jiān)測
為了保護(hù)沉樁區(qū)的鄰近建筑物免受沉樁施工影響，宜在沉樁施工期間采取相關(guān)的監(jiān)測措施，密切觀測沉樁區(qū)及其鄰近地區(qū)和鄰近建筑物的變化狀況，通過對地基土體的超靜孔隙水壓力、深層土體側(cè)向位移、地面的側(cè)向位移和隆起、鄰近建筑物的變位和開裂狀況的監(jiān)測，有效地控制沉樁施工順序和施工進(jìn)度并加以及時(shí)的調(diào)整，以減小對鄰近建筑物的危害影響。必要時(shí)可對鄰近建筑物采取托換加固措施，以免發(fā)生塌房事故。為此，預(yù)先應(yīng)對鄰近建筑物和地下管線進(jìn)行仔細(xì)調(diào)查，并確定其允許變位值是十分必要的。
4結(jié)語
預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在建筑領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用及推廣，但其在應(yīng)用過程中仍存在一些質(zhì)量及技術(shù)問題，影響到管樁效果的發(fā)揮。為此，建設(shè)單位的施工人員應(yīng)加強(qiáng)對預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的認(rèn)識(shí)，重點(diǎn)圍繞選材、設(shè)計(jì)和施工等方面加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的質(zhì)量控制工作，并制定出切實(shí)有效的措施，以解決突發(fā)問題，從而確保建筑工程的質(zhì)量安全。
參考文獻(xiàn)：
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