引言
PHC管樁由于其單位成本低、單樁承載力高、制作工藝成熟、沉樁速度快等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)以軟土地基為主的沿海城市中被廣泛應(yīng)用。而在近幾年的工程中發(fā)現(xiàn)，在淤泥質(zhì)土厚度較大的地區(qū)中，由于施工工藝不當(dāng)造成的管樁開(kāi)裂、偏斜甚至斷裂的工程質(zhì)量問(wèn)題屢見(jiàn)不鮮。本文介紹了上海一典型管樁接頭斷裂的質(zhì)量問(wèn)題處理，并通過(guò)檢測(cè)檢驗(yàn)了處理效果。
工程概況
上海市某福利院建設(shè)內(nèi)容包括三幢7~9養(yǎng)老用房及配套地下車庫(kù)，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，樁基采用PHC管樁，樁徑500mm，壁厚為100mm，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)17米，持力層為⑤2層，單樁極限承載力為1300kN，總樁數(shù)為1083根。本工程地層特性依次如下：①素填土，松散，②粉質(zhì)粘土，③灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，④灰色淤泥質(zhì)粘土，⑤2灰色砂質(zhì)粉土，⑤3灰色粘質(zhì)粉土，⑤4暗綠粉質(zhì)粘土。
質(zhì)量問(wèn)題處理
基坑開(kāi)挖后進(jìn)行了低應(yīng)變動(dòng)測(cè)，檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)共計(jì)50余根抗壓工程樁存在樁身質(zhì)量缺陷，為III類樁，樁身缺陷位置位于樁頂下5~6米之間，根據(jù)工程樁施工記錄，樁身缺陷位置基本都處于樁身上、下兩節(jié)樁接樁處。由此推測(cè)此次問(wèn)題應(yīng)該出現(xiàn)在上、下兩節(jié)樁的接縫處?？赡軐?dǎo)致該問(wèn)題出現(xiàn)的原因就是樁縫的焊接、樁帽的平整度、焊接時(shí)鐵楔的塞焊以及焊接后的冷卻時(shí)間等。同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際放線測(cè)量以及觀察露出開(kāi)挖面的樁身垂直度等情況綜合分析，發(fā)現(xiàn)樁基沒(méi)有發(fā)生偏位或傾斜。而后選擇2根缺陷樁進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)，靜載荷曲線見(jiàn)圖一。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出其接樁處存在明顯間隙，而經(jīng)過(guò)施加260kN或390kN荷載將接樁間隙壓實(shí)后，直至設(shè)計(jì)要求的最大加載量，其后續(xù)沉降表現(xiàn)正常，且單樁豎向抗壓極限承載力能夠達(dá)到1300kN。根據(jù)靜載測(cè)試數(shù)據(jù)也進(jìn)一步驗(yàn)證了樁身缺陷為上、下兩節(jié)樁的連接處存在縫隙。
根據(jù)該工程特點(diǎn)設(shè)計(jì)單位制定了復(fù)打復(fù)壓的處理方案，并對(duì)復(fù)打復(fù)壓完的問(wèn)題樁再次進(jìn)行豎向抗壓承載力試驗(yàn)，以確定改樁的實(shí)際承載力以及驗(yàn)證復(fù)打復(fù)壓的效果，并對(duì)復(fù)位成功的工程樁進(jìn)行灌芯處理。具體加固施工方法如下：
工程樁復(fù)打復(fù)壓。由于基坑均已開(kāi)挖完畢，采用三腳架固定重錘，并且采用易搬運(yùn)的組合錘，及多塊鋼板疊加固定后形成的組合錘，并將組合錘鎖具鎖死，避免由于沖擊導(dǎo)致的反力致使組合錘鎖具脫落。樁帽上鋪設(shè)一鋼板以防止錘擊時(shí)由于偏差破壞樁帽。三腳架三個(gè)腳下墊設(shè)墊塊防止過(guò)大的集中荷載導(dǎo)致墊層破壞。調(diào)整好三腳架角度，是三腳架中心、組合錘中心及樁軸心三心一線，以避免組合錘下落時(shí)的偏心沖擊。將塔尺放在鋼板上，使用水準(zhǔn)儀測(cè)試初始高程，該高程為相對(duì)高程，僅為方便計(jì)算下沉量使用。復(fù)打復(fù)壓直至當(dāng)前沉降量連續(xù)兩次小于1mm時(shí)，視為樁間縫隙已被壓實(shí)。
選取3根有代表性的基樁進(jìn)行承載力測(cè)試，結(jié)果顯示沉降速率穩(wěn)定、沉降量、回彈和殘余沉降量表現(xiàn)正常，在復(fù)位后單樁豎向抗壓極限承載力能達(dá)到1300kN。
樁內(nèi)填芯。填芯前清洗樁管，然后在管樁內(nèi)壁涂刷水泥凈漿，以提高填芯混凝土與管樁樁身混凝土的整體性。然后下鋼筋籠，配筋主筋為6φ18，箍筋φ8@150，鋼筋籠下至接頭位置下2米，并在鋼筋籠底焊接5mm厚薄鋼板托板。樁內(nèi)澆灌C40微膨脹混凝土。
質(zhì)量問(wèn)題原因分析
1、在工程樁吊裝定位時(shí)垂直度控制較差，使上、下兩節(jié)樁并沒(méi)有位于同一直線上而存在一定的角度。
2、接樁焊接質(zhì)量可能存在問(wèn)題。03SG409《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》明確“焊接層數(shù)宜分為三層，內(nèi)層焊渣必須清理干凈后方可施焊外一層，焊縫應(yīng)飽滿、連續(xù)，且根部必須焊頭”。焊接操作人員由于追求施工速度或操作不到可能會(huì)造成接樁焊接存在質(zhì)量問(wèn)題。
3、接樁焊接結(jié)束后可能未自然冷卻。03SG409《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》明確“焊接接頭自然冷卻后才可繼續(xù)沉樁，領(lǐng)取額時(shí)間不宜少于8min，嚴(yán)禁用水冷卻或焊好后立即沉樁”。
反思
管樁接頭質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到整根樁質(zhì)量的好壞。對(duì)于軟土地層，現(xiàn)場(chǎng)施工焊接時(shí)間與冷卻時(shí)間必須滿足管樁圖集及相關(guān)規(guī)范要求，尤其在該區(qū)域淺層土性較差且地下水位較高的情況下，未冷卻即開(kāi)始打樁極易在接頭部位發(fā)生冷淬、焊縫震裂和接頭錯(cuò)位，從而影響樁身承載力。
本次工程樁樁身缺陷問(wèn)題的發(fā)生，雖然由樁基分包單位工人操作不當(dāng)造成，但是究其源頭主要是施工單位、監(jiān)理單位等現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)保體系不健全或執(zhí)行不到位。
1、樁基分包單位項(xiàng)目經(jīng)理、質(zhì)量員等項(xiàng)目管理人員未履行質(zhì)量員職責(zé)。項(xiàng)目經(jīng)理或質(zhì)量員應(yīng)完善工序質(zhì)量控制，建立質(zhì)量控制點(diǎn)，對(duì)關(guān)鍵部位或質(zhì)量薄弱環(huán)節(jié)強(qiáng)化管理，使工序處于良好狀態(tài)。對(duì)于PHC管樁的施工，吊裝垂直度、樁基焊接等都屬于質(zhì)量薄弱環(huán)節(jié)，操作工人為了追求施工速度很容易忽視樁基垂直度、接樁焊接自然冷卻等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。質(zhì)量員應(yīng)根據(jù)企業(yè)自身的特點(diǎn)制定出切實(shí)可行的操作流程及驗(yàn)收流程，并且執(zhí)行到位才能杜絕類似質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。
2、施工總承包單位的責(zé)任。樁基分包單位技術(shù)力量參差不齊，項(xiàng)目經(jīng)理及質(zhì)量員現(xiàn)場(chǎng)到位率不盡人意。施工總承包單位應(yīng)加強(qiáng)分包施工質(zhì)量管理，對(duì)于不同工序，不同的分包單位有針對(duì)性的制定出質(zhì)量管理制度，并且落實(shí)到位。樁身缺陷問(wèn)題的發(fā)生反映出施工總承包單位質(zhì)量管理人員沒(méi)有做好施工質(zhì)量檢查，總承包單位質(zhì)量保證體系運(yùn)行不順暢。
3、監(jiān)理單位的責(zé)任。《建設(shè)工程監(jiān)理規(guī)范》規(guī)定，“總監(jiān)理工程師應(yīng)安排監(jiān)理人員對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行巡視和檢查。對(duì)隱蔽工程的隱蔽過(guò)程、下道工序施工完成后難以檢查的重點(diǎn)部位，專業(yè)監(jiān)理工程師應(yīng)安排監(jiān)理員進(jìn)行旁站”。PHC管樁施工時(shí)監(jiān)理員應(yīng)進(jìn)行旁站，復(fù)核每根工程樁垂直度，確保接樁焊接的質(zhì)量及冷卻時(shí)間滿足規(guī)范要求。該工程樁身缺陷問(wèn)題的發(fā)生反映出監(jiān)理單位旁站、檢查不到位，沒(méi)有做到每一根樁全部旁站到位。
該工程工期比較緊，同時(shí)安排4臺(tái)樁機(jī)同時(shí)開(kāi)工，工程開(kāi)工初期，監(jiān)理單位人員到位人數(shù)不能滿足現(xiàn)場(chǎng)需要，沒(méi)有做到每一根樁全部旁站到位，與本次質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生有直接關(guān)系。
目前PHC管樁的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，雖然其具有質(zhì)量可靠、施工速度快的優(yōu)點(diǎn)，但其施工過(guò)程中的各參見(jiàn)單位仍要加強(qiáng)重視，一旦施工控制不當(dāng)，非常容易出現(xiàn)類似工程質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)引起足夠重視。
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