隨著國內(nèi)基本建設(shè)的發(fā)展，地基基礎(chǔ)工程日益顯得重要，各種建筑都需要有一個(gè)堅(jiān)固的基礎(chǔ)，同時(shí)又希望造價(jià)比較經(jīng)濟(jì)。一幢房屋建筑，基礎(chǔ)造價(jià)要占到工程總造價(jià)的1/8，甚至到1/5。這對(duì)業(yè)主來說是不容忽視的投資。高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)的施工工藝簡單、經(jīng)濟(jì)成本低、施工速度快、安全可靠、適應(yīng)性比較廣。除了石灰?guī)r地區(qū)，地下有較大溶洞的地區(qū)。如廣州的白云區(qū)、芳村區(qū)部分地區(qū)，以及地下埋有較多的孤石、地基巖面較陡等不能適用之外，幾乎適用于其他所有地基。地下水多少對(duì)管樁基礎(chǔ)沒有太大的影響。
當(dāng)前，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁已被推廣應(yīng)用于房屋建筑、橋梁和碼頭等工程中。軟土地基多采用預(yù)制樁基礎(chǔ)，以液壓靜壓法壓入式施工樁工藝替代錘擊，這種施工方法解決了用柴油錘打入樁時(shí)帶來的噪聲大且伴有濃煙油污等不適于在市區(qū)施工的問題，既無噪聲也對(duì)環(huán)境無任何污染，符合標(biāo)準(zhǔn)化文明施工的要求，具有廣泛的應(yīng)用前景。因此，管樁等預(yù)制樁基礎(chǔ)逐步在全國得到推廣應(yīng)用。本文以某高層樓工程預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁基礎(chǔ)工程為例，介紹預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的適用條件、施工方法、施工中質(zhì)量控制等應(yīng)注意的事項(xiàng)及以及樁的質(zhì)量試驗(yàn)與檢測(cè)。
1預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的特點(diǎn)及適用范圍
1.1特點(diǎn)
預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁穿透土層的能力強(qiáng)，對(duì)持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)；成樁質(zhì)量可靠，監(jiān)理、檢測(cè)方便；施工周期短；噪聲小，無振動(dòng)，無污染，符合環(huán)保要求；而且它的單位承載力造價(jià)是各種樁型中最低的，綜合經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)也好于其他樁型；但這種樁延性差，超過其樁身承受的極限荷載時(shí)會(huì)出現(xiàn)脆性破壞。
1.2適用范圍
PHC樁適用于以人工填土、軟土、粘性土、粉土、粉砂、細(xì)砂、中砂為覆蓋層的地區(qū)，持力層一般為粗砂、礫砂、圓礫、風(fēng)化巖，設(shè)計(jì)入土深度宜為10～70m。
2預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁施工方法及要點(diǎn)
該幢20層的高層住宅，設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)打入378根樁，樁直徑為600mm；樁長12m，進(jìn)入⑦號(hào)強(qiáng)風(fēng)化巖層不少于500mm；單樁承載力特征值為2000kN，要求靜壓終壓荷載大于5500kN。施工前由相關(guān)單位及有關(guān)專家共同確定施工方案。
1）樁機(jī)選擇：考慮工程周邊建筑物較多及成樁質(zhì)量，并根據(jù)場(chǎng)地土質(zhì)情況和配重情況，決定選用YZY-360靜力壓樁機(jī)。
2）進(jìn)場(chǎng)管樁驗(yàn)收及現(xiàn)場(chǎng)堆放：進(jìn)場(chǎng)管樁嚴(yán)格按規(guī)范及設(shè)計(jì)要求檢查，合格方可使用。由于場(chǎng)地狹窄，為不影響樁基走位和方便取樁的位置堆放，采用建筑垃圾鋪墊道路及場(chǎng)地，并設(shè)排水溝。管樁堆放均不超過2層，底層外側(cè)安置楔木，以防管樁滾動(dòng)。
3）施工程序：測(cè)定樁位-樁機(jī)就位—復(fù)核樁位-將管樁吊入壓機(jī)夾持腔-夾持好管樁對(duì)準(zhǔn)樁位調(diào)直樁身-靜壓沉樁-接樁-再靜壓沉樁-送樁-終止壓樁-樁質(zhì)量檢驗(yàn)-切割樁頭-填充管樁內(nèi)的細(xì)石混凝土。
4）由于該工程管樁的樁間距較?。▋H1m或0.9m），且樁徑較大，應(yīng)盡量減少施工中產(chǎn)生的擠土影響，造成壓樁困難，還可能引起工程樁移位，造成重大工程事故。為減少靜力壓樁的擠土效應(yīng)，應(yīng)采取如下措施：a）打樁順序?yàn)樘@，并分2次循環(huán)完成；b）第一循環(huán)前，先在第一循環(huán)樁位取土為樁長的1/3（約4m），再進(jìn)行壓樁，然后用同樣方法進(jìn)行第二循環(huán)打樁；c）控制壓樁速度：根據(jù)測(cè)斜管提供的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整壓樁速度，沉樁速度一般控制在1m/min左右為宜。速度過快，土體變形大，速度過慢，影響施工進(jìn)度。同時(shí)，適當(dāng)控制壓樁速度，使各層土體能正確反映其抗剪能力。當(dāng)?shù)鼗韺又写嬖诖髩K石頭等障礙物時(shí)，要避免壓偏；d）壓樁過程中應(yīng)加強(qiáng)鄰近建筑物、地下管線的觀測(cè)、監(jiān)護(hù)。
5）沉樁線路的選定：預(yù)應(yīng)力樁基施工時(shí)隨著壓入樁段數(shù)的增多，各層地質(zhì)構(gòu)造土體密度隨之增高。土體與樁身表面間的摩擦阻力也相應(yīng)增大，壓樁所需的壓入力也在增大。為使壓樁中各樁的壓力與阻力基本接近，入樁線路應(yīng)選擇單向行進(jìn)，不能從兩側(cè)往中間進(jìn)行（即所謂打關(guān)門樁），這樣地基土在入樁擠密過程中，土體可自由向外擴(kuò)張，可避免地基土“上溢”使地表隆起，又不致因土的擠壓而造成部分樁身傾斜，保證了群樁的工作基本均勻并符合設(shè)計(jì)值。
6）本工程采用焊接法接樁，分層均勻地將套箍對(duì)焊的焊縫填滿；為加快施工速度，減少接樁時(shí)間，配備3名焊工同時(shí)同方向施焊，焊畢停約1min即進(jìn)行沉樁。接樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，采用硫磺膠泥接樁間歇不宜過長（正常氣溫下為10～18min），接樁面應(yīng)保持干凈，澆注時(shí)間不應(yīng)超過2min；上下校中心線應(yīng)對(duì)齊，偏差不大于10mm；節(jié)點(diǎn)矢高不得大于1%樁長。
7）垂直度控制，調(diào)校樁的垂直度是沉樁質(zhì)量的關(guān)鍵，須高度重視。插樁在一般情況下入土30～50cm為宜，然后進(jìn)行調(diào)校。樁機(jī)駕駛?cè)藛T在施工長的組織、指揮下，掌握好雙方角度尺兩個(gè)方向上都?xì)w零點(diǎn)，使樁機(jī)縱橫方向保持水平，樁帽、樁身和送樁的中心線應(yīng)重合；調(diào)校垂直在規(guī)范允許值以內(nèi)才能沉樁。在沉樁過程中施工員隨時(shí)觀察樁的進(jìn)尺變化，如遇地質(zhì)層有障礙物、樁桿偏移時(shí)，應(yīng)分一、二個(gè)行程逐漸調(diào)直；壓同一根樁應(yīng)縮短停息時(shí)間。
8）壓樁機(jī)的液壓入樁有一定的垂直行程高度，本次采用的YZY360樁機(jī)的垂直行程為1.5m，即每入樁1.5m即松開抱樁器。開動(dòng)油泵使之上移，再抱樁固定壓入，循環(huán)作業(yè)。在開始的第一、二個(gè)行程，要特別注意控制樁身的垂直度。
9）在施工中，及時(shí)準(zhǔn)確記錄入樁行程深度和相應(yīng)壓力值，作為判別入樁情況正常與否及樁的承載能力的依據(jù)。靜力壓樁單樁豎向承載力，可通過樁的終止壓力值大致判斷，但因土質(zhì)的不同而異。樁的終止壓力不等于單樁的極限承載力，要通過靜載對(duì)比試驗(yàn)來確定一個(gè)系數(shù)，然后再利用系數(shù)和終止壓力，求出單樁豎向承載力的標(biāo)準(zhǔn)值qκ，即qκ=kqs。如判斷的終止壓力值不能滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)立即采取送壓加深處理或補(bǔ)樁，以保證樁基的施工質(zhì)量。壓樁應(yīng)控制好終止條件。
高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁的承載力計(jì)算方法一般以有下幾種：第一，根據(jù)地質(zhì)勘探資料及土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。第二，根據(jù)單橋、雙橋探頭靜力觸探資料確定。第三，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入確定。第四，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)靜荷載試驗(yàn)確定。一級(jí)建筑的樁基應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)靜荷載試驗(yàn)，并結(jié)合靜力觸探，標(biāo)準(zhǔn)貫入等原位測(cè)試方法綜合確定。二級(jí)建筑的樁基應(yīng)根據(jù)靜力觸探，標(biāo)準(zhǔn)貫入，經(jīng)驗(yàn)參數(shù)等計(jì)算，并參照地質(zhì)條件相同的試樁資料，綜合確定。當(dāng)缺乏可參照的試樁資料或地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)，應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)靜荷載試驗(yàn)確定。對(duì)于三級(jí)建筑的樁基，如無原位測(cè)試資料，可利用承載力經(jīng)驗(yàn)參數(shù)估算。
根據(jù)本人以往的經(jīng)驗(yàn)，以及調(diào)查類似的十幾個(gè)相關(guān)工程情況。高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁的單樁豎向承載力，根據(jù)靜載試驗(yàn)得出來的值往往比其它測(cè)試方法得出的值要高。一般高出10%～20%左右。這與其它測(cè)試方法的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的取值有關(guān)。而現(xiàn)場(chǎng)靜載試驗(yàn)比較直接、直觀，更能準(zhǔn)確地反映將來樁基正常使用期間的受力情況。為了更能準(zhǔn)確地確定管樁的單樁豎向承載力，更好地控制成本，目前已有很多建設(shè)單位采用現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)的方法來確定豎向單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值。
3預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的質(zhì)量檢測(cè)
液壓法壓樁同錘擊法沉樁的質(zhì)量檢驗(yàn)，區(qū)別在于前者可利用靜力壓樁設(shè)備作反力平衡裝置進(jìn)行樁的靜載荷試驗(yàn)，可省去設(shè)置錨樁和反力梁等。為了保證工程的質(zhì)量，必須分階段進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)和低應(yīng)變反射波法檢測(cè)。
3.1單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)法
以本工程的樁基質(zhì)量試驗(yàn)為例：管樁的靜載荷試驗(yàn)要模擬實(shí)際荷載情況，在考慮了動(dòng)測(cè)結(jié)果、施工情況、平面分布等因素后，選取了3根樁進(jìn)行試驗(yàn)。3根樁均最大加荷至兩倍設(shè)計(jì)和在時(shí)停止加載試驗(yàn)，荷載分9級(jí)加載，3根試樁最終累計(jì)沉降量分別為9.24mm、8.37mm、7.58mm。根據(jù)上述系列關(guān)系曲線，綜合評(píng)定確定其容許承載力，它已較好地反映單樁的實(shí)際承載力，滿足設(shè)計(jì)要求。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁從成樁到開始試驗(yàn)的間歇時(shí)間，在樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的前提下，對(duì)于粉土和粘性土，不應(yīng)少于15d，且待樁身與土體的結(jié)合基本趨于穩(wěn)定，方可進(jìn)行試驗(yàn)。上述試驗(yàn)表明，3根樁在各荷載的作用下，樁頂沉降量較小，而且Q-s曲線平穩(wěn)，說明承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。但卸載后，發(fā)現(xiàn)沉降的回彈量較小，試樁的樁周摩擦阻力和端承力發(fā)揮正常。
3.2低應(yīng)變反射波法（動(dòng)力無損檢測(cè)法）
低應(yīng)變反射波法，是將一維波動(dòng)理論應(yīng)用于一維桿件彈性樁，在樁頂錘擊力的作用下，產(chǎn)生一壓縮波并以速度c向下傳播，當(dāng)遇到波阻抗變化的截面時(shí)，此入射波產(chǎn)生反射和透射，通過傳感器接收到的反射和透射信號(hào)，結(jié)合其他工程資料，即可判定被檢測(cè)樁的樁身完整性。本工程共抽76根樁（占總樁數(shù)的20%）進(jìn)行低應(yīng)變反射波法檢測(cè)，檢測(cè)樁的質(zhì)量，包括樁身的完整性（樁身斷裂、樁身各節(jié)的連接情況）及混凝土的質(zhì)量（混凝土的膠結(jié)情況）等。檢測(cè)的76根樁，實(shí)測(cè)縱波波形曲線規(guī)律性較好，未見明顯的樁間反射波異常，且都可觀測(cè)到樁底反射波信號(hào)，表明這76根樁樁身完整，連接良好，未出現(xiàn)明顯的樁身質(zhì)量問題（檢測(cè)結(jié)果表略）；均評(píng)為A類樁即良好樁。
4結(jié)語
4.1預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁存在許多優(yōu)點(diǎn)
1）預(yù)應(yīng)力管樁是地面預(yù)制的，質(zhì)量較其他樁型容易控制；
2）該基礎(chǔ)管樁施工只用10d，一般管樁施工速度為每根45min，與許多其他樁型相比，明顯地縮短了工期；
3）該工程進(jìn)行了85次監(jiān)測(cè)，土體位移最大達(dá)6.5cm，土體隆起最高達(dá)7cm，但都控制在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)；
4）適合市區(qū)施工，不產(chǎn)生泥漿，對(duì)周邊環(huán)境無污染；
5）基本沒有噪音，這是灌注樁等其它樁型不能做到的；
6）預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)為建設(shè)部推薦使用，符合建筑業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展趨勢(shì)。
4.2預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁施工有一定的局限性
1）障礙物多、有堅(jiān)硬隔層的地層、石灰?guī)r地層等不宜采用，只適用于軟弱土層；
2）不可避免地產(chǎn)生擠土現(xiàn)象，選用時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析土體可能產(chǎn)生的最大位移，對(duì)周邊環(huán)境的影響；
3）管樁的抗彎能力存在局限性。綜上所述，用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁來進(jìn)行基礎(chǔ)處理，特別是高層建筑基礎(chǔ)處理有較大的發(fā)展前景，其造價(jià)適中，質(zhì)量較其他樁型好控制：因?yàn)樗穷A(yù)制的。但是在具體使用中還要從工程及地質(zhì)的實(shí)際情況出發(fā)，綜合分析全面比較，并要認(rèn)真地實(shí)施方可取得滿意的成果。
參考文獻(xiàn)
[1]鄭俊杰，聶重軍，彭宏.預(yù)應(yīng)力混凝土管樁研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].平頂山工學(xué)院學(xué)報(bào)，2004（4）
[2]金舜，匡紅杰，周杰.我國預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的發(fā)展近況和方向[J].混凝土和水泥制品，2004
[3]陳天豐.靜壓預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量控制和常見問題的處理[J].福建建筑，2006（2）
[4]建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范.（GB50202.2002）
[5]建筑基礎(chǔ)樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范.（JGJ106.2003J256.2003）
成功提示
錯(cuò)誤提示
警告提示
評(píng)論 （0）