預應(yīng)力混凝土管樁是采用先張法預應(yīng)力工藝和離心成型方法制成的一種空心圓柱型預制預應(yīng)力高強混凝土管樁，被廣泛應(yīng)用于建筑基礎(chǔ)中。預應(yīng)力混凝土管樁具有施工速度快、樁身質(zhì)量有保證、單樁承載力高等優(yōu)點，其施工方法一般采用靜壓法和錘擊法。但錘擊法施工噪音高、振動大及油污飛濺的缺點，使之不能適應(yīng)降噪防污的環(huán)保要求，因而靜壓預應(yīng)力混凝土管樁的應(yīng)用較為普遍。但是當前施工中亦存在較多問題，如斷樁、偏樁、擠土、單樁承載力達不到設(shè)計要求等，如何加強靜壓預應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量控制就成為目前施工中的關(guān)鍵問題。
1工程概況
某建筑工程，建筑占地10685m2，總建筑面積超過24000m2，框筒結(jié)構(gòu)，樁基設(shè)計等級為甲級、安全等級為二級。
2圖紙會審要點
(1)由于本樁基工程設(shè)計為甲級樁基，因此根據(jù)設(shè)計要求和JGJ94—2008《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，施工前應(yīng)采用靜載試驗確定單樁豎向承載力特征值。
(2)確定試樁(為工程提供設(shè)計、施工依據(jù))數(shù)量、位置和樁基檢測(為工程提供驗收依據(jù))數(shù)量、被檢樁的位置等。本工程確定試樁9根，做靜載試驗；樁基檢測9根，分別做單樁豎向抗壓和單樁水平靜載試驗；采用低應(yīng)變法檢測樁身完整性。
(3)確定樁下端混凝土灌芯止水施工方案。本工程樁端持力層為泥巖，設(shè)計要求沉樁到位后立即對樁下端以上2.2m范圍內(nèi)采用C35微膨脹混凝土填芯密實，防止管內(nèi)水滲入泥巖持力層使其風化巖巖體軟化，發(fā)生持力層承載力下降、沉降量加大現(xiàn)象。施工方提出若沉樁到位后再澆灌混凝土，由于樁長近30m，既無法抽除樁管內(nèi)水，也無法保證混凝土澆灌密實，因此要求待樁基施工完畢土方開挖后再施工。
(4)確定壓樁順序。靜壓法施工預應(yīng)力管樁由于沉樁時使樁四周的土體結(jié)構(gòu)受到擾動，改變了土體的應(yīng)力狀態(tài)而產(chǎn)生擠土效應(yīng)，屬擠土類樁。同規(guī)格的預應(yīng)力混凝土管樁比圓樁在土中所占體積要大，以邊長為400mm的預應(yīng)力混凝土管樁和直徑為400mm的圓樁為例，每米預應(yīng)力混凝土管樁體積比圓樁多0.03m3，30m樁長體積預應(yīng)力混凝土管樁比圓樁多0.9m3，其擠土效應(yīng)更為明顯。
3原材料質(zhì)量控制
(1)每批樁進場時均要求供樁單位提供樁的產(chǎn)品合格證、檢驗報告等質(zhì)量證明文件，對照供貨合同核對生產(chǎn)廠家是否與合同要求一致，樁的規(guī)格、型號等是否與設(shè)計要求相符，檢查樁出廠日期、樁身混凝土齡期，判斷樁身混凝土強度是否達到設(shè)計要求。同時需會同業(yè)主、打樁單位對樁身外觀質(zhì)量進行檢查驗收。
(2)檢查電焊條、焊絲、樁尖等其他進場材料的質(zhì)量證明文件和外觀質(zhì)量，樁尖的類型、截面形狀、幾何尺寸等是否與設(shè)計要求相符。
4壓樁機械檢查
(1)檢查樁機合格證，審查其技術(shù)參數(shù)是否符合工程要求。
(2)檢查打樁機是否經(jīng)安監(jiān)站驗收合格，并發(fā)放安全使用許可證。
(3)檢查樁機配重是否大于最大壓樁力的1.2倍，以防配重不足而發(fā)生抬架現(xiàn)象，同時還要注意配重(包括樁架本身重量)不得超過預應(yīng)力混凝土管樁樁身的承載力極限值，以防樁身破壞。
(4)檢查壓樁機械是否安裝調(diào)試好，壓力表等儀表儀器是否在校驗合格期內(nèi)使用，樁機夾具是否與樁型相匹配。
(5)檢查現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境是否符合要求。檢查場地是否已整平密實，場地地基承載力是否達到壓樁機接地壓強的1.2倍，能否滿足打樁機自由行走；現(xiàn)場臨設(shè)、圍墻等對樁機作業(yè)有無影響；周邊有無高壓線臨近。本工程西側(cè)有220kV的高壓線，及時組織建設(shè)單位、安監(jiān)站、打樁單位、供電部門召開現(xiàn)場會，經(jīng)測量安全距離不能滿足要求。經(jīng)協(xié)調(diào)將單節(jié)樁長調(diào)整為5m～9m的短樁，從而減小了吊樁時吊臂的高度，滿足了安全施工。
5壓樁施工工藝質(zhì)量控制
5.1樁長配置
壓樁時應(yīng)合理配置樁長，接樁位置不能全部在同一平面內(nèi)，單樁接頭不宜超過4個，同一承臺樁接頭位置必須相互錯開。
5.2樁位控制
為防止打樁時由于擠土效應(yīng)造成軸線控制樁移位，施工方根據(jù)業(yè)主提供的建筑物定位軸線基準點，在場外設(shè)置軸線控制基準點，并對施工方設(shè)置的建筑物定位軸線和小樁位進行復核。每根樁壓樁前應(yīng)重新復核樁位，防止擠土效應(yīng)造成樁位偏移，采用C6鋼筋制作成與樁斷面尺寸相符的“田”字形定位器，其中心點與樁位中心點對正，與圓樁不同的是尚應(yīng)注意樁側(cè)邊應(yīng)與軸線平行。
5.3垂直度控制
為避免出現(xiàn)斜樁，壓樁機就位后應(yīng)利用樁機上的全方向水平儀進行調(diào)平。壓樁時采用兩個線錘或經(jīng)緯儀在互成90°角的兩個方向上控制樁身垂直度，其偏差不超過樁長的0.5%。在沉樁過程中不得任意調(diào)整和校正樁的垂直度，以避免對樁身產(chǎn)生較大的次生彎矩，造成樁身破壞影響成樁質(zhì)量。
5.4接樁控制
管樁分段壓入，接樁采用CO2氣體保護焊焊接法。當下節(jié)樁壓至樁頂離地面0.8m～1.5m處時，下節(jié)樁的接頭處設(shè)導向箍吊裝上節(jié)樁就位，上下節(jié)樁必須保持圓直角對正，垂直偏差≤2mm。上下節(jié)樁的接觸面如不平整密實，應(yīng)用鋼片墊實并焊牢，用鋼絲刷清理上下節(jié)樁的端板，坡口處刷出金屬光澤。將拼接四角點焊固定，再次進行檢查，位置正確后進行對稱焊接，施焊時使用兩臺CO2保護焊機兩人對稱進行，以防節(jié)點變形不均勻而引起樁身歪斜。焊接層數(shù)為3層，內(nèi)層焊渣必須清理干凈后再施焊外1層，焊縫應(yīng)連續(xù)飽滿。焊好自然冷卻后方可施壓，不得焊后立即施壓或采用水淋冷卻。對焊縫外觀質(zhì)量進行檢查驗收，并見證有資質(zhì)檢測單位對焊縫進行探傷檢測，檢測數(shù)量不少于焊縫的10%，檢測結(jié)果應(yīng)符合要求。
5.5標高控制
壓樁過程中應(yīng)安排專人采用水準儀跟蹤監(jiān)測控制樁頂標高，其偏差為±50mm。
5.6抱壓力控制
壓樁時應(yīng)嚴格控制好樁身允許抱壓力，以便控制達到最大壓樁力時首先不發(fā)生樁身破壞。管樁樁身允許抱壓力應(yīng)滿足：PHC樁－Pmax≤0.45(fcu，k－σpc)A，PTC樁－Pmax≤0.4(fcu，k－σpc)A，PC樁－Pmax≤0.5(fcu，k－σpc)A的要求；其中：Pmax為樁身允許抱壓壓樁力，fcu，k為管樁混凝土立方體抗壓強度，σpc為管樁混凝土有效預壓力，A為樁身截面面積。壓式樁機送樁時施壓力可比樁身允許抱壓壓力大10%。
5.7終壓控制條件
本工程設(shè)計要求以最大壓樁值為終壓控制條件為主，以設(shè)計樁長控制為輔，壓樁時應(yīng)盡量滿足樁長的要求。由于持力層高低起伏較大，終壓控制條件按以下情況分別確定：
(1)壓力值和樁長均達到設(shè)計要求時，終止壓樁。
(2)壓力值達到設(shè)計要求，樁長達不到設(shè)計要求時，應(yīng)繼續(xù)壓樁直至樁長達到設(shè)計要求，但須注意樁端進入⑥-1層土深度達到500mm時應(yīng)控制最大壓樁力不得超過樁的允許壓力值。
(3)樁長達到設(shè)計要求，壓力值達不到設(shè)計要求時，應(yīng)繼續(xù)壓樁即超送，直至壓力值達到設(shè)計要求，但應(yīng)注意超送過深時應(yīng)做好詳細記錄，并與設(shè)計單位聯(lián)系出具處理方案，采取補樁措施。
5.8復壓
壓樁時應(yīng)進行復壓，在壓力值維持在終壓力值的情況下復壓2次～3次，單次復壓時間控制在10s左右。
6基坑開挖質(zhì)量控制
(1)樁基完成以后應(yīng)在嵌固期后才能進行基坑土方開挖施工；嵌固期一般不少于15d，嚴禁邊壓樁邊開挖基坑。
(2)土方開挖應(yīng)分層、均勻、對稱進行，且樁周土體高差不宜大于1m；開挖的土方不得堆積在基坑周邊，應(yīng)及時外運，以減少樁側(cè)土的側(cè)向位移，防止樁位移或折斷。
(3)土方開挖前應(yīng)依據(jù)打樁記錄，詳細確定樁頂標高；開挖時挖土機械及運土汽車不得碰及樁身；挖到離樁頂標高0.3m以上應(yīng)采用人工挖除樁頂余土，以保證管樁的質(zhì)量。
(4)預應(yīng)力混凝土管樁截樁時應(yīng)采用專用割樁機機械截樁，不得用人工大錘硬砸或強行用樁架扳、拉截樁。
7樁基檢測質(zhì)量控制
(1)審查樁基檢測單位資質(zhì)、人員資格、檢測儀器計量檢定等是否合法、有效，與工程要求是否相符。
(2)審查樁基檢測方案是否滿足GB50202—2002《建筑地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量驗收規(guī)范》的要求，是否具有可操作性并明確：工程概況、檢測目的、檢測方法及依據(jù)的技術(shù)標準、檢測數(shù)量、被檢樁的位置、參加的檢測人員、計劃檢測工期、采取的安全措施、所需配合機械及其對場地要求等內(nèi)容。根據(jù)市質(zhì)監(jiān)站規(guī)定，樁基檢測方案尚應(yīng)經(jīng)質(zhì)監(jiān)站審定并備案。
(3)注意靜載試驗時不得采用靜力壓樁機的打樁機架作為豎向抗壓試驗反力平臺裝置。
(4)終止加荷時的荷載值、沉降值，應(yīng)有第二檢測人的核對簽字。
(5)單樁承載力檢測：采用慢速維持荷載法進行單樁豎向抗壓靜載荷試驗，檢測9根樁符合設(shè)計要求；采用多循環(huán)加載法進行單樁水平靜載荷試驗，檢測9根樁符合設(shè)計要求。
(6)樁身完整性檢測采用低應(yīng)變法檢測樁身完整性，檢測140根樁均為Ⅰ類樁。
8驗收控制
及時組織業(yè)主、質(zhì)監(jiān)站、勘察、設(shè)計、打樁、樁基檢測、上部結(jié)構(gòu)施工等相關(guān)單位進行樁基子分部工程驗收，向上部結(jié)構(gòu)施工單位作交接驗收。樁基驗收應(yīng)符合：原材料質(zhì)量控制資料完整有效；施工記錄和隱蔽工程驗收文件齊全；焊縫檢測等檢測試驗及見證取樣文件齊全有效；樁基檢測合格并有完整報告；已復核樁頂標高、樁位偏差，超出規(guī)范允許偏差的按要求處理后能夠達到設(shè)計要求；灌芯混凝土標養(yǎng)、同養(yǎng)試塊強度能夠達到設(shè)計和《混凝土強度檢驗評定標準》的要求等。
9施工中的難點及處理措施
9.1樁頂標高超出設(shè)計標高
土方開挖后，應(yīng)及時復測樁頂標高，對于樁頂標高超出設(shè)計標高的樁應(yīng)按設(shè)計樁頂標高采用機械截樁。
9.2樁頂標高低于設(shè)計標高
(1)樁頂標高低于設(shè)計標高小于0.8m時，應(yīng)按圖集蘇G/T17—2008的要求作接樁處理。
(2)樁頂標高低于設(shè)計標高大于0.8m但小于3m時，在樁管芯孔內(nèi)設(shè)置圓形鋼筋籠(配筋通過設(shè)計計算確定)，底部設(shè)鋼托板作底模，鋼筋籠一端伸入樁管芯內(nèi)2.4m，另一端錨入承臺，樁頂至承臺間設(shè)混凝土柱(配筋通過計算確定)，其斷面比管樁邊長超出10cm，混凝土柱一端與管樁搭接40cm，另一端錨入承臺50mm。采用微膨脹混凝土澆筑，混凝土強度等級比承臺混凝土提高一級。
(3)樁頂標高低于設(shè)計標高大于3m時，采取補樁措施。
9.3樁偏位
土方開挖后應(yīng)及時復核樁位。對一般樁偏位可采用加大截面法處理，可加大承臺和基梁截面尺寸。
10結(jié)束語
總之，靜壓預應(yīng)力混凝土管樁的優(yōu)勢雖然十分明顯，但如未按正確的施工方法操作和加強質(zhì)量控制，很容易出現(xiàn)管樁斷樁、偏樁、擠土、單樁承載力達不到設(shè)計要求問題。因此，應(yīng)加強施工過程中質(zhì)量控制與檢測，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題應(yīng)及時采取補救措施，以提高成樁質(zhì)量。
參考文獻
[1]王剛.靜壓預應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量與安全控制措施探討[J].中外建筑，2009年06期
[2]陳天豐.靜壓預應(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年第02期
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