(2)管樁的種類多,適應性強。管樁的種類分PTC(薄壁預應力砼管樁)、PC(預應力砼管樁)、PHC(預應力高強砼管樁),管樁的外徑有300、400、500、550、600、800、1000等多種規(guī)格;設計人員可針對不同的建筑需要選用不同直徑、型號的樁,布樁容易、經濟,并且管樁單節(jié)樁長度種類多,搭配較靈活,對持力層起伏變化大的地質情況適應性強。
(4)沉樁質量可靠。靜壓樁機裝有壓力表,其樁的承載力可以從壓力表中預估,對于地質情況可以進行驗證,消除因地質勘查中出現(xiàn)的疏漏及存在的誤差而產生承載力不足等方面的質量隱患。
(5)施工速度快,工效高,無污染,利于文明施工。靜力壓樁機自帶吊裝設備,并且管樁接樁采用鋼端板焊接法,接樁速度快,工效高,管樁的生產在工廠生產,施工現(xiàn)場無污染,有利于文明施工。
靜壓樁工程使用的靜力壓樁機屬大型設備。因此壓樁機進場時間安排在晚上,進場前應做好準備工作,內容包括:提前鋪設電纜、安裝配電裝置,架設好照明燈具;準備好起吊設備、工具;對影響車輛通行和起吊作業(yè)的設施,空中電纜提前清理和采取保護措施;項目部安全員對作業(yè)人員進行安全教育,交待安全作業(yè)事項,檢查起吊設備、工具是否符合安全要求;作業(yè)人員應緊密配合,確保進場工作順利進行。
預制樁運入現(xiàn)場時,根據(jù)壓樁順序、進度分階段進場。進入現(xiàn)場的樁由材料員指定地點堆放,盡量靠近壓樁區(qū)堆放,但不能影響壓機開行路線。樁的起吊、運輸、堆放按有關規(guī)范、標準要求。在開始運樁前,項目部安全員對運樁單位進行安全注意事項交底。
施工中嚴格按照《地基基礎設計規(guī)范》、《建筑樁基技術規(guī)范》、《地基與基礎工程施工及驗收規(guī)范》、《工程測量規(guī)范》、《建筑施工安全檢查標準》、《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范》、《建筑機械使用安全技術規(guī)程》及有關規(guī)定進行操作。
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壓樁前已做好平整場地工作,對壓樁區(qū)域內的地表的溝塘、地下的暗溝、地下管線、地下障礙進行查勘和清除且滿足樁機施工地面承載力。做好抄平放線工作,現(xiàn)場水準點設置不少于2個,建立施工軸線控制網,控制軸線延伸點設置不少于6個,水準點和控制軸線點均設置在不受壓樁施工影響的地方,用水泥砂漿加固且用腳手架圍起來,樹立標識。水準點和控制軸線點必須經業(yè)主、監(jiān)理復核確認。進入現(xiàn)場的預制樁必須檢查其質量保證資料、制作日期,檢查樁的尺寸誤差和表觀質量是否符合規(guī)范要求。樁的堆放場地要求平整堅實,樁要堆放整齊,并在場地周圍設有排水措施。壓樁機進場安裝過程中應對各部件進行一次檢查,油壓表需經校驗。樁位的允許偏差驗收如下:
注:H為施工現(xiàn)場地面標高與樁頂設計標高的距離
?、蹣镀鸬酢⑦\輸、堆放技術措施
管樁在起吊和運輸過程中應輕吊輕放,嚴禁碰撞、滾落;
管樁堆放、吊運支點位置如圖A,也可以直接鉤住管樁兩端水平起吊,對不滿足抗裂要求的應按吊點起吊,起吊時,繩索與樁的夾角應≥45度
施工前管樁吊立吊點位置如圖B,如改變吊點位置,必須進行驗算。
管樁堆放層數(shù),應根據(jù)其強度,地面承載力、墊木及堆垛穩(wěn)定性確定,φ400mm≤5層、φ400mm~φ450mm≤4層、φ500mm~φ600mm≤3層、φ700mm~φ800mm≤2層;
管樁應按支點位置放在墊枕上,層與層之間用墊木隔開,每層墊木應在同一水平面,各層墊木位置應在同一垂直線,堆垛時,必須在兩側打好防止?jié)L垛的木楔。墊木不許用軟木楔,腐朽木。若堆場地基經過特殊處理,也可采用著地平放。
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④壓樁技術措施
正式壓樁前應對工程控制軸線和水準點復查一次,施工過程中也應經常復查。樁位應按施工圖、作業(yè)指導書進行測設,樁位測設偏差應小于20mm,測定時埋設地樁,樁位測定后由業(yè)主、監(jiān)理復核后簽字確認。
插樁時,樁尖應對準地樁,壓機操作員利用懸錘校正機身,指揮員依據(jù)經緯儀和懸錘,指揮操作員在操作室調整樁身垂直度,偏差不超過0.5%,確保第一節(jié)樁的垂直度。每根樁應一次連續(xù)壓到底,在接樁、送樁中間不得無故停歇,盡量縮短休歇的時間。測量員應測量樁位地面標高,根據(jù)設計樁頂標高計算送樁深度以控制樁頂標高。壓樁過程中應隨時注意保持樁的垂直度,若有偏移應及時調整。在樁身每米處標注標記,及時記錄樁身入土深度和該深度時的壓力值,密切注意油壓值的變化并控制壓樁速度,施工所需材料、工具、設備應準備充分,各工種應緊密配合,盡量避免縮短停歇時間。當一根樁壓完后,若有露出地面的樁端必須在移之前截去,嚴禁用樁機強行將其扳斷。確保截后樁的質量措施,嚴禁使用大錘硬砸,應將不需要截除的樁身部用鋼抱箍抱緊,然后沿鋼箍上緣鑿槽打穿后,用錘打下,用氣割法切斷鋼筋。
管樁分段壓入,接樁采用二氧化碳焊接法。當下節(jié)樁壓至樁頂離地面0.8-1.5m處,下節(jié)樁的接頭處設導向箍吊裝上節(jié)樁就位,上下節(jié)樁必須對準并保持垂直偏差≤2mm,上下節(jié)樁接觸面如不平整密實,應用鋼片墊實并焊牢,用鋼絲刷清理上、下樁節(jié)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2臺二氧化碳保護焊機兩人對稱進行,以防節(jié)點變形不勻而引起樁身歪斜。焊接層數(shù)為三層,內層焊渣必須清理清理后再施焊外一層,焊縫要飽滿,焊接質量應符合規(guī)范要求。焊接結束后應由業(yè)主監(jiān)理進行驗收,合格后待自然冷卻8分鐘后繼續(xù)施壓。接樁焊縫檢驗標準驗收如下:
?、菟蜆渡疃?、樁頂標高控制技術措施
送樁深度應根據(jù)設計樁頂標高和樁位自然地面標高計算確定。工程開工前,施工員、質檢員會同監(jiān)理對現(xiàn)場使用的送樁器測量其長度,并記錄在案。壓樁開始前測量員應準確測量樁位自然地面標高,施工員根據(jù)設計樁頂標高、樁錨入承臺長度、預留錨固鋼筋長度、送樁器長度和測量員提供的樁位自然地面標高計算出準確的送樁深度,將計算結果通知監(jiān)理和壓樁操作員,并作好標記。
送樁開始前,應檢查送樁器底面與樁頂面的平整情況,保證兩者的垂直中心線在同一垂線上,送樁過程中,壓機操作員應控制壓力并密切注意油壓值變化。樁頂標高偏差應控制在-50至+50mm。在送樁至接近設計樁頂標高時,施工員、質檢員通知監(jiān)理進行驗收,在監(jiān)理驗收確認符合要求后停止送樁,記錄員應在壓樁記錄上記錄壓樁過程的各項參數(shù)。施工過程中如發(fā)現(xiàn)壓樁達不到設計標高,但壓樁阻力明顯過大,已達到或超過標定油壓值時,應查明原因并及時通知業(yè)主、監(jiān)理,經請示設計單位后采取相應的措施;施工過程中如發(fā)現(xiàn)壓樁達到設計標高后,但壓樁阻力明顯小于設計值時,應查明原因并及時通知業(yè)主、監(jiān)理,經請示設計單位后再采取相應得措施,且做好備注記錄。
1.2.3施工過程中常見質量通病
(1)施工場地地面承載力不足,施工過程中樁機下陷,因樁機自重較大,容易因擠土而造成樁身傾斜和破壞。
(2)定位放線不準確,引起樁的偏位。
(3)樁身垂直度不能滿足規(guī)范要求。
(4)管樁接頭拼接。管樁由于是電焊連接,端板上的雜物清理不干凈;接頭處有空隙;電焊焊縫不飽滿,焊渣未清理就繼續(xù)施焊,夾渣,有氣孔等;焊接好后未間歇就進行壓樁;上下節(jié)樁沒有對正就進行焊接。
(5)施工順序不合理,造成擠土,產生樁位偏移和抬樁。
(6)管樁的質量不合格。
(7)樁機的夾持器造成樁的破損。
(8)由于截樁造成樁身破損。
(9)開挖過程中造成樁身傾斜、破壞。
1.2.4常見質量通病的原因分析及預防措施
(1)由于地質條件或施工現(xiàn)場積水等原因造成地面承載力不能滿足壓樁機施工的需要,所以在施工前要對施工場地進行處理,處理方式有:換土、挖排水溝、打砂樁、碎石樁、鋪墊石料、打石灰樁等。
(2)施工放樣要準確。對于施工放樣首先要在儀器上保證符合測量等級要求,其次是基準線、控制點,要引測到不受壓樁擠土擾動的地方,壓樁過程中要不定期進行復核、校正;對于樁位所放的樣樁,要在壓樁過程中壓一根復核一根。
(3)由于場地高低不平以及施工過程中監(jiān)測不到位,造成樁的垂直度不能滿足規(guī)范要求。在沉樁時樁身應垂直,垂直度偏差不得超過0.5%,應在距樁機不受影響范圍內,成90°方向各設置經緯儀一臺校準,并在壓樁機壓過一個和二個行程后再各進行校正一次。
(4)管樁的端板為鋼端板,在制作過程和安裝過程中存在一定的誤差,在施工過程中垂直度和對樁誤差,容易產生空隙等,故接樁焊接前,先將樁端板清理干凈,加上定位板,然后把上段樁吊放在下段樁端板上,依靠定位板將上下樁接直,接頭處若有空隙,應采取鍥形鐵片全部填塞焊牢;拼接處坡口槽電焊應分層對稱進行,焊縫應連續(xù)飽滿(滿足三級焊縫),焊渣應及時清除干凈。
接樁時上、下段樁的中心線偏差不宜大于5mm,節(jié)點彎曲矢高不得大于樁段的0.1%,焊縫應自然冷卻,嚴禁用水冷卻或焊好即壓樁,在雨、雪天應采取可靠的防護措施。
(5)合理安排壓樁順序及樁機行走路線,應從中間向四周對稱沉樁,先長后短等原則施工,避免擠土造成樁位偏移或抬樁。
(6)對于進場所用的管樁要嚴格把關,以防用錯樁型,對進場管樁首先檢查下列質保資料:原材料質量合格證;鋼筋試驗報告;預應力的張拉記錄;強度報告;蒸汽養(yǎng)護記錄和出廠合格證。然后進行外觀檢查并有記錄,要填寫樁的進場驗收記錄,如果存在質量問題,要有產品質量問題處理記錄。
(7)由于管樁是混凝土制品,在制作方面存在漲模,管樁直徑不均勻等現(xiàn)象,而壓樁機的夾持器具是通過車床加工而成的鋼夾具,在制作方面精確的多,故樁機的夾持器具或多或少的與管樁之間存在不切合,產生空隙的情況,加之有的壓樁機夾持器具使用時間過長會產生磨損,樁機的夾持器具也會與管樁之間存在不切合,產生空隙的情況,所以在施工前應將樁放進夾持器具中試夾,看是否存在空隙,如果存在空隙,找出原因,進行修正,消除空隙。
(8)管樁一般不宜截樁,但在施工過程中由于壓樁力過大或設計要求以壓樁力為控制目標,所以存在樁頂標高達不到設計標高,就需要截樁,而截樁時如果采用大錘硬砸,容易造成樁身破損,截樁一般可采用如下幾種方法:人工鑿、混凝土切割機、液壓緊箍式切斷機、液壓千斤頂式截樁器、鋼鋸、風鎬等。特別強調的是采用人工截樁時應先將不需要截除的樁身上部用鋼箍包緊,然后沿鋼箍上沿鑿,慢慢擴大,截斷,鋼筋可采用氣割割除。
(9)在樁基開挖時由于以下原因造成樁身傾斜:
①地質條件,在軟弱地層中如淤泥質地層較厚,造成樁的頂端處于懸臂狀態(tài)。
?、谕练介_挖順序不當。
?、鄞罅砍翗稊D土及大噸位壓樁機行走后,使孔隙水壓力增加,土方開挖時應力釋放。
④基坑邊堆土,造成基坑內樁周圍土壓力不均衡。
(10)預防措施:
?、僦贫ê侠淼拈_挖方案。
?、谠陂_挖前,應將沒有達到設計標高的樁標出,小心保護,嚴防施工機械碰撞。
?、墼诨又車O置應力釋放孔(溝),使應力釋放后再開挖。
?、芗皶r將基坑周圍的土運走,減少樁周圍土壓力。
第二章彩虹嘉苑住宅小區(qū)實例
2.1工程概況
本工程為九棟多層,三棟小高層,皆為中鐵大橋局集團第四工程有限公司職工的集資房。樁基采用的是PTC400(70)A-C70-11.12的靜壓管樁,單樁極限承載值為1600KN。施工場地為拆遷場地,地下有部分障礙。
建設單位:中鐵大橋局集團第四工程有限公司
監(jiān)理單位:浙江江南建設工程監(jiān)理有限公司
施工單位:江蘇長江機械化基礎工程公司、江蘇華東建設工程總公司
管樁供應單位:江蘇建華管樁有限公司
2.2施工過程中的質量控制
2.2.1在施工過程中遇到下列質量問題
1、試樁承載力的檢測結果達不到設計值;
2、工程樁樁位偏差;
3、靜壓樁機的陷機;
4、布樁過密產生擠土效應;
5、工程樁施工出現(xiàn)多起縱向裂紋、橫向裂紋和爆裂;
2.2.2原因分析及解決措施:
1、試樁承載力不能滿足設計承載力要求:在施工前期準備工作上,施工單位依據(jù)所掌握的技術資料(設計圖紙、工程勘察報告等)編制試樁的施工組織設計。此施工組織設計獲得監(jiān)理單位、建設單位確認;根據(jù)圖紙說明進行的試樁的樁長級配;施工過程由現(xiàn)場監(jiān)理工程師旁站記錄每米壓樁力;在1600KN壓樁力時停止施工,此時樁端進入持力層深度滿足設計要求;但是靜載試驗結果不能滿足設計單樁極限承載力。建設單位再次針對此地層進行一次詳勘,報告證實此地質變化平坦,數(shù)據(jù)準確。施工單位提出再進行第二根試樁時應滿足規(guī)范要求的停歇時間28天。監(jiān)理單位、建設單位同意,第二根試樁結果滿足設計單樁極限承載力。
2、工程樁樁位偏差:施工單位測量放樣程序控制為,針對即將施工的工作量進行一次性的放樣(如將A01棟的樁位一次性測放),報監(jiān)理工程師驗收合格后再進行施工。施工時再施工一根復合一根,兩次站點不同,兩次作比較,確保放樣準確對點準確。工程樁樁位偏差是因為施工場地為拆遷場地,有老房屋基礎和道路,工程樁被障礙物擠偏造成樁位偏差;施工單位提出并報監(jiān)理單位、建設單位同意,進行清障工作,工程樁樁位符合規(guī)范偏差要求。
3、靜壓樁機的陷機:由于工程樁施工壓力為1600KN,靜壓樁機的自重配備2400KN。施工場地經過清障處理,回填土料不合格(黑色淤泥質粘土),碾壓不到位,造成靜壓樁機陷機。當施工場地陷機時造成以下危害:
a、施工機械的損壞,影響施工工期;
b、對已施工完的工程樁的樁位擠壓造成偏移;
c、測量放樣對點誤差增加,形成樁位偏差;
最后建設單位將不合格土料挖開回填上合格的土料,滿足了靜壓樁機行走施工要求。
4、布樁過密產生擠土效應:該基礎采用筏型基礎,群樁較多,布樁率超過規(guī)范要求,且在施工中已出現(xiàn)涌砂的現(xiàn)象,土體內的孔隙水壓力已經開始作用了,若不及時處理會造成樁體上浮、拉裂樁身、土體位移、樁位移動、壓樁力增大影響樁長影響進入持力層等;施工單位建議采取以下措施:
a、針對樁位進行引孔;
b、在布樁密集處設減壓井、消壓槽;
c、降低布樁率,增大樁位間距;
最后建設單位采用降低布樁率,增大樁位間距,小高層由原先PHC500(100)A-C80-12、12變更為PHC400(90)A-C80-12、12;降低了布樁率,增大了樁位間距,同時還降低了成本。
5、工程樁施工出現(xiàn)多起縱向裂紋、橫向裂紋和爆裂:因為多層采用的是PTC400(70)A-C70-11、12的樁型屬于薄壁管樁。施工中出現(xiàn)裂紋較為常見,原因管樁的壁厚薄,在施工場地磕下、碰下都會導致裂紋產生,還有管樁的樁身砼都是經過高壓蒸氣養(yǎng)護過比較脆,當壓力達到1600KN時表皮產生縱向裂紋;還有管樁在制作時要求嚴格,若脫模劑涂刷不勻造成局部麻面、端頭板安放傾斜、模具拼縫漏漿、模具幾何尺寸變形等制作出的管樁在施工中都會出現(xiàn)質量問題,縱向裂紋、橫向裂紋甚至爆裂。故在選擇管樁供應商要實地考察、管樁進場仔細驗收,發(fā)現(xiàn)樁身麻面、端頭板傾斜等質量隱患的嚴格禁止使用。對已使用的進行質量檢測判定合格否。便于采取補救措施。管樁的爆裂不僅和管樁的質量有關,施工機具同樣有不可分割的關系,隨著機械制造業(yè)的發(fā)展,夾樁器由原先四片,演變?yōu)楝F(xiàn)在主流八片,并開發(fā)出十二片甚至是十六片的夾樁器;管樁為圓環(huán)形,當夾樁器與管樁的表面接觸的點越多其應力越均勻,管樁越不會爆裂。所以,隨之建筑業(yè)、機械制造業(yè)的發(fā)展靜壓管樁的施工機具在不斷的改進完善、管樁的生產在不斷規(guī)范科學。
結語
針對上述情況,有幾點體會:
1、在施工前期,要認真的查閱地質報告和施工場地,如果場地地質條件不能滿足施工需要,施工場地要進行處理,保證樁機施工必須的地耐力,減少樁機下陷而對樁造成的擠壓;
2、合理安排沉樁順序及樁機行走路線,施工時宜先長后短,先中間后周邊等原則。
3、適當控制沉樁速度和開挖速度,孔隙水壓力隨著沉樁速度的加快而快速加大,地基變位也加大,適當控制沉樁速度和開挖速度,可減少地基變位。
4、在軟弱地基中,可采用降低地下水位,設置應力釋放孔和防擠溝等方法,減少和加快消散沉樁引起的土體應力和孔隙水壓力,以保證施工質量。
5、在沉樁和土方開挖過程中,應加強觀測,及時發(fā)現(xiàn)問題,及時處理,這是采用科學的方法指導施工的前提。
沉樁工程是一道技術性很強的工序,在實際操作中一定要根據(jù)實際情況具體分析,并且不斷收集資料,積累經驗,只要采用科學的方法,就能夠保證工程的質量。
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