1、預應力管樁斷樁事故類型
造成預應力管樁斷樁的原因是非常多而復雜的,主要有地質(zhì)因素、開挖和機械的碾壓因素、堆土所產(chǎn)生的擠壓力因素和焊接質(zhì)量因素等等,下文將對預應力管樁在施工中的典型斷樁成因進行詳細分析。
1.1復雜地質(zhì)條件引起的斷樁
預應力管樁的沉樁主要有錘擊沉樁和靜壓沉樁兩種方式。無論是哪一種沉樁方式,施工單位在施工前,都必須了解建筑場地的地質(zhì)條件狀況,檢查其是否適合管樁,同時還要查看持力層是否還存在著一些孤石、卵石等障礙物,如果存在就要及時的清理,切不可盲目的將樁往下打,這樣很可能會造成樁的爆破和斷裂。例如,針對樁尖遇到大塊礫石而引起斷樁的問題時,就應該先查圖紙設計的要求,根據(jù)圖紙設計的項目指標,查看樁尖設計的鋼板厚度是否滿足管樁的要求,然后再檢查在實際施工中是否按照圖紙的厚度來加工樁尖。
1.2土方開挖和機械碾壓引起的斷樁
在完成了預應力管樁的施工之后,項目施工單位就需要對上層的部分進行開挖,一般情況下,施工單位考慮到有些管樁設置在自然地面下的2米左右,因此很多施工單位為了趕進度,就會選擇大型的挖機來進行挖土,而這種大型的挖機又極容易挖到管樁,導致管樁斷裂。
1.3堆土擠壓引起斷樁
施工單位在進行土方的開挖時,在上層部分的操作中,施工單位考慮到要節(jié)約成本,于是就會把開挖出來的大量廢土堆積在施工場地的周圍,隨著這種土堆堆積的越來越多,進而就會產(chǎn)生較大的擠壓力,導致管樁擠壓斷裂甚至報廢。例如,在軟土地基上,采用大挖機挖土,挖出來的土就堆在建筑附近,高達3米多,由于這種土堆長時間會產(chǎn)生位移,因此會導致大量的管樁被擠斷。
2、預應力管樁斷樁處理和預防措施
2.1預應力管樁斷樁的處理措施
(1)采用人工方法,實施挖孔接樁
在施工過程中,根據(jù)不同的施工對象,采用不同的施工辦法,對于高層的建筑而言,通常采用的是大直徑的管樁,這種大直徑的管樁承載力強。對大直徑管樁進行處理,一般是在2米到5米之間進行人工挖孔的接樁,一直挖孔到斷樁的位置,同時還要延伸至0.5米的樣子。在完成了上述這些環(huán)節(jié)之后,再外從管樁內(nèi)植入鑼紋主筋,這種方案主要是針對粘土性比較好的地層。例如,某孔樁工程,孔樁直徑約1.5米,孔樁開挖中,深層地段有頑石巨石阻擋。因受周邊環(huán)境及地質(zhì)條件影響,禁止使用炸藥,大型設備也無法施工,此時采用人工巖石靜態(tài)拆除機拆除了頑石巨石,工程取得了很好的效果。
?。?)采用管內(nèi)填芯來加固加大承臺
在對多層建筑進行施工時,一般采用的是小直徑的管樁,管樁直徑范圍在300mm到400mm左右,相對于大直徑的管樁而言,這種小直徑的管樁承載力較小,而且斷樁的位置也相對較淺,出現(xiàn)斷樁的深度不會太深,一般在2到3米之間,此時,就可以采用填芯加大承臺的手段,來對其進行加固,一直加固到斷管的位置;然后從管樁的內(nèi)徑中植入鑼紋主筋,一般是植入4到6根左右的鑼紋主筋;最后再根據(jù)施工單位設計的加大承臺的尺寸來澆筑承臺,有效的防治斷樁。
(3)土方回填
在施工過程中,如果出現(xiàn)了斷樁的情況,而且斷樁的位置比較深,比如在3m到5m之間,則首先要對斷樁進行分析,如果斷樁的面積比較大,而且斷樁的位置比較深,此時,就要考慮到斷樁位置的土質(zhì)條件,如果土質(zhì)條件不適宜挖孔進行接樁,也不適用與填芯加大承臺的辦法,那就需要將土方回填進去,然后重新打樁。例如,某灌區(qū)水閘工程共3孔,每孔凈寬3.5m,設計流量40.5m3/s,回填土壓實度要求達到80%。施工中,由于前期的地形、剖面的測量工作不到位,致使出現(xiàn)管樁斷樁情況,此時應根據(jù)斷樁位置土質(zhì)條件,及時進行土方回填,重新打樁。
2.2預應力管樁斷樁的預防措施
?。?)首先,在進行打樁或者補樁時,應該注意到打樁機械和整個打樁施工過程對樁基的影響,并明確合理的打樁順序,嚴格按照打樁要求來進行,每一根打樁在進行時,都要連續(xù)的打到底,并且要連續(xù)打樁,盡可能的減少中間的休息時間。其次,管樁的起吊和插入必須位置準確,角度適合,一般來說,第一節(jié)的管樁在插入地面時,與地面的偏差不大于0.5%;同時,樁的各個部位要與其中心線重合,在打樁時要及時觀測樁身的垂直度,防治打樁時,樁身出現(xiàn)偏差。另外,在施工過程中,尤其是在打樁的時候,有時候需要截樁,此時就需要采取有效的措施來確保截樁后的管樁質(zhì)量,在這一過程中,切記不可過度用力進行敲擊截樁;在沉樁過程中,如果出現(xiàn)異常的情況,應該暫時停止打樁,及時查明原因,待問題得到解決后,才能繼續(xù)打樁。
?。?)接樁質(zhì)量的監(jiān)控。在焊接接樁時,為了防止出現(xiàn)斷樁的情況,保證接樁質(zhì)量,就需要注意以下幾個方面的問題:第一,做好施工打樁設施的清潔,加強對連接部分的雜質(zhì)、油污等的清洗,保證打樁機械連接部件的清潔。第二,隨之做好檢查,尤其是對各個部件進行檢查,保證各部件牢固、完整,看其是否符合施工要求;第三,在接樁時,兩節(jié)的樁應該保持在一條軸線上,上下之間與中心線的差距保持在2mm以內(nèi),一定要調(diào)整好角度,防止角度偏差帶來的問題;第四,在焊接時,一定要嚴格按照焊接要求進行對稱焊接,并在焊接產(chǎn)生的縫隙中利用鐵片將其焊接嚴實,同時防止焊接引起的變形或彎曲,以便減少由于焊接不當導致的問題。第五,在焊接的過程中,對于出現(xiàn)的焊接縫隙,必須保證焊縫的連續(xù)和飽滿,對接樁的焊縫,其冷卻時間也不得少于8分鐘,以保證焊接的完整性和牢固性。例如,某電廠排洪溝擋潮閘,基樁為方形鋼筋混凝土預制樁,其橫截面尺寸為400mm×400mm,樁長18m,樁身混凝土設計強度等級為C30。在施工前后,應充分利用如低應變動力檢測技術(shù),高應變動力檢測技術(shù)和單樁豎向抗壓靜載試驗等現(xiàn)代先進施工工藝進行全過程的監(jiān)控,以保證接樁中的質(zhì)量和工程的順利完成。
?。?)嚴格把握沉柱順序。在管樁斷樁現(xiàn)象中,沉柱順序?qū)ζ渚哂幸欢ǖ挠绊?,一般來說,沉柱順序主要受到場地環(huán)境注入地形、地質(zhì)以及施工設計方案的影響。因此,在預防斷樁事故的過程中,要把握好沉柱順序。首先,對于施工場地面積大,樁比較多時,應該將管樁分段,沉柱分別在相應的斷內(nèi)進行。其次,對于施工樁臺較多的情況,在施工中應該盡量避免由外向內(nèi)進行沉柱,而應該是由內(nèi)向外進行沉柱。另外,對于施工中管樁比較密集的情況,在進行施工時,應該從建筑毗鄰的一側(cè)開始進行,并由近向遠的開展施工。
?。?)基坑開挖階段的質(zhì)量控制。
在施工過程中,尤其是進行基坑開挖時,要根據(jù)打樁的分布密度來選擇不同的開挖機,同時還要充分的結(jié)合人工開挖的方法。在進行開挖質(zhì)量的控制中,一定要實施對稱開挖,切記不能進行過渡猛挖,也不能將開挖出來的土堆積在周圍,防止由于堆土擠壓而造成的斷樁。例如,在基坑施工中,由于多方面不確定因素的影響,容易出現(xiàn)滑坡、涌水涌砂和基坑底部隆起或沉陷的現(xiàn)象,因此,在施工前,應對施工中的各種突發(fā)事件有必要的預判,應制定出可預防及處理的有效措施。
3、結(jié)束語
造成預應力管樁斷樁的因素是非常多,在具體的施工過程中,廣大建筑工程師應及時發(fā)現(xiàn)問題的根源,做到冷靜處理,安全施工,把斷樁造成的嚴重后果降到最低。與此同時,我們需多借鑒國外先進經(jīng)驗,結(jié)合工程特點,有效的運用到實際施工中。筆者相信,通過努力,施工中的預應力管樁斷樁問題將會大大減少,中國的建筑事業(yè)定會得到更大發(fā)展。
參考文獻:
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