先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是一種新型的建筑工程基礎(chǔ)用樁，它具有工業(yè)化生產(chǎn)程度高、質(zhì)量穩(wěn)定、性能可靠、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、抗彎抗裂性能好、可貫入性好、耐錘擊、耐抱壓、穿透力強(qiáng)、單樁承載力高、單位承載力造價(jià)低、設(shè)計(jì)選用范圍廣，便于拼接、施工工期短、施工方便、文明等特點(diǎn)，特別是靜壓法施工無(wú)噪音、無(wú)污染，非常適合在城市中心和居民區(qū)內(nèi)施工，符合綠色環(huán)保施工要求。它廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑、港口碼頭、道路、橋梁等基礎(chǔ)工程。本文筆者結(jié)合某教學(xué)樓樁基工程為例，介紹預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的施工方法，論述了施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)及樁的質(zhì)量控制。
1、工程概況
某商住樓總建筑面積30750m2，框架結(jié)構(gòu)，十一層，建筑物總高度40.50m。基礎(chǔ)采用靜壓預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁(樁徑為Ф500、壁厚125mm、AB型)，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)55～68m，樁身混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級(jí)大于或等于C80?？倶稊?shù)460根，設(shè)計(jì)單樁堅(jiān)向承載力特征值為1800KN。基礎(chǔ)采用群樁上分組承臺(tái)。
由于本工程位于江門市蓬江區(qū)，根據(jù)工程地質(zhì)勘探報(bào)告。地質(zhì)情況如下：地面以下2.7-10.60m為人工填土(素填土)；第2層為第四系海陸交互相沉積層，以深灰色淤泥為主，厚度20.50-45.25m；第3層為第四系沖積層，以粉質(zhì)粘土為主，厚度1.75-16.10m；第4層為第四系殘積層，主要由粉粒和粘粒組成，厚度3.2-12.10m；第5層為花崗巖，其厚度1.50-19.96m，第5層為樁端持力層。
2、先張法預(yù)應(yīng)力管樁的質(zhì)量檢測(cè)
2.1靜載檢測(cè)
該商住樓樁基工程，共做了靜載檢測(cè)十六組，其中五組為試樁檢測(cè)。要求加載到極限破壞，找出樁的極限承載力。工程樁檢測(cè)做了11組，要求加載至1800kN即停止。整個(gè)抽檢數(shù)符合規(guī)范要求。檢測(cè)方法采用：試驗(yàn)加載反力裝置，加載由油壓千斤頂進(jìn)行，反力由壓重平臺(tái)及配重提供。沉降量由5cm的百分表測(cè)量，荷載由油壓表測(cè)量。各檢測(cè)樁采用分級(jí)加載，定時(shí)觀測(cè)，根據(jù)繪出的Q—S曲線和S—lgt曲線看，當(dāng)試樁加載至第10級(jí)，1800kN時(shí)沉降量穩(wěn)定，曲線平緩，繼續(xù)加載第11級(jí)時(shí)，曲線突變、下滑，說(shuō)明5組試樁的單樁豎向極限承載力為1800kN，單樁豎向承載力特征值為900kN。設(shè)計(jì)方案符合實(shí)際地質(zhì)情況。11組工程樁檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)加載至1800kN時(shí)繪出的Q—S曲線，S—lgt曲線屬平緩型，說(shuō)明工程樁單樁豎向極限承載力不小于1800kN，單樁豎向承載力特征值不小于900kN。完全滿足設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。
2.2樁體低應(yīng)變動(dòng)測(cè)
該樓低應(yīng)變動(dòng)測(cè)采用KP1600型多功能動(dòng)測(cè)分析系統(tǒng)，38B235型加速傳感器，室內(nèi)資料采用FOUNOER586微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行，共檢測(cè)113根樁。以實(shí)測(cè)波形及有關(guān)資料分析，其中I類樁110根，占總檢測(cè)樁數(shù)的97.3%。II類樁3根，占總檢測(cè)樁數(shù)的2.7%，檢測(cè)結(jié)果樁身完整度符合規(guī)范要求。
3、靜壓預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工工藝
3.1靜壓樁機(jī)選擇：根據(jù)設(shè)計(jì)荷截和地質(zhì)報(bào)告情況，配足額定重量，該工程選用ZYB700C液壓靜力沉樁，最大壓樁力7000KN，壓樁速度2.6-5.9m/min。
3.2施工程序：測(cè)量定位→樁機(jī)就位→復(fù)核樁位→起吊插樁→壓樁→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。
3.3管樁的施壓：
(1)正式施工前必須先壓2根試驗(yàn)樁，以確定其貫入度及樁長(zhǎng)并校驗(yàn)壓樁設(shè)備，施工工藝及技術(shù)措施是否符合要求。
(2)壓樁的順序應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地的地形，地質(zhì)樁基的設(shè)計(jì)布置密集程度以及壓樁機(jī)移動(dòng)方便等因素來(lái)決定。
由于本樁基工程建筑面積大且樁數(shù)較多，將基樁分為三段壓樁，再各段范圍內(nèi)分別進(jìn)行。對(duì)于多樁臺(tái)，壓樁順序由中央向兩邊或從中心向外施壓，不得逆方向進(jìn)行。由于本工程地面層均為回填土，在樁基施工時(shí)，應(yīng)避免沿單方向進(jìn)行，以免地基向一邊積壓，造成壓入深度不一，地基擠密程度不均。
(3)壓樁機(jī)的安裝，必須按有關(guān)程序或說(shuō)明書進(jìn)行。壓樁機(jī)的配重應(yīng)平平衡配置于平臺(tái)上。壓樁機(jī)就位時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)樁位，啟動(dòng)平臺(tái)支腿油缸，校正平臺(tái)處于水平狀態(tài)。
(4)啟動(dòng)門架支撐油缸，便門架作微傾15mm。以便吊插預(yù)制樁。
(5)起吊預(yù)制樁，先栓好吊裝用的鋼絲繩及索具，然后應(yīng)用索具捆綁住樁上部約500mm處，啟動(dòng)機(jī)器起吊預(yù)制樁，使樁尖垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，緩緩放下插入土中?；謴?fù)門架在樁頂扣好樁帽可卸去索具樁帽與村周邊應(yīng)有5-10mm的間隙，樁帽與樁頂之間應(yīng)有相適應(yīng)的襯墊，一般應(yīng)采用木板，其厚度為100mm左右。
(6)穩(wěn)樁和壓樁：當(dāng)樁尖插入樁位扣好樁帽后，微微啟動(dòng)壓樁油缸，當(dāng)樁入土至500mm時(shí)，再次校正的垂直度和平臺(tái)的水平度，保證樁的縱橫雙向重直偏差不得超過(guò)0.5%，然后啟動(dòng)壓樁油缸，把樁徐徐壓下控制施壓速度，一般不宜超過(guò)2m/min。
(7)壓樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，同一根樁的中間間歇時(shí)間不宜超過(guò)半小時(shí)。
(8)穩(wěn)壓：當(dāng)壓樁力已達(dá)到兩倍設(shè)計(jì)荷載或樁端已達(dá)持力層時(shí)，應(yīng)隨即進(jìn)行穩(wěn)壓。當(dāng)樁長(zhǎng)小于15m或粘性土為持力層時(shí)應(yīng)取略大于1.65倍設(shè)計(jì)荷載作為最后穩(wěn)壓力，并穩(wěn)壓不少于5次，每次1min；當(dāng)樁長(zhǎng)大于15m或密砂土為持力層時(shí)，應(yīng)取1.65倍設(shè)計(jì)荷載作為最后穩(wěn)壓力，并穩(wěn)壓不少于3次，每次1min，并測(cè)定其最后三次穩(wěn)壓時(shí)的貫入度。
(9)壓樁施工時(shí)，應(yīng)有專人并配備自動(dòng)記錄設(shè)備做好施工記錄，開(kāi)始?jí)簶稌r(shí)應(yīng)記錄樁每沉下1m油壓表壓力值，當(dāng)下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高或兩倍于設(shè)計(jì)荷載時(shí)，應(yīng)記錄最后三次穩(wěn)壓時(shí)的貫入度。
3.4管樁的接樁和切割
(1)樁頭應(yīng)與管樁圍焊封閉，焊縫厚度6mm，焊好后的樁接頭應(yīng)自然冷卻后方可繼續(xù)施壓。自然冷卻時(shí)間不宜少于8min，嚴(yán)禁用水冷卻或焊好后即打，以免焊縫接口變脆而被打裂。
(2)接樁時(shí)，其未入土部分樁段的樁頭宜高出地面0.5～1.0m。
(3)管樁對(duì)接前，上下端板表應(yīng)用鐵刷子刷干凈，坡口處應(yīng)刷至露出金屬光澤。焊接時(shí)先在坡口周圍上對(duì)稱點(diǎn)焊4-6點(diǎn)，待上下樁節(jié)固定后拆除導(dǎo)向箍再分層施工焊，施焊由兩個(gè)焊工對(duì)稱進(jìn)行。焊接層數(shù)不得少于兩層，內(nèi)層焊必須清理干凈后方能施工焊外一層，內(nèi)外層焊位置應(yīng)錯(cuò)開(kāi)，焊縫要飽滿連續(xù)。
(4)截樁：現(xiàn)場(chǎng)共有125根樁需截樁，采用鋸樁器截割，嚴(yán)禁用大錘橫向敲擊或強(qiáng)行扳拉截樁。
3.5質(zhì)量檢驗(yàn)與試驗(yàn)
(1）施工時(shí)必須對(duì)每根樁做好記錄，內(nèi)容包括樁位編號(hào)圖、每根樁的壓樁記錄、樁的節(jié)數(shù)、每節(jié)長(zhǎng)度最后穩(wěn)壓時(shí)的貫入度提交有關(guān)部門檢查及驗(yàn)收。
(2)對(duì)施工完畢的樁，根據(jù)有關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢測(cè)，其中基樁堅(jiān)向抗壓靜載試驗(yàn)，共檢測(cè)5根樁，綜合評(píng)定，樁極限承載力Qu≥3600KN；基樁反射波法檢測(cè)，抽取149根進(jìn)行試驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果為本工程樁身檢測(cè)完好，判定均為Ⅰ類。
4、管樁施工常見(jiàn)施工質(zhì)量問(wèn)題的預(yù)防措施
4.1樁身斷裂
?。?)對(duì)樁身質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，測(cè)量管樁的外徑、壁厚、樁身彎曲度等有關(guān)尺寸，并詳細(xì)記錄，發(fā)現(xiàn)樁身彎曲超過(guò)規(guī)定或樁尖不在樁縱軸線上的不宜使用。樁的堆放、吊運(yùn)應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
?。?)在穩(wěn)樁過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應(yīng)及時(shí)糾正，樁壓入一定深度發(fā)生嚴(yán)重傾斜時(shí)，不宜采用移架方法來(lái)校正。接樁時(shí)要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上，接頭處應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)程操作。
?。?)施工前應(yīng)對(duì)樁位下的障礙物進(jìn)行清理，必要時(shí)對(duì)每個(gè)樁位用釬探了解。
?。?)應(yīng)保證施工場(chǎng)地平整堅(jiān)實(shí)，有排水措施，在機(jī)臺(tái)行走或施壓過(guò)程中保持機(jī)身平穩(wěn)不晃動(dòng)。
4.2樁頂位移
?。?)施工前應(yīng)對(duì)樁位下的障礙物進(jìn)行清理，對(duì)樁構(gòu)件要進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)樁身彎曲超過(guò)規(guī)定或樁尖不在樁縱軸線上的不宜使用。
?。?)在穩(wěn)樁過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應(yīng)及時(shí)糾正，接樁時(shí)要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上，接頭處應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)程操作。
?。?)采用井點(diǎn)降水、盲溝等降水或排水措施。
?。?)沉樁期間不得開(kāi)挖基坑，沉樁完畢后相隔適當(dāng)時(shí)間方可開(kāi)挖，相隔時(shí)間應(yīng)視具體地質(zhì)情況、基坑開(kāi)挖深度、面積、樁的密集程度及孔隙水壓力消散情況來(lái)確定。
4.3沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)深度
發(fā)生管樁沉不下去時(shí)，應(yīng)詳細(xì)查明工程地質(zhì)情況，正確選擇持力層或標(biāo)高，合理選擇施工方法及壓樁順序，冷靜分析原因，找出對(duì)策才能繼續(xù)施工。
5、結(jié)束語(yǔ)
該商住樓樁基工程施工總體比較順利，通過(guò)檢測(cè)，樁基的合格率達(dá)到100%，優(yōu)良率達(dá)到97%，從成本上算比灌注樁節(jié)省投資35%左右，工期是灌注樁的50%左右，它是在復(fù)雜地基土中進(jìn)行靜壓預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的一個(gè)成功案例。
參考文獻(xiàn)
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