預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁(簡稱PHC樁),是專業(yè)工廠里采用先張法預(yù)應(yīng)力和離心成型工藝,經(jīng)過蒸壓養(yǎng)護(hù)而制成的一種空心圓筒體的等截面構(gòu)件,通過錘擊或靜壓的方法沉入地下作為建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)。近年來靜壓PHC管樁以其造價低、施工速度快、污染少、無噪聲、無振動等特點,被廣泛應(yīng)用于各類建筑物和構(gòu)建物的基礎(chǔ)工程中。但由于靜壓預(yù)制樁施工過程中容易出現(xiàn)質(zhì)量問題,而且情況復(fù)雜,要分別對待,采取不同措施進(jìn)行防范和處理。
1工藝原理及施工流程
PHC管樁靜壓法是在樁機就位后,利用合適噸位的吊車(或壓樁機自帶的起吊設(shè)施)吊起管樁進(jìn)行喂樁,通過靜壓樁機中心的夾具對樁進(jìn)行夾抱,調(diào)整垂直后進(jìn)行施壓。施壓時,靜壓樁機機身通過油缸支持安裝在大小步履上的小車,小車在大小步履軌道上由油缸控制運動,抱壓樁時,借助自重及配重,以器缸液壓互聯(lián)動力系統(tǒng)方式通過夾頭相交壓力施加壓樁力,管樁在自重及配重靜壓力作用下逐漸將樁壓入地基土中,然后通過焊接將上下兩節(jié)管樁連接實現(xiàn)接長,并通過送樁器將樁頂送到設(shè)計標(biāo)高的一種成樁工藝。其施工工藝流程如圖1所示:
2樁位偏移
2.1坐標(biāo)控制點位移導(dǎo)致樁位偏移
1)原因分析坐標(biāo)控制點的位移往往出現(xiàn)在地表土質(zhì)情況較差或者由回填土填平的新開發(fā)區(qū)。其地基承載力較差,承受不了靜壓樁機高達(dá)數(shù)百噸的重量。樁機在行走時,會使土壤擠動、拱起,導(dǎo)致控制點的移動,或直接擠走樁位。
2)防治措施①樁機進(jìn)場前,在施工現(xiàn)場滿鋪碎石或建筑垃圾200mm~400mm厚,并對其進(jìn)行平整壓實;②在測繪中心完成坐標(biāo)點放樣后,應(yīng)立即將坐標(biāo)點引測到靜壓樁機工作范圍以外10m~15m的區(qū)域,且必須保留2個控制點并對其進(jìn)行有效保護(hù);③在施工過程中應(yīng)對樁位進(jìn)行多次復(fù)核后方可壓樁,發(fā)現(xiàn)樁位偏移應(yīng)立即進(jìn)行調(diào)整。
2.2地下障礙物導(dǎo)致樁位偏移
1)原因分析地下障礙物通常是指地下的管網(wǎng)、防空洞、孤石、老基礎(chǔ)等硬物,阻礙樁的正常下沉,常常導(dǎo)致樁的偏移、斷裂、傾斜等。該情況常見于老城區(qū)改擴(kuò)建工程中。
2)防治措施①施工前應(yīng)仔細(xì)查閱地勘成果報告,了解施工地塊主要地質(zhì)情況,如對地勘報告存在疑問的,經(jīng)各參建單位協(xié)商一致可進(jìn)行補堪;②向城建檔案館調(diào)取該地塊原有建筑及市政管網(wǎng)信息等相關(guān)資料,探明是否存在管網(wǎng)及原有建筑基礎(chǔ)的可能性;③若確實存在管網(wǎng),應(yīng)將實際情況報請設(shè)計院進(jìn)行更改設(shè)計或提請建設(shè)單位申請管網(wǎng)遷移;④若存在原有建筑基礎(chǔ)的,應(yīng)將其清除干凈后方可壓樁。
2.3施工順序不對導(dǎo)致樁頂偏移
1)原因分析在壓樁過程中,往往會出現(xiàn)已施工完畢的樁產(chǎn)生橫向位移的情況,這一般是因為布樁過密,壓樁時土壤產(chǎn)生擠土效應(yīng)對相鄰的樁產(chǎn)生側(cè)向壓力,導(dǎo)致已施工完畢的樁體產(chǎn)生隆起及偏移。
2)防治措施①因地制宜制定好壓樁施工順序,采取分段壓樁或由中心逐漸向四周對稱施工;②在布樁較密的情況下,樁尖宜采用開口型樁尖,盡量降低擠土效應(yīng)對相鄰樁體的影響;③采用掘削、水沖、預(yù)鉆孔輔助沉樁法來減少樁的排土量,減輕沉樁施工對地基土體的擠壓影響;④嚴(yán)格控制沉樁速率及每日壓樁數(shù)量,以利于土體受擠后向外緩慢擴(kuò)散。
3斷樁
3.1樁身質(zhì)量差造成斷樁
1)原因分析。樁身質(zhì)量差通常表現(xiàn)在兩個方面:一是樁身在制作過程中出現(xiàn)彎曲,壓樁時夾持的集中荷載作用在該處,樁身不能承受抗彎強度導(dǎo)致樁身斷裂;二是樁身在制作過程中,混凝土強度達(dá)不到設(shè)計要求,砂中含泥量大或石中又大量碎屑,使樁身局部抗壓強度不足,該處受到夾持的集中荷載時也會斷裂。
2)防治措施。①嚴(yán)把材料質(zhì)量進(jìn)場關(guān),進(jìn)場樁材必須要有合格證,對進(jìn)場的預(yù)制樁還要進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查,堅決不能將彎曲及帶有裂紋的樁使用在工程中;②進(jìn)場管樁必須使用軟墊(木墊)堆存,且堆放高度不得高于4層,其堆放支點如圖2所示:
3.2操作工藝不當(dāng)造成斷樁
1)原因分析。在壓樁過程中,有時也會因為操作不當(dāng)引起斷
樁。例如夾樁時,只夾到樁的一部分,因接觸面太小,荷載又較大而導(dǎo)致樁身斷裂;或者在截樁時野蠻施工,強行利用樁機進(jìn)行截樁。
2)防治措施。①在穩(wěn)樁過程中,如發(fā)現(xiàn)樁身不垂直應(yīng)及時糾正,樁插入時的垂直度偏差不得超過0.5%,沉樁時距樁機20m處,在呈90°的兩個方向各設(shè)經(jīng)緯儀1臺,以控制成樁垂直度偏差不超過1%,保證液壓夾持機構(gòu)(抱樁器)與樁身完全接觸;②樁壓入一定深度后發(fā)生傾斜時,不得采用移架方法來校正,必須拔出已壓入部分,并根據(jù)經(jīng)緯儀指示重新調(diào)整垂直度后再行壓入;③截樁必須采用專門的截樁器,嚴(yán)禁用樁機或大錘進(jìn)行截樁。
3.3管樁接頭質(zhì)量差引起斷樁
1)原因分析。管樁接頭是整根樁的最薄弱處,常因接頭端板質(zhì)量不過關(guān)或者焊接質(zhì)量差而發(fā)生松脫開裂的現(xiàn)象。靜壓預(yù)制樁的接樁方法通常采用焊接接樁和硫磺膠泥錨接樁兩種。
2)防治措施。①嚴(yán)把材料質(zhì)量進(jìn)場關(guān),目前市場上存在許多材料供應(yīng)商為謀取利益采用鑄造鋼作為管樁接頭端板材料,不符合國家規(guī)范及設(shè)計要求;②兩節(jié)樁不在同一直線上時,因壓樁時接頭處應(yīng)力集中,造成接頭處斷裂。因此接樁時必須使兩節(jié)樁對齊在一條直線上,因樁端不平而產(chǎn)生的空隙中必須用墊鐵墊滿,或滿鋪硫磺膠泥;③在焊接時,必須采用滿焊,否則會因兩節(jié)樁之間的微小空隙而脫焊;④硫磺膠泥的熬制必須嚴(yán)格控制熬制溫度和熬制時間,灌注硫磺膠泥時必須嚴(yán)格按施工規(guī)范進(jìn)行。
4壓樁時達(dá)不到設(shè)計要求
1)原因分析。①勘探點不夠或勘探資料粗略,對工程地質(zhì)情況不明,尤其是持力層的起伏標(biāo)高不明,致使設(shè)計考慮持力層或選擇樁長有誤。②樁距太近、太密,施工順序不當(dāng)造成沉樁困難。③勘探工作以點代面,對局部硬夾層、軟夾層不可能全部了解清楚,尤其在復(fù)雜的工程地質(zhì)條件下,還有可能存在地下障礙物。壓樁施工遇到這種情況,就會達(dá)不到設(shè)計要求的施工控制標(biāo)準(zhǔn)。④由于設(shè)備故障或其他原因,樁在下沉過程中突然中斷,延續(xù)時間過長,施工阻力增加導(dǎo)致樁無法下沉到設(shè)計標(biāo)高。⑤樁身斷裂,致使樁不能繼續(xù)壓入。
2)防治措施。①詳細(xì)探明工程地質(zhì)情況,必要時應(yīng)補勘,合理選擇施工機械、施工方法及壓樁順序;②防止樁身斷裂;③加強機械保養(yǎng)工作,提高機械的完好率。
5結(jié)語
綜上所述,在靜壓PHC管樁施工前,應(yīng)充分考慮各種影響因素,當(dāng)管樁施工出現(xiàn)問題時,切忌盲目蠻干,需要理論結(jié)合實際地進(jìn)行分析處理。相信只要嚴(yán)格按照各項技術(shù)規(guī)范、措施和有關(guān)經(jīng)驗,同時在施工過程中根據(jù)現(xiàn)場實際情況不斷改進(jìn)技術(shù)水平,就可以很好地運用該項施工工藝,更好地控制靜壓PHC管樁的施工質(zhì)量。
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