近些年，隨著我國高層建筑的迅猛發(fā)展，其基礎(chǔ)施工尤為重要，靜壓管樁由于其施工速度快、工期短、滿足建筑物對承載力、沉降及沉降差的嚴(yán)格要求、不受季節(jié)限制、單樁承載力高及造價低等優(yōu)點在我國得到了迅速的發(fā)展與推廣應(yīng)用。經(jīng)過近幾年實際工程的應(yīng)用，對比分析了靜壓管樁的優(yōu)缺點，總結(jié)了其在施工過程中容易出現(xiàn)的一些質(zhì)量問題同時給出了相應(yīng)的質(zhì)量控制措施。
1靜壓管樁的相關(guān)概述
1.1靜壓管樁的概念及優(yōu)點
靜壓管樁樁是指使用靜壓法施工的管樁。靜壓法施工是通過靜力壓樁機的壓樁機構(gòu)以壓樁機自重和樁架上的配重作反力而將預(yù)制樁壓人土中的一種具有發(fā)展前景的沉樁工藝(圖1)。
靜壓管樁施工時無噪音、無震動、無油煙，環(huán)保性強，設(shè)計選用范圍廣。由于管樁外徑規(guī)格多，單樁承載力可從600kN開始直到4500kN，既適用于多層建筑，也適用于50層以下的高層建筑。在同一建筑物中，還可采用不同直徑的管樁，容易解決布樁問題，也可充分發(fā)揮每根樁的承載能力，使樁基沉降均勻。單位承裁力造價便宜。管樁每米造價比沉管灌注樁貴，但單樁承載力高；管樁單方混凝土造價比挖孔樁、鉆孔樁高，但持力層比挖孔樁鉆孔樁淺，所以每噸承載力造價在一般情況下是最便宜的?？梢?4h施工，無季節(jié)性限制，經(jīng)濟效益高，相對于其他樁型具有單位承載力造價低、樁身質(zhì)量有保障、承臺小，施工周期短等優(yōu)點在高層建筑中，其優(yōu)勢體現(xiàn)的極為明顯。施工文明，現(xiàn)場整潔。成樁質(zhì)量可靠。管樁是工廠化生產(chǎn)，樁身質(zhì)量可靠，加上耐打性好，只要按施工要點認真操作，成樁質(zhì)量在各種樁基中是最可靠的。監(jiān)理檢測方便。尤其是采用閉口樁尖，樁長和樁身質(zhì)量可用肉眼等直接手段進行監(jiān)測，深得業(yè)主放心，也可減輕監(jiān)理工作強度。
1.2預(yù)應(yīng)力管樁的分類
(1)按樁身混凝土強度等級可分為：預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(代號PC樁)和預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁(代號PHC樁)。前者強度等級不低于C60，后者不低于C80。PC樁一般采用常壓蒸汽養(yǎng)護，脫模后移入水池再泡水養(yǎng)護，一般要經(jīng)28d才能使用；而PHC樁，一般脫模后要進高壓釜經(jīng)10個大氣壓、180℃左右的高溫高壓蒸汽養(yǎng)護，混凝土強度等級可達C80，從成型到使用的最短時間只需三、四天。
(2)管樁樁身抗彎性能或者混凝土的有效預(yù)壓應(yīng)力值的大小可分為：A型、AB型、B型、C型。A型的有效預(yù)壓應(yīng)力值約為4.0MPa，AB型為6.0MPa左右，B型約為8.0MPa，C型約為8.0MPa。只要樁身有4.0MPa～5.0MPa的有效預(yù)壓應(yīng)力，打樁時樁身混凝土一般就不會出現(xiàn)橫向裂縫，所以，對于一般的建筑工程，選用A類或AB類型樁就可以了。
1.3靜壓預(yù)應(yīng)力管樁的壓樁機理
靜壓管樁的壓樁是利用壓樁機自重和配重做反力，以卷揚機滑輪組或電動油泵液壓方式施加在樁頂或樁身上，當(dāng)施加給樁的靜壓力與樁的入土阻力達動態(tài)平衡時，樁在自重和靜壓力作用下逐漸壓入地基土中。靜壓管樁壓樁的過程也是擠土的過程，在壓入過程中造成了樁周土體的復(fù)雜運動。當(dāng)樁尖“刺入”土體中時，原狀土的初應(yīng)力狀態(tài)受到破壞，造成樁尖下土體的壓縮變形，土體對樁尖相應(yīng)產(chǎn)生阻力。隨著樁的壓樁壓力的增大，當(dāng)樁尖處土體所受應(yīng)力超過其抗剪強度時，土體發(fā)生急劇變形而達到極限破壞，土體產(chǎn)生塑性流動(粘性土)或擠密側(cè)移和下拖(砂性土)，樁尖下土體被向下和側(cè)向壓縮擠開，樁繼續(xù)“刺入”到下層土體中，隨后樁周土體繼續(xù)被壓縮擠開。
2靜壓管樁在現(xiàn)代高層建筑的應(yīng)用
2.1工程概況
場地場區(qū)地形基本平坦，地面標(biāo)高最大值93.14m，擬建工程某高層住宅小區(qū)中的20層住宅樓建筑平面為矩形，最小值92.28m，地表相對高差最大值為0.86m。長66m，寬15m，高度為67m，剪力墻結(jié)構(gòu)。地下室一層。預(yù)估基礎(chǔ)埋深為4m。建筑場地西側(cè)有低層建筑群，工程建筑施工環(huán)境較好。建筑場地所處地貌類型為山前沖積平原。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，場地內(nèi)無發(fā)震斷裂通過，也未發(fā)現(xiàn)影響工程穩(wěn)定的諸如滑坡、崩塌、泥石流等不良地質(zhì)作用。且場區(qū)地形平坦、開闊，場地相對高差較小。地貌類型單一，地層結(jié)構(gòu)較簡單，分布較連續(xù)，厚度穩(wěn)定，物理力學(xué)性質(zhì)均勻，地層承載力一般，無不良地質(zhì)現(xiàn)象分布，綜合考慮以上因素，經(jīng)分析，場區(qū)穩(wěn)定性良好，判定本場地穩(wěn)定，適宜該建筑物的興建。
2.2靜壓預(yù)應(yīng)力管樁的工藝流程
靜壓預(yù)應(yīng)力管樁的設(shè)計及施工要求。
(1)場地平整：清除地表雜物，并填平場地中的坑洼處，必要時用壓路機壓實表土。并沿場地四周挖溝排水至集水坑進行集中排水。對狹窄路段進行鋪墊、拓寬。
(2)試壓樁：試壓樁的數(shù)量不得少于2根，確定終壓力和樁長，并應(yīng)校驗打樁設(shè)備技術(shù)性能、施工工藝及其技術(shù)措施是否適宜。
(3)測量定位：開工前請甲方提供區(qū)域內(nèi)的控制點資料及明確現(xiàn)場控制點具體位置，并及時辦理雙方交接手續(xù)。根據(jù)甲方提供的控制點施放軸線和樁位，每個樁點插短鋼筋，并做成管樁等徑模具，白灰沿模具撒放。到樁機就位后再進行復(fù)測。測量定位、放線、復(fù)核工作由專人負責(zé)，對測量儀器定期檢查，做好測量定位放線的原始資料。形成的定位、放線測量成果資料用書面形式報監(jiān)理和甲方復(fù)核檢查，軸線偏差不小于1cm，樁位偏差小于2cm，確認后方可開始施工。
(4)成品檢查：檢查預(yù)應(yīng)力管樁出廠合格證和主要質(zhì)量指標(biāo)(混凝土強度)，再進行外觀檢查，同時做好檢查記錄。經(jīng)監(jiān)理驗收，并簽字認可。對管樁兩端應(yīng)清理干凈，施焊面上有油漆雜物污染時，應(yīng)清刷干凈。不合格的樁及時清退出場。
(5)探樁：本工程施工場地表層土中存在零星基礎(chǔ)和障礙物。施工時根據(jù)測量定位點利用同直徑的鋼管用靜力壓樁機壓穿①層素填土層，探明表層土的障礙物，防止樁端堵塞塊石、大混凝土塊，以便順利穿過②層粉質(zhì)粘土。
(6)吊樁插樁：根據(jù)每孔設(shè)計樁長選擇每節(jié)樁長和壓樁順序并編號。利用樁機自身超重機按編號順序吊樁就位，再用夾具持樁對準(zhǔn)測量定位點插樁入孔內(nèi)。
(7)校正垂直度：調(diào)校管樁的垂直度是沉樁質(zhì)量的關(guān)鍵，必須高度重視。插樁在一般情況下入土50cm～80cm停止壓樁，然后進行垂直度調(diào)校。
(8)壓樁。壓樁過程設(shè)雙向經(jīng)緯儀或線錘校驗壓樁的垂度，確保壓樁垂直度偏差以及上下節(jié)樁中心線偏差不超過規(guī)范要求。
(9)接樁：接樁前，再次復(fù)核樁位，請監(jiān)理部門驗收，及時校正。壓樁前檢查各部件和電源情況，以防止中途停機過長，土體固結(jié)不能施壓而造成廢樁。
(10)送樁：本工程中絕大部分管樁樁頂標(biāo)高都在地面以下，送樁深度比較深，為將管樁壓到設(shè)計標(biāo)高，需要采用送樁器，送樁器用鋼板制作，長8m～11m。
(11)裝卸、堆放：管樁堆放場地應(yīng)平整堅實。樁應(yīng)按規(guī)格、樁號分別疊放，堆放支撐點應(yīng)設(shè)在吊點處，并保持在同一橫斷平面上，各層墊木應(yīng)上下對齊管樁堆放場地應(yīng)平整堅實。樁應(yīng)規(guī)格、樁號分別疊放，堆放文承點壓設(shè)在帶點處，并保持在同一橫斷平面上，各層墊木應(yīng)上下對齊，堆放層數(shù)不宜超過兩層。
3靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工中常見問題及質(zhì)量控制
3.1靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工中常見問題
(1)樁身上浮。在軟土地基或含較厚粘土層、淤泥質(zhì)粘土、含泥砂土等地層，當(dāng)靜壓管樁施工過程中，樁與樁周土間的擠壓作用，在樁周土層形成超孔隙水壓力，土體向樁周發(fā)生較大的側(cè)向位移和隆起現(xiàn)象，在淤泥層較厚或樁距較小時尤為明顯，從而直接把鄰近已施工的樁身帶出而使樁身上浮。樁身上浮會影響樁的承載力，因此必須重視這個施工質(zhì)量問題。
(2)壓樁傾斜。在地下不遠處存在障礙物及在老城區(qū)改造工程中就建筑物基礎(chǔ)未清理干凈的情況下，管樁在初壓時就會產(chǎn)生較大幅度的樁端走位和傾斜的質(zhì)量問題。
(3)擠土效應(yīng)。靜壓管樁屬于擠土樁，在貫入過程中將使下部土體側(cè)向移動，地表隆起，這必將對已入土的鄰樁產(chǎn)生徑向壓力以及垂直方向的上拔力，從而使得鄰樁彎曲，上浮以及傾斜等一系列的后果。若周圍存在建筑物以及地下埋有管線時，則擠土效應(yīng)同樣會對其產(chǎn)生影響。因此，靜壓管樁施工過程中的擠土效應(yīng)這一質(zhì)量問題必須給予相當(dāng)?shù)闹匾暋?/div>
3.2管樁施工質(zhì)量控制
(1)對于進場的預(yù)制管樁，需檢查其出廠合格證，原材料試驗報告是否齊全及其所用的焊條是否滿足要求，樁身的質(zhì)量是否滿足設(shè)計及施工規(guī)范要求，其中包括樁身混凝土標(biāo)號、配筋、壁厚、出廠前的養(yǎng)護時間等內(nèi)容。(2)樁機進場前，必須保證施工場地的平整性，盡量將地下障礙物清除(如孤石或舊的基礎(chǔ))。對于地質(zhì)變化部位要在圖紙上作出相應(yīng)的標(biāo)記，以便觀察管樁的樁頭是否有超送，少送等質(zhì)量問題。施工時，樁身垂直度必需嚴(yán)格控制在規(guī)范規(guī)定的0.5%以內(nèi)。樁機反復(fù)校垂對中，接樁后必須二次校垂，同時用一臺經(jīng)緯儀隨機控制；對于每根樁的樁頂標(biāo)高，必須要做到根根采用水準(zhǔn)儀抄測；對于斜樁、偏樁、樁頂標(biāo)高達不到設(shè)計要求，以及樁頭壓爆、超送，少送等質(zhì)量問題的樁，要及時與設(shè)計單位聯(lián)系，出具合理的補救方案。(3)壓樁過程中，樁身必須始終保持垂直。施工時應(yīng)在距樁機約20m處，成90°方向設(shè)置經(jīng)緯儀各1臺，檢查樁身垂直度并記錄。(4)在施工前，先詳細的研究地質(zhì)資料，選擇有代表性的三個樁位，進行試樁，第一條連續(xù)壓到設(shè)計極限單樁承壓力，第二、第三條只壓到設(shè)計值的60%左右，(每入±1m讀取壓力值)，停機30min～60min后復(fù)壓，記錄復(fù)壓值(噸位)。等待7d～15d后進行靜壓試驗，由建設(shè)、設(shè)計、勘察、監(jiān)理單位人員參加，合格后設(shè)計部門即可制定本工程的終壓條件。
4結(jié)語
總之，靜壓管樁與其它樁基礎(chǔ)相比，具有制作工藝簡單、質(zhì)量容易保證、施工方便且速度快、檢測方便，經(jīng)濟效益好等特點，在我國大部分地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合預(yù)應(yīng)力管樁工程實踐，探討了施工中采取有效措施嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，對于預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的檢測，相信能夠更好地指導(dǎo)工程實踐，具有一定的借鑒意義。
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