預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是采用預(yù)應(yīng)力和離心成型技術(shù)生產(chǎn)的新型樁型.由于該樁型具有單樁承載力高、抗彎抗剪性能好、穿透土層能力強(qiáng)、成樁質(zhì)量可靠、施工方便快捷及工程造價(jià)合理等優(yōu)點(diǎn)，故被廣泛應(yīng)用于各類建筑物和構(gòu)筑物的基礎(chǔ)工程。
1.工程概況
2008年9月，江門某小區(qū)4棟商住樓基礎(chǔ)全部應(yīng)用管樁。這4棟樓為框架6+1層，建筑檐口高度18m。地質(zhì)狀況：地面以下第一層1.3～5.3m為雜填土，以粘土為主，含20%的泥質(zhì)粉砂巖碎塊，并夾有少量礦渣及砂、樹根等；第二層為粘土、淤泥質(zhì)粘土；第三層是粉質(zhì)粘土夾砂；第四層為砂層局部分布；第五層為泥質(zhì)粉砂巖。場區(qū)地下水位在地表下0.6m，屬上層滯水。水對混凝土及結(jié)構(gòu)鋼筋的腐蝕性評價(jià)均為弱腐蝕。該工程的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用先張法高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(直徑為400mm，管樁壁厚90mm，混凝土強(qiáng)度為C80)，單樁承載力為900Kpa，有效樁長24～28m，總樁根數(shù)270根，采用2節(jié)接樁，基礎(chǔ)采用單樁和群樁上分組承合。管樁全部采用液壓法壓入式施工。
2.液壓入樁的施工方法
液壓管樁的施工程序?yàn)椋簻y量定位→樁機(jī)就位→復(fù)核樁位→吊樁插樁→樁身對中調(diào)直→靜壓沉樁→接樁→再靜壓沉樁→送樁→終止壓樁→復(fù)壓兩次→樁質(zhì)量檢驗(yàn)→切割樁頭。通過本工程的施工，總結(jié)液壓管樁的施工要點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：
(1)沉樁路線要合理選定。預(yù)應(yīng)力管樁施工時(shí)，隨著入樁段數(shù)的增多，各層地質(zhì)構(gòu)造土體密度隨之增高。土體與樁身表面間的摩擦阻力也相應(yīng)增大，壓樁所需的壓入力也在增大。為使壓樁中各樁的壓力阻力基本接近，入樁路線應(yīng)選擇單向行進(jìn)，不能從兩側(cè)往中間進(jìn)行(即所謂打關(guān)門樁)，這樣地基土在入樁擠密過程中，土體可自由向外擴(kuò)張，既可避免地基土上溢使地表升高，又不致因土的擠壓而造成部分樁身傾斜，保證了群樁的工作基本均勻并符合設(shè)計(jì)值。該小區(qū)4棟商住樓工程毗鄰居民聚集地和市政道路，西面距道路房屋較近，東面有辦公樓，沉樁線路以樁中心離建筑物近處開壓，將各土層自西向東、自北向南方向排擠(南、北面無建筑物)，盡可能地降低擠土效應(yīng)影響。
(2)沉樁中垂直度的控制。調(diào)校樁的垂直度是沉樁質(zhì)量的關(guān)鍵，須高度重視。插樁在一般情況下入土30～50cm為宜，然后進(jìn)行調(diào)校。樁機(jī)駕馭人員在施工長的組織、指揮下，掌握好角度尺兩個(gè)方向上都?xì)w零點(diǎn)，使樁機(jī)縱橫兩個(gè)方向都保持水平，測量人員在外圍觀測。調(diào)校垂直度在規(guī)范允許值以內(nèi)才能沉樁。在沉樁過程中，施工員隨時(shí)觀察樁的進(jìn)尺變化，如遇地質(zhì)層有障礙物、樁身偏移時(shí)，應(yīng)分一、二個(gè)行程逐漸調(diào)直。
(3)壓樁應(yīng)控制好終止條件。靜力壓樁單樁豎向承載力可通過樁的終止壓力值大致判斷，但因土質(zhì)的不同而異。樁的終止壓qs不等于單樁極限承載力，要通過靜載對比試驗(yàn)來確定一個(gè)系數(shù)k，然后再利用系數(shù)和終止壓力，求算單樁豎向承載力的標(biāo)準(zhǔn)值qk，即qk=kqs，與設(shè)計(jì)值對比。如判斷的終止壓力值不能滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)立即采取送壓加深處理或補(bǔ)樁，以保證樁基的施工質(zhì)量。該商住樓工程樁基，通過靜載對比試驗(yàn)確定系數(shù)k=0.4。施工中，壓樁到設(shè)計(jì)樁長時(shí)，如果壓力表的壓力達(dá)到單樁承載力2.5倍時(shí)，即可停止壓樁，否則應(yīng)增加樁長，并會(huì)同設(shè)計(jì)單位另行處理。接樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，采用CO2保護(hù)焊間歇不宜過短(正常氣溫下為1～2min)；接樁面應(yīng)保持干凈，焊接要滿足規(guī)范要求，上下樁中心線應(yīng)對齊，偏差不大于10mm；節(jié)點(diǎn)矢高不得大于1%樁長。
(4)做好管樁與承臺(tái)的連接。上述工程中管樁與承臺(tái)采用剛接。樁頂若高于設(shè)計(jì)標(biāo)高，管樁的樁頭均采用專用工具鋸斷，斷口平齊，故不能利用樁身內(nèi)的鋼筋伸入承臺(tái)作為連接的鋼筋。在樁頭的樁管內(nèi)填充1600mm高的C30細(xì)石混凝土，并在混凝土中均分插入6φ14鋼筋與承臺(tái)連接。
3.預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的質(zhì)量檢驗(yàn)與試驗(yàn)
樁的質(zhì)量檢驗(yàn)，液壓法樁同錘擊法沉樁。但可利用靜力壓樁機(jī)作反力平衡裝置進(jìn)行樁的靜載試驗(yàn)，可省去設(shè)置錨樁反力梁等。為了保證工程的質(zhì)量，必須分階段進(jìn)行單樁承載力的靜載和動(dòng)測試驗(yàn)。
3.1靜載試驗(yàn)法
以該商住樓工程的樁基質(zhì)量試驗(yàn)為例，管樁的靜載試驗(yàn)要模擬實(shí)際荷載情況，通過靜力加壓，得出4根試樁的荷載——沉降關(guān)系曲線(Q-S曲線)。試樁的入土深度分別為27.8m、26.5m、25.9m、25.1m，表明均進(jìn)入第五層砂巖層。荷載從0KN～2500KN分9級加載，4根試樁最終累計(jì)沉降量分別為20.83mm、25.64mm、27.05mm、23.35mm，回彈值分別為13.52mm、16.96mm、17.79mm、5.39mm。根據(jù)上述系列關(guān)系曲線，綜合評定確定容許承載力，它已較好地反映單樁的實(shí)際承載力，經(jīng)核算，滿足設(shè)計(jì)要求。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁應(yīng)在樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的前提下進(jìn)行試驗(yàn)。對于粘性土，不應(yīng)少于15天，且待樁身與土體的結(jié)合基本趨于穩(wěn)定，才能進(jìn)行試驗(yàn)。上述試驗(yàn)曲線表明，試樁的樁周摩擦阻力和端承力發(fā)揮正常，樁身質(zhì)量良好，其承載力標(biāo)準(zhǔn)值均大于設(shè)計(jì)要求的標(biāo)準(zhǔn)值。
3.2動(dòng)測試驗(yàn)法
動(dòng)測試驗(yàn)法，又稱動(dòng)力無損檢測法，是檢測樁基承載力及樁身質(zhì)量的一項(xiàng)新技術(shù)。高應(yīng)變動(dòng)測試驗(yàn)法，也是作為靜載試驗(yàn)的補(bǔ)充。該商住樓動(dòng)測試驗(yàn)試樁數(shù)為15根，并作為動(dòng)靜對比。經(jīng)大、小應(yīng)變檢測，樁身完整性評價(jià)均為Ⅰ類樁，滿足設(shè)計(jì)要求。
4.管樁的設(shè)計(jì)及施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)
管樁造價(jià)較高，樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)須根據(jù)上部荷載、工程地質(zhì)條件等綜合考慮，多方案比較后方可采用。同一工程中樁的規(guī)格、型號(hào)不應(yīng)太多，以免造成施工困難，特別是注意避免造成施工錯(cuò)誤。綜合考慮地質(zhì)情況和樁身強(qiáng)度，確定單樁承載力。管樁為開口樁，根據(jù)現(xiàn)場壓樁觀察分析，在入土過程中，會(huì)較快地在樁尖處形成一土楔，使其入土?xí)r的擠土情況與閉口樁無異，故在確定單樁承載力時(shí)將開口樁按閉口樁考慮。壓樁機(jī)應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況配足額重量或選用相應(yīng)規(guī)格的液壓樁機(jī)。壓樁機(jī)的液壓入樁有一定的垂直行程高度，如YZY600樁機(jī)的垂直行程為1.5m，即每入樁1.5m就松開抱樁器，開動(dòng)油泵使之上移，再抱樁固定壓入，循環(huán)作業(yè)。在開始的第一、二個(gè)行程，要特別注意控制樁身的垂直度。適當(dāng)限制壓樁速度，沉樁速度一般控制在1m/min左右為宜，使各層土體能正確反映其抗剪能力。當(dāng)?shù)鼗韺又写嬖诖髩K石頭等障礙物時(shí)，要避免壓偏。壓樁時(shí)注意管樁樁身不受損壞，樁帽、樁身和送樁的中心線應(yīng)重合，壓同一根樁應(yīng)縮短停息時(shí)間。采用焊接法接樁時(shí)，須分層均勻地將套箍對焊的焊縫填滿，為加快施工速度，減少接樁時(shí)間，可設(shè)2名焊工同時(shí)對稱施焊，焊畢停約1min即可進(jìn)行沉樁。記錄入樁行程深度及相應(yīng)壓力值，以判別入樁情況正常與否及樁的承載能力。壓樁過程中應(yīng)加強(qiáng)鄰近建筑物、地下管線的觀測、監(jiān)護(hù)，以確保安全。
參考文獻(xiàn)：
[1]徐至鈞，李智宇.預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005
[2]徐新躍.預(yù)應(yīng)力管樁應(yīng)用中的若干問題[J].建筑技術(shù)，2003(3)
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