【摘要】一般情況下,管樁應(yīng)有焊好的預(yù)制樁尖,其形式常見的有三種,分別是十字、開口以及圓錐型。如果是在沿海地區(qū)城市,地下水位比較高,那么一般會(huì)使用閉口型的預(yù)制樁尖。在管樁的沉樁方面,方法并不單一,通常使用的包括:靜壓法、預(yù)鉆孔法以及錘擊法等。本文結(jié)合多年工作實(shí)踐,對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁施工的特點(diǎn)及質(zhì)量控制進(jìn)行了探討。
一、工程概況
湖南某住宅小區(qū),有1棟高層房屋建筑,地上24層框剪結(jié)構(gòu),地下1層無梁樓蓋,總建筑面積12400平方米。采用先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(PHC)和靜壓法抱壓式樁機(jī)施工。管樁外徑500毫米,管壁厚125毫米,A型,混凝土強(qiáng)度等級(jí)C80,有效樁長(zhǎng)34~36米,共計(jì)160根。底節(jié)樁焊有閉口型樁尖,樁尖進(jìn)入中粗砂層75米。單樁豎向設(shè)計(jì)承載力Ra≥2600kN,單樁極限承載力Fk≥4950kN。施工中以樁長(zhǎng)和油壓值進(jìn)行“雙控”。通過靜載試驗(yàn)、低應(yīng)變動(dòng)測(cè),其結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求,在試驗(yàn)最大荷載5700kN作用下,總沉降量為40毫米。
二、先張法預(yù)應(yīng)力管樁的特點(diǎn)
1)有著較強(qiáng)的單樁承載力以及穿透力。這種管樁和一般的混凝土的預(yù)制樁相比,強(qiáng)度達(dá)到了80MPa,較后者高出了兩到四倍,而在穿透方面,即使是厚達(dá)5米左右的密實(shí)砂層都可以被穿透。
2)較好的抗裂性以及抗彎性。在預(yù)應(yīng)力用鋼棒的選擇時(shí),選擇強(qiáng)度較高的,再加入上述工藝,對(duì)于整個(gè)管樁的抗壓以及抗彎能力來說都有極大的提升。
3)在起伏較大的持力層的地質(zhì)條件下也有著極好的適應(yīng)性。經(jīng)過工廠生產(chǎn)的成品,有著不一致的樁節(jié)長(zhǎng)短,具體可以以當(dāng)場(chǎng)的地質(zhì)條件作為基礎(chǔ),來對(duì)接樁長(zhǎng)度進(jìn)行及時(shí)調(diào)整,用樁量相應(yīng)的減少許多,而如預(yù)制方莊經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)余樁較多的現(xiàn)象,在此則不會(huì)出現(xiàn)。
4)減少材料使用,能夠降成本降低。該方法和鉆孔灌注樁的方式相比,投資方面會(huì)減少大約百分之三十。和普通的方樁相比,在鋼筋用量方面,前者是后者的百分之三十,混凝土使用方面僅僅為后者的百分之四十五。通過靜壓法來進(jìn)行沉樁活動(dòng),緩沖材料以及替打墊木的材料將會(huì)被節(jié)省許多。
5)施工時(shí)間短,速度,工效有保障。一臺(tái)樁機(jī),每天的成功量可達(dá)到300多米,可見施工的速度極快。
6)簡(jiǎn)便的檢測(cè)管樁質(zhì)量。管樁通常會(huì)選擇閉口型的預(yù)制樁尖,當(dāng)其深入到了持力層之后,會(huì)在管樁內(nèi)腔經(jīng)過,通過低壓照明方式,成樁的質(zhì)量以及深入的長(zhǎng)度就可以直接被目測(cè)到,因此深受消費(fèi)者的喜愛。
7)能夠保證文明施工,現(xiàn)場(chǎng)保潔十分方便。通過靜壓法來進(jìn)行沉樁活動(dòng),在此過程中,不需要產(chǎn)生震動(dòng),出現(xiàn)泥漿,更不會(huì)帶來污染,在城市居民區(qū)如果需要樁基施工項(xiàng)目,是較為合適的,能夠讓施工單位文明施工。
8)如果該地區(qū)是以石灰?guī)r為主,或者有著較多障礙物,就不適合采用這樣的方法。
三、預(yù)應(yīng)力管樁施工質(zhì)量控制
1、管樁質(zhì)量控制要點(diǎn)
1)進(jìn)場(chǎng)的成品樁質(zhì)量必須達(dá)到質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
2)樁位按樁基圖紙測(cè)量放線定位無誤。
3)管樁入土深度和油壓值必須雙控,滿足設(shè)計(jì)要求和試樁確定參數(shù)。
4)管樁就位接樁時(shí),焊縫質(zhì)量和停歇時(shí)間必須符合規(guī)范要求。
5)管樁樁身入土垂直度不得超過0.5%。
現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師必須按照以上5個(gè)質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行旁站監(jiān)理,認(rèn)真檢驗(yàn),合格簽證,并作好現(xiàn)場(chǎng)記錄。
2、管樁施工前的準(zhǔn)備工作
1)如果一個(gè)地區(qū)對(duì)設(shè)計(jì)的要求比較高,但又沒有足夠經(jīng)驗(yàn),想要獲取一些較為經(jīng)濟(jì)并且可靠的相關(guān)參數(shù),首先需要在施工之前進(jìn)行打樁處理,這是十分重要的。如果工藝以及地質(zhì)條件十分接近,那么試樁數(shù)量需要保證至少三根,通過對(duì)單樁進(jìn)行豎向的抗壓靜載實(shí)驗(yàn),在實(shí)際的工作中,如果樁的相關(guān)數(shù)字產(chǎn)生了較大的變化,或者是施工手段發(fā)生了變化,都需要重新進(jìn)行試樁活動(dòng)。
2)在對(duì)管樁進(jìn)行選擇時(shí),首先需要業(yè)主或者是監(jiān)理人員對(duì)生產(chǎn)廠家進(jìn)行實(shí)地考察,廠方是否有資格證書,是否有營(yíng)業(yè)執(zhí)照,生產(chǎn)的設(shè)備以及養(yǎng)護(hù)的設(shè)備,生產(chǎn)流程,原材料質(zhì)量,設(shè)備的鑒定書等等,都需要考察一番。
3)對(duì)施工單位的相關(guān)資格證書進(jìn)行考察,如營(yíng)業(yè)執(zhí)照,生產(chǎn)體系是否安全,操作人員的上崗證,施工使用機(jī)械是否合格,相關(guān)的檢測(cè)鑒定書等等。
4)對(duì)實(shí)際的施工場(chǎng)地的相關(guān)地質(zhì)條件需要熟悉,對(duì)該地區(qū)的水文,障礙物等需要有切實(shí)的掌握。
5)對(duì)工程圖紙進(jìn)行會(huì)審工作,會(huì)議紀(jì)要需要被簽發(fā),另外操作人員的安全技術(shù)交底工作也是十分重要的。
6)施工方需要對(duì)施工方案進(jìn)行及時(shí)的送達(dá),申請(qǐng)表也需要一并填寫,并送達(dá)至監(jiān)理部,由其來進(jìn)行審查,隨后項(xiàng)目總監(jiān)來進(jìn)行簽批工作。
7)在現(xiàn)場(chǎng)的工程師,需要對(duì)施工單位送達(dá)的成果表以及相關(guān)的措施進(jìn)行復(fù)查,并且是實(shí)地復(fù)查。如測(cè)量人員的相關(guān)證書,機(jī)器的檢測(cè)證書,對(duì)坐標(biāo)設(shè)置進(jìn)行復(fù)查,軸線定位點(diǎn)等。
8)在產(chǎn)品進(jìn)入工地之前,首先需要施工方來進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè),隨后進(jìn)行報(bào)審表的填寫,現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)理工程師對(duì)其質(zhì)量再次審查,如果合格就可以簽名使用,而如果不合格,那么就嚴(yán)禁使用。
3、管樁入土垂直度的控制
送樁器以及樁身之間需要在同一條線上,管樁被送入土中垂直度如何是需要嚴(yán)密進(jìn)行控制的,一般偏差需要小于百分之零點(diǎn)五。
1)在整棟建筑物的基線外的四米到六米左右的施工區(qū)域內(nèi),土地表面要求平整以及堅(jiān)實(shí),如果地面較為松軟,則需要對(duì)其進(jìn)行處理,使得樁身的垂直度有所保證,減少在沉樁時(shí)因?yàn)槠疃霈F(xiàn)的樁身破壞現(xiàn)象。
2)在進(jìn)行沉壓運(yùn)作時(shí),需要以樁身作為軸心來進(jìn)行沉壓活動(dòng)。在樁機(jī)大約15米的距離,分別以90°方向來安置兩臺(tái)經(jīng)緯儀,使得導(dǎo)桿和樁身的垂直度得以保證,一旦出現(xiàn)偏差,可以通過該裝置進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。
3)第一節(jié)樁沉樁的垂直度是必須要能夠保證的,一根樁質(zhì)量如何,關(guān)鍵就在這里。在進(jìn)行接樁環(huán)節(jié)時(shí),兩個(gè)樁節(jié)需要重合其中心線,二者偏差不應(yīng)超過兩毫米。
4)在下樁位放置好之后,通過樁頭導(dǎo)向箍的作用,使得上下樁節(jié)能夠接正。二者同心之后,在進(jìn)行焊接工作時(shí),需要沿著接口四周來進(jìn)行,分層進(jìn)行焊接活動(dòng),避免節(jié)點(diǎn)變形導(dǎo)致的樁身的不直。
4、管樁焊接質(zhì)量要求
在整個(gè)樁基工程中,接縫的焊接工作時(shí)最為薄弱的一環(huán),而且是較為隱蔽的緩解。因此在進(jìn)行該項(xiàng)活動(dòng)時(shí),需要監(jiān)理工程師在旁做好監(jiān)理工作,并進(jìn)行細(xì)致的記錄和檢驗(yàn)。
1)將管樁通過焊接手段變成整樁,通過樁端板焊接飽滿連續(xù),使用的是E43的焊條,需要出具合格證明,焊縫質(zhì)量方面至少要達(dá)到2級(jí)。
2)焊工需要持證上崗,對(duì)其證書,有效期等都需要進(jìn)行檢查。
3)在進(jìn)行對(duì)接工作之前,需要上下樁節(jié)的表面光滑,沒有污物,在坡口部位需要對(duì)其進(jìn)行徹底的清理,使得金屬的光澤得以出現(xiàn)。
4)接樁主要是管樁的莊頭部分距離地面1米左右時(shí)進(jìn)行。在下層樁節(jié)樁頭有導(dǎo)向箍,上面有4個(gè)或者是6個(gè)對(duì)稱的焊孔,通過該方法可以讓上節(jié)樁準(zhǔn)確的放置,能夠保證順直度。
5)在焊接過程中想要避免變形,需要2個(gè)焊工,在坡口的圓周部分,以導(dǎo)向箍作為基礎(chǔ)來進(jìn)行4點(diǎn)或者是6點(diǎn)的對(duì)稱施焊。上下節(jié)固定之后,才可以將導(dǎo)向箍拆除,隨后再來進(jìn)行分層施焊工作。管樁的接頭部分不能超過四個(gè)。
6)焊接的層數(shù)方面必須要大于兩層,在內(nèi)部的焊渣需要被清楚,能夠讓外層更加方便的進(jìn)行焊接工作。焊縫方面需要飽滿,均勻。表面不能夠看到渣滓,擦傷等痕跡。
7)在結(jié)束工作之后,需要停留大約1分鐘時(shí)間,質(zhì)量方面也需要受到監(jiān)理工程師的檢查,合格之后進(jìn)行簽證,隨后再繼續(xù)進(jìn)行沉樁活動(dòng),在這一過程中,焊縫的冷卻不能用水,這是必須要注意的。
5、管樁頂與承臺(tái)連接
1)將管樁中孔內(nèi)表面的浮漿清除、清洗干凈,以利澆筑混凝土與管壁粘結(jié)密實(shí)。
2)將加工好托板(3毫米厚圓薄鋼板)置于管樁中孔內(nèi),3根鋼筋掛于管壁上,澆筑混凝土比承臺(tái)提高一級(jí),然后設(shè)置綁扎好鋼筋骨架,繼續(xù)澆搗混凝土與管樁頂平。
3)管樁內(nèi)伸出主筋,錨入承臺(tái)內(nèi)的錨固長(zhǎng)度不少于主筋直徑(Ⅰ級(jí)鋼)的30d或主筋直徑(Ⅱ、Ⅲ級(jí)鋼)的35d。
4)當(dāng)樁頂?shù)陀谠O(shè)計(jì)標(biāo)高需要接樁時(shí),接樁外徑比原管樁外徑大300毫米,嵌入原管樁內(nèi)應(yīng)大于鋼筋錨固長(zhǎng)度或大于200毫米,接樁內(nèi)和管樁內(nèi)的鋼筋骨架按樁基鋼筋圖下料綁扎,澆筑混凝土強(qiáng)度等級(jí)比承臺(tái)混凝土提高一級(jí)。
6、預(yù)應(yīng)力管樁施工質(zhì)量缺陷及預(yù)控措施
1)施工質(zhì)量缺陷
?、贅俄斊贿^大
②樁身傾斜
?、蹣俄斊扑?/div>
?、軜渡頂嗔?/div>
?、莩翗哆_(dá)不到設(shè)計(jì)控制要求
?、迾渡砩细?/div>
⑦基坑開挖不當(dāng)引起大面積群樁傾斜
2)施工質(zhì)量缺陷預(yù)控措施
?、偈┕で熬幹坪蛨?bào)審施工方案,施工中要嚴(yán)格按施工方案和操作規(guī)程執(zhí)行
?、谂鋫鋵B氋|(zhì)量員、測(cè)量人員負(fù)責(zé)質(zhì)量檢查,對(duì)每一道工序都要進(jìn)行復(fù)檢,杜絕人為因素造成的質(zhì)量問題發(fā)生
?、凼┕で昂褪┕ぶ卸家J(rèn)真研究地質(zhì)勘察報(bào)告,對(duì)不良土質(zhì)和地下水高等情況要有措施,確保施工質(zhì)量
?、苓x擇樁機(jī)時(shí)應(yīng)注意樁機(jī)重量和設(shè)計(jì)的承載力要求,一般是三比一比較合適,對(duì)靜壓樁機(jī)的夾樁夾具要有選擇,夾具是造成樁身裂紋的主要原因
?、菡莆盏刭|(zhì)特點(diǎn)、根據(jù)土層變化,控制錘擊沖程,控制停錘標(biāo)準(zhǔn),發(fā)現(xiàn)樁身劇烈抖動(dòng)或貫人度突然增大、樁身嚴(yán)重傾斜時(shí)應(yīng)立即停錘進(jìn)行研究處理
?、奘┕ご笃芗念A(yù)制管樁時(shí)采用設(shè)置袋裝砂井、打插塑料排水板,開挖降水井和防擠土溝等技術(shù)措施來降低孔隙水壓力,減少土體的隆起
?、咤N擊樁機(jī)在施工時(shí),要及時(shí)更換錘墊樁墊,防止樁頂破損
⑧施工前要根據(jù)地質(zhì)資料選擇樁位試樁,根據(jù)試樁情況合理配樁,確保樁頂?shù)臉?biāo)高基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求,減少鋸樁和接樁數(shù)量,杜絕在沒有達(dá)到壓力值時(shí)停止壓樁或超過終壓力值時(shí)繼續(xù)壓樁
⑨測(cè)量設(shè)備和儀器、樁機(jī)上的壓力表、水平儀都要經(jīng)常檢查和標(biāo)定
?、饣娱_挖要由有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員編制施工方案,確定開挖程序,注意保持基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)或邊坡土體的穩(wěn)定,基坑邊嚴(yán)禁堆土和重物
7、預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)工程質(zhì)量檢測(cè)
1、管樁的單樁豎向承載力的檢測(cè)
1)靜載試驗(yàn).同一條件下的檢測(cè)樁數(shù)不宜少于樁總數(shù)1%,且不應(yīng)少于3根;工程樁總數(shù)在50根以內(nèi)時(shí),不應(yīng)少于2根。
2)高應(yīng)變動(dòng)測(cè)。地質(zhì)條件復(fù)雜,成樁質(zhì)量可靠性較低的高層房屋建筑,宜采用高應(yīng)變動(dòng)測(cè)作為單樁豎向抗壓承載力驗(yàn)收檢測(cè)的補(bǔ)充,抽檢數(shù)量不宜少于總樁數(shù)5%,且不得少于5根。
2、預(yù)應(yīng)力管樁樁身完整性檢測(cè)采用低應(yīng)變動(dòng)測(cè)
1)柱下3樁或3樁以下的承臺(tái)抽檢樁數(shù)不得少于1根。
2)管樁基礎(chǔ)工程的抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的20%,且不得少于10根。
3)當(dāng)采用低應(yīng)變法抽檢樁身完整性所發(fā)現(xiàn)的Ⅲ、Ⅳ類樁之和大于抽檢樁數(shù)的20%時(shí),應(yīng)在未檢樁中繼續(xù)擴(kuò)大抽檢。
四、小結(jié)
預(yù)應(yīng)力管樁是在先張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)和高性能混凝土的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,利用靜壓或錘擊的方法將空心圓筒體狀的構(gòu)件沉入地下,達(dá)到設(shè)計(jì)控制標(biāo)高或承載力,以此作為建筑物的基礎(chǔ)。靜力壓樁施工法具有低噪音、低震動(dòng)、無沖擊和施工速度快、施工安全等特點(diǎn),已得到廣泛的應(yīng)用,具有廣闊的應(yīng)用前景。
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