【摘要】預(yù)應(yīng)力管樁憑借其施工工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量可靠、造價(jià)較便誼、檢測(cè)方便等優(yōu)點(diǎn),原來多用于橋梁與水利工程,現(xiàn)廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑、公路、橋梁、港口、馬頭等工程。由于受成樁工藝、機(jī)械設(shè)備、地質(zhì)條件、施工隊(duì)伍的素質(zhì)等因素的影響,也容易產(chǎn)生一些質(zhì)量通病?,F(xiàn)就預(yù)應(yīng)力管樁的質(zhì)量通病進(jìn)行分析,并提出相應(yīng)的防治方法。
隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的高速發(fā)展,尤其是廣東地區(qū)近十年來生產(chǎn)和應(yīng)用上千萬米預(yù)應(yīng)力管樁,預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(簡(jiǎn)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)。其工程質(zhì)量的優(yōu)劣,直接影響建(構(gòu))筑的正常使用甚至影響到結(jié)構(gòu)安全,做好樁基施工質(zhì)量通病防治有重要意義。預(yù)應(yīng)力管樁施工中發(fā)生的主要質(zhì)量通病有:1、樁身產(chǎn)生斷裂損壞;2、接樁處開裂;3、沉樁深度達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高或深度,樁的承載能力不足。下面逐一對(duì)這幾種質(zhì)量通病進(jìn)行分析,并提出防治方法,供工程施工技術(shù)人員參考。
一、樁身產(chǎn)生斷裂質(zhì)量問題及防治方法
樁在沉入的過程中,樁身突然發(fā)生傾斜錯(cuò)位,樁尖處土質(zhì)條件沒有特殊變化,而貫入度突然增大,這時(shí)可能發(fā)生樁身斷裂,這類質(zhì)量問題較常見,特征明顯,容易判斷與發(fā)現(xiàn)。
其主要原因及防治方法如下:
1.地質(zhì)勘察不詳:地質(zhì)資料是保證沉樁能否順利的基礎(chǔ)。如果地質(zhì)勘察資料不詳,不符合施工的需要,可能造施工困難或施工失敗。如施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)有回填大塊混凝土、孤石、及中間硬夾層、透鏡體、舊建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)等障礙物未勘察清楚并清理干凈,在樁入土后,很可能將樁尖擠向一側(cè)或?qū)渡懋a(chǎn)生損壞。防治方法:地質(zhì)勘察報(bào)告應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑巖土工程勘察規(guī)范》(JGJ72),施工前應(yīng)將樁位下面地下障礙物,如舊墻基、條石、大塊混凝土等清理干凈,必要時(shí)用釬探檢查。
2.樁身存在質(zhì)量問題:預(yù)應(yīng)力管樁自身存在的質(zhì)量問題也很多,常見的主要有混凝土配比不當(dāng),水灰比太大,砂石的含泥率過高,樁頭內(nèi)部有空洞和蜂窩。離心制度不合理、離心時(shí)樁模跳動(dòng)等因素造成強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)等級(jí);樁在堆放時(shí)場(chǎng)地不實(shí)、不平整、吊運(yùn)過程中因操作不當(dāng),造成樁身裂紋或斷裂,未發(fā)現(xiàn);樁身彎曲超過規(guī)定值,樁尖偏離樁的縱軸線大,沉入的過程中發(fā)生傾斜或彎曲。防治方法:進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的管樁的不僅要檢查其產(chǎn)品合格證、產(chǎn)品說明書和相應(yīng)的質(zhì)量檢查報(bào)告是否符合設(shè)計(jì)要求或相關(guān)規(guī)定,還應(yīng)對(duì)樁身進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查,對(duì)于樁身有裂紋的、樁身彎曲程度超過規(guī)定值時(shí)(L/1000且<20MM)或?qū)υO(shè)計(jì)有樁頭的管樁、管樁的尺寸超過允許偏差值的不得使用并責(zé)令更換。樁在堆放、起吊、運(yùn)輸?shù)倪^程中要嚴(yán)格按相關(guān)操作規(guī)定,堆放場(chǎng)地平實(shí),不得超過三層。樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值70%方可起吊脫模,達(dá)到100%后方可施工。運(yùn)樁時(shí),樁體強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)施工要求,支點(diǎn)位置正確,上下支點(diǎn)應(yīng)對(duì)齊;吊裝時(shí),樁體強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)施工要求,支點(diǎn)位置正確,起吊均勻平穩(wěn),水平吊運(yùn)采取兩點(diǎn)吊,吊點(diǎn)距樁端0.207L,單點(diǎn)起吊時(shí)吊點(diǎn)距樁端0.293L(L為樁長),起吊時(shí)應(yīng)防止樁體晃動(dòng)或其他物體撞擊。
3.施工方法不當(dāng):施打方法不正確也是造成斷樁的重要原因。如樁定位時(shí)垂直度超過規(guī)定,壓入地下后,再用走架方法校正,使樁身產(chǎn)生彎曲;兩節(jié)或多節(jié)樁施工時(shí),應(yīng)保證上下兩節(jié)樁不在同一軸線上,易產(chǎn)生曲折;沉樁收錘標(biāo)準(zhǔn)過嚴(yán)。沉樁順序不當(dāng),先短樁后長樁、先四周后中央、先小樁后大樁等,造成擠斷管樁。防治方法:通常用兩臺(tái)經(jīng)緯儀,在相互成90°的兩個(gè)方向進(jìn)行過程監(jiān)測(cè)。當(dāng)?shù)谝还?jié)樁就位插入地面時(shí),應(yīng)利用經(jīng)緯儀配合樁機(jī)將樁兩個(gè)方向的垂直度偏差校正到不大于0.5%的樁長,然后正式沉樁。當(dāng)樁身垂直度偏差超過1%時(shí),應(yīng)找出原因設(shè)法糾正;當(dāng)樁尖穿過軟土土層后,嚴(yán)禁采用移動(dòng)樁架的方法進(jìn)行糾偏。在施工過程中,合理安排打樁順序,根據(jù)樁的密集程度,打樁順序分為:逐排打設(shè),從兩側(cè)向中間打設(shè),從中間向四周打設(shè),由中間向兩側(cè)打設(shè),分段打設(shè)等;按樁的設(shè)計(jì)標(biāo)高先深后淺的順序施打;按樁的規(guī)格先大后、先長后短施打;樁的規(guī)格,埋深,長度不同時(shí),宜按先大后小,先深后淺,先長后短的順序施打;當(dāng)樁頭高出地面時(shí),樁機(jī)宜往后退打,反之可往前頂打。
4.樁基開挖方案不當(dāng):在樁基開挖前,應(yīng)沒有根據(jù)基坑土質(zhì)、地下水的情況,制定合理的開挖方案。在淤泥較厚的地區(qū),淤泥易向開挖的方向流動(dòng),對(duì)樁產(chǎn)生側(cè)向壓力,造成斷樁;一次開挖深度過大,以至土體局部應(yīng)力釋放而使土體移動(dòng)引起斷樁。防治方法:在樁基開挖前,應(yīng)根據(jù)基坑土質(zhì)、地下水的情況,制定合理的開控方案,應(yīng)保持兩邊均勻開挖,樁兩側(cè)的高差應(yīng)小于1米。
二、接樁處開裂的質(zhì)量問題及防治方法
在沉樁的過程中,接樁的部位容易出現(xiàn)松脫、開裂等質(zhì)量問題,這類質(zhì)量問題一般不易發(fā)現(xiàn),只有通PIT檢測(cè),結(jié)合配樁長度分析,才能準(zhǔn)確判斷。其主要原因與防治方法如下:
1.進(jìn)行施工時(shí),連接處表面沒有清理干凈、留有雜質(zhì)、水分、灰塵、泥土、油跡等;焊結(jié)時(shí)連接件不平,其間有較大的間隙,造成焊接不牢;焊縫還續(xù),不飽滿、焊縫中有夾渣等;冷卻方式不對(duì)、冷卻時(shí)間不夠。防治方法:正式接樁施工前,做好準(zhǔn)備工作,對(duì)連接處的雜質(zhì)、水分、灰塵、泥土、油跡等進(jìn)行清理、保證連接處的清潔,坡口處應(yīng)當(dāng)露出金屬光澤;檢查連接部位是否牢固、平整,是否符合設(shè)計(jì)要求,如有問題須修正后方可進(jìn)行接樁。焊接質(zhì)量應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》和《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》,每個(gè)接頭除應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行外觀檢查外,還應(yīng)按接頭總數(shù)的5%做超聲或2%做x射線檢查,在同一工程內(nèi),探傷檢查不得少于3個(gè)接頭。
2.兩節(jié)樁不在同一軸線上,在接樁處產(chǎn)生錯(cuò)位,冷卻方式不對(duì)、冷卻時(shí)間不夠。打入時(shí)接樁處局部產(chǎn)生集中應(yīng)力導(dǎo)致連接破壞。防治方法:接樁時(shí),兩樁應(yīng)在同軸線上,檢查連接部位是否牢固、平整,焊接時(shí)由兩名焊工進(jìn)行對(duì)稱焊接。
三、沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)要求及防治方法
沉樁深度是以最終貫入度和最終樁身長度作為施工最終控制標(biāo)準(zhǔn),有時(shí)沉樁深度達(dá)不到設(shè)計(jì)的最終控制要求,這類質(zhì)量通病一般不易發(fā)現(xiàn),但對(duì)樁的承載力影響很大,甚至造成過大或不均勻沉降,必須引起足夠的重視。沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的原因及防治方法如下:
1勘探點(diǎn)不夠或勘探資料粗糙,對(duì)地質(zhì)情況不明,尤其是對(duì)持力層起伏標(biāo)高不明,導(dǎo)致設(shè)計(jì)考慮持力層或選擇樁長有誤。持力層選擇不當(dāng),預(yù)應(yīng)力管樁持力層宜選擇強(qiáng)風(fēng)化層,以達(dá)到較高的承載力。但當(dāng)強(qiáng)風(fēng)化層埋藏較深,考慮到樁的長度限制,不得已選擇全風(fēng)化層作持力層時(shí),承載力將會(huì)受到較大影響,特別是全風(fēng)化層有遇水易軟化的特點(diǎn),地下水可能通過樁管內(nèi)從樁尖滲入,大大降低樁端承載力。防治方法:在正式沉樁之前,應(yīng)詳細(xì)探明工程地質(zhì)情況,當(dāng)勘探資料不能滿足工程要求時(shí),應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行補(bǔ)勘,以正確選擇持力層或標(biāo)高。根據(jù)工程地質(zhì)條件,合理選擇樁型、施工方法及打樁順序。施打前要詳細(xì)分析地質(zhì)報(bào)告,若有穿過較厚的硬夾層時(shí),要選用“植樁法”穿透夾層,同時(shí),鉆孔時(shí)要雙向校正鉆桿的垂直度,也可選用射水沉樁等方法。鉆孔的垂直偏差要嚴(yán)格控制在1%以內(nèi)。植樁時(shí),樁應(yīng)順孔植入,出現(xiàn)偏斜也不宜用移動(dòng)樁架來校正,以免造成樁身彎曲。
2送樁器與樁頭銜接不好,但施打時(shí)仍按原收錘標(biāo)準(zhǔn)控制。防治方法:采用送樁的深度一般不要超過2m,而貫入度宜按比不送樁小5min/陣
3錘型選擇不當(dāng),當(dāng)用45號(hào)錘打直徑500mm的樁,承載力難以保證;反過來用60號(hào)錘打直徑400mm的樁,收錘標(biāo)準(zhǔn)確則較難控制。防治方法:采用柴油錘打樁,綜合考慮打樁的較率、沉樁質(zhì)量等因素,選擇錘型時(shí)宜參考表1中的指標(biāo)選用。
表1錘型選擇參數(shù)
管樁規(guī)格 柴油錘型號(hào) 單樁設(shè)計(jì)承載力 可入持力層 常用控制貫入度
400mm 45~50 1200KN左右 強(qiáng)風(fēng)化層 20~30min/陣
500mm 50~62 1200KN左右 強(qiáng)風(fēng)化層 20~50min/陣
結(jié)束語:通過不斷加強(qiáng)全面質(zhì)量管理,提高成品管樁的質(zhì)量;加強(qiáng)施工管理、提高施工技術(shù)使我國的管樁生產(chǎn)和應(yīng)用提高到一個(gè)新的水平。
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