摘要:樁基礎(chǔ)作為建筑工程強(qiáng)制性控制內(nèi)容之一,是建筑工程質(zhì)量控制重中之重。本文主要對近年來應(yīng)用較廣的預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)進(jìn)行了簡要分析,尤其是靜壓法施工及注意事項(xiàng),希望可以為相關(guān)單位提供一點(diǎn)參考。
預(yù)應(yīng)力管樁的施工分靜壓式和打入式。當(dāng)采用錘擊法時,應(yīng)根據(jù)樁徑,壁厚,打入深度,工程地質(zhì)條件及樁密集程度等合理選擇樁錘;當(dāng)采用靜壓法時,可以根據(jù)具體工程地質(zhì)情況及樁基設(shè)計要求合理選擇配重,壓樁設(shè)備應(yīng)有加載反力讀數(shù)系統(tǒng),對預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁不宜采用抱壓。靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁具有施工工期短、質(zhì)量穩(wěn)定、承載力高、穿透力強(qiáng)、低噪聲、無震動、無污染、運(yùn)輸?shù)跹b方便等特點(diǎn),近年來已廣泛運(yùn)用。打入式的工藝與原來廣泛使用的普通預(yù)制樁基本一致,工藝比較成熟;目前靜壓預(yù)應(yīng)力管樁工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)尚不夠豐富,但隨著靜壓預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)的推廣應(yīng)用和發(fā)展,以及人們對靜壓預(yù)應(yīng)力管樁的理論和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不斷積累,其應(yīng)用水平將會不斷得到提高。
1預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)
預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)有靜壓法、錘擊法或預(yù)鉆孔插樁等方法施工。錘擊法沉樁機(jī)械通常采用柴油錘、液壓錘,不宜采用自由落錘,其特點(diǎn)是穿透能力強(qiáng)、承載力高、施工成本較低,應(yīng)用廣泛,缺點(diǎn)是存在著噪音及振動污染。靜壓法施工的特點(diǎn)是成樁后承載力直觀可預(yù)測,噪音和振動不明顯,適合在市區(qū)人口密集地區(qū)施工,缺點(diǎn)是穿透能力差,對機(jī)械裝備的性能要求較高,設(shè)備笨重,難于下到較深的基坑中施工,且有些靠基坑壁的邊樁不能施工。在建筑密集的老城區(qū)或附近存在著對擠土效應(yīng)敏感的設(shè)施的施工,則宜考慮鉆孔插樁施工法或相應(yīng)采取其他防護(hù)措施。隨著人們環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)及城市對建筑施工噪音控制越來越嚴(yán)格,樁基礎(chǔ)施工方法成為設(shè)計及施工首要考慮的問題,為解決過去沉樁產(chǎn)生的強(qiáng)噪音和廢氣污染,以及鉆孔挖孔樁產(chǎn)生的水污染問題,靜壓法便應(yīng)運(yùn)而生。
靜壓法技術(shù)特點(diǎn):本法利用電力,具有液壓操作,自動化程度高,運(yùn)轉(zhuǎn)靈活,樁位定點(diǎn)精確,可提高樁基施工質(zhì)量,施工無噪聲、無振動、無污染。沉樁采用全液壓夾持樁身向下施加壓力,可避免打碎樁頭,混凝土強(qiáng)度等級可降低1-2級,配筋比錘擊法可省鋼筋40%左右。施工速度快,壓樁速度每分鐘可達(dá)2m,比錘擊法可縮短工期1/3。適用范圍:本工藝標(biāo)準(zhǔn)適用于軟土、填土、一般粘性土層中,特別適合于居民稠密和危房附近環(huán)境保護(hù)要求嚴(yán)格的工業(yè)與民用建筑的低承臺樁基礎(chǔ)施工。
2施工準(zhǔn)備
2.1機(jī)具選擇
根據(jù)施工方法結(jié)合實(shí)際現(xiàn)場情況,選擇樁機(jī)與樁錘。選擇樁錘時,必須充分考慮管樁,必須對樁的重量、入土深度、地層巖分布、厚度作綜合分析,再按照樁錘的特性進(jìn)行選擇的設(shè)計長度及地質(zhì)情況與施工成本,并掌握各種錘的錘型和錘級(錘重)特性。樁錘的夯擊能量必須克服樁的貫入阻力,包括克服樁尖阻力、樁側(cè)摩阻力和樁的回彈產(chǎn)生的能量損失等。錘重與樁重比必須相適應(yīng),一般情況下錘重與樁重比越大,打樁的效率也越高。如果樁錘的能量不能滿足上述要求,則會引起樁頭部的損壞,難以將樁送到設(shè)計標(biāo)高。但當(dāng)用大型錘打小斷面的樁時,也會使樁產(chǎn)生縱向壓曲或局部破壞。鑒于本工程現(xiàn)場實(shí)際情況和設(shè)計要求,我們采用錘擊法沉樁。錘擊法打樁機(jī)選用三點(diǎn)支撐滾管自行式柴油打樁機(jī),錘型為DD-45柴油錘,沖擊部分重4.5t,總錘9.6t,沖擊力4000kN~5000kN。
2.2平整場地
由于在淤泥質(zhì)土層上施工,穩(wěn)定性差,樁機(jī)自重大,振動力強(qiáng),與地面接觸面小,在施工中容易擾動土質(zhì)造成樁機(jī)沉陷傾斜。為了防止施工中出現(xiàn)這種現(xiàn)象,提高地基承載力,應(yīng)將原場地平整,鋪上不小于50cm厚的工作墊層,工作墊層的材料可以用粒徑不大于10cm棄碴,但是大塊片石不能使用,否則施工時易引起樁位的偏差。
2.3樁位放樣
樁位放樣時應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求及現(xiàn)場實(shí)際情況,確定打樁方案,按每臺施工區(qū)域劃分測量定位控制網(wǎng),一般一個區(qū)域內(nèi)根據(jù)每臺樁機(jī)每天施工進(jìn)度放樣10個~20個樁位,在樁位中心點(diǎn)用木樁打入地面,再在木樁上將樁中心點(diǎn)放出,用生石灰線按樁徑大小圈定,以方便插樁和對中。沿線路方向每隔25m設(shè)置一個水準(zhǔn)控制點(diǎn),與樁機(jī)應(yīng)保持一定距離防止擾動。該控制點(diǎn)作為管樁標(biāo)高的控制點(diǎn),每周都要用全站儀復(fù)核、校正一次控制點(diǎn)的位置和標(biāo)高。
3施工工藝
施工流程:整平強(qiáng)夯后的場地→測量放樣布置樁位→靜壓機(jī)拼裝就位→吊管樁就位→試樁→正常壓樁施工→接樁(樁長達(dá)不到設(shè)計要求)→截樁(樁長超出設(shè)計要求)→靜壓機(jī)移位→下一根管樁施工→重復(fù)前面的壓樁工藝→綁扎樁帽鋼筋→支模板→現(xiàn)澆水泥混凝土樁帽并養(yǎng)護(hù)→鋪筑第一層碎石墊層并整平壓實(shí)→鋪設(shè)一層鋼塑格柵→鋪筑第二層碎石墊層并整平壓實(shí)。
1)樁機(jī)就位。樁機(jī)設(shè)備進(jìn)場后,先進(jìn)行安裝調(diào)試,然后移至樁位處就位,安裝就位后應(yīng)垂直平穩(wěn)。在樁機(jī)移至樁位對中后,用兩臺經(jīng)緯儀對樁機(jī)進(jìn)行垂直度調(diào)正,使導(dǎo)桿垂直,打樁期間經(jīng)常檢查,隨時保證導(dǎo)桿的垂直度。
2)吊樁。起吊前在樁身上劃出以米為單位的長度標(biāo)記,以便沉樁過程中記錄每米錘擊數(shù)。利用樁機(jī)自身攜帶的卷揚(yáng)機(jī)具將管樁拖拉就位并起吊,將樁吊起后,將管樁準(zhǔn)確對中樁位后,再用兩臺經(jīng)緯儀(互成90°)雙向調(diào)整管樁的垂直度,通過樁機(jī)導(dǎo)架的旋轉(zhuǎn)、滑動及停留進(jìn)行調(diào)整;插入時的垂直度偏差不得超過0.5%,確保位置及垂直度符合要求。第一節(jié)管樁(底樁)的對中調(diào)直對成樁的垂直度起到關(guān)鍵作用,調(diào)直可防止偏心錘擊。如管樁發(fā)生偏斜,將樁拉起修正或者拔起再重新對中。當(dāng)樁對中完畢后利用樁錘的自重將樁壓入土中。
3)錘擊沉樁。柴油錘爆發(fā)力強(qiáng),錘擊能量大,工效高,錘擊作用時間相對較長,落距能隨樁端阻力的大小而自動調(diào)整,人為的控制因素較少。柴油錘的油門分4檔,如選錘合理,一般只開到2檔,這樣樁不易被打碎,錘也不易受到損壞,還應(yīng)做到“重錘低擊”。遇到特殊的地質(zhì)情況時,選錘應(yīng)更加慎重。如持力層較薄,宜選擇較低能量的樁錘,以防擊穿;而需穿越厚度在5m以上的密實(shí)砂層或進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化層的話,則應(yīng)選擇能量較高的樁錘并采用“低擊”的方法施打,避免因樁錘能量低而導(dǎo)致總錘擊數(shù)偏高,施打過程中,用兩個方向的經(jīng)緯儀監(jiān)控管樁垂直度,使得樁錘與樁帽和樁身的中心線應(yīng)重合。
4)接樁。當(dāng)超過預(yù)制樁長度時,接頭質(zhì)量是管樁樁基質(zhì)量的關(guān)鍵,均采用鋼端板焊法。每段管樁沉管后,需要樁段對接時,應(yīng)對接口的管端預(yù)埋鋼箍進(jìn)行除銹處理,對連接部位上的雜質(zhì)、油污、水分也要清理干凈。同時還應(yīng)注意焊條的質(zhì)量,在拼接處應(yīng)由兩個焊工對稱進(jìn)行環(huán)焊,焊接層數(shù)不小于兩層,焊縫應(yīng)飽滿連接,并做好相應(yīng)的后繼防腐工作。 管樁中心線與拼接管樁中心線偏差不大于2mm,焊接后焊縫應(yīng)自然冷卻,嚴(yán)禁用水冷卻和焊完立即施打。對于一部分管樁在沉樁后樁頂標(biāo)高超過設(shè)計標(biāo)高時,要采取截樁措施(一般不宜截樁)。為確保截樁后的管樁質(zhì)量,不得使用大錘硬砸。應(yīng)使用截樁機(jī)械或手工方法,先將截樁處樁身下部一定范圍用鋼抱箍緊,或用混凝土堵住再沿其上緣用鋼釬在樁身四周對稱鑿穿后再用錘打下。如須切斷鋼筋可用氣割法進(jìn)行。
5)送樁。如設(shè)計標(biāo)高低于原地面標(biāo)高,則借助送樁器將管樁打到地面下設(shè)計標(biāo)高。
6)收錘標(biāo)準(zhǔn)。收錘標(biāo)準(zhǔn)的確定因素較多,根據(jù)設(shè)計參數(shù)、地質(zhì)條件及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等因素結(jié)合起來確定。主要是抓住關(guān)鍵性控制指標(biāo):最后貫入度、最后1m錘擊數(shù)、進(jìn)入持力層深度等要素,才能保證樁達(dá)到設(shè)計要求。本工程按設(shè)計要求,樁類型為摩擦樁,以滿足設(shè)計有效樁長為主結(jié)合貫入度控制的原則收錘。確定管樁端地層符合設(shè)計時,最后貫入度不宜小于20mm/10擊;當(dāng)持力層為基巖風(fēng)化層時,最后貫入度可適當(dāng)減少,但不宜小于20mm/10擊。
4、施工注意事項(xiàng)
設(shè)計從質(zhì)量的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性等方面考慮,一般都會選用擠土樁,可是擠土效應(yīng)和振動影響制約了其在城區(qū)的使用,因而城區(qū)多采用靜壓法施工。預(yù)應(yīng)力管樁施工中最典型的問題是擠土效應(yīng),下面重點(diǎn)介紹。
1靜壓樁擠土效應(yīng)防治。預(yù)應(yīng)力管樁屬于擠土類型,往往由于沉樁時使樁四周的土體結(jié)構(gòu)受到擾動,改變了土體的應(yīng)力狀態(tài),產(chǎn)生擠土效應(yīng);樁機(jī)施工過程中焊接時間過長;樁的接頭較多而且焊接質(zhì)量不好或樁端停歇在硬夾層;施工方法與施工順序不當(dāng),每天成樁數(shù)量太多、壓樁速率太快、布樁過多過密,加劇了擠土效應(yīng)。靜壓施工前應(yīng)根據(jù)場地周邊環(huán)境條件及工程地質(zhì)情況,制定切實(shí)可行的施工方案,采用經(jīng)濟(jì)、有效的技術(shù)措施,減少擠土效應(yīng)所造成的危害,保證靜壓施工的順利進(jìn)行。
2配樁問題。樁長控制,預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的表面雖然光滑,但是屬于摩擦樁,設(shè)計一般以樁長作用靜壓樁的控制止壓條件,就是說根據(jù)地質(zhì)土層分布情況,樁長達(dá)到設(shè)計要求的數(shù)值已經(jīng)有足夠的摩擦力承受上部荷載。而現(xiàn)場實(shí)際操作則未必與設(shè)計相符,當(dāng)小于設(shè)計要求長度時,監(jiān)理方應(yīng)通知設(shè)計院,要求對已經(jīng)無法繼續(xù)下壓而樁長不滿足要求的樁的承載力進(jìn)行核算看是否滿足設(shè)計要求,出書面通知,如不夠時是否采用加樁處理等,管樁是屬于擠密樁,樁尖下的土層受壓后形成向上的應(yīng)力,就算當(dāng)時是能滿足承載力要求,而隨著時間的推移,此處的應(yīng)力會逐漸消失,如果樁周摩擦力不能滿足設(shè)計要求時,會在建筑物建設(shè)或使用過程中隨著荷載的增加而出現(xiàn)意想不到的下沉,對建筑物的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大的影響。
作為一個有經(jīng)驗(yàn)的施工單位,在管樁施工前必須做配樁計劃,依據(jù)是地質(zhì)勘察報告和設(shè)計要求的樁長,根據(jù)持力層的等高線圖可以預(yù)計到管樁施工時能達(dá)到的有效樁長,根據(jù)這個配樁方案進(jìn)行管樁的采購、樁長是否與設(shè)計要求相符判斷等方面的工作,由于沒有做這項(xiàng)工作引起現(xiàn)場管樁長度過大,損失只能由施工單位承擔(dān),如果是按配樁方案執(zhí)行卻由于地質(zhì)突變原因造成長樁剩余,則需與甲方協(xié)商,對此部分的樁做適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。
3特別注意事項(xiàng)。壓樁過程中,對周圍的建筑物包括已完成的樁基,一定要采取切實(shí)可行的位移、沉降監(jiān)測措施,這是整個施工過程中的重中之重。對樁的上浮、樁平面位移的監(jiān)測,監(jiān)測的數(shù)據(jù)需詳細(xì)記錄,及時統(tǒng)計、分析比較,當(dāng)發(fā)現(xiàn)樁有較大上浮時,說明擠土效應(yīng)的不利作用已經(jīng)產(chǎn)生。此時應(yīng)作出相應(yīng)的調(diào)整措施,如放慢施工速度。在土方開挖過程中,要注意開挖方式,嚴(yán)禁各種機(jī)械的運(yùn)行引起未開挖之土向已開挖方向蠕變,對管樁形成單側(cè)壓力,加強(qiáng)施工過程中基坑土體位移的監(jiān)測,要求落實(shí)專人負(fù)責(zé)基坑的集水排水工作,嚴(yán)格控制開挖分層厚度。為避免機(jī)械碰撞樁身,可考慮在樁周圍30~50cm范圍內(nèi)的土方用人工開挖。
5、預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)在設(shè)計和施工過程應(yīng)注意如下幾方面:
?。?)設(shè)計計算時對于各層地質(zhì)的巖土參數(shù)取值應(yīng)合理。
?。?)設(shè)計時應(yīng)考慮是管樁的施打是否有足夠的場地,有時基坑與已建建筑物靠得太近,樁機(jī)則無法靠近施壓(打)。
?。?)設(shè)計時應(yīng)清楚了該工程的地質(zhì)情況,因?yàn)楣軜兜氖褂檬艿胶芏嗖焕刭|(zhì)條件的限制,比如孤石和障礙物多的地方;有堅(jiān)硬夾層;石灰?guī)r地層;還有就是密實(shí)粉細(xì)砂較厚時,如果采用靜壓樁,有可能很難壓下管樁。
?。?)因?yàn)楣軜侗旧頉]法做成止水帷幕,如果地下水位較淺時,還應(yīng)考慮基坑止水設(shè)計。
?。?)設(shè)計時還應(yīng)考慮樁長,不可過長而導(dǎo)致接樁的現(xiàn)象。
?。?)施壓(打)樁時應(yīng)控制施質(zhì)量,不可打斷、打裂樁身,如果樁身結(jié)構(gòu)受到損害將大大降低樁身的承載能力,影響基坑支護(hù)。
評論 (0)