高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的液壓法施工技術(shù)探析

摘要：高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工時采用液壓法壓樁，由于具有無污染、效率高、噪音小、沉樁質(zhì)量較好等許多優(yōu)點，而淘汰了以往的柴油錘擊入樁施工方法。文章結(jié)合工程實例，探討了高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的施工工藝。

關(guān)鍵詞：高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁；液壓法；施工技術(shù)；建筑基礎(chǔ)；PHC管樁 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TU753 文章編號：1009-2374（2015）29-0119-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.29.060

高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是近年來應(yīng)用較多的一種新型建筑基礎(chǔ)，其簡稱為PHC管樁。PHC管樁的制作工藝采用先張預(yù)應(yīng)力離心成型，隨后經(jīng)過180℃左右的蒸汽養(yǎng)護(hù)最終制成，管樁為空心、形狀為圓筒形。高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁具有很多優(yōu)點，它的單樁承載力較高，沉樁的質(zhì)量較好，施工過程中由于機械化程度高，施工比較方便快捷，可節(jié)約大量人工。高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的工程造價相對其他形式的基礎(chǔ)來說比較低，經(jīng)濟(jì)實惠，另外其應(yīng)用范圍比較廣泛，可適用于道橋、房屋建筑、水利工程等多種形式的建設(shè)工程中。

預(yù)應(yīng)力混凝土樁基剛剛采用時，由于技術(shù)等原因，前幾年其施工多采用柴油錘擊入樁，這種施工工藝噪音大，如果是市內(nèi)施工往往因為擾民而屢被投訴，同時由于使用柴油造成濃煙滾滾，對環(huán)境造成了較大污染，現(xiàn)在已經(jīng)很難通過環(huán)境評價?；诖朔N原因，柴油錘擊入樁逐漸被淘汰，取而代之的是采用液壓法壓樁。液壓法壓樁克服了柴油錘擊入樁噪聲和濃煙油污等方面的缺點，受到了社會的廣泛好評，迅速取代了柴油錘擊入樁施工工藝。那么，高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁液壓法壓樁的施工工藝如何？本文就以某住宅樓工程的高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁液壓法壓樁施工為例，對高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的液壓法壓樁施工過程中應(yīng)該注意的幾個問題和具體的施工工藝進(jìn)行探討，以與同行交流。

1 工程概況

該工程為某住宅樓，建筑主體為框架結(jié)構(gòu)，層數(shù)一共有9層，建筑物總高度為31.50m。工程的地基概況如下：該工程地面以下2.5～4m為機械吹填海砂層，砂層往下為淤泥層，屬于沖刷和淤泥環(huán)境沉積類型。該工程地基的土質(zhì)主要是軟土，軟土層的尺度較大，如地基的第二層為8.50～15.20m的總厚度達(dá)6.7m的淤泥層。該工程地基屬于上層滯水帶類型，地下水位于地表下1.20m層面?；谝陨蠑?shù)據(jù)及現(xiàn)實情況，在設(shè)計時，工程的地基基礎(chǔ)采用高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁設(shè)計。本工程的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁共設(shè)計有230根。管樁的樁徑為500mm，壁厚100mm，有效樁長為26～29m，單樁承載力為700kN，管樁混凝土強度C80，采用三節(jié)接樁。

2 高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁試驗

高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的液壓法壓樁施工在施工前，首先要做的一項工作就是對高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁做承載力試驗，以確保管樁的質(zhì)量和承載力滿足項目相關(guān)的承載力要求。必須要分階段進(jìn)行單樁承載力的動測試驗和靜載試驗。下面就介紹一下這兩項試驗：

2.1 管樁的動測試驗

管樁施工前的動測試驗又稱為動力無損檢測試驗，常采用的是高應(yīng)變動力測試法，此動力測試法是靜載試驗的一個有效補充。這個測試法采用PDA打樁分析儀，利用重錘錘擊管樁的頂部樁頭位置，從而使管樁的樁頭產(chǎn)生一個永久性位移，根據(jù)位移、錘擊力等數(shù)據(jù)，通過計算分析，得出管樁的極限承載力以及管樁樁身結(jié)構(gòu)的一些數(shù)據(jù)等相關(guān)的需要的完整資料。

根據(jù)工程實際，該工程通過隨意選取9根管樁，經(jīng)過測試后，試驗數(shù)據(jù)顯示，該管樁的承載力滿足設(shè)計要求，該管樁的樁身質(zhì)量滿足設(shè)計要求。

2.2 管樁的靜載試驗法

高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的靜荷載試驗，就是要模擬建筑物對管樁的實際荷載，通過靜力加壓，得出3根試驗管樁的荷載沉降關(guān)系曲線。本規(guī)程選取的試樁，其入土深度分別為-28.50m、-29.70m和-29.90m，深度數(shù)據(jù)表明管樁都進(jìn)入第9層黏土層。經(jīng)過測試，實驗數(shù)據(jù)關(guān)系曲線等相關(guān)的試驗結(jié)果證明，該樁基滿足設(shè)計要求。

一般來說，需要選擇用油壓千斤頂來對豎向抗壓靜載試驗時候?qū)哆M(jìn)行加荷載。油壓千斤頂?shù)募雍奢d裝置的安裝組成部分如下：4根錨樁、主梁、次梁、油壓千斤頂、測量儀表、壓力平臺的反力設(shè)備、棧橋、鋼、鋼錠構(gòu)成、液壓千斤頂與測定器。壓力試驗樁的破壞載荷推定比體重1.2倍不是壓力的實驗是正面的開始時，均勻放置平臺上。

3 液壓入樁的施工注意事項

3.1 壓樁的施工要點

靜力進(jìn)行壓樁的時候，需要提前知道單樁的豎向承載力，這個承載力的大小是多少才能合適呢？該數(shù)據(jù)可以通過樁的終止壓力值得出大致判斷，但不是一成不變的，數(shù)值的大小還與地基的土質(zhì)有關(guān)系，隨之變化。其實，這里管樁的終止壓力數(shù)值要通過靜載對比試驗來確定一個系數(shù)，利用系數(shù)確定最終的數(shù)值。如果大致判斷的管樁的終止壓力值不能滿足設(shè)計要求，就要采取送壓加深處理或補樁的相關(guān)措施，以保證工程的最終施工質(zhì)量。壓樁要連續(xù)進(jìn)行，施工期間不能中斷，硫磺膠泥接樁，中間要快，不能耽擱太長時間，接樁面要講究衛(wèi)生，不要污染。

3.2 沉樁線路的選擇

管樁的沉樁施工過程中，由于沉樁數(shù)量不斷增多，造成了建筑物的地基地質(zhì)構(gòu)造會發(fā)生變化，其土體密度會隨著入樁的段數(shù)而變大，因此壓樁所需的壓入力也在增大。為了避免這個問題，入樁線路的選擇就顯得尤為重要，應(yīng)該科學(xué)規(guī)劃。一般入樁陸續(xù)應(yīng)選擇單向行進(jìn)，不能從兩側(cè)往中間進(jìn)行。

本工程是一座綜合住宅樓，地理位置位居市內(nèi)，該工程的周邊建筑物為居民樓，在工地的東、北、西三個方向都是大量的民房，且與工地的距離很小，只有南面沒有居民建筑物，為街道。根據(jù)這樣的實際情況，為了消除地基變形對周圍居民樓的應(yīng)力等不利影響，在沉樁線路選擇上要慎之又慎。結(jié)合實際，決定從樁中心離建筑物近處開壓，將各土層自北向南排擠。

4 高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的壓樁施工

4.1 施工前的準(zhǔn)備工作

4.1.1 場地平整。施工前首先要進(jìn)行的工序就是場地平整，要對工地的地表雜物進(jìn)行清除，對工地的坑洼處進(jìn)行填平，特別不平的地方需要用壓路機對地表土進(jìn)行壓實處理。解決排水問題，沿工地四周挖排水溝至集水坑處進(jìn)行集中排水。

4.1.2 測量定位。在液壓管樁施工開工前，要請甲方提供區(qū)域內(nèi)的控制點資料，同時要請甲方明確現(xiàn)場控制點的具體位置，并及時辦理雙方交接手續(xù)。施工人員在進(jìn)行施放施工軸線和確定樁的位置時，應(yīng)該根據(jù)甲方提供的控制點來確定施工。每個樁點要插上短鋼筋以示明確位置，方便施工。樁點位置要做成管樁等徑模具用白灰沿模具撒放。測量定位、放線、復(fù)核工作應(yīng)該由專人負(fù)責(zé)，對測量儀器要定期檢查，確保測量儀器的準(zhǔn)確性。同時要做好相關(guān)測量等原始數(shù)據(jù)的記錄和整理工作，形成準(zhǔn)確、完整的書面資料，提交給甲方和監(jiān)理方，以便兩者對相關(guān)情況進(jìn)行復(fù)核和檢查。在準(zhǔn)確度要求方面，樁位偏差要求小于2cm，軸線偏差小于1cm。

4.1.3 預(yù)應(yīng)力管樁的成品檢查。為了保證質(zhì)量，高強混凝土預(yù)應(yīng)力管樁送達(dá)工地壓樁施工前要進(jìn)行成品的質(zhì)量和外觀等的檢查。檢查的主要內(nèi)容如下：查看預(yù)應(yīng)力管樁出廠合格證和主要質(zhì)量指標(biāo)（砼強度）、查看管樁外觀是否符合要求，要做好檢查記錄，經(jīng)監(jiān)理驗收并簽字認(rèn)可后方可施工。管樁兩端應(yīng)清理干凈，施焊面保持整潔干凈，若有油漆雜物污染等要及時清刷干凈。

4.1.4 施工設(shè)備的檢查。主要有：壓樁機安裝就位，正常工作運行；壓樁機的壓重要按照工程實際需要進(jìn)行配重；樁機平臺要調(diào)整平齊；起重設(shè)備安裝就位并正常運行；電力設(shè)備正常供給。

4.1.5 吊樁插樁。吊樁插樁線要根據(jù)設(shè)計把需要的管樁編號，并按照壓樁的順序進(jìn)行排列，以方便后期施工。前期工作準(zhǔn)備好后，就可以進(jìn)行吊樁插樁了。利用樁機的自身起重機吊樁就位后，用夾具持樁，對準(zhǔn)測量定位點插樁入孔。樁壓入過程中修正樁的角度非常困難，因此就位時應(yīng)正確安放。插樁施工開始要輕壓，若有偏差應(yīng)及時糾正，必要時要拔出重壓。

4.2 壓樁

4.2.1 送樁。利用樁機的重量由液壓系統(tǒng)持樁將管樁垂直壓入土中，隨時用兩臺經(jīng)緯儀雙向控制管樁的垂直度，并觀察壓樁的壓力與深度。初壓時如果下沉量較大，宜采取輕壓，隨著沉樁加深，沉速減慢，壓力逐漸增加。在整個壓樁過程中，要使壓桿、樁帽、樁身盡量保持在同一軸線上，必要時應(yīng)將樁架導(dǎo)桿方向按樁身方向調(diào)整。要注意盡量不使管樁受到偏心壓力，以免管樁受彎。壓樁較難下沉?xí)r，要檢查樁架導(dǎo)桿有無傾斜偏心、樁身是否垂直，每根樁宜連續(xù)完成，以免難以繼續(xù)下壓。

4.2.2 管樁的垂直度的保證措施。管樁的垂直與否是施工質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，必須采取有效措施使之保證。一般應(yīng)該在將管樁壓入土50～80cm后暫時停止施工，對管樁進(jìn)行垂直度測量并校正。管樁垂直度的測量并校正需要專業(yè)人員進(jìn)行，一般用兩臺經(jīng)緯儀進(jìn)行隨時監(jiān)控，經(jīng)緯儀的放置地點應(yīng)該在距離樁點20m左右，保證打樁不受影響。兩臺經(jīng)緯儀位置互成90°，并經(jīng)常對放置加以整平，隨時監(jiān)測導(dǎo)架以確保導(dǎo)架保持垂直。樁的垂直度小于或等于0.5%方可滿足施工要求，然后才能繼續(xù)進(jìn)行沉樁施工。

5 結(jié)語

高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁具有很多優(yōu)點，它的單樁承載力較高，沉樁的質(zhì)量較好，施工過程中由于機械化程度高，因而比較方便快捷，可節(jié)約大量人工。其施工方法以前為柴油錘擊壓樁，后來液壓法壓樁克服了柴油錘擊入樁噪聲和濃煙油污等方面的缺點。以上以某住宅樓工程的高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁液壓法壓樁施工為例，對高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的液壓法壓樁施工過程中應(yīng)該注意的幾個問題和具體的施工工藝進(jìn)行探討，以與同行

交流。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：褚磊（1980-），男，山東棗莊人，棗莊礦業(yè)集團(tuán)中興建安工程有限公司工程師，研究方向：施工建設(shè)。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）