黃樹春廈門廈信建設(shè)工程監(jiān)理有限公司(361021)
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PHC管樁靜壓法施工技術(shù)及質(zhì)量控制
黃樹春
廈門廈信建設(shè)工程監(jiān)理有限公司(361021)
摘要:結(jié)合某項(xiàng)目樁基工程施工實(shí)例,研究了預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁靜壓法施工技術(shù),并對施工中的技術(shù)問題進(jìn)行了針對性的處理,希望能為類似的工程提供參考。
關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁;靜壓法;施工技術(shù)
某建筑工程項(xiàng)目打樁區(qū)域面積18 000 m2,根據(jù)其工程需要,將樁基設(shè)計(jì)等級為乙級,設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年。該工程樁型為PHC500AB100,不采用樁尖,沉樁采用以壓力為主、樁長為輔的控制原則,樁端進(jìn)入粉砂層≥1 m,工程樁長度均在30~49 m,共計(jì)工程樁1 262根。每根管樁入土深度為30~49 m。根據(jù)地質(zhì)勘測報告,場地基本可以承受靜壓樁機(jī)行走的要求,可以進(jìn)行下一步施工。靜壓法施工不產(chǎn)生振動,無噪聲,無污染,對周邊環(huán)境無影響,故該工程全部采用靜壓法施工。
靜壓樁機(jī)常用全液壓式靜壓樁機(jī)。全液壓式靜壓樁機(jī)根據(jù)其沉樁施工方式不同分為頂壓和抱壓兩種。抱壓壓樁力對樁身產(chǎn)生的橫向力比頂壓壓樁力大30%~50%,過大的抱壓力將使樁身產(chǎn)生豎向裂縫。在抱壓壓樁力作用下,管樁內(nèi)側(cè)壁在力的作用點(diǎn)處產(chǎn)生拉應(yīng)力,外壁在力的作用點(diǎn)處產(chǎn)生遠(yuǎn)大于C80混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的拉應(yīng)力,致使管擴(kuò)開。因此,為了保證樁身不受損壞,通過限制壓樁力來控制頂壓力和抱壓力。本工程設(shè)計(jì)樁型為PHC500AB100,樁長30~49 m,管樁進(jìn)入粉砂層,采用樁長和貫入度雙重控制原則,單樁承載力特征值最大2 000 kN??紤]到場地、地質(zhì)情況和施工特殊要求,需加大壓樁力,所以最終確定選用ZYJ 800B型液壓抱壓式壓樁機(jī)。
3.1壓樁工藝流程
靜壓法施工一般情況下采用分段壓入、逐段接長的方法,按照施工程序中的各個環(huán)節(jié)連續(xù)搭接就能保證靜壓沉樁施工順利進(jìn)行。
PHC管樁靜壓壓樁的主要工藝流程:
測量定位→壓樁機(jī)就位→吊樁喂樁→樁身對中調(diào)直→壓樁→焊接接樁→再壓樁→送樁→終止壓樁→截樁。
3.2壓樁技術(shù)
3.2.1測量定位
正式開始的第一步則是根據(jù)業(yè)主提供的水準(zhǔn)點(diǎn)和坐標(biāo)點(diǎn),結(jié)合樁位平面圖進(jìn)行樁位放樣,樁位放樣必須嚴(yán)格找準(zhǔn)水準(zhǔn)點(diǎn)和坐標(biāo)點(diǎn)。這是壓樁技術(shù)能較好應(yīng)用于工程的前提。
3.2.2樁機(jī)就位
樁機(jī)就位是壓樁的關(guān)鍵,但其操作步驟并不復(fù)雜,概括說來就是:樁機(jī)移動到壓樁位置,調(diào)好樁機(jī)平整度,并使夾具的中心對準(zhǔn)樁位中心。該步驟完成之后需要對樁位進(jìn)行復(fù)測,看是否有移位,這是因?yàn)闃稒C(jī)進(jìn)場會造成土體擠壓,導(dǎo)致樁位偏移,故樁機(jī)定位后應(yīng)復(fù)測樁位是否正確。
3.2.3壓樁
1)喂樁
通過液壓裝置調(diào)整機(jī)身至水平,當(dāng)樁端距離樁機(jī)5 m以內(nèi)時,將鋼絲繩套在樁端0.2 L(L為樁長)處單點(diǎn)起吊,將管樁吊起緩慢放入夾持器內(nèi),使上下卡瓦夾被壓樁。同時需注意夾樁的壓力不宜過大,待樁基本體垂直后插入壓樁機(jī)的夾箱內(nèi),然后扶正對點(diǎn)、就位,此時一定要注意插樁時讓樁頭對準(zhǔn)地面樁位標(biāo)志物,用2臺經(jīng)緯儀交叉,使其成90°。經(jīng)緯儀的位置選擇也要格外注意,一定要選擇能看清樁全長的地方。然后用經(jīng)緯儀觀測樁的垂直度,保證垂直度在5‰以內(nèi)才可正式壓樁,隨壓隨控制垂直度。同時,指揮樁機(jī)進(jìn)行反復(fù)多次調(diào)整,從互成90°的兩個方向控制樁的垂直度和校核樁位,并要保持樁機(jī)在水平狀態(tài)。喂樁階段應(yīng)當(dāng)盡量保證垂直度的精準(zhǔn),這是因?yàn)樵诮酉聛淼膲簶峨A段隨著樁入土深度的增加,垂直度將很難調(diào)整,這勢必會影響整個壓樁工藝的質(zhì)量。
2)壓樁
調(diào)準(zhǔn)后慢慢開始對壓樁進(jìn)行加壓,此時一定要確保管樁垂直,即保持垂直度在5‰內(nèi)。尤其是第1節(jié)樁要嚴(yán)格保證垂直度,因其垂直度,對后面的工程樁產(chǎn)生影響。在壓樁過程中,樁機(jī)主控室內(nèi)的操作工需要隨時觀察壓力表,及時控制調(diào)整壓樁力,保證調(diào)節(jié)樁機(jī)壓力同步平衡,避免偏心。在樁入土前,應(yīng)在樁身上,按1 m間距均勻劃分長度標(biāo)記,以控制樁身入土深度。每壓1 m應(yīng)當(dāng)記錄壓力值1次,以確保壓力值大小在可控范圍之內(nèi)。就一般工程而言,壓樁速率應(yīng)當(dāng)控制在1.0~1.9 m/min。對壓樁合格的判斷通常以終壓為主、樁長為輔,終壓值通常是按設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)定予以判定的,一般為特征值的兩倍,在具體的施工操作中以終壓值下壓三次,樁的下降量確保在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)時為合格[1]。
3.2.4送樁
最后一步即為送樁,這是整個壓樁的技術(shù)的收尾工作,因而決定著整個工程的成敗。同時,送樁也為之前壓樁階段可能存在的不足提供了彌補(bǔ)的可能。當(dāng)壓入的最后一節(jié)樁外露部分樁機(jī)無法加壓時,或者當(dāng)最后一節(jié)樁的樁頂標(biāo)高沒有滿足設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時,必須采用送樁器送樁。送樁器上都標(biāo)有刻度,用于測量計(jì)算送樁的深度。送樁前,管樁露出地面高度最好控制在0.3~0.5 m,根據(jù)樁頂標(biāo)高,用鋼制送樁器將樁送至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
4.1灌芯及接樁處理
整個壓樁工程進(jìn)行之后,對302單體進(jìn)行低應(yīng)變動測檢測,結(jié)果顯示302-116、302-345、302-576樁有損壞的跡象。推斷其原因,可能是工期緊迫、打樁速度較快以及后期塔式起重機(jī)樁施工等對個別工程樁造成局部損壞。其中,116號樁損壞標(biāo)高為樁頂以下8 m,345號樁損壞標(biāo)高為樁頂以下2.5 m,576號樁損壞標(biāo)高為樁頂以下1 m。
經(jīng)混凝土強(qiáng)度代換,原有樁混凝土強(qiáng)度等級為C80,現(xiàn)灌芯采用強(qiáng)度等級為C55的水下混凝土。灌芯后混凝土抗壓力與原有樁混凝土抗壓力比值為1.22:1,滿足要求。由于116號、345號工程樁損壞部位較深,故經(jīng)設(shè)計(jì)師同意,采用灌芯方式對其進(jìn)行加強(qiáng)處理。
4.2灌芯處理
1)灌芯處理步驟如下
樁頂標(biāo)高標(biāo)記→截樁→管樁樁身淤泥清理→安裝鋼筋籠→澆筑灌芯混凝土。
2)主要施工方法
以上工程樁施工過程中應(yīng)對損壞管樁作好標(biāo)記。在灌芯和接樁處理前,必須再次進(jìn)行確認(rèn)以確保灌芯處理能正常實(shí)施。若無確認(rèn),則在施工過程中可能出現(xiàn)對應(yīng)參數(shù)不明而被迫中斷施工,這不僅降低施工效率,而且需要對管樁再次補(bǔ)作標(biāo)記,增加對管身的損壞。
針對需要處理的樁位,要再次測樁頂標(biāo)高,對于高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高的工程樁需要作截樁處理。依據(jù)打樁記錄表,116號樁高出1.2 m,345號樁高出0.6 m,在灌芯處理前均需要進(jìn)行截樁處理。按照低應(yīng)變檢測報告,116號樁在樁頂以下8.0 m左右處有明顯不利缺陷,345號樁在樁頂以下2.5 m左右處有明顯不利缺陷,灌芯加強(qiáng)高度均取樁頂至損壞部位以下3.5 m,按照打樁記錄表,116號樁實(shí)際灌芯高度為10.3 m,345號樁實(shí)際灌芯高度為5.4 m。
為確保樁灌芯混凝土強(qiáng)度等級達(dá)到規(guī)定,樁灌芯采用水下C55微膨脹混凝土。
4.3樁身損壞接樁處理
樁身損壞接樁主要分為以下步驟:
樁頂標(biāo)高標(biāo)記→管樁樁身淤泥清理→安裝鋼筋籠→澆筑灌芯混凝土→接樁部位鋼筋綁扎→接樁部位模板支設(shè)→接樁部位混凝土澆筑。
樁身損壞接樁主要施工方法:
576號樁高出樁頂2.4 m,根據(jù)小應(yīng)變試驗(yàn)結(jié)果,樁頂以下1 m左右處有明顯不利缺陷,576號樁按照預(yù)應(yīng)力混凝土管樁圖集(10G409)做法進(jìn)行接樁處理。
在準(zhǔn)確定位樁位后,將樁身缺陷部位以上樁體進(jìn)行截樁處理。
清理完樁孔內(nèi)淤泥與其他雜物后,按照要求安裝樁芯鋼筋籠,澆筑樁灌芯混凝土。灌芯混凝土強(qiáng)度等級為C40,灌芯混凝土應(yīng)充分振搗使其密實(shí)。
預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁靜壓法施工具有施工質(zhì)量高、施工應(yīng)力小、截樁量小、適應(yīng)性強(qiáng)、對環(huán)境無影響的優(yōu)點(diǎn),順應(yīng)了21世紀(jì)以來人們逐步增強(qiáng)的環(huán)保意識,已被推廣應(yīng)用于房地產(chǎn)建設(shè)、公路建設(shè)、鐵路建設(shè)、港口碼頭建設(shè)、機(jī)場建設(shè)和水上工程建設(shè)等領(lǐng)域中,并取得顯著的成效。但工程質(zhì)量的維護(hù)與保障還需要相關(guān)施工人員在施工過程中嚴(yán)格控制各施工流程的質(zhì)量,熟知實(shí)際操作中可能出現(xiàn)的技術(shù)障礙,處理好預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁靜壓法施工中的技術(shù)問題。這樣才能使得預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁靜壓法發(fā)揮它的優(yōu)勢,在眾多技術(shù)中顯示出其獨(dú)特的性能,在現(xiàn)代建筑領(lǐng)域貢獻(xiàn)出其不可小覷的力量。
參考文獻(xiàn):
[1]種濤.淺談靜壓預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工過程中的安全管理[J].科技與企業(yè),2014(13).