劉 佳,熊國(guó)愷

(1.南華大學(xué) 規(guī)劃基建處,湖南 衡陽(yáng)421001; 2.南華大學(xué) 設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院,湖南 衡陽(yáng) 421001)

提高預(yù)應(yīng)力管樁施工質(zhì)量的措施分析

劉 佳1,熊國(guó)愷2

(1.南華大學(xué) 規(guī)劃基建處,湖南 衡陽(yáng)421001; 2.南華大學(xué) 設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院,湖南 衡陽(yáng) 421001)

預(yù)應(yīng)力管樁因具有樁身混凝土強(qiáng)度高、穿透能力強(qiáng)、單樁承載力高、成樁質(zhì)量可靠、施工速度快、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn),在我國(guó)的工業(yè)與民用建筑中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用.但在施工過(guò)程中存在的問(wèn)題也不少,主要表現(xiàn)在: 施工技術(shù)人員素質(zhì)不高、現(xiàn)場(chǎng)管理水平差、施工效率低、工程質(zhì)量隱患多、不必要的浪費(fèi)與損失大.針對(duì)這些問(wèn)題,本文從多個(gè)方面進(jìn)行了分析并提出了相應(yīng)的解決措施.

預(yù)應(yīng)力管樁; 施工質(zhì)量; 措施分析

Abstract: Prestressed pipe-pile is a precast pile which has many merits such as high strengths,strong penetration,high bearing capacity,reliable quality,speedy construction,and low cost construction.It gets more and more widely used in industrial and civil construction in our country.But there are many problems in the construction mainly in: low quality technical staff,poor site management,low efficiency construction,engineering quality problems,unnecessary waste and large losses.In light of these problems,we analyze several aspects and put forward corresponding measures for solution.

Key words: prestressed concrete pipe-pile,construction quality,measures analysis

預(yù)應(yīng)力管樁主要由圓筒形樁身、端頭板和鋼套箍組成,是采用預(yù)應(yīng)力工藝和離心成型法制成的一種空心圓筒體細(xì)長(zhǎng)砼預(yù)制構(gòu)件[1].按砼強(qiáng)度等級(jí)可分為C60(代號(hào)PC)或C80(代號(hào)PHC)兩種; 按抗彎性能可分為A型、AB型、B型、C型四種,其樁身砼有效預(yù)應(yīng)力值分別有4Mpa、6MPa、8Mpa、10Mpa.預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)施工主要有錘擊法與靜壓法兩種沉樁方式,其中,錘擊法因具有施工靈活、樁機(jī)對(duì)地基耐力要求較低、進(jìn)退場(chǎng)容易、施工進(jìn)度快、效率高、操作方便、地層穿透性良好等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用[2].本文以錘擊式預(yù)應(yīng)力管樁施工為例,對(duì)其在施工過(guò)程中容易產(chǎn)生問(wèn)題的幾個(gè)方面進(jìn)行了分析研究,并給出了提高預(yù)應(yīng)力管樁施工質(zhì)量的措施和建議.

1 施工準(zhǔn)備階段

1.1 認(rèn)真研究分析勘探設(shè)計(jì)資料

正式施工前,施工技術(shù)人員必須認(rèn)真研究分析巖土勘探報(bào)告與樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖,并以此作為編制施工方案的技術(shù)依據(jù).巖土勘探報(bào)告包括總說(shuō)明、勘探點(diǎn)平面布置圖、工程地質(zhì)柱狀圖與工程地質(zhì)剖面圖等,這是地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本依據(jù).具體內(nèi)容主要包括: 地形、地貌、地下水位、巖土物理力學(xué)性能指標(biāo)值與標(biāo)貫試驗(yàn)結(jié)果,并對(duì)滑坡、泥石流、巖溶、土洞等不良地質(zhì)現(xiàn)象有明確的判斷結(jié)論和防治措施.

設(shè)計(jì)人員依據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告計(jì)算并確定樁基承載力設(shè)計(jì)值、收錘標(biāo)準(zhǔn)、終壓控制、樁尖型式、送樁深度等.一般情況下,施工必須按照設(shè)計(jì)要求執(zhí)行,但在實(shí)際施工中,往往會(huì)碰到與設(shè)計(jì)不相符的地質(zhì)情況,施工人員要提供詳細(xì)數(shù)據(jù)并拍照,以便設(shè)計(jì)人員提出修改意見(jiàn).由于預(yù)應(yīng)力管樁在湖南地區(qū)使用時(shí)間不長(zhǎng),很多設(shè)計(jì)人員缺乏不同地質(zhì)條件下的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),或者以前沒(méi)有接觸過(guò)預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì),所以設(shè)計(jì)往往偏于保守.這時(shí)有經(jīng)驗(yàn)的施工技術(shù)人員在認(rèn)真研究分析地質(zhì)報(bào)告與設(shè)計(jì)圖紙的基礎(chǔ)上,可以提出設(shè)計(jì)修改意見(jiàn),并采取新的施工方案.

1.2 施工人員配備齊全

預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)施工是專業(yè)化要求較高的施工作業(yè),施工單位必須配備足夠的現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員與技術(shù)人員,且具備一定的樁基礎(chǔ)施工管理經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)水平.有些施工隊(duì)配備的技術(shù)人員少且素質(zhì)低,有時(shí)十臺(tái)樁機(jī)僅配備1～2名施工員,技術(shù)水平差且經(jīng)驗(yàn)不足,難以滿足施工現(xiàn)場(chǎng)管理的要求; 電焊工、樁機(jī)操作工未經(jīng)專門培訓(xùn)即上崗,施工進(jìn)度、質(zhì)量都不能得到保證.針對(duì)這種情況,我們要求施工方必須做到:每?jī)膳_(tái)機(jī)配置一名施工員,每四臺(tái)機(jī)配備一名技術(shù)負(fù)責(zé)人,且每臺(tái)機(jī)應(yīng)足額配置持證上崗的電焊工、樁機(jī)操作工及機(jī)電維修工,還應(yīng)視工程量大小與施工進(jìn)度要求配備適量的測(cè)量放線技術(shù)人員,以保證施工進(jìn)度與效率.

1.3 保證測(cè)量放線的準(zhǔn)確性

作好測(cè)量放線工作,是保證工程質(zhì)量與施工進(jìn)度的前提.為了保證施工質(zhì)量,防止構(gòu)件發(fā)生偏心受壓,首先必須保證準(zhǔn)確無(wú)誤的測(cè)量放線.具體步驟為: ①測(cè)量確定管樁中心點(diǎn); ②在樁位中心點(diǎn)插一根長(zhǎng)約20cm的Φ6鋼筋,露出地面約5cm,并綁上紅布條以示醒目; ③用一塊與管樁直徑大小一樣、中心帶孔的圓夾板,插進(jìn)樁位處的鋼筋上; ④在圓夾板四周撒上石灰粉; ⑤拿掉圓夾板,地面上呈現(xiàn)的圓圈就是管樁就位圖.這種對(duì)中方法方便且準(zhǔn)確,值得推薦.如果等到樁基礎(chǔ)施工完畢基礎(chǔ)開(kāi)挖后才發(fā)現(xiàn)測(cè)量放線錯(cuò)誤,這時(shí)再來(lái)糾錯(cuò),不僅補(bǔ)樁費(fèi)用會(huì)很高,還會(huì)對(duì)施工進(jìn)度造成巨大影響.尤其是比較大型的工程,十幾臺(tái)樁機(jī)同時(shí)施工,要保證每臺(tái)樁機(jī)不因測(cè)量放線跟不上而停工窩工,測(cè)量放線人員的技術(shù)水平是至關(guān)重要的.

2 打樁階段

2.1 正式打樁前應(yīng)按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行試打樁

廣東省《錘擊式預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》(DBJ/T15-22-2008)規(guī)定在正式施工前,均應(yīng)試打樁,且試打樁數(shù)量不宜少于工程樁數(shù)量的1%且不得少于5根.首先應(yīng)根據(jù)地質(zhì)報(bào)告與樁位設(shè)計(jì)圖,確定試打樁樁位,最好選擇具有代表性的典型樁位,并且盡可能均勻分布.每一個(gè)工地,至少可在四角及中心位置布置一根試打樁,地質(zhì)條件復(fù)雜的工地,可以多布置一些試打樁[3].通過(guò)試打樁可以檢驗(yàn): ①試打樁過(guò)程中所得到的相關(guān)參數(shù): 如樁入土深度、錘擊收錘標(biāo)準(zhǔn)(貫入度、最后一米錘擊數(shù))、終壓力值、樁尖型式等是否與地質(zhì)報(bào)告和設(shè)計(jì)相符; ②按照這些參數(shù)試打的樁能否達(dá)到設(shè)計(jì)承載力; ③所選用廠家的預(yù)應(yīng)力管樁質(zhì)量是否滿足設(shè)計(jì)要求,由此研究確定下一步施工方案,并預(yù)估本工程需要的預(yù)應(yīng)力管樁規(guī)格、單節(jié)長(zhǎng)度、數(shù)量[4].有些業(yè)主為了檢驗(yàn)管樁本身質(zhì)量是否過(guò)硬,在試打達(dá)到設(shè)計(jì)持力層后,要求繼續(xù)試打一定深度,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)貫入度＜10mm/10擊,導(dǎo)致終壓力值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)規(guī)程要求.個(gè)人認(rèn)為這樣做其實(shí)沒(méi)有必要,因?yàn)閷?shí)際施工時(shí)只會(huì)按設(shè)計(jì)要求而不會(huì)按業(yè)主要求的標(biāo)準(zhǔn)收錘,從而導(dǎo)致試樁結(jié)果與實(shí)際情況不相符.

2.2 科學(xué)合理確定收錘標(biāo)準(zhǔn)

錘擊法施工采用的收錘標(biāo)準(zhǔn)包括的內(nèi)容和指標(biāo)較多,應(yīng)由設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等單位的代表共同確定.一般情況下,以樁端持力層、最后貫入度或最后1米沉樁錘擊數(shù)為主要控制指標(biāo),其中樁端持力層作為定性控制指標(biāo),最后貫入度或最后1米錘擊數(shù)作為定量控制指標(biāo).而最后貫入度一般以最后3陣(每陣10擊)來(lái)判斷該樁能否收錘,規(guī)范要求不宜小于20mm/10擊,當(dāng)持力層為較深的強(qiáng)風(fēng)化巖且下臥層為中、微風(fēng)化巖時(shí),最后貫入度可適當(dāng)減少,但不宜小于15 mm/10擊.有些設(shè)計(jì)與監(jiān)理人員往往強(qiáng)調(diào)這一指標(biāo),不管地質(zhì)情況如何,非要打到很小的貫入度不可,擔(dān)心不夠承載力.其實(shí)這一觀念并非完全正確,并不是最后貫入度越小越好,因?yàn)樨炄攵忍∪菀讓?dǎo)致打爛樁.端承摩擦樁,最后貫入度可大些,摩擦端承樁,貫入度可小些; 較深的樁最后貫入度可大些,較淺的樁最后貫入度可小些.因?yàn)檩^深的樁與端承摩擦樁,樁側(cè)摩阻力大、端承力較小,過(guò)小的貫入度對(duì)增大端承力、總承載力意義不大[5].

當(dāng)碰到下面這種情況,就不一定要堅(jiān)持打三陣錘.施工中往往存在這樣的地質(zhì)條件,由全風(fēng)化層進(jìn)入到強(qiáng)風(fēng)化層或中風(fēng)化層,在臨界面貫入度為近30～60 mm/10擊,到強(qiáng)風(fēng)化層或中風(fēng)化層時(shí),貫入度可能急劇減少至20～30mm,第三陣可能就小于10mm了,如果打到這個(gè)貫入度,則爛樁率較高.某項(xiàng)目在施工過(guò)程中就碰到過(guò)這種狀況,開(kāi)工之初按最后三陣錘控制收錘標(biāo)準(zhǔn),貫入度20mm/10擊,爛樁率達(dá)4%,后經(jīng)與設(shè)計(jì)、監(jiān)理、業(yè)主三方研究,決定改為兩陣錘控制收錘,標(biāo)準(zhǔn)貫入度不變,總共8萬(wàn)米的預(yù)應(yīng)力管樁,其破損率僅為0.4%,經(jīng)動(dòng)測(cè)、靜載試驗(yàn),完全符合設(shè)計(jì)要求.此外,每根樁的總錘擊數(shù)及最后1米沉樁錘擊數(shù)可按如下規(guī)定控制: PC樁總擊數(shù)不超過(guò)2000,最后1米沉樁錘擊數(shù)不宜超過(guò)250; PHC樁總擊數(shù)不超過(guò)2500,最后1米沉樁錘擊數(shù)不宜超過(guò)300.

2.3 根據(jù)地質(zhì)情況確定送樁深度

管樁樁尖達(dá)到持力層后,樁頂高出設(shè)計(jì)標(biāo)高太多是一種浪費(fèi),高出自然地面還會(huì)影響后續(xù)施工樁機(jī)的行走,應(yīng)先鋸掉才可.地表以下有較厚的淤泥土層時(shí),送樁深度一般不宜超過(guò)2米,當(dāng)準(zhǔn)備復(fù)打時(shí),送樁深度不宜大于1.0米,否則,樁頭容易破碎或樁頂偏位也較大.若送樁深度超過(guò)2米,必須同時(shí)具備三個(gè)條件: ①打樁機(jī)是三點(diǎn)支撐履帶式或步履式柴油打樁機(jī); ②樁端持力層頂面埋深標(biāo)高基本一致且持力層厚度不少于4米,或持力層上面有較厚的全風(fēng)化巖、硬塑—堅(jiān)硬粘土層或中密—密實(shí)的砂土層時(shí),送樁深度可適當(dāng)加大,但不宜超過(guò)6.0米; ③具有拔出送樁器的能力.

2.4 根據(jù)地質(zhì)情況及施工經(jīng)驗(yàn)合理配樁

首先要充分利用較長(zhǎng)的單節(jié)管樁.長(zhǎng)樁在制作時(shí),可以降低生產(chǎn)成本,每節(jié)樁都是兩個(gè)端頭板,而端板的成本又較高; 其次是在施工時(shí),使用長(zhǎng)樁可減少節(jié)數(shù),減少駁接焊口,減少焊接費(fèi)用及縮短施工時(shí)間,提高效率.此外在配樁時(shí),焊接接口盡可能錯(cuò)開(kāi)、不要集中于同一標(biāo)高平面,因?yàn)楹缚谑莿傂缘?抵抗撓曲性能不如砼樁身.

其次,要合理估計(jì)樁深,充分利用截余的樁長(zhǎng).由于地質(zhì)條件復(fù)雜,各工程地質(zhì)情況起伏變化較大.實(shí)際施工時(shí)樁入土深度不一定與設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)相符,即使開(kāi)工前的試打樁結(jié)果也不能代表整個(gè)工程的樁深度.因此,現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員要根據(jù)地質(zhì)情況及施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)比較準(zhǔn)確地估計(jì)該樁位的大概深度,然后據(jù)此配樁,保證沉到持力層時(shí)樁頂不會(huì)高于設(shè)計(jì)標(biāo)高太多,并且在可能情況下,最上一節(jié)還可利用鋸出來(lái)的多余的樁長(zhǎng),從而降低成本.如果因樁長(zhǎng)估計(jì)錯(cuò)誤而將樁送至自然地面以下,甚至標(biāo)高以下,結(jié)果導(dǎo)致收不了錘或達(dá)不到終壓標(biāo)準(zhǔn),開(kāi)挖以后補(bǔ)救費(fèi)用會(huì)更高.

2.5 重視焊接質(zhì)量

深基礎(chǔ)的管樁一般由幾節(jié)樁駁接而成,所以焊接質(zhì)量對(duì)于樁身施工質(zhì)量及承載力、耐久性、穩(wěn)定性都非常重要.首先,樁節(jié)之間的焊接質(zhì)量必須高于樁身的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能(即抗彎、抗拉、抗剪等性能),否則就達(dá)不到設(shè)計(jì)要求.其次,要使樁尖順利入巖,必須保證樁尖與樁身連接成一個(gè)整體.若焊接質(zhì)量不好,在施工過(guò)程中發(fā)生焊縫開(kāi)裂,導(dǎo)致樁尖脫離或部分脫離偏位,樁尖的破巖貫穿作用就會(huì)喪失,從而阻礙樁繼續(xù)貫入而致樁端或樁身破損斷裂[4].因此,加強(qiáng)施工過(guò)程中焊接質(zhì)量的控制是非常重要的.焊接前先應(yīng)將兩接觸面用鋼絲刷清刷干凈并保持干燥,坡口處應(yīng)刷至露出金屬光澤.采用手工電弧焊時(shí),宜由兩個(gè)持證上崗的焊工對(duì)稱進(jìn)行,焊接應(yīng)分層進(jìn)行,且層數(shù)不得少于2層,內(nèi)層焊渣必須清理干凈后方能施焊外層,焊縫應(yīng)飽滿連續(xù),焊接部分不得有咬邊、夾渣、焊瘤、氣孔、裂縫、漏焊等外觀缺陷[6].焊好的樁接頭應(yīng)自然冷卻后才可繼續(xù)施工,自然冷卻時(shí)間不得少于5分鐘,焊接接樁應(yīng)按隱蔽工程進(jìn)行驗(yàn)收.

2.6 做好打樁記錄

每臺(tái)打樁機(jī)宜配備一臺(tái)打樁自動(dòng)記錄儀,能自動(dòng)記錄包括每米錘擊數(shù)、總錘擊數(shù)、沉樁長(zhǎng)度、最后1米錘擊數(shù)、最后3陣每陣貫入度等信息,是工程結(jié)算、檢測(cè)、竣工驗(yàn)收的技術(shù)資料與工程質(zhì)量分析的依據(jù).自動(dòng)記錄儀記錄的信息真實(shí)可靠,杜絕了人為因素的干擾,能避免由人工記錄產(chǎn)生的漏記、錯(cuò)記甚至隨意修改記錄的弄虛作假行為.有了自動(dòng)記錄儀,在檢測(cè)或驗(yàn)收時(shí),一旦發(fā)現(xiàn)承載力低或樁身質(zhì)量缺陷等異?，F(xiàn)象,通過(guò)查閱并分析自動(dòng)記錄儀上的信息就可以及時(shí)準(zhǔn)確地找到相關(guān)原因,從而大大提高施工效率與工程質(zhì)量,降低工程造價(jià).隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,配備一臺(tái)打樁自動(dòng)記錄儀是非常必要和重要的.

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著預(yù)應(yīng)力管樁越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,其施工質(zhì)量與施工水平也日益提高,但存在的問(wèn)題仍然不少,加強(qiáng)以上幾個(gè)方面的管理非常重要.預(yù)應(yīng)力管樁屬基礎(chǔ)施工,且是隱蔽工程,尤其要加強(qiáng)施工過(guò)程管理,做好隱蔽記錄,及時(shí)處理質(zhì)量隱患,對(duì)于提高工程質(zhì)量與施工效率、降低成本大有裨益.

[1]中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集10G409《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》[M].北京: 中國(guó)建材工業(yè)出版社,2008

[2]張 彬.淺議預(yù)應(yīng)力混凝土管樁錘擊法施工技術(shù)[J].山西建筑,2011,37(1): 58～59

[3]廣東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳.廣東省標(biāo)準(zhǔn)DBJ/T15-22-2008《錘擊式預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》[M].北京: 中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008

[4]李仕軍.建議重視管柱基礎(chǔ)施工的勘測(cè)控制[J].廣東建材,2010-08-10

[5]申建新.談?lì)A(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量監(jiān)控[J].建筑施工,2002(4): 20～23

[6]鄧建軍.淺談?lì)A(yù)應(yīng)力管樁施工質(zhì)量控制[J].建筑安全,2009,24(7): 34～36

Analysis of Improving Construction Quality of Prestressed Concrete Pipe-pile

LIU Jia1,XIONG Guokai2
(1.Department of Planning Infrastructure,University of South China,Hengyang 421001,China;2.School of Design and Art,University of South China,Hengyang 421001,China )

TU753.3

A

1672-5298(2017)03-0067-04

2017-04-27

劉 佳(1970? ),女,湖南邵陽(yáng)人,南華大學(xué)規(guī)劃基建處高級(jí)工程師.主要研究方問(wèn): 工程造價(jià)與工程管理