曾鴻標(biāo)
(福建農(nóng)林大學(xué), 福建 福州 350002)
建筑物基礎(chǔ)有很多種形式,它的主要形式之一就是樁基礎(chǔ),其中的預(yù)應(yīng)力管樁近年來被廣泛應(yīng)用,它具有施工速度快、施工工藝簡單、造價(jià)便宜、長度靈活可調(diào)、質(zhì)量可靠等一系列優(yōu)點(diǎn),所以得到人們的青睞。預(yù)應(yīng)力管樁自產(chǎn)生以來,被應(yīng)用在樁基工程中的頻率越來越高,甚至達(dá)到了80%,這種高頻率的應(yīng)用也讓預(yù)應(yīng)力管樁得到進(jìn)一步發(fā)展,使預(yù)應(yīng)力管樁的技術(shù)更加成熟規(guī)范,樁基工程的質(zhì)量也因此大大提高。但就在預(yù)應(yīng)力管樁高速發(fā)展、質(zhì)量也得到保障的同時(shí),人們在施工時(shí)卻常常忽略一些施工的細(xì)節(jié),出現(xiàn)了質(zhì)量問題。文章主要就預(yù)應(yīng)力管樁施工中存在的問題和預(yù)防措施進(jìn)行探討。
靜壓力、錘擊法和預(yù)鉆孔插樁是預(yù)應(yīng)力管樁的主要施工技術(shù),利用靜壓法施工的優(yōu)點(diǎn)就是振動和噪音小,不會產(chǎn)生噪音污染,在人口密集的地區(qū)施工也不會影響到其他人,并且可以直觀的預(yù)測成樁后承載力。它的不足之處就是靜壓力對機(jī)械設(shè)備要求嚴(yán)苛,而且設(shè)備大而笨重,不便于移動,因此無法進(jìn)入到較深的基坑中工作,基坑邊緣的地方也很難施工,并且穿透能力差。錘擊法不能使用自由落體錘來沉樁機(jī)械,一般使用柴油錘或者液壓錘,這種方法能夠承載更大的重力,穿透力也較強(qiáng),消耗成本低,被廣泛的應(yīng)用,但是它的噪音比較大,不能在人口多的地方施工,以免影響人們的正常生活。預(yù)鉆孔插樁一般應(yīng)用在建筑繁多的老舊城區(qū),部分對擠土效應(yīng)敏感的建筑設(shè)施也能夠用到這種技術(shù)方法。近年來,由于人們生活水平的提高,人們對于環(huán)境保護(hù)的意識也在提高,施工中以不破壞環(huán)境為前提,樁基施工也就成為施工企業(yè)要考慮在內(nèi)的問題,既不能產(chǎn)生噪音污染,也不能造成水污染,靜壓法的出現(xiàn)正好解決了這些問題。
樁身移位分為樁身傾斜和樁頂移位兩種類型。傾斜的樁身會影響單樁承受力,尤其是水平方向的承受力,而樁頂位移則會在上部分結(jié)構(gòu)豎直方向的構(gòu)件傳遞的荷載基礎(chǔ)上,再額外加一個(gè)彎矩,這也大大降低了樁的承受力。樁身傾斜和樁頂移位主要由下面幾種情況造成:一是在施工時(shí)沒有讓樁身完全垂直,樁身樁帽沒有在同一水平線上;第二種情況是施工順序有誤,應(yīng)力分布不均勻,尤其是地下室深基坑的承臺,這種太密集或者相距太近的承臺會造成之前施工過的一側(cè)形成孔洞,當(dāng)進(jìn)行后一側(cè)的施工時(shí),樁身很容易滑動;三是在沉樁的時(shí)候遇到大塊的石頭或者別的堅(jiān)硬的東西,把樁身擠到了一側(cè);四是樁布置的太多,因此在沉樁的時(shí)候出現(xiàn)了擠土效應(yīng)。
求來確定預(yù)應(yīng)力管樁施工中的單樁承載力,一定要保證達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,這樣才能保證基礎(chǔ)上部施工的穩(wěn)定性和安全性。能夠造成單樁承載力不足的原因有以下幾點(diǎn):一是預(yù)應(yīng)力管樁施工前的準(zhǔn)備工作沒有做好,實(shí)地勘察、測量結(jié)果都不準(zhǔn)確,這樣就無法保證對于地質(zhì)的評估和單樁承載力數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,實(shí)際情況和勘察結(jié)果不符;二是即使預(yù)應(yīng)力管樁的深度符合標(biāo)準(zhǔn),但是管樁的最底端沒有深入到地基的持力層;在施工過程中,如果樁身出在斷裂,或者不垂直,都會造成單樁承載力下降。
預(yù)應(yīng)力管樁的傾斜也就意味著管樁偏離垂直方向,造成這一問題的原因有很多,主要的包括:管樁在生產(chǎn)出來時(shí),質(zhì)量就沒過關(guān),樁體的頂端位置發(fā)生某種程度的彎曲變形;在施工時(shí),撞錘、樁身、和樁冒沒有在一條水平線上,捶打樁身的時(shí)候錘心發(fā)生移動;還有就是打樁的先后順序、每個(gè)樁之間的距離都會影響樁身的垂直程度,可能出現(xiàn)擠土現(xiàn)象;最后一個(gè)主要原因就是在進(jìn)行深基坑開挖時(shí),因?yàn)殚_挖程度深,牽扯的范圍較大,沒有規(guī)范化操作機(jī)械設(shè)備,與樁身直接接觸,管樁在受到外力作用時(shí)產(chǎn)生傾斜現(xiàn)象。
一直以來,我國很多工程在預(yù)應(yīng)力管樁施工過程中,經(jīng)常遇到樁身發(fā)生不同程度的斷裂的情況,這種情況,在前期很難被發(fā)現(xiàn),而且在打樁的時(shí)候,樁身會全部深入地基里,如果斷裂,幾乎發(fā)現(xiàn)不了,更加判斷不了樁身的斷裂程度,這種情況只能在完工之后才能進(jìn)行監(jiān)測確認(rèn)。造成這個(gè)問題最根本的原因就是,在最開始生產(chǎn)管樁時(shí),生產(chǎn)廠家沒有按照規(guī)定使用符合標(biāo)準(zhǔn)的水泥、鋼筋等原材料,為了節(jié)省成本,從中謀取更多的效益,使用了劣質(zhì)的原材料,造成管樁的部分位置的承受力不強(qiáng),在打樁的時(shí)候,承受力較弱的地方承受不了擊打的沖擊力,因此樁身發(fā)生斷裂。和上面所說的同理,生產(chǎn)廠家要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力管樁,保證它的彎曲程度,幾何尺寸都符合要求,這樣在擊打管樁時(shí),才不會因?yàn)楣軜犊v軸線和樁尖偏離而出現(xiàn)彎曲變形。
擠土效應(yīng)往往是因?yàn)椴紭稌r(shí)密度過大,遇到這種情況,一般用預(yù)鉆孔沉樁方法來處理密度過大的管樁。沉樁的速度不能太快,也不能太慢,要控制好進(jìn)度,沉樁要有一定的順序,持力層較深的管樁要先壓,持力層較淺的管樁后壓。如果遇到特殊情況,例如,周圍有建筑物的時(shí)候,要從建筑物的一側(cè)開始,從距離建筑物最近的地方開始沉樁,再向遠(yuǎn)處延伸,同時(shí)為了消除一部分的超孔隙水壓力,要設(shè)立應(yīng)力釋放孔和防震溝。還要提前在沉樁位置附近設(shè)立檢測點(diǎn),防止沉樁時(shí)影響到周圍地況,這樣能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。最后,施工過程中停歇時(shí)間不能太短,以免造成摩擦力過大,沉樁困難,沉樁速度變慢。
第一,合理有效并且易實(shí)施的施工方法是一項(xiàng)工程順利完成要具備的必要條件,施工時(shí),樁身的垂直度要準(zhǔn)確測量,一旦發(fā)生傾斜,樁身所能承受的重力也會大打折扣。第二,樁機(jī)施工的終止條件要把控好,針對純摩擦樁,控制終止條件要依據(jù)設(shè)計(jì)樁的長短。第三,樁機(jī)施工過后,鑿樁和土方要進(jìn)行合理開挖,樁身的原材料最后也要檢查一遍。最后一點(diǎn),在施工過程中如果出現(xiàn)了樁身斷裂的現(xiàn)象,就要用小應(yīng)變等方法來進(jìn)一步檢查樁身的損壞情況,從而找出解決辦法。
首先要維修檢測機(jī)械設(shè)備,當(dāng)時(shí)設(shè)備中途出現(xiàn)故障,然后要把施工路面鋪平,凹凸不平的路面也會出現(xiàn)斜樁的情況,松軟的路面要鋪上石渣,石渣的厚度也要達(dá)標(biāo),打樁過程中,樁身要垂直,這是出現(xiàn)斜樁最常見的問題。如果中途遇到石塊等阻礙物,要清除干凈再沉樁,為了避免土體對樁身出現(xiàn)側(cè)壓力,使樁身傾斜,要在施工之后再進(jìn)行基坑開挖。
自改革開放以來,我國的國民經(jīng)濟(jì)水平不斷發(fā)展,科技水平也在提高,我國的建筑業(yè)也在此時(shí)抓住機(jī)遇,利用科學(xué)技術(shù)、信息化技術(shù)等先進(jìn)方法,建立了更多的項(xiàng)目,也擴(kuò)大了建設(shè)規(guī)模,也給監(jiān)管工程建設(shè)質(zhì)量帶來了不小的壓力。如今預(yù)應(yīng)力管樁施工雖然被廣泛應(yīng)用,但其中也存在一些問題,還需要工作人員要不斷完善和更新,選擇合理的施工方法,規(guī)范操作,更要注重質(zhì)量問題,這樣才能讓預(yù)應(yīng)力管樁更好的為建筑業(yè)服務(wù),從而促進(jìn)全社會的發(fā)展。