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      PHC樁基礎(chǔ)在姜結(jié)石土層的應(yīng)用研究

      2022-11-26 05:02:41汪道生
      重慶建筑 2022年1期
      關(guān)鍵詞:樁位壓樁沉樁

      汪道生

      (江蘇建咨工程咨詢有限公司,江蘇南京 210003)

      0 引言

      隨著建筑行業(yè)新科技、新材料、新工藝的不斷應(yīng)用,PHC高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁經(jīng)過不斷實(shí)踐和改進(jìn),以其優(yōu)異的使用功能、成熟的生產(chǎn)工藝、穩(wěn)定的質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)合理的施工成本、對周圍環(huán)境影響較小等特點(diǎn)在現(xiàn)代土木工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用[1]。為更好地控制PHC管樁基礎(chǔ)在姜結(jié)石土層的施工質(zhì)量和安全,本文結(jié)合工程實(shí)際,對施工程序和安全質(zhì)量控制進(jìn)行研究。

      1 姜結(jié)石土層PHC靜壓管樁施工前質(zhì)量控制要點(diǎn)

      1.1 姜結(jié)石土層及施工難點(diǎn)分析

      該項(xiàng)目北側(cè)溫州路紅線距離基坑1.2~4.3m,西側(cè)希望大道紅線距離基坑0.7~4.3m,南側(cè)及東側(cè)均為河道,紅線距離基坑2.2~3.6m。根據(jù)地質(zhì)勘察單位的勘察報(bào)告,按其沉積環(huán)境、成因類型以及巖土的工程地質(zhì)性質(zhì),自上而下分為7個(gè)工程地質(zhì)層:1層雜填土,以粘性土夾碎石為主,下部主要為松軟狀粉質(zhì)黏土,層厚為0.80~10.20m,層底標(biāo)高為-3.10~2.45m,全場分布;2層粉土夾粉質(zhì)黏土呈軟塑~可塑狀態(tài),層厚為0.60~3.30m,層底標(biāo)高為-2.45~1.13m,全場大部分地段均有分布;3層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土含少量有機(jī)質(zhì),壓縮性高,屬正常固結(jié)土,層厚為1.30~6.50m,層底標(biāo)高為-5.72~-1.90m,全場大部分地段均有分布;4層粉質(zhì)黏土夾粉土呈可塑~軟塑狀態(tài),粉土呈稍密狀態(tài),層厚為1.50~6.20m,層底標(biāo)高為-8.07~-6.49m,全場分布。5~7層粉質(zhì)黏土呈硬塑~可塑狀態(tài),局部夾薄層為粉土或粉砂[2],層厚為2.80~6.10m,層底標(biāo)高為-11.98~-10.43m,全場分布,其中,第7層夾有厚度約為0.4~0.8m的姜結(jié)石。

      1#、2#、4#主樓樁基礎(chǔ)進(jìn)入7層粉質(zhì)黏土持力層8~10m不等,PHC樁基需要穿過姜結(jié)石層,到達(dá)設(shè)計(jì)要求的持力層。因姜結(jié)層分布不均勻,沒有規(guī)律,管樁在下沉過程中遇到姜結(jié)層時(shí),樁身會因抱壓力受力不均勻?qū)е鹿軜秲A斜,上下管樁錯(cuò)位無法完成對接,樁位偏差超過規(guī)范要求無法繼續(xù)沉樁,造成施工進(jìn)度慢,施工成本高。成片堅(jiān)硬的姜結(jié)石會增加沉樁過程的反作用力,隨著摩擦力的增大,不但會破壞夾具,還會擠碎樁體,甚至折斷管樁,對施工機(jī)械和作業(yè)人員的安全也帶來了隱患。

      1.2 施工機(jī)械選用及壓樁施工順序

      結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況,選用的ZYC-800B新天和全液壓抱壓式靜壓樁機(jī),最大壓樁力800tf,最快壓樁速度6.5m/min,適用樁型直徑300~800mm,最大起吊16t,有效吊樁長度15m,一次壓樁行程2m,主機(jī)183t±3t,可加水48t,配重鐵569t,總重800t。在使用地質(zhì)環(huán)境、移機(jī)方式、壓樁速度、樁機(jī)最大重量、隨車吊機(jī)最大吊裝能力均滿足施工要求的基礎(chǔ)上,該樁機(jī)采用了可快速轉(zhuǎn)換耐磨環(huán)形多浮點(diǎn)自適應(yīng)長片夾具,在保證夾樁時(shí)樁身側(cè)壓應(yīng)力較小的情況下,更能可靠地控制樁的垂直度。該樁機(jī)自帶的全天候高精度GPS應(yīng)用程序,也對后期尋找和校核樁位起到了很大作用。

      考慮到場地狹長,壓樁時(shí)會產(chǎn)生擠土效應(yīng)[3],宜從一端中間向另一端平行、左右對稱進(jìn)行跳樁靜壓沉樁,在臨近正常通行的道路和臨河道側(cè)開挖0.5m應(yīng)力釋放溝,同時(shí)探明溝槽的管道線纜,做好維護(hù)工作,確保相鄰管樁有7天的土體應(yīng)力釋放時(shí)間,防止形成排樁推擠、傾斜現(xiàn)象。

      1.3 施工控制點(diǎn)復(fù)測控制要點(diǎn)

      首次使用時(shí),必須復(fù)測設(shè)計(jì)單位移交的坐標(biāo)控制點(diǎn)、水準(zhǔn)高程點(diǎn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和精度。場地內(nèi)不建議引入坐標(biāo)控制點(diǎn),如需引入時(shí),必須加固、保護(hù)控制點(diǎn)。高程控制時(shí),必須使用水準(zhǔn)儀一樁一測,不允許將高程點(diǎn)引到圍墻上來控制樁位標(biāo)高,這樣無法達(dá)到精確度。施工樁位放樣出現(xiàn)異常時(shí),每月重新復(fù)測坐標(biāo)控制點(diǎn)及高程水準(zhǔn)點(diǎn)。

      1.4 預(yù)應(yīng)力管樁改良及進(jìn)場質(zhì)量控制

      根據(jù)姜結(jié)層土質(zhì)特點(diǎn),該項(xiàng)目采用PHC500-A-100-35m(12+12+11)管樁。結(jié)合管樁供應(yīng)單位生產(chǎn)能力,在首樁底部增加材質(zhì)、厚度同端板一致,長度不小于0.5m金字塔形狀的鋼穿甲,鋼穿甲四周幫焊鋸齒形切刀,在壓樁過程中幫助切開堅(jiān)硬的土體,減小摩阻力,輔助管樁下沉。鋼穿甲的法蘭盤與管樁端板在使用前用高強(qiáng)度螺栓連接,使用力矩扳手逐個(gè)檢查螺栓力矩,法蘭盤和端板四周電弧加固滿焊。

      逐根檢查進(jìn)場管樁的質(zhì)量,要求表面光滑,顏色均勻,蜂窩面積小于總面積的0.5%。樁體破損深度≤5mm,每處面積≤5000mm2,修補(bǔ)后不允許漏筋。不得出現(xiàn)環(huán)向和縱向裂紋,但龜裂、水紋、內(nèi)壁浮漿裂紋除外。樁套箍凹陷≤10mm,端頭混凝土不允許高于端板,樁套箍端板不允許脫落,樁套箍與樁身不允許出現(xiàn)空洞和蜂窩。樁身合縫漏漿深度≤5mm,每處漏漿長度≤300mm,累計(jì)長度≤樁長的10%,或?qū)ΨQ漏漿的搭接長度≤100mm,且需要修補(bǔ)。樁帽的端板和套箍的完整性和平整性,很大程度上決定了接樁后的垂直度和焊縫飽滿程度,同時(shí),端板接觸面不緊密貼合,也會因受力不均勻破壞樁帽,甚至壓碎樁頭混凝土。管內(nèi)離心灰漿厚度超過5cm,會影響后期填芯鋼筋籠安放的高度和垂直度,內(nèi)表面混凝土不允許塌落。

      進(jìn)場管樁強(qiáng)度必須達(dá)設(shè)計(jì)值的100%,因管樁較長,管樁進(jìn)入施工現(xiàn)場時(shí),根據(jù)施工規(guī)劃合理分散存放在堅(jiān)實(shí)、平整的場地上,松軟地基和多次周轉(zhuǎn)會導(dǎo)致管樁出現(xiàn)裂縫或折斷。確實(shí)需要移樁時(shí),嚴(yán)禁使用挖掘機(jī)推、擠、拔、拖拽等方式移動(dòng)管樁。

      2 姜結(jié)石土層PHC靜壓管樁施工過程中質(zhì)量控制要點(diǎn)

      2.1 壓樁

      根據(jù)施工安排,提前使用全站儀完成樁位放樣,用白石灰標(biāo)記后,插入短鋼筋或?qū)S眯〔势?,短鋼筋或小彩旗外露高度不超過15cm,且不能低于5cm,嚴(yán)禁使用電焊條或竹片標(biāo)記樁位。靜壓樁機(jī)在移機(jī)過程中,可以利用機(jī)載高精度GPS和全站儀相互配合,進(jìn)行樁位放樣和核對。樁機(jī)就位后,測量人員配合駕駛員樁機(jī)進(jìn)行微調(diào),確定樁位。首樁就位后,對中、調(diào)直,使樁身、導(dǎo)向架、夾具與壓板裝置的中心線與機(jī)載GPS十字線、施工放樣地面標(biāo)記重合,樁身垂直度≤0.3%、樁位偏差≤50mm。不允許樁機(jī)帶樁大幅度調(diào)整,防止折斷管樁,損壞設(shè)備。為防止沉樁過程中夾具破壞樁體,沉樁夾具抱壓力不大于6.7MPa。為順利穿透姜結(jié)層,靜壓樁機(jī)自重加配重不小于420t,最大壓樁行程不能大于2m。當(dāng)出現(xiàn)壓樁力瞬間上升、沉樁困難時(shí),暫停壓樁,調(diào)整夾具高度后,進(jìn)行復(fù)壓,壓樁過程中不允許樁機(jī)進(jìn)行橫向、縱向移動(dòng)。

      2.2 接樁

      當(dāng)下段樁頂距地面0.5~1m左右時(shí)[4],暫停沉樁,實(shí)施接樁,接樁定位前,檢查樁體是否完整、有無缺陷,兩端板應(yīng)清潔干凈,無松動(dòng)變形,抱箍無開焊松脫,預(yù)應(yīng)力鋼筋錨孔無回縮。接樁電焊應(yīng)分兩層對稱進(jìn)行,每層施焊完成,應(yīng)清除焊渣、質(zhì)量檢查后再施焊下一層,焊縫應(yīng)連續(xù)飽滿、無氣泡、無焊瘤,自然冷卻≥6min后方允許繼續(xù)下沉。接樁上下段的中心線偏差不大于2mm,節(jié)點(diǎn)彎曲矢高不大于樁段的0.1%。

      2.3 送樁

      樁基施工必須連續(xù)進(jìn)行,一次性施工到位,送樁器高程控制標(biāo)識要清晰醒目,水準(zhǔn)儀在每次使用之前必須檢查水平和離地高程。在最后的送樁過程中,高程測量人員需要和樁機(jī)駕駛員密切配合,及時(shí)傳遞信息,確保樁頂標(biāo)高控制在±50mm范圍之內(nèi)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,最大送樁軸心壓樁力不小于4200kN,且不大于4500kN,不允許使用混凝土管樁充當(dāng)送樁器,對管樁形成實(shí)體破壞[5]。

      3 PHC靜壓管樁施工后注意要點(diǎn)

      每根管樁靜壓到設(shè)計(jì)高程后,及時(shí)對管樁口部進(jìn)行覆蓋,并做醒目標(biāo)識,防止基坑開挖時(shí),挖土機(jī)破壞樁頭,無法完成靜載實(shí)驗(yàn),造成人員跌落、磕碰等。

      4 施工過程安全質(zhì)量控制

      吊車、樁機(jī)駕駛?cè)藛T、電焊工、電工、信號絲索工、測量人員必須持證上崗。在樁機(jī)行走的線路上,預(yù)鋪設(shè)寬度不小于6m、長度不小于15m的鋼板,確保樁機(jī)就位平衡、穩(wěn)定,行走安全。樁機(jī)供電線纜嚴(yán)格執(zhí)行二級用電、三級保護(hù),嚴(yán)禁浸泡在積水里,接頭采取有效防水、防漏電保護(hù)措施,必須沿圍擋周邊規(guī)范敷設(shè)。線纜要留有一定的移動(dòng)富余量,防止線纜被樁機(jī)拖地拉拽破壞。機(jī)上線纜規(guī)范排布,防止卷入樁機(jī)滑靴內(nèi),出現(xiàn)安全事故。嚴(yán)禁吊車超重、超范圍掛樁,嚴(yán)禁吊車掛樁后大角度旋轉(zhuǎn)。

      5 結(jié)語

      在城市內(nèi)采用靜壓法施工樁基礎(chǔ),得益于它對環(huán)境保護(hù)、噪聲控制的優(yōu)勢,但復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境也會限制施工進(jìn)度和施工質(zhì)量,安全問題也會時(shí)常發(fā)生。本文結(jié)合浙江長興某在建項(xiàng)目實(shí)際施工監(jiān)理工作開展情況,對PHC管樁樁基礎(chǔ)在富含姜結(jié)石特殊土層施工過程中的質(zhì)量、安全控制要點(diǎn)進(jìn)行研究。要求工程建設(shè)者在遇到不同的地質(zhì)條件時(shí),需要調(diào)整思路,尋找技術(shù)難題的突破點(diǎn),有針對性地進(jìn)行改進(jìn),同樣,也要認(rèn)真學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范要求,不斷總結(jié)和探索更能保證施工質(zhì)量、更符合實(shí)際的施工方法。

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