預應力高強混凝土管樁(PHC管樁)是采用先張法預應力工藝和離心成型方法制成的一種圓形鋼筋混凝土預制樁。成樁質量好,強度高、耐施打、工期短、造價低、場地文明。
1 PHG管樁的主要施工方法
1.1 放樣定樁位
采用極坐標放樣。壓樁機就位時,應對準樁位,啟動平臺支腿油缸,校正平臺處于水平狀態(tài),啟動門架支持油缸,使門架作微傾15,以便吊管樁。
1.2 吊樁定位,調整垂直度
先拴好吊樁用的鋼絲繩及索具,啟動吊車吊樁,管樁在施工中起吊,可采用一點法(位置距樁頭0.29L處),使樁尖垂直對準樁位中心,微微啟動壓樁油缸,當樁入土至50cm時,啟動壓樁油缸,進入壓樁狀態(tài)。
1.3 壓樁
啟動壓樁油缸,把樁徐徐壓下,控制施壓進度,一般不超過2m/min,達到壓樁力的要求以后,必須持荷穩(wěn)定。若不能穩(wěn)定,必須再持荷,一直到持荷穩(wěn)定為止,持荷時間由設計人員與監(jiān)理在現(xiàn)場試樁時確定。
1.4 接樁
采用焊接法接樁,接樁前應將端板及樁套箍端板坡口處,表面的銹蝕清除干凈,表面呈金屬光澤后方可焊接,接樁一般在距離地面1m左右進行,上、下兩塊端板軸向錯位量應小于2mm,坡口根部間隙應小于4mm,焊條選用E4303型,焊接道數(shù)不少于3道,焊縫應滿焊,確保焊縫高度。上下節(jié)樁如有間隙應用楔形鐵片全部墊實焊牢。接樁處焊縫應自然冷卻15分鐘以上方可沉樁。
2 以具體的建筑施工為例來分析PHC管樁技術的應用
2.1 工程概況
本工程單體主要為110kV開關站、110kV降壓站、消防站和綜合管理樓等4個單體,其中前3個單體基礎為筏板基礎,基樁規(guī)格均為PHC-AB400-95,樁長28m(2根14m對接),共打設316根樁,設計單樁承載力914kN,樁頂標高4.86m,需送樁1.3m,綜合管理樓基礎為承臺基礎,基樁規(guī)格為PHC-B500-120,樁長30m(2根15m對接),共打設181根樁,設計單樁承載力1100kN,樁頂標高5.86m,需送樁0.3m。
2.2 PHC管樁打樁工藝流程及技術措施
2.2.1 PHC管樁打樁工藝流程
基線測量→樁位定位→樁機就位→管樁起吊、對中和調直→打樁→接樁→打樁→送樁→檢查驗收→移樁機至下一個樁位。
2.2.2 基線測量
首先根據各個單體樁位圖的平面特征,用全站儀引用甲供控制點沿單體四邊軸線各測放2個基準點,用以控制單體四邊樁位軸線;鶞庶c離樁區(qū)一定距離,不受打樁振動和擠土的影響;鶞庶c采用用50×50×500(mm)小木樁,并在頂端釘上小圓釘(用紅油漆涂抹圓釘標示)表示樁中心,小木樁端露出地面不超過50mm,并用混凝土四周加固。高程點用水準儀通過控制點引進,設置在不受單體施工影響的區(qū)域。
2.2.3 樁位定位
根據軸線控制點,用經緯儀和50m鋼卷尺采用極坐標法具體測放各個樁位,樁位采用8個長度40cm的鋼筋,要求鋼筋插入土層35cm,露出泥面5cm,露出處用紅油漆標示。樁位測放以后再用全站儀根據軸線控制點進一步校核,保證樁位偏差小于10mm。在打樁前,以樁位點為中心,用白灰按照管樁直徑畫一個圓圈,以方便插樁和對中。凡測放樁位區(qū)域,設保護標志繩欄,不允許非施工人員及車輛隨意進入,防止樁位受移動或損壞。
2.2.4 樁機就位
為保證履帶式打樁機行走和打樁的穩(wěn)定性,采用3cm厚鋼板鋪設在樁機履帶板下面,鋼板寬度比樁機寬2m。根據樁位施工流程順序,移動履帶式打樁機至打樁部位,然后根據打樁機樁架下端的角度計初步調整樁架的垂直度,并用線墜由樁帽中心點吊下與地面上樁位點初對中。管樁在起吊前,應在樁身上畫出以米為單位的長度標記,從下至上順序標記管樁的長度,以便觀測管樁入土深度和記錄每米沉樁錘擊數(shù)。
2.2.5 管樁起吊、對中和調直
管樁起吊:首先用15t履帶式起重機把管樁送至打樁機
側面,在距管樁端部0.21L處用鋼絲繩套牢住,并與打樁機卷揚機主鉤鋼絲繩用卸扣連接,起重機用專用吊鉤鉤住管樁的另一端;然后打樁機主卷揚機向上先提樁,起重機在后端輔助用力,使管樁與地面成45°-60°角向上提升,直至管樁上口喂入樁帽內,將起重機一端專用吊鉤松下,并移至樁位中心處。
管樁對中:管樁移至樁位中心處后,下放管樁直至樁端離地面約5cm,輔助人工配合,使管樁端部四周正好與樁位處的石灰線吻合,然后繼續(xù)下放管樁,在管樁自重和樁錘壓力之下,使管樁插入地下30-50cm。樁身穩(wěn)定后,調正樁身、樁錘、樁帽的中心線,使之與打入方向成一條線。
管樁調直:管樁對中后,再用2臺經緯儀與導軌成正交方向進行測定,進一步調正樁身垂直度,保證樁身的垂直度偏差不大于0.5%。
2.2.6 打樁
因地層較軟,初打時下沉量較大,宜采取“重錘輕打”,即低提錘,輕打下,隨著沉樁加深,沉速減慢,起錘高度可漸增。在整個打樁過程中,要使樁錘、樁帽、樁身盡量保持在同一軸線上。必要時應將樁錘及樁架導桿方向按樁身方向調整。要注意盡量不使管樁受到偏心錘打,以免管樁受彎受折。打樁較難下沉時,要檢查落錘有無傾斜偏心,特別是要檢查樁墊是否合適。如果不合適,需更換或補充樁墊。每根樁宜連續(xù)一次打完,不要中斷,以免難以繼續(xù)打下。
2.2.7 接樁
本工程基樁為2節(jié)樁,每根都有1個焊接處,焊接質量需要嚴格把關,直接關系到基樁的完整性和使用壽命,具體需要重視的是:
下節(jié)樁樁端露出地面高度確定:根據焊接方便的原則,下節(jié)樁樁端露出地面高度控制在0.5-1.0m之間。焊接處端板清理要求:在管樁對接前,焊接處上下端板必須用鋼絲刷清理干凈,坡口處露出金屬光澤。對接后如果接觸面不密實,存有縫隙,可以用厚度不超過5mm的鋼片嵌填,達到飽滿為止。
導向箍設置要求:為保證上下節(jié)樁保持順直,首先在下節(jié)樁樁端半面處焊接3個導向箍,導向箍為Ⅱ25圓鋼,然后上節(jié)樁在人工輔助下緊貼導向箍緩慢放下,待平穩(wěn)靠緊后用靠尺檢查上下節(jié)樁中心線偏差,滿足設計要求2mm后,再檢查接觸面密實性。
焊接技術要求:在上下節(jié)樁對中后,及時由2個電焊工在成180°角方向同時在坡口圓周上對稱點焊6點,待上下節(jié)樁固定后拆除導向箍,再分3層焊接,要求每層焊接厚度均勻連續(xù),不得有夾渣、氣孔等缺陷。本工程焊接采用二氧化碳氣體保護焊,焊接分3層,焊接時要求必須在內層焊渣清理干凈后再焊接外一層,坡口槽的焊接必須滿焊,焊縫厚度應高出坡口1mm。焊接完成后,需要焊縫冷卻后才可繼續(xù)錘擊。嚴禁用水冷卻或焊好后立即錘擊。
2.2.8 送樁
為將管樁打到設計標高,本工程需要采用送樁器,送樁器采用套筒式,長2m。設計送樁器的原則是打入阻力不能太大,容易拔出,能將沖擊力有效地傳到樁上,并能重復使用。送樁的中心線應要與樁身吻合,若樁頂不平,可用麻袋或厚紙墊平。
用鋼卷尺在送樁器上量出送樁長度,標出明顯標記,由專人利用水準儀控制樁頂標高,打至距樁頂標高0.5m左右減慢打樁速度,至樁頂標高立即吹哨示停,操作班長聽到哨音后立即停止打樁。
3 結束語
PHC樁的單位承載力造價是各種樁型中較低的,且綜合經濟效益指標也好于其他樁型。隨著PHC管樁的廣泛應用和發(fā)展,以及人們對它的理論研究和工程實踐的不斷積累,PHC樁的施工技術會不斷得到提高。