預應力高強混凝土管樁(簡稱PHC樁),其特點是單樁承載力高、設計范圍廣、抗彎性能好、樁身耐錘擊、抗裂性好、穿透力強、造價低廉、施工速度快、工期短。施工過程包括測放樁位、樁機就位、吊裝與運輸、插樁、錘擊沉樁、接樁和施工記錄。

  【關鍵詞】超高強預應力;混凝土管樁;施工技術
 
  預應力高強混凝土管樁(簡稱PHC樁)。PHC樁的制作是在工廠,采用先張法預應力和離心成型工藝,經(jīng)過蒸壓養(yǎng)護而制成的一種空心圓筒體等截面構件。目前,PHC樁被廣泛應用于公路、鐵路、橋梁、港口、碼
頭、建筑和水利等工程項目。
 
  1.PHC樁特點
 
  (1)單樁承載力高,設計范圍廣。其樁身混凝土強度等級C50~C80。單樁可接成任意長度,不受施工機械能力和施工條件局限。
 
  (2)抗彎性能好。PHC樁選用高強度、低松馳的陰螺紋鋼筋作為預應力主筋,使樁身具有較高的預壓應力。成樁質量可靠,沉樁后樁長和樁身質量可用直接手段進行監(jiān)測。
 
 。3)樁身耐錘擊和抗裂性好,穿透力強。
 
  (4)施工速度快,工期短,施工現(xiàn)場無砂石、水泥,無泥漿污染。
 
 。5)造價低廉。其單位承載力價格僅為鋼樁的1/3—2/3。
 
  2.一般規(guī)定
 
  對高強度混凝土除有特殊要求外,其強度測定、保證率、強度測定條件、檢驗及試驗方法等規(guī)定均應符合《公路工程質量檢驗評定標準》(JTGF80/1-2004),但測定混凝土抗壓強度的試件應用邊長為150mm的標準
尺寸立方體。
 
  3.材料的要求
 
 。1)配制高強度混凝土宜選擇高強度水泥,可采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥。立窯生產的水泥須經(jīng)仔細檢驗其化學成分后方可確定使用與否。
 
 。2)配制用的細骨料,除應符合規(guī)定外,尚應滿足如下要求:宜使用級配良好的中砂,細度模數(shù)不小于2.6,含泥量應小于2%。
 
 。3)配制用的粗骨料,除應滿足有關規(guī)定外,尚應滿足如下要求:應使用質地堅硬、級配良好的碎石,骨料的抗壓強度應比所配制的混凝土強度高50%以上,含泥量應小于1%,針片狀顆粒含量應小于5%,骨料的最
大粒徑宜小于25mm。
 
 。4)拌制高強度混凝土用的水應符合規(guī)定。
 
 。5)配制高強度混凝土必須使用高效減水劑,并根據(jù)不同的要求輔以助劑配制,其摻量應根據(jù)試驗確定,外加劑的性能必須符合規(guī)定。
 
  (6)配制時宜外摻的混合材料為磨細粉煤灰、沸石粉、硅粉;旌喜牧系募夹g條件應符合規(guī)定,其摻量應根據(jù)試驗確定。
 
 。7)高強度混凝土中的氯離子含量,對位于溫暖或寒冷地區(qū)、無侵蝕物質影響及與土直接接觸的橋梁不應超過。
 
  水泥重量的0.2%,對位于嚴寒和海水區(qū)域,受侵蝕環(huán)境,使用除冰鹽的橋涵,不應超過水泥重量的0.1%。
 
  4.配合比的要求
 
  (1)高強度混凝土的配合比應符合規(guī)定。當無可靠的強度統(tǒng)計數(shù)據(jù)及標準差數(shù)值時,混凝土的施工配制強度(平均值)對于C50~C60應不低于強度等級的1.15倍,對于C70~C80應不低于強度等級值的1.12倍。
 
  (2)所用水膠比(水與膠結料的重量比,后者包括水泥及混合材料的重量)宜控制在0.24~0.38的范圍內。
 
  (3)所用水泥重量不宜超過500kg/m3,水泥與混合材料的總量不超過550~600kg/m3。粉煤灰摻量不宜超過膠結料重量的30%,沸石粉不宜超過10%,硅粉不宜超過8%~10%。摻用混合材料的種類和數(shù)量,必須
經(jīng)試驗報監(jiān)理工程師批準后確定。
 
 。4)混凝土的砂率宜控制在28%~34%的范圍內。
 
  (5)高效減水劑的摻量宜為膠結料的0.5%~1.8%。
 
  5.PHC樁施工
 
  PHC樁施工順序一般宜采用“先長樁后短樁,先大徑后小徑,從中間向四周并且對稱進行”。
 
  5.1測放樁位
 
  根據(jù)施工圖紙的要求,測放的樁位經(jīng)檢查、復測無誤后可進行沉樁施工。同時在每次施工前要檢查即將施打的樁位與鄰樁之間的尺寸是否正確。
 
  5.2樁機就位
 
  首先檢查樁機的工作狀態(tài)是否正常,確保設備正常運轉后,依據(jù)樁位移動設備就位、對中、調直、試運轉。
 
  5.3吊裝與運輸
 
 。1)PHC樁混凝土強度超過80%時才能吊裝。吊裝方法有:當樁長大于13m的PHC樁宜采用支點法,兩支點設在離樁兩端0.2L處;當樁長小大于13m時,可采用直接進行水平起吊。(2)PHC樁強度達到100%時可
進行運輸,樁在運輸過程中要綁扎牢固。(3)PHC樁堆放場地要堅實平整,最下層要在兩支點下放墊木,堆放層數(shù)不得超過四層。
 
  5.4插樁
 
  首先起吊前在樁身上劃出以米為單位的長度標記,起吊支點宜在樁端(無樁尖)0.3L處;將樁吊起后,要對位準確后,用兩臺經(jīng)緯儀(軸線互相垂直)雙向調整樁的垂直度。插入時的垂直度偏差不得超過0.5%。
 
  5.5錘擊沉樁
 
  在初打時宜低錘輕打,隨著沉樁加深,沉速減慢,起錘高度可逐漸增大。在打樁過程中,必須保持樁錘、樁帽、樁身保持在同一軸線上。
 
  5.6接樁
 
  接樁采用端板式焊接接頭,接樁時要注意新接樁節(jié)與原樁節(jié)的軸線一致,當下節(jié)樁的樁頭距地面1m~1.2m時,要進行接樁。兩施焊面上的泥土、油污、鐵銹等要預先清刷干凈。焊接層數(shù)應大于等于二層,施焊第一層
時,宜適當加大電流,加大熔深。采用手工焊接,第一層用3.2或4.0的E4320型焊條,第二層以后用4.0-5.0的E4320型焊條焊接。焊好的樁接頭應自然冷卻3分鐘~8分鐘后方可錘擊沉樁。
 
  5.7施工記錄
 
  在打樁過程中,每打入0.5~1m的錘擊數(shù)、樁位置的偏斜、最后10擊的平均貫入度和最后1m的錘擊數(shù)等應詳細記錄。按規(guī)范要求進行質量評價。
 
  6.質量要求
 
 。1)高強度混凝土的施工技術要符合有關規(guī)定。
 
 。2)配料數(shù)量的允許偏差應符合預制場或集中攪拌站拌制的規(guī)定。
 
 。3)配制高強度混凝土必須準確控制用水量,砂石中的含水量應仔細測定后從用水量中扣除。除事先規(guī)定的部分用水可留在現(xiàn)場補加外,嚴禁在材料出機后再加水。
 
 。4)高效減水劑宜采用后摻法,如制成溶液加入,應在用水量中扣除這部分溶液用水。加入減水劑后,混凝土拌和料在攪拌機中繼續(xù)攪拌的時間,當用粉劑時不得少于60s,當用溶液時不得少于30s。
 
  (5)拌制高強度混凝土必須使用強制式攪拌機,宜采用二次投料法拌制。
 
 。6)混凝土的澆筑應連續(xù)進行,如因故必須間斷時,其間斷時間應小于前層混凝土的初凝時間或能重塑時間。允許間斷時間應經(jīng)試驗確定。若超過允許間斷時間,須采取保證質量的措施或按工作縫處理。