摘要:預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(簡稱PHC樁)施工工藝簡單、軟土地基處理效果好、單樁承載力高、質(zhì)量可靠、單位造價(jià)便宜等諸多優(yōu)點(diǎn),是目前預(yù)制樁同類型基礎(chǔ)中比較先進(jìn)的一種基礎(chǔ)類型,同時(shí)與諸如混凝土灌注樁等其它不同類別的基樁相比,其技術(shù)先進(jìn)且質(zhì)量穩(wěn)定。
關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力管樁;靜壓;地基處理
1、工藝原理
PHC管樁靜壓法沉樁工藝原理,在樁機(jī)就位后,利用適合噸位的吊車,吊起管樁進(jìn)行喂樁,通過靜壓樁機(jī)中心的夾具對樁進(jìn)行夾抱,調(diào)整垂直后進(jìn)行施壓。施壓時(shí),靜壓樁機(jī)機(jī)身通過油缸支持安裝在大小步履上的小車,小車在大小步履軌道上由油缸控制運(yùn)動(dòng),抱壓樁時(shí),借助自重及配重,以器缸液壓互聯(lián)動(dòng)力系統(tǒng)方式通過夾頭相交壓力施加壓樁力,管樁在自重及配重靜壓力作用下逐漸將樁壓入地基土中,然后通過焊接將上下兩節(jié)管樁連接實(shí)現(xiàn)接長,并通過送樁器將樁頂送到設(shè)計(jì)標(biāo)高的一種成樁工藝。
2、適用范圍
PHC靜壓管樁作為一種快速興起的一種基樁形式,與錘擊法沉樁方式相比尤其適應(yīng)于軟土地層中,適用于一般粘性土及回填土、淤泥和淤泥質(zhì)土、粉(砂)性土、非自重濕陷性黃土質(zhì)以及強(qiáng)風(fēng)化(全風(fēng)化)的巖層、堅(jiān)硬的碎石土層和砂土層中;由于靜壓無噪音,在對環(huán)保要求較高的地區(qū),特別是在城市和居民區(qū)的新建和改造工程施工尤其適用。
3、靜壓高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁特點(diǎn)
質(zhì)量可靠、承載力高;施工速度快,投資回收周期短;施工污染少、安全環(huán)保,對周邊影響小;適應(yīng)性能好,應(yīng)用較廣泛;造價(jià)低、材料損耗小,經(jīng)濟(jì)效益高。
4、施工工藝及操作要點(diǎn)
4.1 PHC管樁靜壓法沉樁施工工藝流程
4.2 施工操作要點(diǎn)
4.2.1 測量定位放線
認(rèn)真復(fù)核設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)院交樁點(diǎn)位,必要時(shí)將坐標(biāo)控制點(diǎn)、水準(zhǔn)控制點(diǎn)按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置要求布設(shè)在施工現(xiàn)場,然后依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙精確算出尺寸關(guān)系或各樁位坐標(biāo),對樁位進(jìn)行精確測放。樁位放出后,在中心采用竹筷插入土中,端頭系上紅布條或點(diǎn)上白灰做好標(biāo)識,然后畫出樁外皮輪廓線的圓周,便于對位、插樁。
4.2.2 樁機(jī)就位
在對施工場地內(nèi)的表層土質(zhì)試壓后,確保承載力滿足靜壓機(jī)械施工及移動(dòng)過程中不至于出現(xiàn)沉陷,對局部軟土層可采用事先換填處理或采用整塊鋼板鋪墊作業(yè)。樁機(jī)進(jìn)場后,檢查各部件及儀表是否靈敏有效,確保設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)安全、正常后,按照打樁順序,移動(dòng)調(diào)整樁機(jī)對位、調(diào)平、調(diào)直。
4.2.3 管樁的驗(yàn)收、堆放、吊運(yùn)及插樁
4.2.3.1 管樁的進(jìn)場驗(yàn)收
管樁進(jìn)場后,應(yīng)按照《先張法預(yù)應(yīng)力砼管樁》(GB13476-1999)的國家標(biāo)準(zhǔn)或各地區(qū)的地方標(biāo)準(zhǔn)對管樁的外觀、樁徑、長度、壁厚、樁身彎曲度、樁端頭板的平整度、樁身強(qiáng)度以及樁身上的材料標(biāo)識等按規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)收,并審查產(chǎn)品合格證明文件,把好材料進(jìn)場驗(yàn)收關(guān)。
4.2.3.2 管樁的堆放
現(xiàn)場管樁堆放場地應(yīng)平整,采用軟墊(木墊)按二點(diǎn)法做相應(yīng)支墊,且支撐點(diǎn)大致在同一水平面上。當(dāng)管樁在場地內(nèi)堆放時(shí),不宜超過4層;當(dāng)在樁位附近準(zhǔn)備施工時(shí)宜單層放置,且必須設(shè)支墊。管樁堆放要按照不同型號、規(guī)格分類堆放,以免調(diào)運(yùn)施工過程中發(fā)生差錯(cuò)。
4.2.3.3 管樁吊運(yùn)及插樁
單根管樁吊運(yùn)時(shí)可采用兩頭勾吊法,豎起時(shí)可采用單點(diǎn)法。管樁起吊運(yùn)輸過程中應(yīng)平穩(wěn)輕放,以免受振動(dòng)、沖撞。管樁吊起后,緩緩將樁一端送入樁帽中,待管樁放入樁機(jī)夾樁箱內(nèi)扶正就位后,根據(jù)需要焊接開(閉)口型樁尖,然后將樁插入土中0.5m-1.0m的深度后,用兩臺經(jīng)緯儀(在接近90度的夾角方向)雙向控制樁的垂直度,條件不具備也可采用兩個(gè)線錘進(jìn)行垂直度控制。
4.2.4 壓樁
壓樁前,根據(jù)工程情況制定合理的壓樁順序,減少擠土效應(yīng),在每節(jié)單樁樁身上劃出以米為單位的長度標(biāo)記,以便觀察樁的入土深度及記錄對應(yīng)壓力值;在壓樁開始階段,壓樁速度不能過快,應(yīng)根據(jù)地質(zhì)報(bào)告顯示的土質(zhì)情況選擇壓樁速度;在初期2-3m的壓樁范圍內(nèi)應(yīng)重點(diǎn)觀察控制狀身、機(jī)架垂直度,在壓樁過程中需要經(jīng)常觀測樁身是否發(fā)生位移、偏移等情況并做好過程記錄,并詳細(xì)記錄每入土1米時(shí)壓力表的壓力值;壓樁前最好將地表下的障礙物探明并清除干凈,以免樁身移位傾斜。
4.2.5 接樁
將首節(jié)管樁壓至樁頭距地面0.5-1.0m左右高度時(shí)停止壓樁,開始進(jìn)行接樁作業(yè)。接樁前將上下樁端頭板用鋼絲刷清除浮銹及泥污,然后下放樁身進(jìn)行對樁。上下兩節(jié)端頭板對齊并初步調(diào)整垂直后,采用手工電弧焊在坡口周圍點(diǎn)焊4-6點(diǎn),然后再次進(jìn)行垂直度的調(diào)整,若端頭板間隙過大,應(yīng)加塞鐵片。如果有多節(jié)管樁,重復(fù)以上工序即可。
4.2.6 送樁或截樁
當(dāng)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高較自然地面低時(shí)必須進(jìn)行送樁。送樁時(shí)選用的送樁器的外形尺寸要與所壓樁的外形尺寸相匹配,并且要有足夠的強(qiáng)度和剛度。送樁時(shí),送樁器的軸線要與樁身相吻合。送樁器上根據(jù)測定的局部地面標(biāo)高,事先要標(biāo)出送樁深度,通過伺候在現(xiàn)場的水準(zhǔn)儀跟蹤觀測,準(zhǔn)確地將送樁送至設(shè)計(jì)標(biāo)高。同時(shí)送樁器上要標(biāo)出最后1m的位置線,詳細(xì)記錄最終壓力值。當(dāng)管樁露出地面或未能送到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時(shí),需要截樁。截樁要求必須用專門的截樁器,嚴(yán)禁用大錘橫向敲擊、沖撞。
5、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及控制
5.1 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
PHC靜壓管樁施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTGF801-2004)、管樁預(yù)制施工的相關(guān)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定。
5.2 質(zhì)量控制要點(diǎn)
5.2.1 進(jìn)場材料質(zhì)量驗(yàn)收與控制
施工前應(yīng)對成品管樁做外觀尺寸及外觀質(zhì)量驗(yàn)收,并查看合格證明文件及相關(guān)外加劑的含量證明,必要時(shí)索要管樁的抗彎、抗裂性能檢驗(yàn)報(bào)告;接樁用焊條等應(yīng)有產(chǎn)品合格證書并送樣復(fù)檢,壓樁用壓力表也應(yīng)進(jìn)行檢查。
5.2.2 場地土承載力要求
場地要平整堅(jiān)硬,在較軟的場地中適當(dāng)鋪設(shè)道渣,不能使樁機(jī)在打樁過程中產(chǎn)生不均勻沉降。靜壓樁樁機(jī)對施工場地要求較高,必須對施工場地進(jìn)行局部回填平整或鋪墊整塊鋼板,采取必要的措施提高地基承載力,使其達(dá)到靜壓樁施工要求。
5.2.3 樁位、垂直度及標(biāo)高控制
樁身垂直度應(yīng)重點(diǎn)控制第一根樁身的垂直,從十字交叉的兩個(gè)方向進(jìn)行觀測,及時(shí)發(fā)現(xiàn)偏差后,拔出管樁回填后重新施工,不得強(qiáng)行回扳校正,以免將樁扳裂以致斷樁。樁身的不垂直沉入,偏心受力容易將樁體壓碎裂而降低樁體的承載力。
標(biāo)高控制,通過正確引測到施工現(xiàn)場附近的水準(zhǔn)控制點(diǎn)進(jìn)行觀測。將水準(zhǔn)儀安放在離開樁機(jī)5m左右以外的位置,測定此時(shí)水準(zhǔn)線下需要的送樁長度,并標(biāo)記在送樁器上,送樁時(shí),設(shè)專人進(jìn)行觀測,當(dāng)送樁器上的刻度將與水準(zhǔn)儀的水準(zhǔn)線重合時(shí),放慢壓樁速度直至兩線重合,并結(jié)合設(shè)計(jì)要求的穩(wěn)定終壓值停止壓樁。
5.2.4 樁尖及接樁焊接質(zhì)量控制
樁尖焊接時(shí)不能只點(diǎn)焊了事,需進(jìn)行一周滿焊。在設(shè)計(jì)需要樁尖的地層,如樁尖焊接不牢而發(fā)生脫落,會(huì)影響管樁穿透土層的能力。
接樁焊接質(zhì)量為管樁施工質(zhì)量控制的一個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)。焊接前需清理干凈端頭板上的鐵銹、泥污等,對稱、分層焊接,減少焊接變形而引起的節(jié)點(diǎn)彎曲,并保證焊縫均勻飽滿。焊接結(jié)束后,確保足夠的冷卻停歇時(shí)間,一般不應(yīng)小于5min,然后在把樁頭連接部分涂刷防腐瀝青漆。
5.2.5 沉樁到位率控制
選擇合適型號的壓樁機(jī)械。根據(jù)正式工程樁施工前的試驗(yàn)樁資料、地質(zhì)土層分布情況、樁端持力層土質(zhì)情況選擇合適的壓樁力。
縮短送樁時(shí)間。壓樁作業(yè)在進(jìn)入硬土層時(shí),壓樁時(shí)應(yīng)控制施工停歇時(shí)間,避免由于停歇時(shí)間過程中土的磨阻力增大影響樁機(jī)施工,造成沉樁困難。
6、小結(jié)
高強(qiáng)砼預(yù)應(yīng)力管樁質(zhì)量可靠,單樁豎向承載力高等優(yōu)點(diǎn),值得大力推廣應(yīng)用。在施工方法方面,靜壓法有低噪聲、無振動(dòng)、無污染、施工速度很快,同時(shí)場地整潔、施工文明程度高等優(yōu)點(diǎn),施工時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮采用。本文提出的施工工藝與施工質(zhì)量控制方法,可供參考。