摘要:針對浙江杭嘉湖典型的軟弱土地區(qū)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工常見的質(zhì)量問題,提出了在沉樁施工和土方開挖過程中,控制樁基質(zhì)量,防止管樁偏位、傾斜、斷裂等質(zhì)量事故的方法和措施,提高樁基驗收的合格率,確保工程質(zhì)量與安全。
關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力管樁; 軟弱土; 靜壓;錘擊;偏位;傾斜;斷樁;質(zhì)量控制
1.前言
湖州地區(qū)是屬于比較典型的軟弱土地區(qū),樁基被廣泛運用。由于預(yù)應(yīng)力混凝土管樁具有施工工期短、單樁承載力較高、造價便宜、施工速度快等優(yōu)點,而靜壓法沉樁施工技術(shù)由于噪聲小,對周邊環(huán)境影響小的特點,被越來越普遍應(yīng)用,但是在湖州市西南分區(qū)和仁皇山地區(qū)由于地質(zhì)條件相對較差,樁基質(zhì)量安全技術(shù)事故屢屢發(fā)生,影響了工期和造成列經(jīng)濟損失,因此倍受工程專業(yè)技術(shù)人員關(guān)注。
預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是經(jīng)過先張預(yù)應(yīng)力、離心成型及高壓蒸養(yǎng)等工藝生產(chǎn)而成的一種空心環(huán)形截面的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁,它的適用范圍比較廣,主要適用于非堅硬土層中。管樁是作為建筑物或構(gòu)筑物樁基礎(chǔ)用的預(yù)制構(gòu)件,具有生產(chǎn)質(zhì)量可靠、現(xiàn)場施工便捷、檢測方便以及價格低廉等諸多優(yōu)點。
如何確保樁基質(zhì)量,特別是在軟弱土層中施工,尤其是有地下室需要送樁較深的工程,樁頂位于上部淤泥質(zhì)土層中,通過幾年來的實踐,我們有了一些經(jīng)驗體會,提供大家參考。
2.預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)及特點
預(yù)應(yīng)力混凝土管樁沉樁機理是在施工管樁時通過外力將樁強行打入土中。預(yù)應(yīng)力管樁施工一般采用錘擊法和靜壓法。靜壓沉樁原理是借助樁架自重和配重,在垂直靜壓力的作用下,樁尖到達設(shè)計的持力層。錘擊法施工是通過柴油錘產(chǎn)生的沖擊力,將樁身打入土體中。無論采用上述那種方法施工,伴隨著樁身入土,對樁周土體產(chǎn)生擠壓作用,從而引起地基土的側(cè)向應(yīng)力增加,在軟弱地基土中,導(dǎo)致樁側(cè)土密度、孔隙水壓力增大,產(chǎn)生超靜孔隙水壓力,破壞了土體的正常結(jié)構(gòu),使在樁徑三倍左右范圍內(nèi)土體抗剪強度大幅度降低。在壓(打)樁后,土體中孔隙水壓力隨時間的推移逐漸消散,樁周土體也隨之產(chǎn)生逐漸固結(jié),樁側(cè)摩阻力慢慢恢復(fù)。
2.1預(yù)應(yīng)力混凝土管樁具有以下優(yōu)點如下:
。1)樁身混凝土質(zhì)量可靠,樁身承載力較高,樁身質(zhì)量的可靠度遠大于鉆孔樁或沉管灌注樁,避免了灌注樁縮頸、隔渣、離析、膠結(jié)不良等質(zhì)量通病。
。2)設(shè)計選用范圍廣。管樁規(guī)格多,有不同的口徑與壁厚和長度。既容易解決布樁問題,又充分發(fā)揮每根樁的承載力,又經(jīng)濟合理。對持力層起伏變化大的地質(zhì)中適應(yīng)性強。由于管樁樁節(jié)長短不一,可靈活搭配組合,以節(jié)省材料。
(3)單樁承載力造價便宜。
。4)采用靜壓沉樁施工,現(xiàn)場施工噪聲較小,滿足施工文明要求,更加符合環(huán)保要求。但采用錘擊沉樁,則噪聲的震動都比較大,在空曠地方比較適用,但對穿透一定厚度的硬塑土層比較有效。
。5)施工速度快。在施工現(xiàn)場,管樁不需養(yǎng)護期,比灌注樁的工效大大提高。
2.2預(yù)應(yīng)力混凝土管樁也有它的缺點,主要表現(xiàn)如下。
。1)所需的機械設(shè)備投資大,進退場費用大。
。2)在地下障礙物較多、堅硬的土層(如碎石、卵石粘土層)中使用困難。
(3)由于施工機械自重大,施工場地地耐力要求高。
。4)靜壓施工過大的壓樁力易將管樁樁身夾碎或樁身出現(xiàn)縱向裂縫。而錘擊施工如錘擊數(shù)量過多,則樁頂容易擊碎。
3.管樁施工過程中質(zhì)量控制體會
。1)沉樁前的準(zhǔn)備工作
根據(jù)地質(zhì)勘察報告,分析對沉樁影響較大的地層。樁機的選擇必須根據(jù)地質(zhì)資料、設(shè)計單樁承載力、樁長和管樁直徑,以及周邊對環(huán)境的要求。一般情況下,靜壓樁機的壓樁力應(yīng)不小于單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值的2倍以上。錘擊式樁機的選擇,按錘的類別(筒式、導(dǎo)桿式)及相關(guān)參數(shù)、進入土層深度、承載力大小選用錘重。
。2)領(lǐng)會設(shè)計意圖及要求,掌握相關(guān)規(guī)范及施工質(zhì)量的控制,如樁長控制、還是壓樁力、錘擊貫入度雙控等。
。3)組織圖紙會審,明確沉樁質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),控制要求。
。4)科學(xué)合理編制沉樁專項施工方案。
(5)施工放線與定位樁控制,由于柱位的準(zhǔn)確與放線的準(zhǔn)確與否很關(guān)鍵。技術(shù)人員應(yīng)會同業(yè)主、監(jiān)理工程師對已定位的軸線進行校核,并對已定位樁定位點進行復(fù)核簽字后方可施工,對定位樁,應(yīng)考慮沉樁的擠土效應(yīng),要求設(shè)置在不受影響的地方,并且定位樁至少設(shè)置三個以上,便于核對復(fù)核。
。6)對樁身質(zhì)量復(fù)測檢查,對進場的管樁應(yīng)測量外徑、壁厚、長度、樁身彎曲度等,并檢查出廠合格證,做好詳細(xì)記錄。特別是管樁端板處,由于施工中樁端受力較大,管樁端板處混凝土不密實很容易把樁壓碎或擊碎。對樁身外觀質(zhì)量主要檢查樁身是否粘皮麻面、內(nèi)外表面是否露筋、表面是否有裂縫、是否斷頭脫頭、樁套箍是否凹陷、表面砼是否坍落等情況,不符合管樁規(guī)范要求的一律不得使用,對用于抗拔樁的還要檢查孔內(nèi)是否有浮漿、孔洞的圓滑、尺寸情況。
。7)試沉樁,由業(yè)主會同設(shè)計、地質(zhì)勘察、監(jiān)理和施工單位一同參加,并簽署試沉樁報告,明確樁長、終壓值或最后貫入度等沉樁控制參數(shù),作為工程樁施工質(zhì)量控制的依據(jù)。
。8)樁基施工過程的質(zhì)量管理:
、倏紤]到施工場地經(jīng)常會受到施工運輸車輛、打樁機械的碾壓,以及樁基施工過程中土體擠壓的影響,可能對已經(jīng)放好的樁定位會產(chǎn)生偏移,從而導(dǎo)致成樁的偏位。因此,每個樁沉樁前應(yīng)位進行校核,確保成樁樁位的偏位盡可能減小。
、跇渡淼拇怪倍瓤刂疲瑯兜拇怪倍仁浅翗顿|(zhì)量的關(guān)鍵,特別是第一節(jié)樁的垂直度,一般樁插入土0.5~0.8m進行個方向校正。在沉樁過程中施工員應(yīng)隨時觀察樁的入土進尺變化,如遇上部淺層有障礙物,發(fā)生樁身傾斜時,應(yīng)及時調(diào)正,或者拔出重新沉樁。
、鄢翗稌r以管樁為中心,確保沉樁垂直度偏差,上下節(jié)樁中心線偏差不超過規(guī)范要求。
、芙訕都昂缚p控制。在焊接前應(yīng)該把兩節(jié)樁的端頭板用鋼刷清刷干凈,而且應(yīng)該保證上節(jié)樁已經(jīng)垂直后方能焊接。焊接時最好兩個焊工同時進行,每層焊渣必須清理干凈,保證焊縫連續(xù)飽滿,根據(jù)施工氣候自然冷卻約3~10分鐘方可繼續(xù)沉樁。