0前言
高強預應力混凝土管樁(PHC樁)具有單樁承載力高、抗彎抗裂性能好、質(zhì)量穩(wěn)定可靠、穿透力強、耐久性好、樁身耐錘擊性好、施工方便快捷、低噪聲、無污染、運輸?shù)跹b方便、造價便宜等特點,近年來被廣泛運用。本文就高強預應力混凝土管樁的質(zhì)量控制進行淺析。
1設計質(zhì)量控制高強預應力混凝土管樁設計質(zhì)量的高低是其能否滿足安全性、可靠性、經(jīng)濟性和耐久性的前提。應從以下幾方面加強控制:(1)詳細掌握工程地質(zhì)條件,選定合適的樁端持力層,并依此確定合理的樁長。
(2)綜合考慮工程地質(zhì)條件和樁身強度,確定合理的單樁承載力。管樁為開口樁,在確定單樁承載力時,將開口樁按閉口樁考慮。
(3)綜合考慮工程地質(zhì)條件、上部荷載及單樁承載力,確定適宜的樁型。同一工程中,樁的規(guī)格、型號不應太多,以免造成施工錯誤。
(4)綜合考慮工程地質(zhì)條件、單樁承載力,確定管樁施工合理的終壓值和貫入度。
2施工質(zhì)量控制高強預應力混凝土管樁的施工方法主要有錘擊法、振動法及靜力壓樁法等,以錘擊法應用最普遍。錘擊法施工質(zhì)量的控制要求如下:(1)承包單位的選擇。一是承包單位應具有承建資格;二是承包單位的現(xiàn)場人員應具有技術(shù)資格證和上崗證;三是承包單位進駐現(xiàn)場的施工機械、壓樁機、樁錘應符合現(xiàn)場的土質(zhì)、樁徑、樁深的要求,所有機械應具有有效的檢驗證明。
(2)管樁進場的檢查及堆放。管樁進場時應檢查出廠合格證和檢驗報告,并對樁身的外觀質(zhì)量進行全面檢查。管樁堆放不得超過4層,應堆放在堅實、平整的場地上,并采取可靠的防滾、防滑措施。
(3)打樁前的準備工作。首先要復核樁位的軸線、標高準確性:檢查打樁機的型號、壓力表、配重;檢查機械操作的工作環(huán)境、供電情況等。正式打樁前,應組織施_T、監(jiān)理、設計、地質(zhì)、質(zhì)監(jiān)等有關(guān)人員在施工現(xiàn)場共同進行工藝試樁,確定貫入度、持力層的強度、樁的承載力、收錘標準等重要參數(shù)。
(4)確定壓樁順序。對群樁承臺應考慮壓樁時的擠土效應。不同深度的樁基應先深后淺、先大后小、先長后短。同一單體建筑,一般要求先施壓場地中央的樁,后施壓周邊樁,當一側(cè)毗鄰建筑物時,由毗鄰建筑物處向另一方向施壓。
(5)垂直度的質(zhì)量控制。當管樁插入地面和接樁時施工人員要用兩臺經(jīng)緯儀或線錘。在兩個成90度的側(cè)面觀察,調(diào)整好樁的垂直度。然后開始沉樁,垂直度偏差不宜大于0.5%。在施壓過程中,絕不允許用樁機拖樁,以免樁傾斜而影響樁的質(zhì)量。
(6)接樁的質(zhì)量控制。管樁對接前應檢查上下端板是否清理干凈。焊接時宜兩個焊工同時進行,先在坡口圓周上對稱點焊4 6點,焊接層數(shù)不得少于兩層,內(nèi)層焊渣須清干凈后方能焊外層,焊縫應飽滿連續(xù)。為保證焊縫質(zhì)量,應冷卻8分鐘后方可施壓,嚴禁用水冷卻或焊好后立即施打。焊接接樁應做好隱蔽工程驗收。
(7)打樁的質(zhì)量控制。打樁時。應用導板夾具或樁箍將樁嵌固在樁架兩導柱中,樁位置及垂直度經(jīng)校正后,方可將錘連同樁帽壓在樁頂,開始沉樁。樁錘、樁帽與樁身中心線要一致,樁頂不平,應用厚紙板墊平或用環(huán)氧樹脂砂漿補抹平整。
開始沉樁應起錘輕壓并輕擊數(shù)錘,觀察樁身、樁架、樁錘等垂直一致,方可轉(zhuǎn)入正常。樁插入時的垂直度偏差不得超過0.5%。打樁應用適合樁頭尺寸的樁帽和彈性墊層,以緩和打樁的沖擊。樁帽用鋼板制成,并用硬木或繩墊承托。樁帽與樁周圍的間隙應為5—10mm.樁帽與樁接觸表面需平整,樁錘、樁帽與樁身應在同一直線上,以免沉樁產(chǎn)生偏移。當樁頂標高較低,需送樁人土時。應用鋼制送樁放于樁頭上。錘擊送樁將樁送人土中。同一承臺樁的接頭位置應相互錯開。打樁時若遇條石、塊石等地下障礙物。宜采用引孔解決。
(8)終止打樁的質(zhì)量控制。終止值由設計確定,位于一般土層時,以控制樁端設計標高為主,貫人度可作參考;當樁端達到堅硬、硬塑的粘性土、中密以上粉土、砂土、碎石類土、風化巖時,以貫人度控制為主,樁端標高可作參考。當貫人度已達到而樁端標高未達到時,應繼續(xù)錘擊3陣,按每陣10擊的貫人度不大于設計規(guī)定的數(shù)值加以確認。
(9)打樁過程的資料控制。打樁過程中應詳細記錄各種作業(yè)時間。每打人0.5~lm 的錘擊數(shù)、樁位置的偏斜、最后10擊的平均貫人度和最后lm 的錘擊數(shù)等。樁位要隨打隨記錄,預防錯打、漏打,同時應對周圍建筑物,地下管線等進行觀測、監(jiān)護,并及時做好記錄。要認真做好原始資料的匯總工作,遇到異常現(xiàn)象及時通知有關(guān)方面共同解決現(xiàn)場問題。
3施工常見問題、原因及預防措施
(1)樁頂位移或上升在沉樁過程中。相鄰的樁產(chǎn)生橫向位移或樁身上涌,主要原因:一是樁人土后。遇到大塊堅硬障礙物,把樁尖擠向一側(cè);二是樁身不正直,或兩節(jié)樁或多節(jié)樁施T時,相接的兩樁不在同一軸線上,產(chǎn)生彎曲;三是樁數(shù)較多,土飽和密實,樁間距較小。在沉樁時土被擠到極限密實度而向上隆起,相鄰的樁被浮起;四是在軟土地基施工較密集的群樁時,沉樁次序不當,使樁向一側(cè)擠壓造成位移或涌起。
預防措施:一是施工前應對樁位下的障礙物進行清理;二是對樁構(gòu)件要進行檢查。發(fā)現(xiàn)樁身彎曲超過規(guī)定或樁尖不在樁軸線上的不宜使用;在沉樁過程中。如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應及時糾正。接樁時要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上,接頭處應嚴格按照規(guī)程操作:三是采用井點降水、砂井和盲溝等降水或排水措施;四是注意打樁順序,沉樁期間不得開挖基坑。一般宜間隔14天。待孑L隙壓力消散后開挖。
(2)樁身斷裂預應力管樁管壁薄,施工中不注意容易斷裂,主要原因:一是樁身彎曲超過規(guī)定,樁尖偏離軸線,樁制作時混凝土強度不夠,管壁厚薄不均勻,樁在堆放、吊運過程中產(chǎn)生裂紋或斷裂未被發(fā)現(xiàn),沉人過程中樁身發(fā)生傾斜或彎曲:二是接樁焊縫不飽滿,焊后自然冷卻時間不夠,接樁時兩節(jié)樁不在同一軸線上。產(chǎn)生了曲折:三是地質(zhì)土層軟硬變化或有堅硬障礙物時,把樁尖擠向一側(cè);四是施工場地不平、爛泥、積水多,造成壓樁時機身不平穩(wěn)。
預防措施:~ 是對樁身質(zhì)量進行全面檢查,測量管樁的外徑、壁厚、樁身彎曲度等有關(guān)尺寸,并詳細記錄,發(fā)現(xiàn)樁身彎曲超過規(guī)定或樁尖不在樁縱軸線上的不宜使用。樁的堆放、吊運應嚴格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行:二是在穩(wěn)樁過程中如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應及時糾正,樁壓人一定深度發(fā)生嚴重傾斜時,不宜采用移架方法來校正。接樁時要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上,接頭處應嚴格按照操作規(guī)程;三是施工前應對樁位下的障礙物進行清理,必要時對每個樁位用釬探了解;四是應保證施工場地平整堅實。有排水措施,讓機臺行走或施打過程機身平穩(wěn)不晃動。
(3)沉樁達不到設計控制要求沉樁未達到設計標高、或最后沉人度控制指標要求,主要原因:一是地質(zhì)勘察資料粗糙,勘探點不夠,對局部硬夾層、軟夾層及地下障礙物了解不夠;二是中斷沉樁時間過長, 由于設備故障或其他特殊原因,致使沉樁過程突然中斷,或接樁時。樁尖停留在硬土層內(nèi),若延續(xù)時間過長。沉樁阻力增加,使樁無法沉到設計深度:三是在群樁施工時穿越較厚的砂夾層,由于其結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定,同一層土的強度差異很大,樁沉人到該層時,砂層越擠越密,最后會有沉不下的現(xiàn)象。
預防措施:發(fā)生管樁沉不下去時,應詳細查明工程地質(zhì)情況,正確選擇持力層或標高,合理選擇施工方法及沉樁順序,冷靜分析原因。找出對策才能繼續(xù)施工。
4結(jié)束語
目前預應力管樁設計經(jīng)驗比較成熟,施工及遇到問題的處理經(jīng)驗尚不夠豐富,但隨著預應力管樁技術(shù)的推廣應用和發(fā)展。以及人們對預應力管樁的理論和工程實踐經(jīng)驗的不斷積累,預應力管樁技術(shù)水平將會不斷提高。
高強預應力混凝土管樁(PHC樁)具有單樁承載力高、抗彎抗裂性能好、質(zhì)量穩(wěn)定可靠、穿透力強、耐久性好、樁身耐錘擊性好、施工方便快捷、低噪聲、無污染、運輸?shù)跹b方便、造價便宜等特點,近年來被廣泛運用。本文就高強預應力混凝土管樁的質(zhì)量控制進行淺析。
1設計質(zhì)量控制高強預應力混凝土管樁設計質(zhì)量的高低是其能否滿足安全性、可靠性、經(jīng)濟性和耐久性的前提。應從以下幾方面加強控制:(1)詳細掌握工程地質(zhì)條件,選定合適的樁端持力層,并依此確定合理的樁長。
(2)綜合考慮工程地質(zhì)條件和樁身強度,確定合理的單樁承載力。管樁為開口樁,在確定單樁承載力時,將開口樁按閉口樁考慮。
(3)綜合考慮工程地質(zhì)條件、上部荷載及單樁承載力,確定適宜的樁型。同一工程中,樁的規(guī)格、型號不應太多,以免造成施工錯誤。
(4)綜合考慮工程地質(zhì)條件、單樁承載力,確定管樁施工合理的終壓值和貫入度。
2施工質(zhì)量控制高強預應力混凝土管樁的施工方法主要有錘擊法、振動法及靜力壓樁法等,以錘擊法應用最普遍。錘擊法施工質(zhì)量的控制要求如下:(1)承包單位的選擇。一是承包單位應具有承建資格;二是承包單位的現(xiàn)場人員應具有技術(shù)資格證和上崗證;三是承包單位進駐現(xiàn)場的施工機械、壓樁機、樁錘應符合現(xiàn)場的土質(zhì)、樁徑、樁深的要求,所有機械應具有有效的檢驗證明。
(2)管樁進場的檢查及堆放。管樁進場時應檢查出廠合格證和檢驗報告,并對樁身的外觀質(zhì)量進行全面檢查。管樁堆放不得超過4層,應堆放在堅實、平整的場地上,并采取可靠的防滾、防滑措施。
(3)打樁前的準備工作。首先要復核樁位的軸線、標高準確性:檢查打樁機的型號、壓力表、配重;檢查機械操作的工作環(huán)境、供電情況等。正式打樁前,應組織施_T、監(jiān)理、設計、地質(zhì)、質(zhì)監(jiān)等有關(guān)人員在施工現(xiàn)場共同進行工藝試樁,確定貫入度、持力層的強度、樁的承載力、收錘標準等重要參數(shù)。
(4)確定壓樁順序。對群樁承臺應考慮壓樁時的擠土效應。不同深度的樁基應先深后淺、先大后小、先長后短。同一單體建筑,一般要求先施壓場地中央的樁,后施壓周邊樁,當一側(cè)毗鄰建筑物時,由毗鄰建筑物處向另一方向施壓。
(5)垂直度的質(zhì)量控制。當管樁插入地面和接樁時施工人員要用兩臺經(jīng)緯儀或線錘。在兩個成90度的側(cè)面觀察,調(diào)整好樁的垂直度。然后開始沉樁,垂直度偏差不宜大于0.5%。在施壓過程中,絕不允許用樁機拖樁,以免樁傾斜而影響樁的質(zhì)量。
(6)接樁的質(zhì)量控制。管樁對接前應檢查上下端板是否清理干凈。焊接時宜兩個焊工同時進行,先在坡口圓周上對稱點焊4 6點,焊接層數(shù)不得少于兩層,內(nèi)層焊渣須清干凈后方能焊外層,焊縫應飽滿連續(xù)。為保證焊縫質(zhì)量,應冷卻8分鐘后方可施壓,嚴禁用水冷卻或焊好后立即施打。焊接接樁應做好隱蔽工程驗收。
(7)打樁的質(zhì)量控制。打樁時。應用導板夾具或樁箍將樁嵌固在樁架兩導柱中,樁位置及垂直度經(jīng)校正后,方可將錘連同樁帽壓在樁頂,開始沉樁。樁錘、樁帽與樁身中心線要一致,樁頂不平,應用厚紙板墊平或用環(huán)氧樹脂砂漿補抹平整。
開始沉樁應起錘輕壓并輕擊數(shù)錘,觀察樁身、樁架、樁錘等垂直一致,方可轉(zhuǎn)入正常。樁插入時的垂直度偏差不得超過0.5%。打樁應用適合樁頭尺寸的樁帽和彈性墊層,以緩和打樁的沖擊。樁帽用鋼板制成,并用硬木或繩墊承托。樁帽與樁周圍的間隙應為5—10mm.樁帽與樁接觸表面需平整,樁錘、樁帽與樁身應在同一直線上,以免沉樁產(chǎn)生偏移。當樁頂標高較低,需送樁人土時。應用鋼制送樁放于樁頭上。錘擊送樁將樁送人土中。同一承臺樁的接頭位置應相互錯開。打樁時若遇條石、塊石等地下障礙物。宜采用引孔解決。
(8)終止打樁的質(zhì)量控制。終止值由設計確定,位于一般土層時,以控制樁端設計標高為主,貫人度可作參考;當樁端達到堅硬、硬塑的粘性土、中密以上粉土、砂土、碎石類土、風化巖時,以貫人度控制為主,樁端標高可作參考。當貫人度已達到而樁端標高未達到時,應繼續(xù)錘擊3陣,按每陣10擊的貫人度不大于設計規(guī)定的數(shù)值加以確認。
(9)打樁過程的資料控制。打樁過程中應詳細記錄各種作業(yè)時間。每打人0.5~lm 的錘擊數(shù)、樁位置的偏斜、最后10擊的平均貫人度和最后lm 的錘擊數(shù)等。樁位要隨打隨記錄,預防錯打、漏打,同時應對周圍建筑物,地下管線等進行觀測、監(jiān)護,并及時做好記錄。要認真做好原始資料的匯總工作,遇到異常現(xiàn)象及時通知有關(guān)方面共同解決現(xiàn)場問題。
3施工常見問題、原因及預防措施
(1)樁頂位移或上升在沉樁過程中。相鄰的樁產(chǎn)生橫向位移或樁身上涌,主要原因:一是樁人土后。遇到大塊堅硬障礙物,把樁尖擠向一側(cè);二是樁身不正直,或兩節(jié)樁或多節(jié)樁施T時,相接的兩樁不在同一軸線上,產(chǎn)生彎曲;三是樁數(shù)較多,土飽和密實,樁間距較小。在沉樁時土被擠到極限密實度而向上隆起,相鄰的樁被浮起;四是在軟土地基施工較密集的群樁時,沉樁次序不當,使樁向一側(cè)擠壓造成位移或涌起。
預防措施:一是施工前應對樁位下的障礙物進行清理;二是對樁構(gòu)件要進行檢查。發(fā)現(xiàn)樁身彎曲超過規(guī)定或樁尖不在樁軸線上的不宜使用;在沉樁過程中。如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應及時糾正。接樁時要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上,接頭處應嚴格按照規(guī)程操作:三是采用井點降水、砂井和盲溝等降水或排水措施;四是注意打樁順序,沉樁期間不得開挖基坑。一般宜間隔14天。待孑L隙壓力消散后開挖。
(2)樁身斷裂預應力管樁管壁薄,施工中不注意容易斷裂,主要原因:一是樁身彎曲超過規(guī)定,樁尖偏離軸線,樁制作時混凝土強度不夠,管壁厚薄不均勻,樁在堆放、吊運過程中產(chǎn)生裂紋或斷裂未被發(fā)現(xiàn),沉人過程中樁身發(fā)生傾斜或彎曲:二是接樁焊縫不飽滿,焊后自然冷卻時間不夠,接樁時兩節(jié)樁不在同一軸線上。產(chǎn)生了曲折:三是地質(zhì)土層軟硬變化或有堅硬障礙物時,把樁尖擠向一側(cè);四是施工場地不平、爛泥、積水多,造成壓樁時機身不平穩(wěn)。
預防措施:~ 是對樁身質(zhì)量進行全面檢查,測量管樁的外徑、壁厚、樁身彎曲度等有關(guān)尺寸,并詳細記錄,發(fā)現(xiàn)樁身彎曲超過規(guī)定或樁尖不在樁縱軸線上的不宜使用。樁的堆放、吊運應嚴格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行:二是在穩(wěn)樁過程中如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應及時糾正,樁壓人一定深度發(fā)生嚴重傾斜時,不宜采用移架方法來校正。接樁時要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上,接頭處應嚴格按照操作規(guī)程;三是施工前應對樁位下的障礙物進行清理,必要時對每個樁位用釬探了解;四是應保證施工場地平整堅實。有排水措施,讓機臺行走或施打過程機身平穩(wěn)不晃動。
(3)沉樁達不到設計控制要求沉樁未達到設計標高、或最后沉人度控制指標要求,主要原因:一是地質(zhì)勘察資料粗糙,勘探點不夠,對局部硬夾層、軟夾層及地下障礙物了解不夠;二是中斷沉樁時間過長, 由于設備故障或其他特殊原因,致使沉樁過程突然中斷,或接樁時。樁尖停留在硬土層內(nèi),若延續(xù)時間過長。沉樁阻力增加,使樁無法沉到設計深度:三是在群樁施工時穿越較厚的砂夾層,由于其結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定,同一層土的強度差異很大,樁沉人到該層時,砂層越擠越密,最后會有沉不下的現(xiàn)象。
預防措施:發(fā)生管樁沉不下去時,應詳細查明工程地質(zhì)情況,正確選擇持力層或標高,合理選擇施工方法及沉樁順序,冷靜分析原因。找出對策才能繼續(xù)施工。
4結(jié)束語
目前預應力管樁設計經(jīng)驗比較成熟,施工及遇到問題的處理經(jīng)驗尚不夠豐富,但隨著預應力管樁技術(shù)的推廣應用和發(fā)展。以及人們對預應力管樁的理論和工程實踐經(jīng)驗的不斷積累,預應力管樁技術(shù)水平將會不斷提高。