論靜壓管樁施工的質(zhì)量安全控制論文
近幾年來，預(yù)應(yīng)力管樁由于其具有施工工期短、單位承載力及造價較低等優(yōu)點，在粵東地區(qū)得到了迅猛發(fā)展及推廣應(yīng)用。同時由于錘擊法施工在環(huán)保等方面的缺點日益突出，故而靜壓法施工越來越普遍，由此而引發(fā)的許多關(guān)于靜壓管樁的質(zhì)量安全技術(shù)問題也倍受人們的關(guān)注。
一、靜壓管樁的優(yōu)缺點
靜壓法施工是通過靜力壓樁機(jī)的壓樁機(jī)構(gòu)自重和樁架上的配重作反力將預(yù)制樁壓人土中的一種成樁工藝。下面簡要談?wù)勵A(yù)應(yīng)力管樁中靜壓法施工有哪些優(yōu)缺點。
1.主要優(yōu)點
�。�1）低噪聲、無振動、無污染，可以24小時連續(xù)施工，縮短建設(shè)工期，創(chuàng)造時間效益，從而降低工程造價；
�。�2）施工速度很快，同時場地整潔、施工文明程度高；
�。�3）由于送樁器與工程樁樁頭的接觸面吻合較好，送樁器在送樁過程中不會左右晃動和上下跳動，因而可以送樁較深，基礎(chǔ)開挖后的截去量少；
（4）施工中由于壓樁引起的應(yīng)力較小，且樁身在施工過程中不會出現(xiàn)拉應(yīng)力，樁頭一般都完好無損，復(fù)壓較為容易。
2.主要缺點
（1）仍然具有擠土效應(yīng)，對周圍建筑環(huán)境及地下管線有一定的影響，要求邊樁中心到相鄰建筑物的間距較大；
（2）施工場地的地耐力要求較高，在新填土、淤泥土及積水浸泡過的場地施工易陷機(jī)；
�。�3）過大的壓樁力（夾持力）易將管樁樁身夾破夾碎，或使管樁出現(xiàn)縱向裂縫；
（4）不宜在地下障礙物或孤石較多的場地施工。
二、靜壓管樁施工過程的質(zhì)量管理
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1.施工隊資質(zhì)審查
必須對施工隊（壓樁隊伍）的資質(zhì)材料進(jìn)行審查與管理，了解施工隊的技術(shù)力量及壓樁水平；審查施工組織設(shè)計、施工壓樁路線、施工進(jìn)度計劃，評價其可行性；要求施工隊每個技術(shù)人員，包括施工技術(shù)員、焊工、記錄員、開機(jī)員等都必須具有相應(yīng)技術(shù)資格證和上崗證。
2.樁機(jī)的選擇
必須根據(jù)具體工程的地質(zhì)資料和設(shè)計的單樁承載力要求，準(zhǔn)確地選擇壓樁機(jī)。如果壓樁機(jī)噸位過小，可能出現(xiàn)樁壓不下的情況，因而無法達(dá)到設(shè)計承載力要求；反之，如果壓樁機(jī)噸位過大，易發(fā)生陷機(jī)情況。所以應(yīng)該會同各有關(guān)部門合理地選擇樁機(jī)，盡量采用超載施工。一般情況下，樁機(jī)的壓樁力應(yīng)不小于單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的1.2倍。
3.施工放線與定樁位
由于放線的準(zhǔn)確與否直接影響建筑物的位置是否符合“規(guī)劃”要求，而樁位的準(zhǔn)確與否又直接影響著整個工程的結(jié)構(gòu)，因此，這兩個工序的重要性不容忽視。項目技術(shù)管理人員應(yīng)該對已定好的軸線位進(jìn)行復(fù)核，根據(jù)建筑物與結(jié)構(gòu)樁位圖逐位校核，發(fā)現(xiàn)不符合要求的及時糾正。
4.樁尖、樁身質(zhì)量檢查
首先必須對樁尖進(jìn)行查驗、測量，按照管樁有關(guān)規(guī)范對于樁尖的構(gòu)造要求和設(shè)計圖紙要求，對所有到場的樁尖進(jìn)行測量，不滿足設(shè)計和管樁規(guī)范要求的，責(zé)令其更換；對所有到場的管樁進(jìn)行仔細(xì)認(rèn)真地查驗，測量管樁的外徑、壁厚、樁身、長度、樁身彎曲度等有關(guān)尺寸，并詳細(xì)記錄。特別是管壁厚度，由于靜壓法施工中的夾持力較大，壁厚不夠很容易把樁夾碎。同時應(yīng)對樁身外觀質(zhì)量進(jìn)行仔細(xì)地查驗，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，責(zé)令廠家退回。
�。ǘ〾簶妒┕み^程的質(zhì)量管理
1.底樁（第一節(jié)人土的樁）的.定點
雖然在放線與定樁位時已經(jīng)核查過，但是經(jīng)驗不足或技術(shù)水平不高的施工技術(shù)人員往往在放底樁時偏離原定的樁位，從而導(dǎo)致成樁的偏位。建議在每個樁位處用石灰或貝灰以原定的樁心為圓心、以該樁的樁徑為直徑畫一圓圈，壓底樁時以此圓圈為準(zhǔn)，控制樁不偏離該圓圈，使成樁的偏位盡可能減小。
2.樁身垂直度的控制
由于靜壓管樁樁機(jī)駕駛室內(nèi)一般會懸掛一吊有重錘的繩線，由開機(jī)員以此線為準(zhǔn)控制樁一個方向的垂直度，因而另一方向的垂直度必須另外控制，方法就是在垂直于樁與此繩線連接的地方（即另一正交方向）另設(shè)一吊重錘的繩線（視線要通透），以這兩條繩線來控制樁的垂直度。當(dāng)樁在兩個方向都已經(jīng)垂直的情況下方允許壓樁，而且在壓樁過程中要經(jīng)常檢查樁身垂直度。
3.接樁及焊縫控制
接樁前，應(yīng)保證上下兩節(jié)樁的順直，而且兩樁樁心的錯位偏差不宜大于2mm（宜設(shè)置接樁導(dǎo)向箍）。管樁施工中主要采用焊接接樁法，在焊接前應(yīng)該把兩節(jié)樁的端頭板用鋼刷清刷干凈，直至坡口露出金屬光澤，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(jìn)行，先在坡口圓周上對稱點焊4-6點，焊接層數(shù)不少于2層，每層焊渣必須清理干凈，保證焊縫連續(xù)飽滿，自然冷卻約8～10分鐘（嚴(yán)禁用水冷卻或焊完即壓），防止高溫的焊縫遇水變脆而被壓壞。
4.壓樁過程的施工記錄
為了便于控制終止壓樁，必須詳細(xì)記錄壓樁過程的壓力與樁人土深度，了解樁尖人持力層深度是否滿足設(shè)計要求以及樁穿過各土層時的壓力值。
5.終壓（即終止壓樁）標(biāo)準(zhǔn)及終壓的控制
終壓標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該以質(zhì)監(jiān)部門、設(shè)計單位、施工單位、建設(shè)單位、勘察單位及監(jiān)理單位等有關(guān)部門在試樁會議中根據(jù)試樁的實際情況確定的標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則。一般情況下，除保證樁長及樁尖入持力層深度應(yīng)該滿足設(shè)計要求外，還要控制終壓值Q的大小。雖然終壓值Q與單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值Rk是兩個不同的概念，但終壓值Q與單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值Rk存在著某種比例關(guān)系，這有待于日后的工程實踐與理論研究。筆者認(rèn)為這種比例關(guān)系與工程地質(zhì)構(gòu)造情況關(guān)系較大，同時與樁的長度以及所選的持力層關(guān)系也不可忽視，總結(jié)潮汕地區(qū)近幾年靜壓管樁的工程實踐經(jīng)驗，終壓值Q可以按以下原則來控制：
（1）當(dāng)樁端持力層為粘土、粉質(zhì)粘土?xí)r，主要控制樁端達(dá)到的設(shè)計深度，終壓值RQ：（0.6-1.3）Rk.
�。�2）當(dāng)樁端持力層為標(biāo)貫擊數(shù)較低、中密以下的粉細(xì)砂時，以控制樁端人持力層深度為主，終壓值作參考，Q=（1.6～2.o）Rk.
（3）當(dāng)樁端持力層為標(biāo)貫擊數(shù)較高，中密以上的中粗砂、礫砂時，以控制終壓值為主，Q=（1.8-2.5）Rk，長樁取低值，短樁取高值；擊數(shù)低取低值，擊數(shù)高取高值。
�。ㄈ额^填芯的質(zhì)量控制
由于樁與上部結(jié)構(gòu)的連接主要通過樁的承臺，因此樁頭嵌入承臺的長度不宜太短，有關(guān)管樁技術(shù)規(guī)范規(guī)定不宜小于10cm.從日本樁基的典型震害實例調(diào)查中可知，有不少是由于樁嵌入承臺長度不足，抗拔不夠，因此在地震設(shè)防區(qū)有必要把樁嵌入承臺的長度加長，且樁頭的插筋長度也應(yīng)加長及增加配筋量，樁頭填芯砼的強度等級應(yīng)滿足規(guī)范要求和設(shè)計要求。這一環(huán)節(jié)的重要性顯而易見，工程有關(guān)技術(shù)管理人員應(yīng)該加強這一環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。
三、成樁的質(zhì)量檢查
1.樁身垂直度及樁身質(zhì)量的檢查
樁身的垂直度可以用垂球吊線的辦法來量測，對不符合規(guī)范要求的，應(yīng)及時報送設(shè)計單位，由設(shè)計單位提出補強修改意見。對于配置封口樁尖的工程樁，樁身質(zhì)量的檢查可以直觀檢查，即將低壓電燈泡沉人樁內(nèi)腔檢查，正常情況下，內(nèi)腔應(yīng)該是不進(jìn)土和水的。若樁內(nèi)腔完整干燥，說明樁身基本完好、焊接質(zhì)量完好、樁尖無損壞，這種情況下可不采取其他方法另行檢查；反之，應(yīng)該采取其他方法另行檢查。目前潮汕地區(qū)主要依據(jù)有關(guān)規(guī)范規(guī)定，按樁總數(shù)的一定比例采取小應(yīng)變動測的檢測方法，對樁身的完整性進(jìn)行檢測。
2.樁頂標(biāo)高及偏位情況的檢查
基礎(chǔ)開挖后，應(yīng)對樁頂標(biāo)高及樁的偏位情況進(jìn)行測量，并把記錄資料完整地整理一份報送設(shè)計單位，由設(shè)計單位提出方案，解決那些樁頂標(biāo)高低于設(shè)計標(biāo)高以及樁偏位超過規(guī)范要求的情況。而對于那些樁頂標(biāo)高高于設(shè)計標(biāo)高的情況，施工單位應(yīng)用電鋸法截去多余的樁段，而不應(yīng)該用人工敲打的辦法把多余的樁段敲掉，那樣很容易把成樁敲傷。
3.單樁豎向承載力的檢測
目前主要采用靜荷載試驗的方法來檢測成樁的單樁豎向承載力，由設(shè)計單位、質(zhì)監(jiān)部門、施工單位、建設(shè)單位及監(jiān)理單位等有關(guān)部門舉行點樁會議，選取較具代表性的樁進(jìn)行靜荷載試驗。靜荷載檢測時一般用慢速維持荷載法，并要求工程有關(guān)技術(shù)管理人員進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督，詳細(xì)記錄最終沉降量和殘余沉降量等。特別要注意檢測樁機(jī)在進(jìn)場、退場及移動過程中不要碰撞到任何工程樁。
四、常見質(zhì)量問題分析與處理
1.樁傾斜
插樁初壓即有較大幅度的樁端走位和傾斜。碰到此種情況，很可能在地面下不遠(yuǎn)處有障礙物。處理的措施主要是在壓樁施工前將地面下舊建筑物基礎(chǔ)、塊石等障礙物徹底清理干凈。
2.樁尖達(dá)不到設(shè)計深度
靜壓管樁施工時，若發(fā)生個別樁長達(dá)不到設(shè)計深度，其原因可能是：
�。�1）樁尖碰到了局部的較厚夾層或其他硬層。
（2）中斷沉樁時間過長。由于設(shè)備故障或其他特殊原因，致使沉樁過程突然中斷，若延續(xù)時間過長，沉樁阻力增加，使樁無法沉到設(shè)計深度。
（3）接樁時，樁尖停留在硬土層內(nèi)，若時間拖長，很可能不能繼續(xù)沉樁。
發(fā)生管樁沉不下去時，應(yīng)冷靜分析原因，找出對策才能繼續(xù)施工，切不要盲目加大壓樁力強行沉樁。
3.基坑開挖不當(dāng)引起大面積群樁傾斜
挖土引起基樁的傾斜，直接起因是挖土方法不當(dāng)，將基坑挖得太深或?qū)⑼诔龅耐炼逊旁诨舆吰赂浇蚨a(chǎn)生側(cè)向壓力；加上淤泥本身的流動性以及土體中未消散的超孑L隙水壓力乘機(jī)向開挖方向釋放，加劇了淤泥向開挖方向流動，而管樁對水平力的抵抗能力小，于是隨著土體的位移而向開挖方向傾斜，造成樁頂大量位移。發(fā)生這樣的事故先要進(jìn)行調(diào)查分析，弄清哪些樁報廢，哪些樁還可以用，哪些樁應(yīng)折減其承載力，然后根據(jù)實際情況進(jìn)行補樁。為防止此類工程事故的發(fā)生，應(yīng)嚴(yán)禁邊壓樁邊開挖；開挖宜在基樁全部完成并至少隔15天后進(jìn)行，挖土宜逐層均勻進(jìn)行，樁周土體高差不宜超過1m；注意保持基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)或邊坡土體的穩(wěn)定；基坑頂部周邊不得堆土或堆放其他重物等。
4.樁身上浮
當(dāng)工程樁較短或樁較密集時較容易發(fā)生樁身上浮的情況，此時采取復(fù)壓是一較有效的補救措施。所謂復(fù)壓指的是已經(jīng)壓好的樁再進(jìn)行靜壓的一種措施。
五、靜壓管樁施工過程的安全管理
必須根據(jù)安全管理的有關(guān)規(guī)定建立健全項目的各有關(guān)管理制度，在項目內(nèi)部落實安全管理責(zé)任制，建立考核制度，實施獎罰措施，以及前面已提及的樁機(jī)資質(zhì)及特種作業(yè)上崗證等必須齊全。除此之外，還必須注意以下幾個事項：
1.起重機(jī)作業(yè)前，應(yīng)對轉(zhuǎn)動部位進(jìn)行潤滑，檢查部件緊固程度，鋼絲繩是否磨損。
2.起重臂下嚴(yán)禁站人，重物停在空中時駕駛員不得離開操作室。
3.起重范圍不得超過起重性能規(guī)定的指標(biāo)，起重機(jī)吊樁進(jìn)入夾持機(jī)構(gòu)，壓樁開始之前，必須在起重機(jī)、卷揚機(jī)構(gòu)放松起吊的鋼絲繩、吊鉤脫離后方可壓樁，以免拉斷鋼絲繩和拉彎起重機(jī)吊臂。
4.接樁時焊接用的各種氣瓶應(yīng)作標(biāo)識，氣瓶要距離明火點10m以上，氣瓶間距必須大于5m，氣瓶必須加防震圈和防護(hù)帽，氣瓶使用和存放時嚴(yán)禁平放或倒放。
5.停止作業(yè)時，短履需運行到樁機(jī)中間位置，停落在乎整地面上，其余油缸回程縮進(jìn)。切斷電源，操作人員方可離開樁機(jī)。
6.施工完畢的樁的樁頭上面要加蓋，以防行人或雜物等掉陷。
六、結(jié)語
雖然目前靜壓管樁工程實踐經(jīng)驗尚不夠豐富，但隨著靜壓管樁技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，以及人們對靜壓管樁的理論研究和工程實踐經(jīng)驗的不斷積累，相信靜壓管樁技術(shù)應(yīng)用水平將會不斷地得到提高。
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