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淺談PHC管樁靜壓施工工藝及質(zhì)量控制
淺談PHC管樁靜壓施工工藝及質(zhì)量控制
摘 要：結(jié)合具體工程實(shí)例，詳細(xì)介紹了PHC預(yù)應(yīng)力管樁靜壓法施工工藝與方法，提出了管樁施壓質(zhì)量通病的防治措施，通過(guò)樁基檢測(cè)表明該工程PHC預(yù)應(yīng)力管樁符合設(shè)計(jì)要求，指出高強(qiáng)混凝土預(yù)應(yīng)力管樁具有質(zhì)量可靠、單樁豎向承載力等優(yōu)點(diǎn)，值得推廣。
關(guān)鍵詞：靜力壓樁法；PHC管樁；施工工藝；質(zhì)量控制；通病防治措施 引言
預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁（以下簡(jiǎn)稱PHC管樁）實(shí)用于基巖埋藏深、強(qiáng)風(fēng)化巖層或風(fēng)化殘積土層厚的地質(zhì)條件，它具有單樁承載力高、工程造價(jià)低、樁身質(zhì)量穩(wěn)定、施工質(zhì)量易控制、施工周期短等優(yōu)點(diǎn)，在各類工程基礎(chǔ)中得到了廣泛的應(yīng)用，而靜壓PHC管樁施工無(wú)振動(dòng)無(wú)噪音的特點(diǎn)特別適用于與其相鄰建筑距離較近，或者鄰近居民小區(qū)和學(xué)校等新建建筑施工。
1、工程概況
騰飛新村擴(kuò)建工程為兩棟12層小高層住宅樓，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，總建筑面積19087m2.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為管樁，樁型PHC-AB400（95）-9，9和PHC-AB400（95）-10，10兩種，樁身砼強(qiáng)度C80；樁尖持力層為第10層、11層含砂姜粉質(zhì)粘土。設(shè)計(jì)單樁豎向承載力特征值分別為800kN、900KN，單樁豎向承載力極限值分別為1600KN、1800KN.采用靜力壓樁法施工，共計(jì)PHC管樁537根。工程結(jié)束后選取4根樁做了靜載試驗(yàn)，20m樁長(zhǎng)靜載試驗(yàn)極限承載力為1980kN，18m樁長(zhǎng)靜載試驗(yàn)極限承載力為1980kN，隨機(jī)抽測(cè)了114根樁做低應(yīng)變動(dòng)測(cè)檢驗(yàn)，結(jié)果I類樁100根，II類樁14根。檢測(cè)結(jié)果表明，樁基工程質(zhì)量全部達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。
2、工程地質(zhì)條件
根據(jù)工程勘察資料，與靜壓PHC管樁施工有關(guān)的土層特性如下：
（1）雜填土：灰褐色-褐色，層厚0.73m；
（2）粉土：淺褐黃色，稍濕稍密，層厚約0.97m；
（3）粘土：淺灰色-黃褐色，軟塑為主，干強(qiáng)度和韌性高，層厚1.14m；
（4）粉土：淺灰色-褐黃色，軟塑-可塑，稍濕-密，層厚為1.5m；
（5）粘土：土黃-褐黃-褐色，軟塑-可塑，干強(qiáng)度和韌性中等，層厚一般為1.15m；
（6）粉細(xì)砂：淺灰-褐黃-黃色，濕，松散，層厚為1.78m；
（7）粘土：土黃-深灰-灰綠色，可塑為主，干強(qiáng)度和韌性中等，層厚為3.34m；
（8）含姜砂粉質(zhì)粘土：灰綠-褐黃色，可塑-硬塑狀，干強(qiáng)度和韌性中等，層厚3.88m；
（9）粉細(xì)砂：黃色為主，濕，中密，主要成分石英，長(zhǎng)石，層厚為1.24m；
（10）含姜砂粉質(zhì)粘土：土黃色，可塑-硬塑狀，干強(qiáng)度和韌性中等，層厚6.77m；
（11）含姜砂粉質(zhì)粘土：褐黃色，可塑-硬塑狀，干強(qiáng)度和韌性中等，未揭穿。
3、施工工藝
3.1機(jī)械選型
由于施工場(chǎng)地鄰近居民區(qū)及中學(xué)，為減少施工時(shí)的噪音污染，管樁施工采用靜力壓樁法，選用武漢樁機(jī)廠生產(chǎn)的YZY-500型抱壓式靜壓樁機(jī)，該機(jī)型采用雙夾持器，由于夾具較長(zhǎng)可以更有效地保證樁身的垂直度、可在不增加夾樁力的情況下增大摩擦力，減小對(duì)樁身的側(cè)壓力。
3.2工藝流程
樁位測(cè)放→壓樁機(jī)就位→吊樁、插樁→樁身對(duì)中調(diào)直→靜壓第一節(jié)樁→樁焊接→壓第二節(jié)樁→送樁至樁頂?shù)皆O(shè)計(jì)標(biāo)高→成樁移機(jī)。
3.3施工準(zhǔn)備
3.3.1場(chǎng)地準(zhǔn)備。施工現(xiàn)場(chǎng)盡量平整，當(dāng)有坡度時(shí)，坡度不得大于1/100，場(chǎng)地地耐力應(yīng)不小于140kN/m2.
壓樁機(jī)工作距離要求：樁位中心距離周邊建（構(gòu)）筑物的間距應(yīng)大于二分之一壓樁機(jī)寬度。
3.3.2樁位測(cè)量準(zhǔn)備。根據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行放樣，將軸線控制點(diǎn)引出場(chǎng)地之外6m～8m處，做好測(cè)量控制網(wǎng)建立工作，然后根據(jù)控制線和設(shè)計(jì)圖紙樁位尺寸放出每一根樁的樁位，施工過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常復(fù)核樁位，防止因施工等原因造成樁位位移。
3.4吊樁、插樁
3.4.1壓樁機(jī)就位。樁機(jī)移至樁位位置，將樁機(jī)調(diào)平，用機(jī)上吊車吊起管樁徐徐插入樁機(jī)的夾持器內(nèi)，當(dāng)管樁下端離地面20cm處時(shí)，逐漸抱緊夾持器，夾樁壓力不大于5MPa，并應(yīng)逐次加壓。
3.4.2樁插入。使管樁中心對(duì)準(zhǔn)樁位中心，之后提起管樁少許，進(jìn)行樁尖焊接，根據(jù)工程實(shí)際情況也可采用無(wú)樁尖的壓樁。樁插入時(shí)應(yīng)根據(jù)機(jī)上水平儀調(diào)節(jié)器平機(jī)臺(tái)，采用經(jīng)緯儀在兩個(gè)垂直方向進(jìn)行校測(cè)，監(jiān)控樁身垂直度，其偏差不大0.15%. 壓好第一節(jié)樁是保證整根樁質(zhì)量的關(guān)鍵。若樁身垂直度偏大，須拔出重新插樁，并根據(jù)經(jīng)緯儀指示調(diào)節(jié)機(jī)身水平度使樁身垂身；現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員需對(duì)壓樁過(guò)程全過(guò)程控制，以保證樁的垂直度。
壓樁時(shí)應(yīng)隨時(shí)注意樁身和壓力表的變化情況，當(dāng)遇有壓力值突然下降、沉降量突然增大、樁身突然傾斜、樁身混凝土破碎、地面明顯隆起及鄰樁上浮或位移過(guò)大等情況時(shí)應(yīng)暫停壓樁，及時(shí)與設(shè)計(jì)、監(jiān)理等有關(guān)人員一起分析原因，采取有效措施后再繼續(xù)施工。每根樁應(yīng)一次連續(xù)施工完畢，中途不得無(wú)故中斷。
3.4.3接樁。
（1）接樁時(shí)，下樁節(jié)的樁頭宜高出地面0.8m～1.1m，以便于接樁焊接操作。下節(jié)樁的接頭處應(yīng)設(shè)置導(dǎo)向箍，以方便上節(jié)樁就位，上下節(jié)樁對(duì)接偏差不應(yīng)大于2mm.
（2）樁對(duì)接前，上下端板表面應(yīng)用鋼絲刷清洗干凈，坡口處應(yīng)刷至露出金屬光澤。當(dāng)樁端間隙較大時(shí)可用鐵片填實(shí)，再行施焊。
（3）樁焊接時(shí)宜先在坡口圓周對(duì)稱點(diǎn)焊4點(diǎn)～6點(diǎn)，待上、下樁節(jié)固定后拆除導(dǎo)向箍，再分層施焊，施焊應(yīng)有兩個(gè)焊工對(duì)稱進(jìn)行。
（4）焊接層數(shù)一般為三層，不得少于二層。第一層必須用
（5）盡可能縮短接樁時(shí)間，焊好的樁接頭應(yīng) 自然 冷卻后才可繼續(xù)壓樁，自然冷卻時(shí)間不應(yīng)小于8min，嚴(yán)禁用水冷卻或焊好后立即施壓。
3.4.4終壓http://www.wenKu1.com/news/55D3FC187FB8C5CF.html。本工程為摩擦樁，壓樁控制按照設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)進(jìn)行控制，但在施工前先按設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)試壓3根樁，待停置24h后，用與樁的設(shè)計(jì)極限承載力相等的終壓力
復(fù)壓，結(jié)果復(fù)壓樁身穩(wěn)定，即可以此進(jìn)行控制；對(duì)于端承樁或端承摩擦樁，則按終壓力進(jìn)行控制。
4、靜壓管樁常遇問(wèn)題及防治處理辦法
4.1樁身斷裂
4.1.1現(xiàn)象：在沉樁過(guò)程中，樁身突然傾斜錯(cuò)位，當(dāng)樁端處土質(zhì)條件沒(méi)有特殊變化，而貫入度逐漸增大或突然增大，這時(shí)可能是樁身發(fā)生斷裂。
4.1.2原因：
（1）樁節(jié)的細(xì)長(zhǎng)比過(guò)大，沉樁又遇到了較硬的土層；
（2）制作樁時(shí)，樁身彎曲超過(guò)規(guī)定，樁尖偏離樁的縱軸線較大，沉入時(shí)樁身發(fā)生傾斜或彎曲；
（3）樁入土后遇到大塊堅(jiān)硬的障礙物，把樁尖擠向一側(cè)；
（4）穩(wěn)樁時(shí)不垂直，壓入地下一定深度后，再用移動(dòng)樁機(jī)機(jī)架方法校正，使樁身產(chǎn)生彎曲；
（5）接樁時(shí)，相接的兩節(jié)樁不在同一軸線上，產(chǎn)生了彎折；
（6）制作樁的混凝土強(qiáng)度不夠。樁在堆放、吊運(yùn)過(guò)程中產(chǎn)生裂紋或斷裂未被發(fā)現(xiàn)。
4.1.3預(yù)防措施：
（1）施工前應(yīng)將樁位下的障礙物清理干凈，必要時(shí)對(duì)每個(gè)樁位進(jìn)行釬探了解；
（2）在穩(wěn)樁過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應(yīng)及時(shí)糾正，樁壓入一定深度后發(fā)生嚴(yán)重傾斜時(shí)，不得采用移機(jī)架的方法來(lái)校正；
（3）樁在堆放、吊運(yùn)過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，發(fā)現(xiàn)樁開裂超過(guò)有關(guān)規(guī)定時(shí)不得使用。
4.2沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)要求
4.2.1現(xiàn)象：樁設(shè)計(jì)時(shí)是以最終貫入度和最終樁長(zhǎng)為施工的最終控制。一般情況下，以一種控制標(biāo)準(zhǔn)為主，以另一種控制標(biāo)準(zhǔn)為 參考，有時(shí)沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)的最終控制要求。
4.2.2原因分析：
（1）勘探點(diǎn)不夠或勘探資料粗略，對(duì)工程地質(zhì)情況不明，尤其是持力層的起伏標(biāo)高不明，致使設(shè)計(jì)考慮持力層或選擇樁有誤；
（2）勘探工作以點(diǎn)代面，對(duì)局部硬夾層，軟夾層不可能全部了解清楚，尤其在復(fù)雜的工程地質(zhì)條件下，還有地下障礙物。壓樁施工遇到這種情況，就會(huì)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的施工控制標(biāo)準(zhǔn)；
（3）樁身斷裂，致使樁不能繼續(xù)壓入。
4.2.3預(yù)防措施：
（1）詳細(xì)探明工程地質(zhì)情況，必要時(shí)應(yīng)補(bǔ)勘，合理選擇施工機(jī)械、施工方法及壓樁順序；
（2）防止樁身斷裂。
4.3樁頂位移
4.3.1現(xiàn)象：在沉樁過(guò)程中，相鄰的樁產(chǎn)生橫向位移或樁身上浮。
4.3.2原因：
（1）樁入土后遇大塊堅(jiān)硬障礙物，把樁端擠向一側(cè)；
（2）兩節(jié)樁或多節(jié)樁施工時(shí)，相接的兩節(jié)樁不在同一軸線上，產(chǎn)生了曲折；
（3）土壤飽和密實(shí)，在沉樁時(shí)土被擠到極限密度而向上隆起，導(dǎo)致相鄰樁被浮起；
（4）在軟土地基施工較密集的群樁時(shí)，由于沉樁引起的孔隙水壓力把相鄰的樁推向一側(cè)或浮起。
4.3.3預(yù)防措施：
（1）采取降水或排水措施；
（2）采取先開挖基坑后壓樁的措施。
4.4接樁處松脫開裂
4.4.1現(xiàn)象：沉樁時(shí)接樁處出現(xiàn)松脫開裂現(xiàn)象。
4.4.2原因：
（1）連接處表面沒(méi)有處理干凈，留有雜質(zhì)、雨水、油污等；
（2）連接件不平，有較大空隙，造成焊接不牢；
（3）焊接質(zhì)量不好，焊縫不連續(xù)、不飽滿或有夾渣；
（4）兩節(jié)樁不在同一直線上，接樁處產(chǎn)生曲折，沉樁時(shí)接樁處產(chǎn)生集中應(yīng)力而破壞連接。
4.4.3預(yù)防措施：
（1）接樁前對(duì)連接部位上的雜質(zhì)、油污等必須清理干凈，保證連接部位清潔；
（2）檢查連接部件是否牢固平整和符合設(shè)計(jì)要求，如有問(wèn)題，必須進(jìn)行修正；
（3）接樁時(shí)，兩節(jié)樁應(yīng)在同一軸線上，焊接預(yù)埋件應(yīng)平整服貼，焊接后，認(rèn)真檢查一遍，符合要求后再繼續(xù)壓。
結(jié)束語(yǔ)
本樁基工程施工完成后，通過(guò)樁基檢測(cè)表明該工程PHC預(yù)應(yīng)力管樁符合設(shè)計(jì)要求，因此高強(qiáng)混凝土預(yù)應(yīng)力管樁具有質(zhì)量可靠、單樁豎向承載力等優(yōu)點(diǎn)，值得推廣。
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