預(yù)制混凝土管樁施工及病害防治
2015-07-02
前言
京滬高鐵濟南西客站ZH標(biāo)段正線地基處理采用PHC管樁(φ40cm)加固,合計工程量達75萬余延米。通過科學(xué)的方案編制、嚴格的過程控制和嚴謹?shù)墓ず罂偨Y(jié),為企業(yè)未來的管樁施工積累了寶貴經(jīng)驗。預(yù)制混凝土管樁可分為先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PHC、PC)和先張法預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁(PTC),按混凝土強度等級可分為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PC)和預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁(PHC)。本文主要針對PHC管樁施工和病害防治進行闡述。
一、管樁施工
1、施工控制
(1)場地情況施工前應(yīng)了解場地內(nèi)的交通設(shè)施、高壓架空線、地下管線和地下構(gòu)筑物的分布情況,并確保場地平整、地基承載力樁機施工滿足要求。
?。?)設(shè)計資料施工前應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料、施工圖紙等編制布樁圖,統(tǒng)計設(shè)計樁長、樁頂標(biāo)高、樁底標(biāo)高、原地面標(biāo)高等數(shù)據(jù),報監(jiān)理審核、設(shè)計確認。
?。?)現(xiàn)場準備
a復(fù)核樁位放線、樁位編號情況。
b檢查樁機運行狀況、配重情況(應(yīng)能保證施工中樁機不上浮)、人員到位、材料進場管理情況、施工記錄資料準備情況等,復(fù)核壓力表讀數(shù)與施打壓力的對應(yīng)關(guān)系。
?。?)試樁邀請質(zhì)量監(jiān)督站、業(yè)主、設(shè)計等單位進行現(xiàn)場試樁,確定終壓控制原則,明確各項控制參數(shù)。
2、施工控制
每一根樁應(yīng)按下述流程進行施工控制:
?。?)樁機就位:樁機就位時應(yīng)對準樁位,保證樁機垂直、穩(wěn)定。
?。?)吊樁:應(yīng)采取措施保證樁身不破損,禁止拖拉樁體。
(3)穩(wěn)樁:樁尖就位后,應(yīng)目測或用線墜、經(jīng)緯儀等雙向校正樁身垂直度。
?。?)壓樁:根據(jù)構(gòu)筑物基礎(chǔ)的設(shè)計標(biāo)高,應(yīng)“先深后淺”;根據(jù)樁規(guī)格,宜“先大后小,先長后短”。由于樁的密集程度不同,可自中間向兩個方向?qū)ΨQ進行或向四周進行,也可由一側(cè)向單一方向進行以減少壓樁過程中產(chǎn)生的擠土效應(yīng)等。
?。?)接樁:常用焊接法。焊接時應(yīng)采取措施(主要是焊條規(guī)格、焊接方法的選擇)以減少焊縫變形,保證焊縫連續(xù)、飽滿。焊完后需自然冷卻不少于8分鐘以保證焊接強度,否則壓樁過程中若遇異物或硬土層,極易產(chǎn)生廢樁。接樁時涉及的一個主要問題——樁長配合選擇:主要是以設(shè)計參考樁長、鄰近樁實際施工樁長來指導(dǎo)合理配樁。認真做好這點,既可保證質(zhì)量,又可大大減少截樁次數(shù)而節(jié)省材料、時間。
?。?)送樁:應(yīng)結(jié)合原地面標(biāo)高和設(shè)計樁頂標(biāo)高、截樁長度要求等,來確定送樁深度:合理送樁深度=原地面標(biāo)高一設(shè)計樁頂標(biāo)高+設(shè)計預(yù)留截樁長度,根據(jù)這個關(guān)系,施工中合理選擇樁長配合,既可保證質(zhì)量,又可大大減少截樁、接樁次數(shù)而節(jié)省材料、時間。
(7)中間檢查驗收:當(dāng)壓樁壓力或有效樁長達到設(shè)計要求時,應(yīng)進行中間驗收,填好施工記錄。施工中若出現(xiàn)下列情況應(yīng)暫停壓樁作業(yè),并分析原因,采用相應(yīng)措施:
a壓力表讀數(shù)情況與勘察報告中的土層性質(zhì)明顯不符。
b樁體難以穿透硬夾層。
c實際樁長與
設(shè)計參考樁長相差較大(±10%。
d出現(xiàn)異常聲響,壓樁機械工作狀態(tài)出現(xiàn)異常。對于斷樁、廢樁的情況,應(yīng)及時知會設(shè)計采取補救措施。
e樁身出現(xiàn)縱向裂縫或樁頭混凝土出現(xiàn)剝落等異常現(xiàn)象。
f壓樁機下陷。
其他問題:當(dāng)樁較密集或地基含淤泥等,應(yīng)設(shè)置袋裝砂井、塑料排水板等輔助措施。在壓樁過程中應(yīng)對總數(shù)10%的樁設(shè)置上涌和水平偏位觀測點,定期檢測,若上涌和偏位較大,應(yīng)采取復(fù)壓等措施。若持力層易水化,樁頭應(yīng)填芯處理。
3、樁基檢測以及后續(xù)工作
樁基檢測預(yù)制混凝土管樁沉樁完畢后,應(yīng)在樁頭開挖前對工程樁進行單樁豎向承載力、單樁抗拔靜載試驗和單樁水平靜載試驗檢測,以及樁身質(zhì)量檢驗。
二、管樁施工的病害防治
1、樁傾斜
插樁初打即有較大幅度的樁端走位或傾斜(這里不包括設(shè)計要求的斜樁類型,如市政橋梁的斜樁基礎(chǔ)),此時可能在地面下有障礙物。處理措施主要是在打樁施工前將地面下舊建筑物基礎(chǔ)、塊石等障礙物清理干凈。
2、達不到設(shè)計深度
樁施工時,若發(fā)生個別樁長達不到設(shè)計深度,原因可能是勘探時未能探明工程地質(zhì)的真實情況,尤其是對持力層起伏標(biāo)高不明,致使設(shè)計考慮持力層和選擇樁長有誤??碧焦ぷ魇且渣c帶面,對局部硬軟夾層可能難于了解清楚,尤其在復(fù)雜地質(zhì)條件下,樁長則難于達到設(shè)計要求。若樁尖標(biāo)高與設(shè)計標(biāo)高相差過大且發(fā)現(xiàn)樁打不下去時,應(yīng)與有關(guān)部門詳細查明原因,冷靜分析,尋找對策,必要時可作補勘,合理調(diào)整設(shè)計或施工方案,切勿盲目強行打樁。
3、樁身斷裂
在樁制作時樁身彎曲超過規(guī)定,樁尖偏離樁的縱軸線較大,打入過程中樁身發(fā)生傾斜或彎曲;樁入土后,遇到大塊堅硬的障礙物,把樁尖擠向一側(cè);穩(wěn)樁不垂直,打人地下一定深度后,再用走架方法校正,使樁身產(chǎn)生彎曲;多節(jié)樁施工時,相接的兩節(jié)樁不在同一軸線上產(chǎn)生曲折。預(yù)防樁身斷裂,需特別說明的是,上述的質(zhì)量問題均應(yīng)在施工前就應(yīng)排除。但如果施工中確實出現(xiàn)時,如在穩(wěn)樁過程中如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應(yīng)及時糾正,樁打人一定深度發(fā)生嚴重傾斜時,不應(yīng)采用移架方法來校正。接樁時要確保上下兩節(jié)樁在同一軸線上,接頭處應(yīng)按照操作要求施工。
4、樁頂位移
在打樁過程中,相鄰的樁產(chǎn)生橫向位移或樁身上浮。樁頂位移原因是樁人土后,遇到大塊堅硬障礙物,把樁尖擠向一側(cè)。兩節(jié)樁或多節(jié)樁施工時,相接的兩樁不在同一軸線上,產(chǎn)生了曲折。樁數(shù)較多,地基土飽和密實,樁間距較小,在打樁時地基土被擠到極限密實度而向上隆起。
預(yù)防樁頂位移,應(yīng)在施工前對樁位下的障礙物清理干凈,對樁構(gòu)件進行檢查,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得使用;在穩(wěn)樁過程中,如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應(yīng)及時糾正,接樁時要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上;樁身上浮一般要進行復(fù)打處理,且打樁完畢相隔適當(dāng)時間方可開挖,并視具體地質(zhì)情況、設(shè)計基坑開挖深度、面積、樁的密集程度來確定,一般宜14 d左右。
5、接樁處開裂
接樁處出現(xiàn)松脫開裂,原因可能是連接處表面未清理干凈,留有雜質(zhì)、油跡;采用焊接時連接件不平,有較大的間隙,焊接不連續(xù)、不飽滿,焊縫中有夾渣。預(yù)防接樁處開裂,在接樁前對連接部位上的雜質(zhì)、油污等要清理干凈;檢查連接部件是否牢固、平整,如有問題要進行修正才能使用;接樁時兩節(jié)樁應(yīng)在同一軸線上,焊縫應(yīng)飽滿連續(xù)。而焊縫連接處的防腐耐久性問題(對樁設(shè)計有抗拔要求),至今還沒有成熟的做法,有待工程實踐中積極進行探討。
6、基坑開挖
挖土施工管理不慎引起樁基報廢也偶有發(fā)生。基坑開挖施工前應(yīng)有可靠的技術(shù)防范措施;一旦事故發(fā)生后應(yīng)根據(jù)實際情況,應(yīng)請設(shè)計單位核實是否應(yīng)補樁或采取其他措施,按設(shè)計變更或協(xié)商文件處理。
結(jié)束語
在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工中,只有堅持科學(xué)、嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度、應(yīng)用科學(xué)合理的質(zhì)量控制方法和作業(yè)程序、實施有效的動態(tài)監(jiān)控,才能使現(xiàn)場的質(zhì)量工作得到保證。