時(shí)間:2022-10-13 16:14:12
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0引言
預(yù)應(yīng)力管樁是一種空心混凝土結(jié)構(gòu),通過離心成型技術(shù)和預(yù)應(yīng)力技術(shù)制作而成,適用于建筑工程地基處理[1]。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁的混凝土標(biāo)號(hào)通常在C80以上,承載性能強(qiáng),對(duì)強(qiáng)化風(fēng)層和密實(shí)沙化層能輕松楔入,承載能力比沉管灌注樁高,施工效率高,能有效縮短施工周期[2]。
1工程概況
某工程位于羅源灣北岸寶鋼德盛不銹鋼有限公司廠房區(qū)域內(nèi),屬淺海灘涂地貌。場(chǎng)地臨時(shí)堆放有大量土方和水渣,地面標(biāo)高在-2.0~4.5m之間,平均值約為3.25m,地勢(shì)起伏較大。工程樁基均采用先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁,樁基型號(hào)為PHC500-AB125。樁長(zhǎng)為62~72m,樁基數(shù)量為7717套。樁端持力層為⑥2層(花崗巖強(qiáng)風(fēng)化),樁端進(jìn)入持力層深度≧1.0m,施工以貫入度控制為主,樁長(zhǎng)控制為輔。樁尖采用封口型十字型鋼樁尖或圓錐形樁尖。
2先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁施工技術(shù)
2.1工藝流程
具體流程[3]為:定位測(cè)量→對(duì)齊中心→焊接樁尖→壓樁→接樁→送樁→截樁。
2.2施工準(zhǔn)備
2.2.1場(chǎng)地要求
作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)須保證低于1%的地面坡度,保證地面超過140MPa的耐力度,把樁機(jī)自重先卸掉10%,徹底清理作業(yè)現(xiàn)場(chǎng),不能殘留任何雜物或其它構(gòu)造物遺物,確保樁機(jī)運(yùn)輸順暢,運(yùn)輸樁機(jī)的過程須保證其中心點(diǎn)和所經(jīng)之處鄰近建筑物的安全間距大于5m。
2.2.2管樁堆放
管樁成料須經(jīng)過嚴(yán)格檢測(cè)后,測(cè)試其強(qiáng)度數(shù)據(jù)100%達(dá)標(biāo)后方可進(jìn)場(chǎng),堆放的管樁層數(shù)須小于等于4層,堆放場(chǎng)地須提前整平夯實(shí),管樁堆放要牢固固定,嚴(yán)防側(cè)滾或側(cè)滑,不得因任何震動(dòng)因素導(dǎo)致管樁滑落。
2.2.3樁位測(cè)量定位
調(diào)平樁機(jī),嚴(yán)格測(cè)試對(duì)正展開測(cè)量網(wǎng)絡(luò),由總線控制點(diǎn)向外延伸6~8m范圍,以白石灰圈定,測(cè)量過程須保證低于10mm的樁位差距值,如果是群樁,則該數(shù)據(jù)須低于20mm。
2.3壓樁技術(shù)
2.3.1樁機(jī)及管樁就位
移動(dòng)樁機(jī)到達(dá)壓樁位置,實(shí)施調(diào)平處理,樁位的中心和樁機(jī)夾持器中心完全對(duì)正,安裝在樁機(jī)上的吊車開始起吊鄰近管樁,管樁向夾持箱內(nèi)插入,司機(jī)負(fù)責(zé)把夾持箱夾口打開,按照指揮人員命令?yuàn)A持箱內(nèi)放入管樁,整個(gè)過程須緩慢進(jìn)行,管樁慢慢下落,和地面還有10cm時(shí)暫停,夾關(guān)器檢測(cè)夾緊管樁,須保證壓力不得大于5MPa,加壓過程嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,對(duì)管樁進(jìn)行對(duì)中,把低于500cm的鋼筋模具置于地面,管樁中心對(duì)齊模具周邊,管樁微提,開始焊接樁尖。
2.3.2壓樁
(1)壓制第一節(jié)樁。壓制首根樁對(duì)壓樁量有關(guān)鍵性影響,嚴(yán)格測(cè)量定位,牢牢控制垂直度,樁體下壓過程須實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樁機(jī)水平儀動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),結(jié)合數(shù)據(jù)變化隨時(shí)調(diào)整樁位,要設(shè)置合理經(jīng)緯線或吊線錘,分布在樁體的側(cè)面和正面合適位置,保證樁體低于0.15%的垂直度偏差,如果出現(xiàn)過大垂直度偏差,已經(jīng)壓入的樁體須盡快拔出,調(diào)試精準(zhǔn)后再次下壓,盡量確保首根樁體精準(zhǔn)壓制,為保證下壓過程能一次成功,壓樁作業(yè)須加快速度,時(shí)間越短越好,避免下壓過程遭遇外部因素產(chǎn)生偏差[4]。(2)合理調(diào)配管節(jié)長(zhǎng)度。接樁過程中須合理調(diào)整樁位,保證管樁接頭數(shù)量少于4個(gè),如果接頭處于一個(gè)承臺(tái)樁體上,則互相之間的位置必須錯(cuò)開,不得處于相同的位置區(qū)域,否則接樁過程會(huì)有擠壓力產(chǎn)生。(3)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。相關(guān)測(cè)量作業(yè)須及時(shí)跟進(jìn)壓樁過程,測(cè)量完成速度要快,須保證垂直面和水平面測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。(4)停止作業(yè)?,F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過程中難免會(huì)有特殊情況出現(xiàn),一旦有特殊情況,必須立即停止作業(yè),例如作業(yè)過程突然出現(xiàn)壓力數(shù)據(jù)的異常下降,而沉降量急劇增大,樁身嚴(yán)重傾斜或跑位等,作業(yè)人員須立即排查成因并迅速處理,消除全部異常情況后方可重新開始?jí)簶蹲鳂I(yè)。
2.4接樁
接樁作業(yè)過程中,接頭位置須用二氧化碳實(shí)施保護(hù)性焊接作業(yè),二氧化碳?xì)怏w的焊接過程能在電弧周圍產(chǎn)生保護(hù)層,雖然只是局部的,也能達(dá)到保護(hù)效果,避免產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的氣體或其它有害氣體進(jìn)入,有效提升焊接質(zhì)量。保證超過99%的二氧化碳?xì)怏w濃度,焊接作業(yè)過程要嚴(yán)格防風(fēng),需要注意以下問題[5-7]:(1)樁前處理。如果管樁有延伸或接長(zhǎng)的必要,須保證進(jìn)入土體部分樁頭高度比地面要高50~100cm,方便后續(xù)接樁焊接作業(yè)的實(shí)施,上部和下部的樁體必須順直,誤差不得大于2mm,而且對(duì)接樁體時(shí),須對(duì)樁體表面進(jìn)行徹底清理,務(wù)必除去所有保護(hù)層,以金屬光澤裸露出來為止,確保焊接作業(yè)優(yōu)質(zhì)高效。(2)焊絲選擇。通常接樁的接口坡口都是U形的,215焊絲或GM-56型焊絲都是適用材料,焊接作業(yè)過程中,樁口外圍須達(dá)到4~6個(gè)的焊接點(diǎn)位,接下來是分層焊接過程,焊接作業(yè)層數(shù)必須達(dá)到3層以上,焊接一層完成后徹底清理殘?jiān)匍_始下層焊接作業(yè)。(3)縮減焊接時(shí)間。接樁過程的焊接作業(yè)須確定接頭已經(jīng)徹底冷卻后,壓樁作業(yè)才能開始,這個(gè)自然冷卻時(shí)長(zhǎng)須保證超過8min,不得以冷水直接潑到對(duì)接基樁位置進(jìn)行冷卻,這樣會(huì)導(dǎo)致焊接點(diǎn)位出現(xiàn)斷裂,嚴(yán)重危害焊接作業(yè)質(zhì)量,接樁作業(yè)質(zhì)量也會(huì)受到負(fù)面影響。
2.5異常情況處理措施
沉樁必須連續(xù)施打完畢,不得中途停止,但遇到下列情況,必須立即停止施工,待處理完畢方可繼續(xù)施工:(1)貫入度發(fā)生巨變;(2)樁身突然發(fā)生傾斜、位移或嚴(yán)重回彈;(3)樁頂或樁身出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫、破碎等情況;地面明顯沉降或隆起、鄰樁上浮或位移過大;(4)施工時(shí),如未達(dá)預(yù)定樁長(zhǎng)但貫入度已滿足停錘標(biāo)準(zhǔn)時(shí),應(yīng)注意觀察地勘報(bào)告中相應(yīng)地質(zhì)剖面圖。為防止樁身損壞,任一單樁的總錘擊數(shù)不宜超過2000擊,最后1.0m的錘擊數(shù)不宜超過250擊,當(dāng)持力層為較薄弱的強(qiáng)風(fēng)化覆蓋層且上覆土層較軟弱時(shí),最后貫入度可以適當(dāng)減少,但不宜小于25mm/10擊。
2.6樁基檢測(cè)
樁基檢測(cè)數(shù)量不少于總樁基數(shù)量的20%,且不少于10根。當(dāng)采用低應(yīng)變法檢測(cè)時(shí),受檢測(cè)混凝土強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%,且不低于15MPa;檢測(cè)儀器應(yīng)符合基樁動(dòng)測(cè)儀的有關(guān)規(guī)定,且應(yīng)具有信號(hào)顯示、儲(chǔ)存和分析功能;單樁水平承載力進(jìn)行靜載試驗(yàn)時(shí),水平加載裝置采用油壓千斤頂,加載能力不小于最大實(shí)驗(yàn)荷載的1.2倍;樁基位移測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置不受試驗(yàn)和其他因素的影響,基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在與作用力方向垂直且與位移方向相反的試樁側(cè)面,基準(zhǔn)點(diǎn)與試樁凈靜距離不小于1倍樁徑。測(cè)量樁身應(yīng)力或應(yīng)變時(shí),各測(cè)試斷面的測(cè)量傳感器應(yīng)沿受力方向?qū)ΨQ布置在遠(yuǎn)離中性軸的受拉和受壓主筋上;埋設(shè)傳感器的縱剖面與受力方向之間的夾角不得大于10°。在地面下10倍樁徑的主要受力部分,應(yīng)加密測(cè)試斷面,斷面間距不宜超過1倍樁徑;若超過此深度,可適當(dāng)加大測(cè)試斷面間距。
2.7施工注意事項(xiàng)
施工前應(yīng)進(jìn)行工程試樁。試樁時(shí),請(qǐng)監(jiān)理、業(yè)主、設(shè)計(jì)單位參加。預(yù)應(yīng)力管樁采用打入法施工,樁端持力層花崗巖強(qiáng)風(fēng)化層,樁端進(jìn)入持力層深度≥1.0m;應(yīng)參考試樁報(bào)告選取合適的錘重;施工過程中,應(yīng)以貫入度控制為主,樁長(zhǎng)控制為輔,單樁承載力特征值及預(yù)估樁長(zhǎng)及地質(zhì)剖面圖詳見相關(guān)資料,終止沉樁宜以貫入度結(jié)合樁端標(biāo)高進(jìn)行雙重控制,控制最后三陣錘的貫入度(每陣十錘),要求每陣錘擊貫入度≤20mm,且每陣貫入度呈遞減狀。樁插入時(shí)的垂直度偏差不得超過0.5%,樁位最大允許偏差100mm。樁接頭采用焊接連接,焊接完成后需待焊縫冷卻3~5min后才能繼續(xù)施壓管樁,管樁接長(zhǎng)時(shí),接頭處外露鋼結(jié)構(gòu)先涂環(huán)氧富鋅底漆三遍,厚150μm,并在焊縫周邊涂抹快干型瀝青涂料。應(yīng)嚴(yán)格控制樁頂標(biāo)高,要求不允許出現(xiàn)負(fù)誤差,以保證與承臺(tái)的連接。若需要截樁時(shí),應(yīng)采用專用工具切割,嚴(yán)禁采用風(fēng)鎬破除或大錘橫向敲擊截樁,以免損壞樁頭。開挖基槽時(shí),應(yīng)采取排水措施,分層均衡開挖,防止樁體發(fā)生水平位移。同時(shí)避免基底部位土層被撓動(dòng),如土層被撓動(dòng),則必須挖除被撓動(dòng)部分,用中粗砂回填夯實(shí)。由于地質(zhì)情況的特殊性,為了滿足后續(xù)工藝的要求,當(dāng)施工完成后,宜對(duì)樁實(shí)施一次復(fù)打。
3質(zhì)量控制要點(diǎn)
3.1加強(qiáng)管樁進(jìn)場(chǎng)檢查驗(yàn)收
進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的成品管樁須接受嚴(yán)格的質(zhì)量性能檢測(cè),檢測(cè)內(nèi)容包括管樁的外觀美觀度,是否平整以及有無開裂現(xiàn)象等,管樁的吊裝運(yùn)輸須保證輕拿輕放,不得因意外磕碰損害管體,現(xiàn)場(chǎng)堆放的管樁層數(shù)必須小于等于4層,一旦超過2層,取樁作業(yè)必須利用吊裝機(jī)械,嚴(yán)禁人工拖拉或滾動(dòng),到達(dá)壓樁作業(yè)現(xiàn)場(chǎng),管樁還須進(jìn)行嚴(yán)格復(fù)測(cè),確保靜壓法實(shí)施的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁壓樁作業(yè)質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[8]。
3.2考慮擠土效應(yīng)
壓樁作業(yè)如果是成群的承臺(tái)壓樁,作業(yè)人員須提前做好擠土效應(yīng)的應(yīng)對(duì)方案,詳細(xì)勘察現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況,尤其要重點(diǎn)關(guān)注土壤雜物的含量及相關(guān)土質(zhì)的實(shí)際情況,必須嚴(yán)格執(zhí)行土地監(jiān)測(cè),以實(shí)際需要為準(zhǔn)確定壓樁次序,先是中心壓樁,再逐步向外擴(kuò)展,針對(duì)群樁壓樁作業(yè),土方開挖作業(yè)須采用小反鏟,確保土層和積土應(yīng)力能盡快散發(fā)出去,避免產(chǎn)生擠土效應(yīng)。
3.3終壓值控制通常情況下,以靜壓法開展預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁混凝土作業(yè),須嚴(yán)格控制終壓值,以1min的間隔重復(fù)測(cè)算終壓值,如果管樁長(zhǎng)度沒有超過14m,則須實(shí)施2~3次的穩(wěn)壓,須結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況實(shí)施連續(xù)性復(fù)壓,復(fù)壓頻次增幅依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而定,合理管控終壓值。
4結(jié)語
綜上所述,樁基施工是建筑工程建設(shè)中最為關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié),樁基施工質(zhì)量直接關(guān)系著整個(gè)建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。目前,我國(guó)的樁基施工技術(shù)和施工工藝越來越多樣化,預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁施工技術(shù)憑借獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì),在建筑、鐵路以及水利等建設(shè)項(xiàng)目中得到了廣泛應(yīng)用,深入分析該技術(shù)工藝及施工質(zhì)量控制措施,有助于相關(guān)施工作業(yè)的順利推進(jìn)。
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作者:史衛(wèi)東 陳海亮 單位:中國(guó)二十冶集團(tuán)有限公司