PHC管樁靜壓法施工與質(zhì)量控制

陳琳 (福州第七建筑工程有限公司 350001) · 2008-04-17 00:00

  [提  要] 本文主要介紹預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁的施工工藝與方法,質(zhì)量控制要求,保證預(yù)應(yīng)力管樁施工質(zhì)量,以滿足規(guī)范與設(shè)計(jì)要求。

  [關(guān)鍵詞] 預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁  靜壓法施工  質(zhì)量控制 

1 前言

  預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁(PHC)在福州建筑市場得到廣泛應(yīng)用,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)占樁基市場達(dá)80%以上。PHC管樁能夠獲得如此大的應(yīng)用市場的主要原因是它具有耐打、耐壓,穿透能力強(qiáng),單樁豎向承載力高,抗震性能好,耐久性好,造價(jià)適宜,施工工期短,施工現(xiàn)場文明整潔等特點(diǎn),深受業(yè)主、施工單位和設(shè)計(jì)人員的普通歡迎。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁有進(jìn)一步發(fā)展趨勢。

  但是在使用過程中,特別在施工時,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)諸如樁頭暴裂、樁偏位、樁身偏斜等問題,給樁基工程帶來不少麻煩,增加樁基處理費(fèi)用等。本文通過某工程(PHC)管樁的施工,淺談該樁基靜壓施工方法與質(zhì)量控制要點(diǎn),供同行參考。

2 工程概況:

  某公寓1~6#樓工程,位于福州市福馬路段南側(cè),樁基采用PHC管樁,靜壓法施工,共有283根樁。樁型為Φ500(AB),樁長約46~55m,分4節(jié)樁三個接頭,每節(jié)樁長約12~14m,以強(qiáng)風(fēng)化花崗巖為樁端持力層,要求樁端全斷面進(jìn)入持力層≥0.5m,單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值為2225 KN,壓樁力為2倍單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值。

3 場地土層地質(zhì)條件

  根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告所揭示的情況,本場地主要土層可分為14層,各主要土層自上而下分布如下:雜填土(1),厚度1.60~2.50m;粘土(2),厚度 0.40~1.50m;淤泥(3),厚度4.30~14.9m;淤泥夾砂(4),厚度1.70~11.30m;淤泥夾粉砂(5),厚度 10.80~21.90m;中砂(6),厚度 1.50~4.10m;淤泥夾細(xì)砂(7),厚度 7.0~18.70m;粉砂(8),厚度 0.60~7.50m;淤泥夾粉砂(9),厚度 6.10~8.00m;粉土(10),厚度 1.4~7.90m;粉砂(11),厚度 0.9~6.50m;殘積礫砂質(zhì)粘性土(12),厚度 1.85m;全風(fēng)化花崗巖(13),厚度 1.10~9.00m;強(qiáng)風(fēng)化花崗巖(14),厚度2.1-2.6m。

  根據(jù)以上土層分析,由于中砂層或粉砂層厚度均較薄,采用靜壓法施工,樁基穿透中砂層不太困難,樁端全斷面要求進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化花崗巖≥0.5m,也可以辦到。通過現(xiàn)場試樁,樁長控制在55m左右,壓樁力控制在 4450 KN,采取雙控方法,完全可以滿足設(shè)計(jì)要求。

4 管樁的施工

  4.1 主要施工機(jī)械設(shè)備

  目前市場上所用的樁機(jī)有抱壓式和頂壓式兩種,以抱壓式為主,抱壓式樁機(jī)最大噸位可達(dá)800T,通常在600T。

  對于靜壓樁機(jī)的機(jī)械性能要求:①機(jī)身總重量加配重要求達(dá)到設(shè)計(jì)要求;②樁機(jī)機(jī)架應(yīng)堅(jiān)固、穩(wěn)定,并有足夠剛度,沉樁時不產(chǎn)生顫動位移;③夾具應(yīng)有足夠的剛度和硬度,夾片內(nèi)的園弧與樁徑應(yīng)嚴(yán)格匹配,夾具在工作時,夾片內(nèi)側(cè)與樁周應(yīng)完整貼合,呈面接觸狀態(tài),且應(yīng)保證對稱向心施力,嚴(yán)防點(diǎn)接觸和不均勻受力;④壓樁機(jī)行走要靈活,壓樁機(jī)的底盤要能承受機(jī)械自重和配重的基本要求,底盤的面積要有足夠大,滿足地基承載力的要求。

  根據(jù)以上的要求,我們選用了YZY-750型靜壓樁機(jī),該機(jī)最大壓樁力可達(dá)750T,滿足本工程壓樁的需要。

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  靜壓樁機(jī)施工基本原理:機(jī)身通過油缸支持安裝在大小步履上的小車上,小車在大小步履軌道上由油缸控制運(yùn)動,抱壓樁時,借助自重及配重,以器缸液壓互聯(lián)動力系統(tǒng)方式通過夾頭相交壓力施加壓樁力,管樁在自重及配重靜壓力作用下逐漸將樁壓入地基土中,管樁在沉入土層過程中,樁尖把土擠向周圍,從而產(chǎn)生樁側(cè)摩阻力與樁端端阻力。

  4.2 沉樁前準(zhǔn)備工作

  ①打樁前協(xié)同建設(shè)單位認(rèn)真做好障礙物的清除與管線的保護(hù)工作。施工場地應(yīng)平整,排水應(yīng)暢通。

  ②認(rèn)真做好軸線的引測工作,現(xiàn)場必須設(shè)置兩個以上的軸線控制點(diǎn),用砼保護(hù)好,并引測到固定構(gòu)筑物上。

 ?、坶_工前認(rèn)真細(xì)致地向所有參與施工人員進(jìn)行技術(shù)交底,安全交底和分析相應(yīng)地質(zhì)條件下應(yīng)采取的措施。

  ④開工前對進(jìn)場的機(jī)械設(shè)備應(yīng)作全面系統(tǒng)的檢查工作,做好各部位的保養(yǎng)和潤滑。

  4.3管樁的主要施工工藝與方法

  ①放樣定樁位:采用極坐標(biāo)放樣。壓樁機(jī)就位時,應(yīng)對準(zhǔn)樁位,啟動平臺支腿油缸,校正平臺處于水平狀態(tài),啟動門架支持油缸,使門架作微傾15º,以便吊管樁。

  ②吊樁定位,調(diào)整垂直度:先拴好吊樁用的鋼絲繩及索具,啟動吊車吊樁,管樁在施工中起吊,可采用一點(diǎn)法(位置距樁頭0.29L處),使樁尖垂直對準(zhǔn)樁位中心,微微啟動壓樁油缸,當(dāng)樁入土至50cm時,啟動壓樁油缸,進(jìn)入壓樁狀態(tài)。

 ?、蹓簶叮簡訅簶队透?,把樁徐徐壓下,控制施壓進(jìn)度,一般不超過2m/min,達(dá)到壓樁力的要求以后,必須持荷穩(wěn)定。若不能穩(wěn)定,必須再持荷,一直到持荷穩(wěn)定為止,持荷時間由設(shè)計(jì)人員與監(jiān)理在現(xiàn)場試樁時確定。

  ④接樁:采用焊接法接樁,接樁前應(yīng)將端板及樁套箍端板坡口處,表面的銹蝕清除干凈,表面呈金屬光澤后方可焊接,接樁一般在距離地面1m左右進(jìn)行,上、下兩塊端板軸向錯位量應(yīng)小于2mm,坡口根部間隙應(yīng)小于4mm,焊條選用E4303型,焊接道數(shù)不少于3道,焊縫應(yīng)滿焊,確保焊縫高度。上下節(jié)樁如有間隙應(yīng)用楔形鐵片全部墊實(shí)焊牢。接樁處焊縫應(yīng)自然冷卻15分鐘以上方可沉樁。

5 質(zhì)量控制

  完善的管理措施是質(zhì)量控制技術(shù)落實(shí)的基本保證,是要有一整套質(zhì)量技術(shù)保證措施。

 ?、伲瑖?yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙,工程合同文件,有關(guān)現(xiàn)行施工規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求制定各分項(xiàng)工程的實(shí)施措施。

 ?、诟邚?qiáng)砼預(yù)應(yīng)力管樁質(zhì)量控制:運(yùn)到現(xiàn)場的管樁應(yīng)按規(guī)定要求進(jìn)行嚴(yán)格檢查,對于不合格產(chǎn)品或次品,堅(jiān)決退回。

 ?、蹣对谶\(yùn)輸過程中起吊、堆放必須保持平穩(wěn),無大振動,以保證樁身不受損傷。

 ?、軜段环艠樱阂笤O(shè)置相對固定的基準(zhǔn)點(diǎn),四角大樣與場地地面標(biāo)高的測定必須準(zhǔn)確,基準(zhǔn)點(diǎn)一定要安全保護(hù)。

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 ?、輼稒C(jī)就位:樁機(jī)就位后必須用經(jīng)緯儀在樁機(jī)兩個方向相互垂直的地方,觀測樁機(jī),樁的中心線,設(shè)計(jì)的樁位是否在同一垂直線上,其偏差不應(yīng)超過施工規(guī)范要求的允許偏差。

 ?、迚簶叮汗こ虡墩绞┕で皯?yīng)進(jìn)行試壓樁,以確定壓樁標(biāo)準(zhǔn),一般情況下應(yīng)以樁長和壓樁力雙控進(jìn)行施工。如樁頂標(biāo)高在地面以下,需要送樁,送樁器下端應(yīng)設(shè)置樁墊,要求厚度均勻,并與樁全面接觸,送樁軸線必須與樁軸線一致,壓力表經(jīng)國家法定單位檢測合格,壓樁前必須提供近期檢測證明方可壓樁。

  ⑦焊接接樁:焊條性能必須符合設(shè)計(jì)要求和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,并應(yīng)有出廠合格證證明。焊接時應(yīng)在兩側(cè)對稱均勻地同時施焊,焊第二道時應(yīng)將浮渣徹底清除,焊縫應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,焊縫質(zhì)量由監(jiān)理等相關(guān)單位進(jìn)行隱蔽工程的簽證。

 ⑧截樁:露出地面或未能送至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高的樁,即必須截樁,截樁要求用截樁器,嚴(yán)禁用大錘橫向敲擊、沖撞。

6 質(zhì)量檢查

  高強(qiáng)砼預(yù)應(yīng)力管樁質(zhì)量必須符合GB13476—1999和設(shè)計(jì)要求及施工規(guī)范的有關(guān)規(guī)定,并有出廠合格證,打樁的標(biāo)高或貫入度,樁的接頭、節(jié)點(diǎn)處理,樁位及垂直度檢查必須符合設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范的規(guī)定。

  6.1 承載力的檢測

  打樁結(jié)束以后,按樁基規(guī)范要求隨機(jī)抽檢1%且不少于3根樁進(jìn)行單樁靜載荷試驗(yàn),以確定單樁豎向承載力極限值。本工程1#~6#樓共有283根樁,共抽檢6根工程樁,在最大的試驗(yàn)荷載作用下,樁頂沉降值均沒有超過樁基規(guī)范40~60mm的要求,樁基全部滿足設(shè)計(jì)要求。靜載試驗(yàn)結(jié)果詳表1。

  6.2 樁身質(zhì)量檢測

  樁身質(zhì)量采用小應(yīng)變動力檢測方法,按規(guī)范規(guī)定抽檢不少于20%且不少于10根,本工程隨機(jī)抽檢276根,檢測結(jié)果表明,樁身質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求:Ⅰ類樁占95%以上,Ⅱ類樁4.5%,Ⅲ類樁1根(此樁為地下室開挖造成,由設(shè)計(jì)單位提出補(bǔ)強(qiáng)加固方案)。

表1 各試樁的試驗(yàn)結(jié)果
樁  號
最大試驗(yàn)荷載(KN)
最大試驗(yàn)荷載下樁頂沉降量(mm)
殘余變形量(mm)
單樁豎向極限承載力(KN)
1—31#
4450
16.26
4.12
≥4450
2—33#
4450
16.84
4.50
≥4450
3—25#
4500
15.86
3.52
≥4450
4—27#
4500
17.94
5.73
≥4450
5—6#
4450
17.84
4.21
≥4450
6—40#
4450
30.05
5.08
≥4450
 
  6.3 樁偏位檢測完工后對樁位逐一進(jìn)行量測,最大樁偏位90mm,均符合設(shè)計(jì)和施工驗(yàn)收規(guī)范要求。
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  6.4 沉降觀測建筑物的沉降觀測隨建筑物施工進(jìn)度分別進(jìn)行監(jiān)控,竣工驗(yàn)收前觀測的最大沉降量,沉降差及沉降速度均在規(guī)范規(guī)定范圍之內(nèi),滿足設(shè)計(jì)要求
 
7. 小結(jié)
 
  (1) 高強(qiáng)砼預(yù)應(yīng)力管樁質(zhì)量可靠,單樁豎向承載力高等優(yōu)點(diǎn),值得大力推廣應(yīng)用。
  (2) 質(zhì)量的保證前提是嚴(yán)密的施工組織與施工工藝,嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制與監(jiān)測,本文提出的施工工藝與施工質(zhì)量控制方法,可供同行參考。
  (3) 樁基靜載荷試驗(yàn),樁身動測檢驗(yàn),樁位偏差的測量,房屋的沉降觀測等是樁基工程質(zhì)量是否滿足規(guī)范與設(shè)計(jì)要求的衡量指標(biāo),應(yīng)由有資質(zhì)的單位進(jìn)行。
 
參考文獻(xiàn)
 
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  [2] 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范,GB5007-2002
  [3] 建筑樁基檢測技術(shù)規(guī)范,JGJ106-2003
  [4] 建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范,GB50202-2002
  [5] 樁基工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)[J],劉金礪主編,1994年

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