廖子菁

摘要:由于在對PHC管樁在漳州地區(qū)施工跟蹤服務過程中,發(fā)現(xiàn)在利用工程地質勘察報告指導施工時存在對地質資料分析不夠詳盡等原因造成浪費,本文通過對PHC管樁的類型、特點分析,針對在PHC管樁應用施工中發(fā)生的質量通病,從工程勘察的角度提出其在PHC管樁應用施工中的重要性。

關鍵詞:PHC管樁;工程勘察;施工;質量通病

1 PHC管樁的概況

1.1 預應力高強混凝土管樁的概念

預應力高強混凝土管樁(簡稱PHC管樁),是在近代高性能混凝土(PHC)和預應力技術的基礎上發(fā)展起來的混凝土預制構件。我國從上世紀60年代中期即開始生產應用PHC管樁,現(xiàn)如今PHC管樁廣泛應用在工業(yè)與民用建筑、橋梁、港口碼頭、水利工程等,在國家建設中發(fā)揮了愈來愈大的作用。

1.2 PHC管樁的分類

PHC管樁按外徑分為300、350、400、500、600、800和1000mm等規(guī)格。按抗裂彎矩的大小分為A型、AB型和B型。

1.3 PHC管樁的優(yōu)越性

PHC管樁的單樁承載力高;抗彎性能好;耐久性好;單樁承載力能通過施工機械的壓力表自動記錄和顯示;質量穩(wěn)定可靠,應用范圍廣;施工工期短;工程造價相對較便宜;施工現(xiàn)場文明。近年來,PHC管樁憑借其自身具備的優(yōu)點,得到了建設業(yè)主、設計單位、施工單位的青睞。

1.4 PHC管樁的施工方法

PHC管樁的施工方法即沉樁方式有很多,可用錘擊、振動打入、靜壓和旋入等沉樁方式 。錘擊、振動打入沉樁由于噪音大,常常成為城市施工的擾民工程,而靜壓沉樁工藝由于噪音小、污染少,特別適用于城市施工居民密集區(qū)樁基施工。液壓PHC管樁的施工程序為:測量定位-樁機就位-復核樁位-吊樁-對中-調直-沉樁-接樁-送樁-終止壓樁-樁質量檢驗-切割樁頭-樁管內充填-移機。

1.5 PHC管樁在施工要點

PHC管樁在施工時,隨著入樁段數(shù)的增多,各層地質構造土體密度隨之增高;土體與樁身表面間的摩擦阻力也相應增大,壓樁所需的壓入力也在增大。為使壓樁中各樁的壓力阻力基本接近,入樁線路應選擇單向行進,不能從兩側往中間進行,這樣地基土在入樁擠密過程中,土體可自由向外擴張,即可避免地基土體隆起,又不致因土的擠壓而造成部分樁身傾斜,保證群樁的工作基本均勻并符合設計值。其施工要點為:(1)靜力壓樁單樁豎向承載力,可通過樁的終壓值來控制,終壓值的確定及終壓條件應根據(jù)試樁情況及設計和相關規(guī)范要求而確定。(2)壓樁應連續(xù)進行,采用焊接樁時,接樁面應保持干凈,上下校中心線應對齊,偏差不大于10mm,節(jié)點矢高不得大于1%樁長。當?shù)叵滤吒g性時,對焊接部位需采取防腐處理。(3)垂直度控制,調整、校正樁的垂直度是保證沉樁質量的關鍵,必須高度重視。插樁在正常情況下入土30～50cm為宜,然后進行調校。調校垂直在規(guī)范允許值以內才能沉樁。

2 工程實例

2.1 漳州武夷名仕園勘察概況

漳州武夷名仕園1號樓為地下1層、地上16層、框剪結構、單柱最大荷重約9000kN的小高層建筑,根據(jù)周邊已有的建筑施工經驗,設計基礎擬采用PHC管樁。經勘察,場地巖土層分布為:①雜填土;②粘土;③殘積粘性土;④全風化花崗巖;⑤強風化花崗巖;⑥中～微風化花崗巖。場地土層的分布狀況符合PHC管樁基礎的要求,樁端持力層建議選用⑤強風化花崗巖。由于持力層上部的③殘積粘性土和④全風化花崗巖見有孤石和強風化殘留體,勘察時及時采用了大量的貫標試驗,部分孔段由于孤石和強風化殘留體特別多,貫標試驗間隔甚至大于規(guī)范要求,并在業(yè)主和設計的配合下,針對上述問題加密勘察孔,基本查明孤石和強風化殘留體的分布情況。

2.2 樁基施工應用

經結構設計,本工程基礎采用靜壓PHC管樁;A型;樁徑Φ500;混凝土強度等級為C80;單樁堅向承載力設計值為1250kN、2500kN;工程樁設計為218根;樁端持力層選用⑤強風化花崗巖;施工機械采用YZY700型的靜力壓樁機?；A施工至場地東北角局部地段在沉樁深度13米左右(③殘積粘性土層中)出現(xiàn)壓力值陡增、續(xù)壓斷樁等異?，F(xiàn)象,無法繼續(xù)沉樁。經勘察、設計、施工、業(yè)主四方研究、協(xié)商,判斷樁底部遇到孤石或強風化殘留體。由于勘察時已估測到該問題,決定采用避開孤石有針對性的補樁方案處理,且補樁施工比較順利,補樁處理后,本工程進行單樁豎向抗壓靜載試驗和基樁低應變動力檢測。其中靜載試驗檢測3根工程樁,單樁豎向極限承載特征值分別大于2500kN、1250kN、2500kN,靜壓樁極限荷載均符合設計要求,最大沉降量為37.09mm,符合規(guī)定;動力檢測工程樁59根,樁身質量一類樁56根,占94.9%,二類樁3根,占5.1%,符合規(guī)范規(guī)定。

2.3 樁基施工的效益

該工程就是因為針對PHC管樁特點進行勘察,當施工出現(xiàn)異常情況時,業(yè)主、設計、勘察、施工等單位能及時聯(lián)系,分析施工中出現(xiàn)的問題,及時采取合理的措施,才能做到不延誤工期,不過多的提高工程造價,取得較好經濟效益。

3 工程勘察對PHC管樁應用的重要性

3.1 工程勘察內容和常用手段

工程勘察的內容應執(zhí)行《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)中規(guī)定樁基巖土工程勘察的規(guī)定,工程勘察手段除了應按相關規(guī)范執(zhí)行外,還應根據(jù)PHC管樁的特殊性,加強現(xiàn)場動探靜探試驗,著重查明持力層和破碎巖體或軟弱巖層的分布情況,特別是持力層上部軟硬土層的分布情況,以便在樁基施工出現(xiàn)異常時,為設計和施工提供符合場地條件的應變措施。

3.2 PHC管樁應用中常遇的困難

沉樁困難,達不到設計標高; 樁偏移或傾斜過大;樁達到設計標高或深度,但樁的承載能力不足;壓樁阻力與地質資料或試驗樁所反映阻力相比有異?，F(xiàn)象;樁體破損,影響樁的繼續(xù)下沉等。工程勘察人員在可能采用PHC管樁場地的勘察過程中,要針對PHC管樁應用中常遇的問題重點查明,及時與業(yè)主進行溝通,提醒設計、施工人員能更重視對工程勘察報告的分析、理解。

3.3 工程勘察對PHC管樁應用的影響

在野外施工時,根據(jù)地層特點可選取不同的鉆探方法,減少對地層的擾動,使試樣進行室內土工試驗所得的參數(shù)能客觀反映土層的特性;標準貫入試驗所獲取的標貫擊數(shù)N值和圓錐動力觸探試驗所得的N值,是反映沉樁能力最直觀的土層參數(shù),應嚴格按規(guī)范要求的間隔進行; PHC管樁施工單位會要求地質勘察報告中提供有用的N 值,所謂有用的N 值,主要是遇到砂層、軟弱下臥層及殘積層和風化巖劃分時要多做一些貫標試驗;在持力層中所進行的標貫、重型動力觸探等應具有均勻性及代表性,目前我國的采用現(xiàn)場貫標試驗幾乎全是在水沖成孔中進行的,有些特種土層遇水后立即軟化,現(xiàn)場測得的貫入擊數(shù)比實際偏低很多,因此適當?shù)亟Y合圓錐動力觸探試驗能有效的彌補這一問題;必要時應加密勘察孔,查明軟硬巖層的分布情況;對周圍已有建筑的PHC管樁施工經驗的分析,有助于樁型的選擇;現(xiàn)行管樁的豎向承載力按現(xiàn)行規(guī)范公式計算普遍偏低。尤其對一些10～20m的中短樁,按現(xiàn)行規(guī)范提供的設計參數(shù)計算,承載力遠遠偏小, 因此,重視施工成果資料的收集,從大量的結果中找尋規(guī)律,推導出更加符合實際的經驗公式;勘察點布置應符合規(guī)范要求,在地質復雜的地區(qū)要適當加密,最大限度的減少樁基施工時造成的更大的浪費。

結論

通過上述工程實例及對PHC樁施工跟蹤服務過程中所收集到的資料分析,將此類樁型在工程勘察過程中應注意的問題粗略歸納如下:目前工程勘察存在的問題是勘察點太少,在地質復雜的地區(qū)勘察點要適當加密,有些建設單位為省勘察費用而減少勘察點,結果導致打樁施工時更大的浪費; 在孤石及障礙物較多、存在有堅硬夾層的場地在勘察報告里面應盡可能詳細分析說明,提請設計、施工予以注意;在持力層中所進行的原位測試(標貫、圓錐動力觸探等)應注意其均勻性及代表性。目前我國的現(xiàn)場貫標試驗幾乎全是在水沖成孔中進行的,有的特種土層遇水后立即軟化,現(xiàn)場測得的貫入擊數(shù)比實際偏低很多,按照它去設計、施工,有時也會出現(xiàn)差錯,要注意結合圓錐動力觸探情況提供參數(shù);在勘察中應對周圍已有的建筑經驗進行了解,對存在區(qū)域特殊性的場地應提請設計、施工予以注意;工程勘察人員應重視施工成果資料的收集,從大量的結果中找尋規(guī)律,推導出更加符合實際的經驗公式在施工中使用。最終的單樁承載力特征值該通過靜載試驗來確定;樁基施工時若發(fā)現(xiàn)有異常情況,必要時可進行施工勘察,為設計調整或處理方案提供依據(jù)。