呂琳 王修蛟
引言:預(yù)應(yīng)力高強管度混凝土管樁(簡稱PHC樁)是在近現(xiàn)代高性能砼(HPC)和預(yù)應(yīng)力技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的砼預(yù)制構(gòu)件,我國近年來從日本、美國等發(fā)達國家引進先進生產(chǎn)技術(shù)而研究開發(fā)的一種新型預(yù)制樁。這是一種新型的基樁,它具有:產(chǎn)品工廠流水線生產(chǎn),質(zhì)量穩(wěn)定可靠;樁身砼強度高,耐錘打性好,貫穿能力強;單樁承載力高,單位承載力價格便宜;對不同地質(zhì)條件和不同沉樁工藝適應(yīng)性強;運輸、吊裝輕便,施工速度快,工期短,施工現(xiàn)場簡潔文明以及成樁質(zhì)量監(jiān)測方便等一系列優(yōu)點,是我國目前各種預(yù)制方樁理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品,已被建設(shè)部列為科技成果重點推廣項目。我公司承建的濱海某工程樁基施工中采用了PHC高強度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。筆者全過程參與了工程施工,針對本工程特點對該工程進行了以下施工技術(shù)總結(jié),他山之石、可以攻玉,希望能給各位同仁在類似的工程中起到借鑒和參考作用。
工程地質(zhì)
工程現(xiàn)場已碾壓平整,場地標(biāo)高約為-0.3。目前“三通一平”已經(jīng)完成。場地土為回填土,遇水易軟化,地耐力基本滿足樁機行走施工要求,但重型運樁車不能直接進入場地,還需修建四條臨時道路方可施工。
(1)人工填土層(Qml)
沖填土(力學(xué)分層號1)埋深主要在8.5m段以上,頂界標(biāo)高在5.18~6.11m,該層上部為粉細砂,其底界埋深在2.5~7.0m左右;其下為淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、粉土等,灰色,土質(zhì)不均,充填時間1年左右。
(2)全新統(tǒng)第一海相層(Q42m)
頂界標(biāo)高-4.08~-1.09m,主要由上部的淤泥質(zhì)粘土(力學(xué)分層號2-1)及下部的粉質(zhì)粘土(力學(xué)分層號(2-2)組成。
(2-1)淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,層厚7.0~12.2m,頂界標(biāo)高-4.08~1.09m;灰色,流塑,含貝殼;為高壓縮性土,水平方向分布連續(xù)。
(2-2)粉質(zhì)粘土,厚層0.50~3.80m,頂界標(biāo)高-14.22~-11.53m;灰色,軟可塑,砂粘互層,含貝殼,夾粘土、粉土薄層;為中壓塑性土,水平方向分布連續(xù);
(3)全新統(tǒng)下部沼澤相沉積層(Q41h)
層厚2.7~3.2m,頂界標(biāo)高-15.59~-14.39m,主要由粉質(zhì)粘土(力學(xué)分層號3)組成,灰黑~淺灰色;可塑,無層理,局部砂性大,夾粉土薄層,含少量有機質(zhì)、腐植物,屬中壓縮性土,水平方向分布連續(xù)。
(4)全新統(tǒng)下部陸相沖積層(Q41al)
層厚5.3~6.7m頂界標(biāo)高-18.56~--17.39m,主要由粉質(zhì)粘土(力學(xué)分層號4)組成,灰黃~黃褐色,可塑,無層理,含鐵質(zhì)及蚌殼,夾粘土、粉土薄層;屬中壓縮性土,水平方向分布連續(xù)。
(5)上更新統(tǒng)第五組陸相沖積層(Q3eal)
頂界標(biāo)高-24.82~-23.26m,主要由上部的粘土(力學(xué)分層號5-1)及下部粉質(zhì)粘土(力學(xué)分層號5-2)組成。
(5-1)粉土,層厚0.4~7.5m,頂界標(biāo)高-24.82~-23.26m,黃褐色,飽和,中宻;無層理,含鐵質(zhì),夾粉質(zhì)粘土薄層;屬中壓縮性土,水平方向分布連續(xù)。
(5-2)粉質(zhì)粘土,頂界標(biāo)高-30.53~-24.39m,黃褐色,可塑,無層理,含鐵質(zhì);屬中壓縮性土,水平方向分布連續(xù),但頂界起伏較大;局部漸變?yōu)檎惩?,其工程性質(zhì)相近似,在剖面圖中以粉質(zhì)粘土圖例繪出。
(6)上更新統(tǒng)四組第Ⅱ海相沉積層(Q3dmc)
層厚3.7~5.0m頂界標(biāo)高-34.81~-33.39m,主要由粉質(zhì)粘土(力學(xué)分層號6)組成,灰褐色,可塑,無層理,含貝殼,局部漸變?yōu)榉弁?;屬中壓縮性土。
(7)上更新統(tǒng)第三組陸相沖積層(Q3eal)頂界標(biāo)高-38.83~-37.62m,主要由上部的粉質(zhì)粘土(力學(xué)分層號7-1)中部的粉砂(力學(xué)分層號7-2)、粉質(zhì)粘土(力學(xué)分層號7-3)及下部的粉砂(力學(xué)分層號7-4)組成,
(7-1)粉質(zhì)粘土,層厚2.5~7.1m,頂界標(biāo)高-38.83~-37.62m;黃褐色,可塑,無層理,含鐵質(zhì),屬中壓縮性土。
(7-2)粉砂,飽和,密實,無層理,主要由石英長石及暗色礦物質(zhì)組成;屬低壓縮性土,本層頂界起伏較大,局部缺失。
(7-3)粉質(zhì)粘土,黃褐色,可塑無層理,含鐵質(zhì);屬中壓縮性土。
(7-4)粉砂,本次勘察未揭穿該層,最大揭示厚度9.0m;黃褐色,飽和,密實,無層理,主要由石英長石及暗色礦物組成;屬低壓縮性土。
設(shè)計要求及施工工藝
2.1設(shè)計要求
本工程PHC管樁類型為PHC-AB500(100)-38b,采用十字形樁尖。
樁數(shù)4090根,樁長37-38m,單樁豎向極限承載力為2700kN,單樁水平極限荷載為120kN。
圖1管樁內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
2.2施工工藝流程
施工工藝流程:樁機調(diào)整→吊裝定位→垂直檢查→沉樁貫入→吊入上樁→垂直檢查→焊接接樁→沉樁貫入→收錘→測定記錄→樁機移位。
2.2.1 吊樁定位
我們現(xiàn)場技術(shù)人員提前在樁身上面自下而上劃出標(biāo)記,標(biāo)記間距為1m,以便觀察樁的入土深度以及記錄每米沉樁錘擊數(shù)。施工前用吊車將管樁吊放到樁位附近位置。第一節(jié)管樁起吊就位準確后,正交架設(shè)兩臺經(jīng)緯儀,雙向控制樁的垂直度調(diào)整后才施打,插入地面時與樁位的偏差不大于20mm,管樁垂直度偏差不得大于0.5%。
2.2.2 焊接樁尖
樁機就位后,將樁尖焊接在管樁端頭板上,焊接完成對好樁位,自檢合格并報監(jiān)理工程師驗收合格后,開始沉樁。
2.2.3 錘擊沉樁
⑴我公司選用DD80導(dǎo)桿式柴油錘進行沉樁施工。
⑵重錘低擊:打樁時采用重錘低擊法,開始落距較低,使樁能正常入土,樁尖不易偏斜后,再增加落距。
2.2.4 接樁
⑴上、下節(jié)管樁拼接成整樁時,采用端板焊接連接,其入土部分樁段的樁頭宜高出地面0.5~1.0m。接樁時上下節(jié)樁段應(yīng)保持對直,錯位偏差不宜大于2mm。
⑵管樁對接前,上下端板表面應(yīng)用鐵刷子清刷干凈,坡口處應(yīng)刷至露出金屬光澤。我們采取焊接為二氧化碳氣保焊,焊接時由2人同時開始,先在坡口圓周上對稱點焊4~6點,待上下樁節(jié)固定后拆除導(dǎo)向箍再分層施焊,施焊時對稱進行。焊接層數(shù)為三層,內(nèi)層焊渣清理干凈后方能施焊外一層,焊縫飽滿連續(xù)。焊好的樁接頭自然冷卻后再繼續(xù)沉樁,自然冷卻時間不少于8分鐘,嚴禁用水冷卻或焊好即打。
⑶PHC管樁焊接完成后,采用2臺經(jīng)緯儀在垂直兩個方向進行控制,觀測整根管樁的垂直度,當(dāng)樁身傾斜率超過1%時,必須及時找出原因并設(shè)法糾正,嚴禁用移動樁架等強行回扳的方法糾偏或?qū)洞蛲帷?/p>
2.2.5 收錘標(biāo)準
樁的收錘標(biāo)準嚴格按照設(shè)計要求控制,以設(shè)計樁長(樁頂標(biāo)高)控制為主,貫入度控制為輔。
2.2.6 施工記錄
施工過程中配備了專職記錄員及時準確地填寫管樁施工記錄表,記錄內(nèi)容主要有樁長、樁徑、壁厚、樁身垂直度、樁頂標(biāo)高、錘擊數(shù)、貫入度、錘跳高度等,并經(jīng)當(dāng)班監(jiān)理驗證簽名。
3、施工遇到問題及解決措施
在PHC樁施工過程中,我們碰到了各種各樣問題,針對以下幾點,我們?nèi)翰呷毫?,集思廣議,分析原因分別采取了如下措施:
3.1、垂直度不好控制、樁身傾斜超標(biāo),采取措施:找出關(guān)鍵、細化程序、嚴格管理。
我們經(jīng)過開會討論分析樁身傾斜主要原因有以下幾點并采取了相應(yīng)的預(yù)防措施。
3.1.1.打樁機平臺沒有調(diào)平,預(yù)防措施是責(zé)任到人,將平臺調(diào)平;