曹玉洋 孫文超

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先張法預(yù)應(yīng)力管樁（錘擊法）施工的控制要點(diǎn)及分析

曹玉洋1孫文超2

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預(yù)應(yīng)力管樁具有承載力強(qiáng)、使用性能強(qiáng)、施工成本低等優(yōu)勢(shì)。本文從施工前期、中期、后期進(jìn)行分析，并對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁施工要點(diǎn)注意問題進(jìn)行分析。

預(yù)應(yīng)力管樁 施工控制 要點(diǎn)分析

引言

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是一種常用的基礎(chǔ)形式，是深基礎(chǔ)的一種，通常是由基樁和連接于樁頂?shù)某信_(tái)共同組成。因?yàn)闃痘A(chǔ)具有承載力高、沉降速率低、沉降量小而均勻等特點(diǎn)，能夠承受垂直荷載、水平荷載、上拔力及機(jī)器產(chǎn)生的振動(dòng)或動(dòng)力作用；故當(dāng)天然地基的淺基礎(chǔ)承載力不能滿足要求而沉降量過大或地基穩(wěn)定性不足時(shí)，經(jīng)常采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)。

一、施工準(zhǔn)備階段的控制

1.樁錘的選擇。選擇樁錘時(shí)，必須充分考慮樁的直徑、入土長(zhǎng)度、結(jié)構(gòu)形式以及土質(zhì)條

件，熟悉各種錘的特性，樁錘的夯擊能量必須克服樁的貫入阻力。貫入力包括樁尖阻力、樁側(cè)摩阻力和樁錘回彈產(chǎn)生的能量損失等如果樁錘過輕，則樁錘的能量不能滿足將樁送到設(shè)計(jì)標(biāo)高的要求，若錘過重則錘擊應(yīng)力太大，又可能會(huì)將樁頭擊碎。鑒于木工程地質(zhì)狀況主要為軟土和沙礫兩種土層，地域空廣，且環(huán)境要求不高，故選用了蒸汽錘，錘體總質(zhì)量14噸。

2.樁架的選擇樁架的設(shè)置、安裝和準(zhǔn)備工作對(duì)打樁效率有很大影響木工程樁架選用

D-308S型履帶行走式樁架，其特點(diǎn)是移動(dòng)復(fù)活，使用力一便，運(yùn)行機(jī)構(gòu)為履帶，對(duì)場(chǎng)地要求比較低。

3.沉樁順序。根據(jù)打樁施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況和樁位總平而圖，合理選擇打樁順序，避免擠土效應(yīng)對(duì)周圍建筑物產(chǎn)生不利影響木工程樁基施工順序的原則是:先深后淺，從中間向四周對(duì)稱施打。

4.堆存吊運(yùn)。木工程管樁分節(jié)長(zhǎng)度為8-15m，管樁吊裝采用兩支點(diǎn)法，吊點(diǎn)距管樁端部0.2L處，繩索與樁身水平夾角不小于45度施工場(chǎng)地管樁堆存使用軟墊(木墊)，堆放不超過2層；管樁起吊運(yùn)輸中盡量避免受震動(dòng)、沖撞，在管樁起吊-側(cè)的樁架上放置舊輪胎，作為防碰撞措施之一。

5.管樁齡期的確定。管樁施工前，混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，但生產(chǎn)廠家 一般達(dá)到80%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后就允許管樁出)，因此，打樁前應(yīng)檢查樁的生產(chǎn)時(shí)間是否滿足樁齡期的要求。

二、施工階段的質(zhì)量控制

1. 插樁。樁在錘擊過程中修正樁的角度較困難，因此就位時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確安放第一節(jié)管樁(底樁)插入地下時(shí)，要保持位置、方向正確。插樁時(shí)要輕打，并認(rèn)真檢查，若有偏差及時(shí)糾正，偏差太大無(wú)法糾正時(shí)要拔出重打；樁的垂直度可通過樁機(jī)導(dǎo)架的旋轉(zhuǎn)、滑動(dòng)及停留進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)緯儀設(shè)置在離打樁架25m以外進(jìn)行觀測(cè)，確保樁身、樁帽和樁錘二者中心線重合。

2. 錘打。如地層較軟，初打時(shí)可能下沉量較大，宜采取低錘輕打；隨著沉樁加深，沉速減慢，起錘高度可逐漸增加。錘擊沉樁采用重錘輕打，可以有效降低錘擊應(yīng)力，減少樁頭破損在打樁過程中，樁錘、樁帽、樁身應(yīng)保持在同一軸線上，避免管樁受到偏心錘打，而導(dǎo)致管樁受彎受折；如樁身較難下沉?xí)r，要檢查落錘有無(wú)傾斜偏心，特別是要檢查樁墊、樁帽是否合適如果不合適，需更換或補(bǔ)充軟墊每根樁連續(xù)一次打完，不要中斷。

3. 接樁。當(dāng)下節(jié)樁的樁頭距地而1米左右時(shí)，即可進(jìn)行焊接接樁接樁時(shí)，要注意新接樁節(jié)與原樁節(jié)的軸線一致，施焊而上的泥土、油污、鐵銹等要預(yù)先清刷干凈。為方便新接樁節(jié)的引導(dǎo)就位接樁時(shí)可在下節(jié)樁頭上安裝導(dǎo)向箍。上節(jié)樁找正方向后，對(duì)稱點(diǎn)焊4-6點(diǎn)加以固定，然后拆除導(dǎo)向箍。管樁焊接施工應(yīng)由兩位有經(jīng)驗(yàn)的焊工對(duì)稱、分層、均勻、連續(xù)施焊；施焊第一層時(shí)，適當(dāng)加大電流，加大熔深。第一層宜采用廬3. 2的焊條，第二層采用廬4.0 焊條，并保證焊接質(zhì)量焊完后待焊縫自然冷卻8 -lOmin，始可繼續(xù)錘擊沉樁。

4. 送樁。為將管樁打到設(shè)計(jì)標(biāo)高，需要采用送樁器，送樁器用鋼板制作，圓簡(jiǎn)形，長(zhǎng)度視送樁深度而定，一般為5 - 8米，木工程采用插銷式送樁器，下端插銷長(zhǎng)度300mm，插銷外徑比管樁內(nèi)徑小30mm。

5.管樁施工控制。 在正式打樁之前，要認(rèn)真檢查打樁設(shè)備各部份的性能，以保證正常運(yùn)作。另外，打樁前應(yīng)在樁身一面標(biāo)上每m標(biāo)記，以便打樁時(shí)記錄。第一節(jié)樁起吊就位插入地面時(shí)的垂直度偏差不得大于 0. 50%并用長(zhǎng)條水準(zhǔn)尺或其他測(cè)量?jī)x器校正，必要時(shí)，要拔出重插。施工過程中，樁帽和樁身的中心線應(yīng)重合，當(dāng)樁身傾斜率超過0. 8%時(shí)，應(yīng)找出原因并設(shè)法糾正。當(dāng)樁尖進(jìn)入硬土層后，嚴(yán)禁用移動(dòng)樁架等強(qiáng)行回扳的方法糾偏。第一節(jié)樁頂離地面0.5m左右時(shí)，進(jìn)行樁底混凝土澆灌，按設(shè)計(jì)要求為C20混凝土lm高，可在現(xiàn)場(chǎng)拌制。配樁時(shí)，上下節(jié)樁錯(cuò)位偏差不超2 mm；配樁時(shí)要參考地質(zhì)資料和附近已施工管樁的長(zhǎng)度，并保證送樁深度不超過樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高。

三、常見質(zhì)量問題預(yù)防及處理方法

1. 樁身斷裂。問題產(chǎn)生原因:樁身彎曲過大、強(qiáng)度低、不能承受錘擊的作用力；樁的堆放、運(yùn)輸、起吊過程中產(chǎn)生的斷裂，植樁前沒有發(fā)現(xiàn)，受力后導(dǎo)致斷裂。預(yù)防和處理方法:樁的強(qiáng)度必須達(dá)到100%后，方可植樁和沉打樁，打樁區(qū)域地下障礙物必須清理干凈，以防止樁尖位移不在樁的縱橫軸線上。為此，打樁前必須嚴(yán)格檢查樁身的外觀質(zhì)量，防止將斷樁就位使用。

2. 樁頂碎裂。問題產(chǎn)生原因:樁錘選用不合理，不適用于樁斷面尺寸及形狀；樁頂平面不垂直軸線，不符合規(guī)范規(guī)定；樁帽與樁接觸面不平整；沉樁時(shí)樁不垂直。預(yù)防和處理方法:根據(jù)地質(zhì)條件，樁斷面尺寸及形狀，合理選擇樁錘；樁頂平面是否垂直樁的軸線，不符合規(guī)范規(guī)定的不得使用，或經(jīng)修補(bǔ)后才能使用；及時(shí)檢查樁帽與樁的接觸面處是否平整，如不平整應(yīng)進(jìn)行處理后，方可施打；沉樁時(shí)穩(wěn)樁要垂直，樁頂應(yīng)加草簾、膠皮等緩沖墊。

3. 樁頂位移。問題產(chǎn)生原因:基坑開挖過早或土層分布不均勻，造成擠土效應(yīng)，導(dǎo)致樁頂偏移；地下水位較淺，在錘擊打樁頂過程中，水壓力導(dǎo)致樁身滑動(dòng)。預(yù)防和處理方法:同“樁頂斷裂”的頂控對(duì)策；采用井點(diǎn)降水、砂井或盲溝等降水及排水措施，沉樁期間不得同時(shí)開挖基坑，需待沉樁完畢后相隔適當(dāng)?shù)臅r(shí)間方可開挖；采用“植樁法”(先鉆孔，鉆透硬夾層，將樁插入孔內(nèi)，打至設(shè)計(jì)要求)以減少土的擠密及孔隙水壓力的上升。

4. 樁身傾斜。問題產(chǎn)生原因:樁機(jī)就位的場(chǎng)地不平整或地基承載力不均勻，造成樁機(jī)產(chǎn)生傾斜，致使樁機(jī)無(wú)法穩(wěn)固。預(yù)防和處理方法:打樁作業(yè)區(qū)的場(chǎng)地必須平整，不平整的應(yīng)該先進(jìn)行場(chǎng)地硬化及平整；樁機(jī)就位后，底盤應(yīng)水平穩(wěn)固，穩(wěn)樁必須垂直；樁尖與樁身一定要保持在同一軸線上，當(dāng)樁尖在地下遇到硬物等時(shí)應(yīng)及時(shí)處理后，方可施打。

5.接樁脫裂。問題產(chǎn)生原因:在接樁的時(shí)候采用焊接連接，焊縫質(zhì)量控制不當(dāng)，未按照技術(shù)要求施焊。預(yù)防和處理方法:鏈接處表面應(yīng)干凈，連接鐵件要保持平整，焊區(qū)質(zhì)量必須符合技術(shù)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范，接樁應(yīng)嚴(yán)格控制上下樁中心線在同一軸線上。

6.沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。問題產(chǎn)生原因:施工前未了解工程地質(zhì)條件或選用樁機(jī)不合理，致使樁身貫入度未滿足要求。預(yù)防和處理方法:施工作業(yè)前必須熟悉現(xiàn)場(chǎng)的工程地質(zhì)情況，根據(jù)地質(zhì)條件、樁斷面及自重，合理選擇施工機(jī)械及施工方法。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著建筑工程的不斷發(fā)展，各種施工技術(shù)水平有了很大的提高，預(yù)應(yīng)力管樁施工承載力以及使用性能都很強(qiáng)，同時(shí)還能節(jié)約施工成本，在很多工程中廣泛的應(yīng)用，因此，不斷的完善預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)，促進(jìn)工程的質(zhì)量的不斷提升。

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