■王雄星 ■廈門順承建設(shè)開發(fā)有限公司,福建 廈門 361000
隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,PHC 管樁不僅會(huì)在建筑中得到更廣泛的應(yīng)用,靜壓法施工以其無污染,無振動(dòng),噪音小,對(duì)環(huán)境影響較小的特點(diǎn),還有無論方樁還是管樁都是工廠化生產(chǎn),加之施工速度快、土體恢復(fù)快、工程造價(jià)低等因素,與當(dāng)今社會(huì)提倡的綠色、節(jié)能、環(huán)保主題相一致,所以PHC 管樁越來越被設(shè)計(jì)院、業(yè)主和廣大工程技術(shù)人員重視和采用,并且已經(jīng)在很多區(qū)域得到了廣泛的應(yīng)用,本文就施工質(zhì)量控制做詳細(xì)介紹[1]。
所謂PHC 管樁,也就是具有高強(qiáng)度的混凝土管樁。它從外形來看,是一種直徑為300mm~800mm 之間的空心圓筒形狀,長達(dá)十米,具有較高的強(qiáng)度,其等級(jí)通常大于或等于C80。它可以按照不同的標(biāo)準(zhǔn)被劃分成不同的種類。常見的分類標(biāo)準(zhǔn)有以下三個(gè):一是按混凝土的預(yù)壓值來劃分,可將其分為A 型、B 型、AB 型以及C 型;二是以混凝土的強(qiáng)度等級(jí)作為劃分標(biāo)準(zhǔn),可劃分為:預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁兩種;三是按管樁的外徑來劃分,有300mm、400mm、500mm、600mm、700mm、800mm 以及1000mm、1200mm 等不同規(guī)格。
由于靜壓管樁屬于擠土樁,所以在施工過程中,會(huì)出現(xiàn)一些擠土效應(yīng)。一方面,當(dāng)管樁壓入的地基較軟時(shí),在壓樁時(shí)花費(fèi)時(shí)間較少,地基內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生超孔隙水壓力,這種高壓力使得管樁的壓入變得困難,甚至?xí)a(chǎn)生樁身反彈的現(xiàn)象;另一方面,壓入過程可能會(huì)使地基內(nèi)部壓力發(fā)生變化,致使地基隆起或者向側(cè)向移動(dòng),這無疑不利于管樁的順利壓入,甚至?xí)霈F(xiàn)斷樁或浮樁現(xiàn)象[2]。
導(dǎo)致這一問題的原因是多方面的,主要可歸納如下:(1)管樁質(zhì)量不合格,如預(yù)應(yīng)力值較低、混凝土強(qiáng)度不夠高、養(yǎng)護(hù)期未滿、保護(hù)層太厚等;(2)地質(zhì)過硬,如地基中有障礙物或堅(jiān)硬的石塊、地基中夾層較厚等;(3)施工技術(shù)不過關(guān),如施工過程中運(yùn)輸起吊不合理,抱夾力未能達(dá)到平衡,壓樁過深,截樁工作不規(guī)范,挖土過程未能正確處理挖掘機(jī)與土壤之間的相互作用關(guān)系等。
綜上所述,我們不難發(fā)現(xiàn),很多方面的原因都可能造成樁身產(chǎn)生裂縫或者斷樁現(xiàn)象,因此,對(duì)于施工過程的嚴(yán)格控制顯得尤為重要。事實(shí)上,就目前來說,對(duì)于樁身裂縫的檢測并不嚴(yán)密,如果樁身裂縫不大的話,我們?nèi)詫⑵鋭澐譃镮I 類樁之列,如果我們將這些樁也計(jì)入樁身裂縫現(xiàn)象中,則其所占的比例更大了。產(chǎn)生斷樁這種情況在不同的工程中分布不一,以龍巖市某工程項(xiàng)目為例,這一工程占地面積約有38 公頃,其地質(zhì)比較復(fù)雜(圖1)。其工程框架主要采用了靜壓PHC 管樁,它們的長度都約有25m。在壓樁過程中,需要穿過以下幾種土層:雜填土、殘積礫質(zhì)粘性土、砂質(zhì)粘性土、風(fēng)化花崗巖、砂礫狀花崗巖等。這一過程開始于2010 年4 月,兩個(gè)月后,完成樁基工程任務(wù),對(duì)一樓的管樁數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)其約有143 根,其中6 根樁在施工過程中遇到障礙物,發(fā)生斷樁情況,這一比例無疑是較大的。(圖2)
就龍巖地區(qū)來說,其地基土層較軟,通常分布在地表下0.5~2m之間。由于靜壓樁機(jī)比較重,其對(duì)地基產(chǎn)生的壓力也比較大,超過了軟土地基所能承載的壓力,同時(shí),由于在壓樁過程中,不可避免的要擾動(dòng)原有的土層,這就使得軟土地基受到破壞,產(chǎn)生地基隆起或者向側(cè)向移動(dòng)現(xiàn)象。在這種情況下進(jìn)行管樁施工,很容易產(chǎn)生樁位移動(dòng)、樁身裂縫甚至斷樁現(xiàn)象。這種由地基軟土造成的引工程質(zhì)量問題在龍巖地區(qū)也十分常見[3]。
一般來說,該地區(qū)使用的管樁長度一般在15~25m 之間,這種管樁每根都需要2~3 個(gè)焊接接頭。對(duì)接頭的質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素有很多,無論是焊接工人所持的工作態(tài)度,還是焊接技術(shù),都影響著接頭的質(zhì)量。就目前情況來看,大多數(shù)由于接頭質(zhì)量問題導(dǎo)致的斷樁現(xiàn)象多發(fā)生于III 類樁中。
以上所述是對(duì)施工過程中可能存在的一些質(zhì)量問題給予初步介紹和分析,下面我將針對(duì)這些質(zhì)量問題,提出一些可行性措施,控制質(zhì)量問題的發(fā)生頻率。
(1)要對(duì)相關(guān)的地質(zhì)勘察報(bào)告、施工圖、施工場地及施工條件進(jìn)行仔細(xì)的研究,提出明確的設(shè)計(jì)要求,指出這一工作存在的重點(diǎn)和難點(diǎn);(2)對(duì)提出的施工方案應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的審核,它作為一種指導(dǎo)性文件,對(duì)具體施工過程產(chǎn)生巨大作用,其中,要注意審核以下幾方面內(nèi)容:對(duì)于相關(guān)壓樁順序和相關(guān)路線的安排能否有效減弱擠土效應(yīng);壓樁速度和數(shù)量對(duì)超孔隙水壓力產(chǎn)生的影響;是否采取了有效措施來避免管樁的位移和上浮;壓樁對(duì)周邊路面可能造成的后果及相關(guān)處理措施;設(shè)備的選擇是否安全合理;地基土質(zhì)情況及其最大負(fù)重;周邊環(huán)境是否有利于壓樁工作的進(jìn)行;對(duì)于管樁可能發(fā)生的位移與上浮現(xiàn)象進(jìn)行及時(shí)的檢測等[4];(3)在符合要求的地基上認(rèn)真進(jìn)行試沉樁或試驗(yàn)樁工作,并記錄相關(guān)的施工參數(shù),積累經(jīng)驗(yàn),為日后的施工工作提供指導(dǎo);(4)對(duì)于施工單位上交的管樁、接頭等質(zhì)量保證資料要進(jìn)行仔細(xì)的審查、檢查設(shè)備是否符合要求并對(duì)其施工能力進(jìn)行考察;(5)要注意檢查使用的管樁規(guī)格和型號(hào)是否符合要求;質(zhì)量是否過關(guān);有沒有按要求堆放;對(duì)其生產(chǎn)日期的檢查也要仔細(xì),確保其達(dá)到施工要求;(6)仔細(xì)清理地下障礙物。
(1)在進(jìn)行壓樁工作之前要再一次對(duì)樁位的軸線和高度進(jìn)行測量;(2)在進(jìn)行壓樁工作時(shí),要注意保持設(shè)備的水平度和樁身的垂直度都小于0.5%;(3)要加強(qiáng)對(duì)樁位情況的檢測,當(dāng)發(fā)現(xiàn)樁位位移和上浮時(shí),要采取相關(guān)措施對(duì)其進(jìn)行控制,常見措施有減少超空隙水壓力和降低沉樁速率等;(4)對(duì)于接頭的焊接質(zhì)量要仔細(xì)檢查,并對(duì)接頭進(jìn)行防腐處理;(5)對(duì)終壓標(biāo)準(zhǔn)要進(jìn)行嚴(yán)格的控制。就目前而言,常用于衡量終壓的參數(shù)有樁長、終壓力、復(fù)壓次數(shù)、進(jìn)入硬土層的深度與下沉量等,要根據(jù)現(xiàn)實(shí)的場地條件靈活的確定終壓標(biāo)準(zhǔn),在某些特殊情況下,還可通過極限承載力等來選擇控制參數(shù);(6)要使樁頂保持在低于地面200~300mm的位置,這樣可以避免樁機(jī)的底盤對(duì)樁頂形成巨大壓力,從而導(dǎo)致裂縫或斷樁現(xiàn)象出現(xiàn);(7)當(dāng)場地地表承載力不足以樁機(jī)行走時(shí),應(yīng)采取路基箱、填土等技術(shù)措施;(8)基坑土方開挖時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制坑內(nèi)放坡坡度,分層開挖土方,防止坑內(nèi)土體滑動(dòng)而推移工程樁,防止挖土機(jī)械壓歪或鉤壞管樁;(9)當(dāng)樁長、壓樁力、垂直度、樁位等出現(xiàn)異常情況時(shí),應(yīng)及時(shí)分析原因,協(xié)同設(shè)計(jì)、施工和管樁供應(yīng)單位處理解決[5]。
PHC 管樁的打樁技術(shù)是現(xiàn)代建筑正在廣泛采用的建筑施工方法,推動(dòng)了現(xiàn)代建筑行業(yè)的城市化建設(shè)進(jìn)程。靜壓PHC 管樁成樁在地下,它承擔(dān)著整個(gè)建筑物的荷載,若樁達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的承載力或樁身質(zhì)量存在隱患,就會(huì)危及整個(gè)建筑物的安全,輕則發(fā)生不均勻沉降,使上部結(jié)構(gòu)開裂,重則使結(jié)構(gòu)發(fā)生傾斜,甚至倒塌,釀成事故。因此,施工應(yīng)嚴(yán)格按照現(xiàn)行的規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。不少工程已經(jīng)證實(shí):擠土效應(yīng)、地表軟土、土方開挖等對(duì)PHC 管樁基礎(chǔ)可能帶來不良的后果,在工程實(shí)踐中一定要引起高度的重視,并應(yīng)有可靠的技術(shù)保證。
[1]高大釗.土力學(xué)與基礎(chǔ)工程[M].中國建筑工業(yè)出版社.
[2]劉金勵(lì).樁基礎(chǔ)工程技術(shù)[M].中國建材工業(yè)出版社.
[3]左名麒,胡人禮,毛洪淵.樁基礎(chǔ)工程一設(shè)計(jì)、施工、檢測[M].中國鐵路出版社.
[4]陶燕春.PHC 管樁施工常見問題的分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2003.
[5]王志強(qiáng).PHC 管樁的施工及發(fā)展[J].山西建筑,2007,33(22):113-114.