郭耀東
山西交控集團大同北高速公路分公司 山西大同 037000
交通基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善,可以有效促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。近年來,我國市場經(jīng)濟迅速發(fā)展,對交通基礎(chǔ)設(shè)施也提出了更嚴格的要求。作為交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要組成部分,道路橋梁工程項目也在不斷增多,其相關(guān)施工工藝、技術(shù)受到了越來越多的重視。灌注樁與預制樁是道路橋梁施工中的常用樁基類型,實際應用時,應根據(jù)工程具體情況,對灌注樁與預制樁進行合理選擇[1]。
灌注樁是就位成孔并灌注混凝土或鋼筋混凝土制成的樁。
預制樁是在工廠內(nèi)預制生產(chǎn),或在打樁現(xiàn)場、附近進行就地預制,將混凝土方樁、木樁、預應力混凝土管樁、鋼樁等預制完成后,在施工現(xiàn)場用沉樁設(shè)備將樁壓入、打入或者是振入土體。
灌注樁的適用范圍相對較廣,對地下水位要求不高,通常作為單樁承載使用。灌注樁又可以分為幾種不同的類型,不同類型的灌注樁,適用條件也有所不同。一是水鉆孔灌注樁,其是道路橋梁施工中最常用的灌注樁,但不可在濕陷性黃土、砂石、碎石土等土層中應用。二是沉管灌注樁,目前多在住宅工程中應用,在道橋工程中較為少用。可根據(jù)實際情況,結(jié)合單樁設(shè)計承載力、土層松軟情況,選擇單打或復打。三是挖孔灌注樁,適用于地下水較少的情況,不可在砂土、碎石土、厚度較大的淤泥等土層中應用。其對安全要求較高,孔內(nèi)施工過程中可能出現(xiàn)涌水、塌孔等事故,因此需做好安全防護。四是螺旋鉆孔灌注樁,適用于無地下水的情況,由于樁長受限,因此不可穿過卵礫石層。其為干鉆孔樁,無需泥漿護壁,可避免泥漿污染,且工期較短。
預制樁適用于含水量較小、地下水位較深的基礎(chǔ),通常作為復合基礎(chǔ)使用。預制樁也可用于水下樁基工程,目標持力層上層宜為無堅硬夾層的松軟土層,且頂面穩(wěn)定性良好,無明顯改變,以便于樁長控制,避免多次接樁。預制樁可大面積打樁,工序簡單,因此,在樁數(shù)較多的情況下,可克服其預制成本較高的缺陷,綜合效益較好。預制樁可在工廠內(nèi)提前預制,現(xiàn)場施工中,可直接使用,因此其適用于工期比較緊張的工程[2]。
灌注樁、預制樁的特點也有明顯的區(qū)別。第一,灌注樁需經(jīng)過現(xiàn)場施工成型,而預制樁可在工廠內(nèi)直接制成成品。第二,灌注樁是先鉆孔、再灌注,預制樁是用沉樁設(shè)備將成品樁壓入、打入或者是振入地下。第三,灌注樁會給周圍環(huán)境造成一定危害,且存在諸多隱蔽工程,施工質(zhì)量難以有效控制;預制樁施工過程污染小,質(zhì)量易控制,但沉樁設(shè)備的使用會造成噪音污染。第四,相同條件下,與灌注樁相比,預制樁的直徑較小,因此施工進度較快。
首先,施工準備。一是做好資料準備。全面收集道路橋梁工程項目的地質(zhì)勘察報告、施工圖、周圍建筑物與構(gòu)筑物分布圖、地下管線分布圖等資料,全面了解工程實際情況,制定設(shè)計方案。二是做好場地準備。將施工現(xiàn)場存在的、有可能給施工造成干擾的設(shè)施,遷移到施工現(xiàn)場之外;做好“三通一平”,設(shè)置臨時、永久排水設(shè)施,包括水鉆孔樁施工中需要用到的循環(huán)池、沉淀池等?,F(xiàn)場對控制點、水準點進行測量、設(shè)置,對所有機械設(shè)備進行全面檢查、調(diào)試,確保其處于正常運行狀態(tài)。
其次,施工技術(shù)。根據(jù)工程實際情況,確定具體樁型,并遵循相關(guān)規(guī)范標準的要求進行施工。一是鋼筋籠制作。按照施工圖,確定鋼筋的規(guī)格、類型、間距。鋼筋籠直徑較大的情況下,應在內(nèi)部安裝支撐設(shè)施,并將墊塊放置在鋼筋籠的下部,以避免搬運、吊裝時發(fā)生變形。二是鋼筋籠安裝。鋼筋籠安裝前,清理鉆孔。鋼筋籠安裝時,緩慢、垂直地下方鋼筋籠,避免鋼筋籠與孔壁碰撞。鋼筋籠較長時,可分節(jié)吊放。鋼筋籠安裝中,應避免主筋接頭處于同一平面。鋼筋籠安裝完成后,檢查其頂部標高。三是混凝土灌注。開展試驗,對混凝土原材料的質(zhì)量進行檢測,并確定最佳配合比。可制備試塊,檢測混凝土強度是否符合要求。鉆孔中有水但可疏干時,可用短護筒直接投料;鉆孔中無水或滲水量較小時,可用串筒灌注混凝土,并分層振搗密實;鉆孔中有水,需水下灌注時,可用導管法進行混凝土灌注;直徑較大時,可用泵送的方式灌注混凝土[3]。
最后,質(zhì)量控制。成孔、驗收合格后便可以進行混凝土灌注,并要檢查混凝土的坍落度。確?;炷凉嘧?、混凝土振搗密實。對于單根灌注樁,必須確保其連續(xù)性,避免斷樁的出現(xiàn)。根據(jù)相關(guān)規(guī)范標準的要求,為確保樁頭的質(zhì)量,樁頂標高應有一定的超灌量。應做好樁頭、孔口的成品保護。冬季施工時,應做好保溫工作,單根樁灌注完成之后,安排專人養(yǎng)護,確保灌注樁的施工質(zhì)量。
圖1 預制樁
首先,確定沉樁阻力。沉樁阻力是由樁尖的阻力、樁側(cè)的阻力兩部分組成,兩者之比通常是一個變化值,應具體情況、具體分析。沉樁阻力主要受到土質(zhì)、樁間距、進入持力層的深度等因素的影響。因此,應充分考慮地質(zhì)條件,結(jié)合樁型、接頭形式、深度等,來分析、計算沉樁阻力。沉樁阻力范圍確定之后,再以此為根據(jù),合理選擇壓樁設(shè)備。
其次,選擇樁頂墊材。為避免樁帽損壞、確保沉樁精度、加快打樁效率,應合理選擇、有效應用樁頂墊材。合適的樁頂墊材可以在壓樁過程中產(chǎn)生良好的緩沖作用,使樁機施加的壓力能夠在樁頂均勻分布,預防由于局部受力過大而造成的樁帽損壞。目前來說,橡木、樺木均是比較常用的樁頂墊材,實際應用時,還是應該根據(jù)實際情況進行合理選擇。
再次,樁體的起吊、運輸、堆放。在工廠內(nèi)預制生產(chǎn)時,預制樁強度達到設(shè)計要求的80%以上后,方可吊運,并確保出廠強度達到設(shè)計強度的100%。預制樁吊運時,應根據(jù)設(shè)計要求確定其支點,起吊過程中,繩索、預制樁之間的夾角不可小于45度。預制樁吊運時,應輕吊輕放,避免碰撞給樁體造成的損傷。預制樁堆放時,應確保堆放場地平整、干燥,并設(shè)置排水設(shè)施。應以不同規(guī)格為依據(jù),對預制樁進行分類堆放。同時,根據(jù)場地表面承載力、預制樁強度等因素,對預制樁的堆放層數(shù)進行合理確定。一般來說,管樁直徑為500毫米時,堆放的層數(shù)不可超過5層;管樁直徑為400-450毫米時,堆放的層數(shù)不可超過6層;管樁直徑為350毫米時,堆放的層數(shù)不可超過7層。預制樁堆放時,應根據(jù)其支點位置放置墊木,并用墊木將不同層數(shù)的預制樁隔開,避免互相碰撞造成的損傷。堆垛過程中,應在兩側(cè)放置木楔,避免發(fā)生滾垛[4]。
最后,壓樁與接樁。沉樁過程中,采用靜壓法的時候,應當分段進行、逐段接樁??刹捎煤附臃?、漿錨法進行接樁。接樁過程中,應仔細檢查下一節(jié)樁的頂部,若發(fā)現(xiàn)損傷,則要及時給予修復處理,并清除雜物。上一節(jié)樁到位前,將接頭部位的污物、雜質(zhì)清理干凈,若是發(fā)現(xiàn)樁變形,則要及時修復,再次檢查合格后,方可使用。應確保沉樁的連續(xù)性,切忌長時間中斷,以確保沉樁質(zhì)量。應根據(jù)工程要求,并結(jié)合其他影響因素,來合理確定壓樁的順序,以提高打樁效率,減少對周圍環(huán)境帶來的危害。
綜上所述,灌注樁、預制樁是道路橋梁工程中比較常用的兩種樁基,兩者在定義、適用條件、特點等方面有著明顯的不同。實際應用時,應根據(jù)道路橋梁工程的實際情況進行合理選擇,并要準確把握灌注樁、預制樁的施工工藝與質(zhì)量控制要點,以確保樁基施工質(zhì)量,保障道路橋梁工程的整體建設(shè)質(zhì)量,為我國交通基礎(chǔ)設(shè)施的完善奠定良好基礎(chǔ)。