趙生星
(湖南省交通科學(xué)研究院有限公司,湖南 410000)
(1)本工程為湖南省伍市至益陽高速公路,項(xiàng)目位于洞庭湖區(qū),屬湖濱平原地貌,地勢平坦,伍益17標(biāo)全線長7.243 km,主要以橋梁為主,橋梁長度5.642 km,占線路總長的78%。其中西林特大橋全長5.205 km(206跨),橋梁樁基主要持力層為第四系中更新統(tǒng)白沙井組(Q2b)細(xì)沙、中粗砂、黏土、礫砂、圓礫。
(2)項(xiàng)目前期進(jìn)場后發(fā)現(xiàn)本合同段,地處基本農(nóng)田保護(hù)區(qū),如果采用傳統(tǒng)鉆孔灌注樁,肯定會(huì)出現(xiàn)以下問題:鉆孔施工中采取泥漿護(hù)壁,將嚴(yán)重影響周邊的生態(tài)環(huán)境,廢漿鉆渣處理成本高;樁基施工時(shí)間相對較長,成樁時(shí)間慢,費(fèi)用偏高;樁身混凝土保護(hù)層厚度控制難度大,影響結(jié)構(gòu)耐久性;砂土、圓礫地層條件下長樁施工過程中易塌孔。基于以上因素,也為倡導(dǎo)國家推行的“綠色公路”建設(shè)理念,于2019年7月經(jīng)設(shè)計(jì)方計(jì)算、出圖,正式將本合同段橋梁138個(gè)墩的鉆孔灌注樁變更為PHC600AB130預(yù)應(yīng)力管樁。
(3)PHC管樁采用4根管樁(樁頂設(shè)承臺(tái)及系梁,現(xiàn)澆)代替一根灌注樁,管樁與承臺(tái)按剛接處理,采用配筋的填芯混凝土連接。
管樁進(jìn)場后逐根對樁長、樁徑、壁厚、強(qiáng)度回彈及外觀缺陷進(jìn)行驗(yàn)收,尤其對于壁厚不夠、樁身裂紋和端板處混凝土松散的成品樁,要進(jìn)行標(biāo)記予以返場處理,經(jīng)施工經(jīng)驗(yàn)證明此類缺陷,極易造成爆頭而出現(xiàn)廢樁。
(1)測量放樣,使用全站儀精確放樣,測量原地面標(biāo)高,計(jì)算出送樁深度。
(2)在互為垂直方向,距樁位約10 m處設(shè)置垂直度監(jiān)測設(shè)備。
(3)在距樁位約10 m處安放全程錄像記錄設(shè)備,以備后續(xù)回看分析及相關(guān)存檔。
(4)焊接樁尖,本項(xiàng)目樁尖型式為開口型鋼樁尖。
(5)在樁身上用白板筆劃出以m為長度單位的標(biāo)記,依次從下往上的順序標(biāo)明樁身節(jié)段長度備用。
(1)為減少打樁對周邊環(huán)境的噪聲和油煙污染,本工程優(yōu)先采用液壓打樁機(jī),遵循“重錘低落距”的原則實(shí)施錘擊沉樁。
(2)錘擊沉樁,項(xiàng)目部施工員現(xiàn)場實(shí)時(shí)填寫錘擊沉樁施工記錄表,記錄表經(jīng)施工員和現(xiàn)場監(jiān)理員共同簽字確認(rèn)。記錄表內(nèi)容包括:原地面標(biāo)高、加密水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)高、錘重、落距、管樁批號(hào)、長度、生產(chǎn)日期、每米錘擊數(shù)、總錘擊數(shù)、最后1 m錘擊數(shù)、三陣錘貫入度,總用時(shí)。
(3)接樁,本項(xiàng)目管樁設(shè)計(jì)長度都在16 m以上,按2節(jié)進(jìn)行配樁,管樁連接采用焊接,管樁施工避免樁尖在接近砂礫、圓礫等硬土層時(shí)進(jìn)行接樁,保證上節(jié)樁所配樁長在沉樁完成后接頭位置在承臺(tái)底面以下應(yīng)大于7 m,接樁時(shí)上一節(jié)管樁段的樁頭應(yīng)露出原地面70 cm左右,上下節(jié)樁段應(yīng)確保直順。焊接質(zhì)量驗(yàn)收合格經(jīng)自然冷卻后焊接頭及鋼套箍表面涂抹防銹防腐涂層才能繼續(xù)沉樁施工;
(4)送樁,當(dāng)最后一節(jié)管樁外露長度離原地面只有50~60 cm時(shí),套上送樁器,送樁器上已做好明顯尺寸標(biāo)記,根據(jù)準(zhǔn)備階段計(jì)算出的送樁深度,在送樁器上劃出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高控制線和最后1 m起點(diǎn)線,記錄最后1 m錘擊數(shù)繼續(xù)施打至送樁深度設(shè)計(jì)標(biāo)高并達(dá)到收錘標(biāo)準(zhǔn)后即刻收錘,終止施打。
(5)收錘標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量通病、截樁和樁頂接樁處理:最后1 m錘擊數(shù)≥80錘即可,本項(xiàng)目沉樁收錘以設(shè)計(jì)樁長控制為主,最后1 m錘擊數(shù)為輔,同時(shí)把最后貫入度作為校核指標(biāo)。最后1 m錘擊數(shù)不大于300錘,總錘擊數(shù)不大于2 500錘。當(dāng)樁長達(dá)到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高但最后1 m錘擊數(shù)達(dá)不到收錘標(biāo)準(zhǔn)時(shí),按如下方法處理:①若1個(gè)承臺(tái)下其他3根管樁均滿足要求,另1根管樁達(dá)到收錘擊數(shù)90%以上時(shí),按設(shè)計(jì)標(biāo)高收錘;②若單根最后1 m錘擊數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)相差較大,應(yīng)繼續(xù)錘擊沉樁1 m至達(dá)到收錘標(biāo)準(zhǔn),如仍不能滿足,必須進(jìn)行地質(zhì)補(bǔ)勘和補(bǔ)樁處理。當(dāng)樁長達(dá)不到設(shè)計(jì)要求但最后1 m錘擊數(shù)達(dá)到收錘標(biāo)準(zhǔn)且每米錘擊數(shù)依次增大時(shí),為保證樁身完整性和防止樁頭疲勞損壞,按如下方法處理:最后1 m錘擊數(shù)到達(dá)收錘標(biāo)準(zhǔn)的2.5倍(200錘)以上,樁底距設(shè)計(jì)標(biāo)高1~3 m時(shí),可以按三陣錘的貫入度來判定(5~6 cm/10錘),每陣錘貫入度逐步減少,報(bào)設(shè)計(jì)同意,可提前收錘:當(dāng)達(dá)到收錘標(biāo)準(zhǔn)而樁長與設(shè)計(jì)值相差較大且無法繼續(xù)沉入時(shí),需對地質(zhì)情況重新補(bǔ)勘,必要時(shí)進(jìn)行單樁豎向承載力靜載試驗(yàn)。樁身或樁頂質(zhì)量問題的處理:①首節(jié)樁出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí),應(yīng)將樁身拔出后換管樁,若不能拔出,采取補(bǔ)樁處理;②第二節(jié)樁樁頂質(zhì)量問題的處理:a當(dāng)裂縫較輕微不影響沉樁時(shí),可進(jìn)行封閉處理,采用低擊(20~30 cm落距)沉樁至設(shè)計(jì)標(biāo)高;b當(dāng)裂縫較嚴(yán)重,可采用低擊沉樁(20~30 cm落距)至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上1 m左右的位置,由設(shè)計(jì)確認(rèn)承載力是否滿足要求,若滿足可截掉樁頭開裂部分,若不滿足采取補(bǔ)樁方案;③經(jīng)低應(yīng)變檢測后發(fā)現(xiàn)樁頭有質(zhì)量問題,可采取加長填芯混凝土(含鋼筋)或補(bǔ)樁處理;④補(bǔ)樁位置一般在問題樁的橫橋向外側(cè),間距為1.5倍樁徑;問題樁截去開裂樁頭后按原設(shè)計(jì)與承臺(tái)連接。提前收錘和錘數(shù)過多導(dǎo)致樁頭疲勞損壞的管樁做截樁處理,若截樁時(shí)發(fā)現(xiàn)明顯的肉眼能看到的向下發(fā)展的裂縫應(yīng)繼續(xù)下移截樁,將裂縫段去除;因最后1 m錘擊數(shù)不夠多送樁1 m和截樁后樁頂標(biāo)高低于承臺(tái)設(shè)計(jì)底標(biāo)高(≤2D)按接樁處理。
(1)所有樁身均進(jìn)行樁身完整性檢測,采用低應(yīng)變方法進(jìn)行檢測,本工程樁身完整性合格率達(dá)到99%。
(2)每公里抽取2~3根樁身進(jìn)行靜荷載試驗(yàn)檢測單樁豎向承載力,本項(xiàng)目經(jīng)試驗(yàn)合格率100%。
成樁沉降觀測,對已完管樁選取最不利地段18個(gè)樁位共72根管樁,采用精密水準(zhǔn)儀在成樁完成后、承臺(tái)完成后、下構(gòu)完成后和梁板架設(shè)后分別進(jìn)行了沉降觀測,時(shí)間跨度118 d,對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,基本無沉降,樁身穩(wěn)固。
施工過程中存在的問題:(1)施工中存在的最大問題是錘擊振動(dòng)導(dǎo)致老民房開裂;
(2)同一個(gè)承臺(tái)下不同基樁沉樁過程體現(xiàn)了地質(zhì)差異;
(3)施工出現(xiàn)管樁爆頭和斷樁問題;本項(xiàng)目地處湖區(qū),承臺(tái)設(shè)計(jì)不能露出原地面,管樁送樁深度達(dá)到1.45 m,管樁檢測增加難度需開挖基坑后才能進(jìn)行,對檢測出存在爆樁或斷樁,需二次開挖接樁和重新回填至原地面補(bǔ)樁處理,存在工效降低,耽誤工期現(xiàn)象。
解決建議:(1)樁位點(diǎn)距民房距離必須在100 m以外,并在紅線邊開挖緩沖滯溝和對民房進(jìn)行震動(dòng)監(jiān)測;
(2)增加地質(zhì)補(bǔ)勘,一個(gè)承臺(tái)下4根管樁至少要有一個(gè)地勘點(diǎn)且鉆孔深度要超過管樁設(shè)計(jì)樁長;
(3)雖承臺(tái)不能外露,管樁設(shè)計(jì)樁長增加1.45 m的送樁長度,頂節(jié)管沉樁至與原地面齊平即可,這樣做的好處是有利于低應(yīng)變檢測,對存在問題樁及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)樁處理不需要重新回填、再開挖基坑工作,開挖完基坑后截樁多余樁就可進(jìn)行管內(nèi)填芯混凝土(含鋼筋)和承臺(tái)施工。(承臺(tái)設(shè)計(jì)高度1.6 m,管樁深入承臺(tái)0.15 cm)
根據(jù)本項(xiàng)目實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn),一臺(tái)樁機(jī)每天可沉樁7根樁左右(相當(dāng)于1.5根灌注樁),PHC管樁施工進(jìn)度相對比鉆孔灌注樁要快,穩(wěn)定性可靠,能大大節(jié)省造價(jià),又能減少排放利于環(huán)境保護(hù),在湖區(qū)具備獨(dú)特的優(yōu)勢,可全面推廣應(yīng)用。