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        高速公路橋梁工程中PHC管樁應(yīng)用

        2022-03-13 04:43:58
        黑龍江交通科技 2022年12期
        關(guān)鍵詞:標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)

        閆 偉

        (山西交通建設(shè)監(jiān)理咨詢集團(tuán)有限公司,山西 太原 030012)

        0 引 言

        PHC即預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁技術(shù),該技術(shù)在我國的應(yīng)用歷史非常悠久,當(dāng)前已經(jīng)建設(shè)極為完善的技術(shù)體系,廣泛的應(yīng)用到城市建設(shè)、高速公路橋梁項目的建設(shè)施工。PHC管樁施工前,各個構(gòu)件需要生產(chǎn)廠家內(nèi)通過先張法預(yù)應(yīng)力與離心成型制造,再進(jìn)行蒸壓養(yǎng)護(hù)處理,形成完整的管樁結(jié)構(gòu)部件。經(jīng)過檢查合格后,將預(yù)制管樁構(gòu)件運輸?shù)阶鳂I(yè)現(xiàn)場,利用靜壓或者錘擊的方法打入到土體結(jié)構(gòu)內(nèi),形成管樁的形式。PHC管樁的主要優(yōu)勢是承載性能強(qiáng)、質(zhì)量穩(wěn)定,抗震水平高,可以應(yīng)用到多種地質(zhì)條件中,達(dá)到高速公路橋梁項目的運行標(biāo)準(zhǔn)。

        1 工程概況

        某高速公路項目包含一條互通立交橋,設(shè)計方案中規(guī)定基礎(chǔ)形式為鉆孔灌注樁,但是經(jīng)過技術(shù)人員綜合分析,發(fā)現(xiàn)該方式有一定缺陷,所以將方案調(diào)整為PHC管樁。根據(jù)施工要求,現(xiàn)場總體需要532根管樁,長12~15 m,混凝土強(qiáng)度80 MPa,樁尖設(shè)計為開口形狀,由專業(yè)廠家生產(chǎn)加工。對根據(jù)該設(shè)計方案,樁頂高程偏差不超過±10 mm,通過錘擊方式處理,最后10擊貫入5~10 cm。

        2 PHC管樁施工工藝

        2.1 預(yù)制PHC管樁檢驗

        將PHC管樁運輸?shù)浆F(xiàn)場后,執(zhí)行設(shè)計方案的要求,加強(qiáng)規(guī)格、型號、外觀、尺寸的檢查,并進(jìn)行管樁抗裂、承載性能、保護(hù)層厚度的檢查,達(dá)到管樁各項性能指標(biāo)后,才能運輸?shù)浆F(xiàn)場展開施工。

        2.2 試樁

        根據(jù)工程的施工標(biāo)準(zhǔn)要求,選擇現(xiàn)場有代表性的4個點進(jìn)行檢測,分別試驗沉入15 m PHC管樁管樁。經(jīng)過檢測后發(fā)現(xiàn),該樁體結(jié)構(gòu)的整體完整性比較好,樁基豎向靜荷載完全可以滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求。經(jīng)過對現(xiàn)場試驗結(jié)論分析發(fā)現(xiàn),該項目的樁基豎向承載性能的安全性較高,沉樁施工難度較高,所以經(jīng)過分析后確定樁身長度尺寸為12 m。現(xiàn)場地質(zhì)條件較為特殊,下砂層與粘土層都可以作為持力層使用,且因為PHC管樁的細(xì)砂層內(nèi)沉入難度較高,樁基采取開口形式,減小沉樁結(jié)構(gòu)阻力,防止發(fā)生開裂的問題,提高結(jié)構(gòu)的性能和水平。

        2.3 樁位放樣

        在樁體施工之前,進(jìn)行樁位的放樣,應(yīng)用長度25 cm、直徑10 mm的鋼筋或者竹簽進(jìn)行樁心的標(biāo)記,以樁心為圓心進(jìn)行圓周線的標(biāo)記,并且撒上石灰進(jìn)行標(biāo)記,可以確定對中的位置。放樣工作全部完成后,按照設(shè)計方案進(jìn)行現(xiàn)場的復(fù)核檢測,如果存在誤差嚴(yán)重的問題要立即糾正。正式沉樁實施前,樁位要經(jīng)過監(jiān)理工程師簽字確認(rèn),達(dá)到放樣精度的要求,不會影響后續(xù)工程結(jié)構(gòu)的施工。

        2.4 PHC管樁運輸、起吊及堆放

        PHC管樁運輸?shù)浆F(xiàn)場后,加強(qiáng)質(zhì)量檢查,并按照工藝方案要求進(jìn)行運輸、起吊、堆放處理,防止由于外力作用而造成樁身損壞的問題,特別是某些細(xì)微裂縫問題,不能及時發(fā)現(xiàn)該問題,如果任由其發(fā)展,會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全事故的發(fā)生。在本次工程來說,PHC管樁運輸、起吊、堆。

        2.5 沉樁

        樁身垂直度檢測應(yīng)用2臺經(jīng)緯儀進(jìn)行,使得樁錘、樁帽、樁身處于同一軸線上。在沉樁環(huán)節(jié),送樁其應(yīng)和管樁在同一條軸線上,且按照要求直接沉入到標(biāo)高部位上,保持連續(xù)施工,如果沉樁時存在間隔時間較長的情況,因為樁身周邊受到應(yīng)力的作用,沉入難度比較大。

        2.6 終止沉樁

        現(xiàn)場施工環(huán)節(jié),樁頂達(dá)到最終沉樁標(biāo)準(zhǔn)為合格,并通過檢查確定最后10擊貫入度為標(biāo)準(zhǔn)。如果項目現(xiàn)場使用靜壓沉樁的方式,終止沉樁標(biāo)準(zhǔn)比較容易控制,如果應(yīng)用錘擊沉樁的方法,必須對現(xiàn)場的施工地質(zhì)條件、樁型、錘型、樁身等多方面控制,提高工程質(zhì)量。

        2.7 澆筑混凝土

        樁芯混凝土澆筑施工對整個樁體結(jié)構(gòu)質(zhì)量有著直接影響,所以在澆筑現(xiàn)場要加強(qiáng)施工質(zhì)量管理和控制,落實檢查和管理措施,如果混凝土強(qiáng)度性能不達(dá)標(biāo),要立即進(jìn)行補強(qiáng)處理,特別是水平荷載較高的項目?,F(xiàn)場施工階段,樁身長度12 m,在現(xiàn)場澆筑環(huán)節(jié)先澆筑3 m厚度,再沉入4 m長度的鋼筋籠,并保持連續(xù)澆筑施工。

        3 PHC管樁施工質(zhì)量控制措施

        3.1 確保PHC管樁的質(zhì)量

        在本次項目現(xiàn)場施工中,通過錘擊沉樁施工方式,因為錘擊環(huán)節(jié)會發(fā)生反射、沖擊的影響,所以在施工中PHC管樁需要承載較大的拉應(yīng)力波與壓應(yīng)力波,樁身、樁頭、接頭部位容易發(fā)生裂紋的問題,對整個樁基性能造成不利影響。因此,在PHC管樁生產(chǎn)時,必須加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督和控制,每項性能指標(biāo)符合要求,從而達(dá)到PHC管樁的施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。同時,還要落實運輸、吊裝、堆放等環(huán)節(jié)控制,以免因為外力作用而造成管樁損傷。

        3.2 合理確定終止沉樁的標(biāo)準(zhǔn)

        從理論角度分析,終止沉樁標(biāo)準(zhǔn)是設(shè)計標(biāo)高、貫入度方面,但是沉樁現(xiàn)場施工中,也難以確定,項目施工容易出現(xiàn)樁頭爆裂、無法沉入達(dá)到標(biāo)高的情況,要進(jìn)行截樁處理。經(jīng)過建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)計、施工等單位共同討論,分析現(xiàn)場實際情況,最終將樁體長度調(diào)整為12 m,最后10擊貫入度從3~5 cm增加到5~10 cm,以達(dá)到沉樁的標(biāo)準(zhǔn)要求。因此,在現(xiàn)場施工環(huán)節(jié),設(shè)計人員確定終止沉樁標(biāo)準(zhǔn)后,還要落實現(xiàn)場監(jiān)測與管理,隨時調(diào)整樁體的施工,達(dá)到工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

        3.3 合理控制管樁伸入承臺的長度

        根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求,在該項目中管樁深入到承臺的尺寸達(dá)30 cm,PHC管樁中鋼筋籠伸入承臺1 m左右,但是經(jīng)過現(xiàn)場施工情況分析,通過增加管樁伸入深度可以提高結(jié)構(gòu)性能,所以將其調(diào)整為50 cm,最終確定伸入深度為PHC管樁直徑的0.8倍。因為高速公路項目橋梁基礎(chǔ)的水平荷載要求較高,通過增加管樁伸入承臺長度有效的提升結(jié)構(gòu)的水平荷載,延長樁體使用壽命,確保橋梁的安全性。為了保證伸入承臺長度合格,還要進(jìn)行樁體配筋的體了解,焊接形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),確保連接性能合格。

        3.4 控制混凝土澆筑質(zhì)量

        樁芯混凝土澆筑施工作業(yè)現(xiàn)場,外部環(huán)境因素的影響比較大,容易導(dǎo)致質(zhì)量問題或者強(qiáng)度性能不合格的情況。因此,在現(xiàn)場施工單位要選擇補強(qiáng)處理措施,選用C40以上混凝土,并執(zhí)行工藝方案和標(biāo)準(zhǔn),減少人員因素造成的誤差,澆筑施工完成后,立即組織人員進(jìn)行強(qiáng)度檢查,達(dá)到混凝土工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

        3.5 PHC管樁焊接質(zhì)量控制

        進(jìn)行PHC管樁的焊接之前,對于管樁間的接合性需要多方面的保障,其標(biāo)準(zhǔn)便在于樁芯的對應(yīng)上,一般要求不能偏差在2 mm以上。另一方面,焊接前對于管樁樁頭的清理也需要保證,不能在表面出現(xiàn)污染物或雜物等,使表面平整光滑,這也是對于焊接質(zhì)量保障的重要條件。在正式進(jìn)行焊接操作時,保證焊接點位在4~6個,并有焊工進(jìn)行對稱的焊接,焊接層數(shù)上需要大于2層。在焊層內(nèi)里焊接完成,對于其表面產(chǎn)生的焊渣進(jìn)行處理,由此遞推進(jìn)行其他層的焊接作業(yè)。在通常情況下,需要在焊接完成之后,對其冷卻8~10 min,才能進(jìn)行壓樁施工,能夠使得管樁焊接質(zhì)量能夠完成承載要求,同時不會發(fā)生管樁的變形情況。

        4 結(jié) 語

        在我國工程技術(shù)高速發(fā)展之下,PHC管樁作為先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到工程實踐中,形成完善的工程管理體系,且PHC管樁施工技術(shù)比較優(yōu)越,速度快、效率高,延長使用壽命,所以被大量的應(yīng)用到實踐,形成良好施工效果??傊诟咚俟窐蛄喉椖恐袘?yīng)用PHC管樁施工技術(shù),有效的提升基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載性能,符合工程的施工要求,同時還能提升橋梁運行的安全性,消除安全與質(zhì)量隱患,達(dá)到交通通行標(biāo)準(zhǔn)要求,為現(xiàn)代社會交通事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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