崔德標(biāo)
混凝土預(yù)制管樁由樁體、樁頭、樁帽三部分組成,是一種混凝土澆筑而成的預(yù)制配件,相對于傳統(tǒng)鉆孔灌注樁施工方式,該種施工方式具有操作簡單,機械化水平高、施工速度快、節(jié)約成本等諸多優(yōu)點,廣受青睞。本文在介紹混凝土預(yù)制管樁生產(chǎn)和施工的基礎(chǔ)上,重在說明水利工程使用混凝土預(yù)制管樁的優(yōu)越性及克服缺點的建議,這對于類似工程建設(shè)具有很好借鑒意義。
(1)前期準(zhǔn)備。①工程技術(shù)人員制定施工方案、平面圖,重點復(fù)核樁點軸線、高程等。②組織工程技術(shù)人員進行方案、圖紙等學(xué)習(xí),并加以修改完善,保證方案可行,圖紙準(zhǔn)確。③組織技術(shù)人員編制切實可行的施工計劃和質(zhì)量控制措施(重點要考慮本文第四部分內(nèi)容)。④組織所有施工人員學(xué)習(xí)工程建設(shè)規(guī)范、圖紙等資料,確保工程建設(shè)有的放矢。
(2)預(yù)制廠準(zhǔn)備。①采購符合標(biāo)準(zhǔn)的模板、砂、卵石、水泥等原材料。②選擇規(guī)范的預(yù)制廠(重點觀察場地是否堅實平整,有無排水通道,各工序空間、時間安排是否合理,這樣有利于避免生產(chǎn)過程中因振搗造成中間產(chǎn)品變形,工序安排不合理影響生產(chǎn)效率等)。
(3)生產(chǎn)流程
預(yù)制件強度應(yīng)當(dāng)達到設(shè)計強度的 80%以上,再進行裝車運輸較佳。卸放場地要選擇平整堅實的空曠場地,堆放時要考慮預(yù)制件的高度、寬度、墊木材質(zhì)、地面承載力等多方面因素,同時將堆放的預(yù)制構(gòu)件標(biāo)志一致對外。
技術(shù)人員進行測量定位→打樁機進場準(zhǔn)備施工→將符合標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)制樁調(diào)至施工點,復(fù)檢預(yù)制樁是否破損→進行探孔施工→進行插樁作業(yè)→及時進行校核和壓樁→記錄相關(guān)參數(shù),完成打樁→進行下一點位打樁。
打樁完畢后,根據(jù)樁機機型、設(shè)計要求及施工規(guī)范,要及時進行荷載檢驗。
西民便河是江蘇省蘇北地區(qū)地級宿遷市一條重要的排澇、灌溉河道,上起境內(nèi)王官集鎮(zhèn)朱海,下入洪澤湖,全長 69.55公里,流域面積 326.20平方公里,耕地 27.5 萬畝,人口 31.86 萬人。近年來由于經(jīng)濟社會發(fā)展,該河道城區(qū)上游段13.65公里(城區(qū)至朱海段)河道沿線農(nóng)田亂耕亂種、河坡塌陷、河床淤積、河道束窄,河道底寬約5~8米,河底高程21.90~17.50米,地面高程24.40~21.00米,平均地面比降1/4000,同時農(nóng)業(yè)面源、生活、工業(yè)各種污水排入河道,該條河道治理迫在眉睫。當(dāng)?shù)卣?020年投資20億元以EPC模式啟動宿城區(qū)朱?!=茄蜕鷳B(tài)旅游及水環(huán)境修復(fù)工程,治理西民便河(城區(qū)至朱海段)13.65公里,朱海(岸線長約10.38公里,水域面積 4050 畝)和牛角淹(岸線長約5.2公里,水域面積 400畝)等水體,主要實施控源截污、清淤護砌、景觀綠化等,致力于改善區(qū)域水環(huán)境,提高居民生活質(zhì)量。經(jīng)勘查,工程土質(zhì)上部是黏性土及粉土,下部多分布較密實砂土及堅實黏性土,同時河道兩側(cè)分布較多農(nóng)業(yè)用地,大開挖放坡施工不具備客觀條件。該工程河道護坡采用混凝土預(yù)制管樁施工方式,不但提高了工程建設(shè)效率,而且還破解了施工場面小的難題。從本工程看,混凝土預(yù)制管樁施工主要有三個優(yōu)點:(1)混凝土預(yù)制管樁施工過程較為簡單,靈活性很高,可大幅度提高施工速度。(2)可以根據(jù)實際需求自主調(diào)節(jié)預(yù)制不同形狀的樁、同時樁的承載力、耐久性都比較好。(3)混凝土預(yù)制管樁造價低,環(huán)保效果好,生產(chǎn)、施工過程中產(chǎn)生污染少。
混凝土預(yù)制管樁施工優(yōu)點雖然比較明顯,但若施工不當(dāng)也會產(chǎn)生事與愿違的麻煩,常會出現(xiàn)以下幾種問題。
此類問題主要有三方面原因:一是施工時樁錘落距過于偏大、用力過猛引起了斷樁或樁頭脫落現(xiàn)象;二是樁體本身質(zhì)量存在問題;樁錘的下落和捶打,樁體受到了巨大的沖擊,加速了樁體損毀;三是由于現(xiàn)場地質(zhì)勘查不夠充分,選擇的打樁位置不夠科學(xué),打樁下沉遇到堅硬巖石造成斷樁問題發(fā)生。
關(guān)于斷樁問題,建議采用“小幅度捶打”原則,優(yōu)先選擇重量大的樁錘,這樣能夠大幅度減少捶打過程中對樁體帶來的損毀。當(dāng)樁斷裂損壞時及時更換新樁,同時要全面勘查地質(zhì)情況,選擇適宜的施工方案,及時清理堅硬阻隔物,避免斷樁問題出現(xiàn)。
工程建設(shè)過程中打樁樁體傾斜及偏位的現(xiàn)象也比較普遍,特別是地質(zhì)條件較為復(fù)雜、樁頭遇到孤石等硬夾層時,高強度地捶打極易造成樁頭跑偏、樁體傾斜。主要由于打樁機平穩(wěn)度不夠,造成樁架和地面不垂直,導(dǎo)致樁體、樁頭和樁錘不在同一條線上。
關(guān)于樁體傾斜問題,建議施工前應(yīng)進行機械引孔,及時修正樁體不平穩(wěn)問題。對于硬夾層的地質(zhì)情況,首先用鉆機擾動硬夾層,再進行打樁施工,確保打樁一次性到位。當(dāng)樁體傾斜情況發(fā)生時,應(yīng)及時停止施工,設(shè)計人員進行勘查設(shè)計,確認采取合適措施進行補救。
因土質(zhì)、打樁節(jié)奏、順序等原因,很多工程在打樁過程中先打入的樁被垂直壅高,發(fā)生“樁體上浮”現(xiàn)象,造成不必要的截樁問題。這種情況基本發(fā)生在樁體密集的工程建設(shè)中,打樁擠壓地下土層,地下土質(zhì)四溢產(chǎn)生擠土效應(yīng),造成先打入的樁發(fā)生上述現(xiàn)象,造成工程不必要的損失。
關(guān)于樁上浮問題,建議根據(jù)工程建設(shè)打樁的實際情況(要考慮到需要打樁的空隙、規(guī)格、長短、現(xiàn)場土質(zhì)等)選擇正確地打樁順序:當(dāng)需要打的樁間距較為密集時 (兩樁之間中心距離≤樁邊長或直徑的四至五倍),由中間(中心)向兩側(cè)(四周)同時打樁,有利于減少浮樁問題的發(fā)生。當(dāng)需要打的樁間距較為稀疏時(兩樁之間中心距離>樁邊長或直徑的四至五倍),采用單一方向打樁效果比較好。
主要由于銜接處沒完全清潔到位、高低不平等原因引起的,建議施工時一定要將土、水、油污等雜質(zhì)清理干凈,平整地進行焊接,如果樁體開裂,應(yīng)及時更換補樁。
雖然混凝土預(yù)制管樁施工受現(xiàn)場土層地質(zhì)、工程機械、樁的自身質(zhì)量等多方面制約,但若在工程施工過程中重視前期調(diào)查分析、科學(xué)設(shè)計、規(guī)范施工等程序,各種問題都能夠克服。在類似宿城區(qū)朱?!=茄蜕鷳B(tài)旅游及水環(huán)境修復(fù)工程中采用混凝土預(yù)制管樁,不但可以切實提高工程的施工效率,還可以減少工程投資和提升工程整體外觀質(zhì)量。