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        PHC樁基礎在姜結石土層的應用研究

        2022-11-26 05:02:41汪道生
        重慶建筑 2022年1期
        關鍵詞:施工

        汪道生

        (江蘇建咨工程咨詢有限公司,江蘇南京 210003)

        0 引言

        隨著建筑行業(yè)新科技、新材料、新工藝的不斷應用,PHC高強度預應力管樁經(jīng)過不斷實踐和改進,以其優(yōu)異的使用功能、成熟的生產(chǎn)工藝、穩(wěn)定的質(zhì)量、經(jīng)濟合理的施工成本、對周圍環(huán)境影響較小等特點在現(xiàn)代土木工程建設中得到廣泛應用[1]。為更好地控制PHC管樁基礎在姜結石土層的施工質(zhì)量和安全,本文結合工程實際,對施工程序和安全質(zhì)量控制進行研究。

        1 姜結石土層PHC靜壓管樁施工前質(zhì)量控制要點

        1.1 姜結石土層及施工難點分析

        該項目北側溫州路紅線距離基坑1.2~4.3m,西側希望大道紅線距離基坑0.7~4.3m,南側及東側均為河道,紅線距離基坑2.2~3.6m。根據(jù)地質(zhì)勘察單位的勘察報告,按其沉積環(huán)境、成因類型以及巖土的工程地質(zhì)性質(zhì),自上而下分為7個工程地質(zhì)層:1層雜填土,以粘性土夾碎石為主,下部主要為松軟狀粉質(zhì)黏土,層厚為0.80~10.20m,層底標高為-3.10~2.45m,全場分布;2層粉土夾粉質(zhì)黏土呈軟塑~可塑狀態(tài),層厚為0.60~3.30m,層底標高為-2.45~1.13m,全場大部分地段均有分布;3層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土含少量有機質(zhì),壓縮性高,屬正常固結土,層厚為1.30~6.50m,層底標高為-5.72~-1.90m,全場大部分地段均有分布;4層粉質(zhì)黏土夾粉土呈可塑~軟塑狀態(tài),粉土呈稍密狀態(tài),層厚為1.50~6.20m,層底標高為-8.07~-6.49m,全場分布。5~7層粉質(zhì)黏土呈硬塑~可塑狀態(tài),局部夾薄層為粉土或粉砂[2],層厚為2.80~6.10m,層底標高為-11.98~-10.43m,全場分布,其中,第7層夾有厚度約為0.4~0.8m的姜結石。

        1#、2#、4#主樓樁基礎進入7層粉質(zhì)黏土持力層8~10m不等,PHC樁基需要穿過姜結石層,到達設計要求的持力層。因姜結層分布不均勻,沒有規(guī)律,管樁在下沉過程中遇到姜結層時,樁身會因抱壓力受力不均勻?qū)е鹿軜秲A斜,上下管樁錯位無法完成對接,樁位偏差超過規(guī)范要求無法繼續(xù)沉樁,造成施工進度慢,施工成本高。成片堅硬的姜結石會增加沉樁過程的反作用力,隨著摩擦力的增大,不但會破壞夾具,還會擠碎樁體,甚至折斷管樁,對施工機械和作業(yè)人員的安全也帶來了隱患。

        1.2 施工機械選用及壓樁施工順序

        結合現(xiàn)場實際情況,選用的ZYC-800B新天和全液壓抱壓式靜壓樁機,最大壓樁力800tf,最快壓樁速度6.5m/min,適用樁型直徑300~800mm,最大起吊16t,有效吊樁長度15m,一次壓樁行程2m,主機183t±3t,可加水48t,配重鐵569t,總重800t。在使用地質(zhì)環(huán)境、移機方式、壓樁速度、樁機最大重量、隨車吊機最大吊裝能力均滿足施工要求的基礎上,該樁機采用了可快速轉(zhuǎn)換耐磨環(huán)形多浮點自適應長片夾具,在保證夾樁時樁身側壓應力較小的情況下,更能可靠地控制樁的垂直度。該樁機自帶的全天候高精度GPS應用程序,也對后期尋找和校核樁位起到了很大作用。

        考慮到場地狹長,壓樁時會產(chǎn)生擠土效應[3],宜從一端中間向另一端平行、左右對稱進行跳樁靜壓沉樁,在臨近正常通行的道路和臨河道側開挖0.5m應力釋放溝,同時探明溝槽的管道線纜,做好維護工作,確保相鄰管樁有7天的土體應力釋放時間,防止形成排樁推擠、傾斜現(xiàn)象。

        1.3 施工控制點復測控制要點

        首次使用時,必須復測設計單位移交的坐標控制點、水準高程點數(shù)據(jù)的準確度和精度。場地內(nèi)不建議引入坐標控制點,如需引入時,必須加固、保護控制點。高程控制時,必須使用水準儀一樁一測,不允許將高程點引到圍墻上來控制樁位標高,這樣無法達到精確度。施工樁位放樣出現(xiàn)異常時,每月重新復測坐標控制點及高程水準點。

        1.4 預應力管樁改良及進場質(zhì)量控制

        根據(jù)姜結層土質(zhì)特點,該項目采用PHC500-A-100-35m(12+12+11)管樁。結合管樁供應單位生產(chǎn)能力,在首樁底部增加材質(zhì)、厚度同端板一致,長度不小于0.5m金字塔形狀的鋼穿甲,鋼穿甲四周幫焊鋸齒形切刀,在壓樁過程中幫助切開堅硬的土體,減小摩阻力,輔助管樁下沉。鋼穿甲的法蘭盤與管樁端板在使用前用高強度螺栓連接,使用力矩扳手逐個檢查螺栓力矩,法蘭盤和端板四周電弧加固滿焊。

        逐根檢查進場管樁的質(zhì)量,要求表面光滑,顏色均勻,蜂窩面積小于總面積的0.5%。樁體破損深度≤5mm,每處面積≤5000mm2,修補后不允許漏筋。不得出現(xiàn)環(huán)向和縱向裂紋,但龜裂、水紋、內(nèi)壁浮漿裂紋除外。樁套箍凹陷≤10mm,端頭混凝土不允許高于端板,樁套箍端板不允許脫落,樁套箍與樁身不允許出現(xiàn)空洞和蜂窩。樁身合縫漏漿深度≤5mm,每處漏漿長度≤300mm,累計長度≤樁長的10%,或?qū)ΨQ漏漿的搭接長度≤100mm,且需要修補。樁帽的端板和套箍的完整性和平整性,很大程度上決定了接樁后的垂直度和焊縫飽滿程度,同時,端板接觸面不緊密貼合,也會因受力不均勻破壞樁帽,甚至壓碎樁頭混凝土。管內(nèi)離心灰漿厚度超過5cm,會影響后期填芯鋼筋籠安放的高度和垂直度,內(nèi)表面混凝土不允許塌落。

        進場管樁強度必須達設計值的100%,因管樁較長,管樁進入施工現(xiàn)場時,根據(jù)施工規(guī)劃合理分散存放在堅實、平整的場地上,松軟地基和多次周轉(zhuǎn)會導致管樁出現(xiàn)裂縫或折斷。確實需要移樁時,嚴禁使用挖掘機推、擠、拔、拖拽等方式移動管樁。

        2 姜結石土層PHC靜壓管樁施工過程中質(zhì)量控制要點

        2.1 壓樁

        根據(jù)施工安排,提前使用全站儀完成樁位放樣,用白石灰標記后,插入短鋼筋或?qū)S眯〔势?,短鋼筋或小彩旗外露高度不超過15cm,且不能低于5cm,嚴禁使用電焊條或竹片標記樁位。靜壓樁機在移機過程中,可以利用機載高精度GPS和全站儀相互配合,進行樁位放樣和核對。樁機就位后,測量人員配合駕駛員樁機進行微調(diào),確定樁位。首樁就位后,對中、調(diào)直,使樁身、導向架、夾具與壓板裝置的中心線與機載GPS十字線、施工放樣地面標記重合,樁身垂直度≤0.3%、樁位偏差≤50mm。不允許樁機帶樁大幅度調(diào)整,防止折斷管樁,損壞設備。為防止沉樁過程中夾具破壞樁體,沉樁夾具抱壓力不大于6.7MPa。為順利穿透姜結層,靜壓樁機自重加配重不小于420t,最大壓樁行程不能大于2m。當出現(xiàn)壓樁力瞬間上升、沉樁困難時,暫停壓樁,調(diào)整夾具高度后,進行復壓,壓樁過程中不允許樁機進行橫向、縱向移動。

        2.2 接樁

        當下段樁頂距地面0.5~1m左右時[4],暫停沉樁,實施接樁,接樁定位前,檢查樁體是否完整、有無缺陷,兩端板應清潔干凈,無松動變形,抱箍無開焊松脫,預應力鋼筋錨孔無回縮。接樁電焊應分兩層對稱進行,每層施焊完成,應清除焊渣、質(zhì)量檢查后再施焊下一層,焊縫應連續(xù)飽滿、無氣泡、無焊瘤,自然冷卻≥6min后方允許繼續(xù)下沉。接樁上下段的中心線偏差不大于2mm,節(jié)點彎曲矢高不大于樁段的0.1%。

        2.3 送樁

        樁基施工必須連續(xù)進行,一次性施工到位,送樁器高程控制標識要清晰醒目,水準儀在每次使用之前必須檢查水平和離地高程。在最后的送樁過程中,高程測量人員需要和樁機駕駛員密切配合,及時傳遞信息,確保樁頂標高控制在±50mm范圍之內(nèi)。根據(jù)設計要求,最大送樁軸心壓樁力不小于4200kN,且不大于4500kN,不允許使用混凝土管樁充當送樁器,對管樁形成實體破壞[5]。

        3 PHC靜壓管樁施工后注意要點

        每根管樁靜壓到設計高程后,及時對管樁口部進行覆蓋,并做醒目標識,防止基坑開挖時,挖土機破壞樁頭,無法完成靜載實驗,造成人員跌落、磕碰等。

        4 施工過程安全質(zhì)量控制

        吊車、樁機駕駛人員、電焊工、電工、信號絲索工、測量人員必須持證上崗。在樁機行走的線路上,預鋪設寬度不小于6m、長度不小于15m的鋼板,確保樁機就位平衡、穩(wěn)定,行走安全。樁機供電線纜嚴格執(zhí)行二級用電、三級保護,嚴禁浸泡在積水里,接頭采取有效防水、防漏電保護措施,必須沿圍擋周邊規(guī)范敷設。線纜要留有一定的移動富余量,防止線纜被樁機拖地拉拽破壞。機上線纜規(guī)范排布,防止卷入樁機滑靴內(nèi),出現(xiàn)安全事故。嚴禁吊車超重、超范圍掛樁,嚴禁吊車掛樁后大角度旋轉(zhuǎn)。

        5 結語

        在城市內(nèi)采用靜壓法施工樁基礎,得益于它對環(huán)境保護、噪聲控制的優(yōu)勢,但復雜的地質(zhì)環(huán)境也會限制施工進度和施工質(zhì)量,安全問題也會時常發(fā)生。本文結合浙江長興某在建項目實際施工監(jiān)理工作開展情況,對PHC管樁樁基礎在富含姜結石特殊土層施工過程中的質(zhì)量、安全控制要點進行研究。要求工程建設者在遇到不同的地質(zhì)條件時,需要調(diào)整思路,尋找技術難題的突破點,有針對性地進行改進,同樣,也要認真學習設計圖紙和規(guī)范要求,不斷總結和探索更能保證施工質(zhì)量、更符合實際的施工方法。

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