PHC管樁靜壓法施工與質量控制
[提 要] 本文主要介紹預應力高強砼管樁的施工工藝與方法,質量控制要求,保證預應力管樁施工質量,以滿足規范與設計要求。
[關鍵詞] 預應力高強砼管樁 靜壓法施工 質量控制
1 前言
預應力高強砼管樁(PHC)在福州建筑市場得到廣泛應用,據不完全統計占樁基市場達80%以上。PHC管樁能夠獲得如此大的應用市場的主要原因是它具有耐打、耐壓,穿透能力強,單樁豎向承載力高,抗震性能好,耐久性好,造價適宜,施工工期短,施工現場文明整潔等特點,深受業主、施工單位和設計人員的普通歡迎。預應力高強砼管樁有進一步發展趨勢。
但是在使用過程中,特別在施工時,經常發現諸如樁頭暴裂、樁偏位、樁身偏斜等問題,給樁基工程帶來不少麻煩,增加樁基處理費用等。本文通過某工程(PHC)管樁的施工,淺談該樁基靜壓施工方法與質量控制要點,供同行參考。
2 工程概況:
某公寓1~6#樓工程,位于福州市福馬路段南側,樁基采用PHC管樁,靜壓法施工,共有283根樁。樁型為Φ500(AB),樁長約46~55m,分4節樁三個接頭,每節樁長約12~14m,以強風化花崗巖為樁端持力層,要求樁端全斷面進入持力層≥0.5m,單樁豎向承載力設計值為2225 KN,壓樁力為2倍單樁豎向承載力設計值。
3 場地土層地質條件
根據工程地質勘察報告所揭示的情況,本場地主要土層可分為14層,各主要土層自上而下分布如下:雜填土(1),厚度1.60~2.50m;粘土(2),厚度 0.40~1.50m;淤泥(3),厚度4.30~14.9m;淤泥夾砂(4),厚度1.70~11.30m;淤泥夾粉砂(5),厚度 10.80~21.90m;中砂(6),厚度 1.50~4.10m;淤泥夾細砂(7),厚度 7.0~18.70m;粉砂(8),厚度 0.60~7.50m;淤泥夾粉砂(9),厚度 6.10~8.00m;粉土(10),厚度 1.4~7.90m;粉砂(11),厚度 0.9~6.50m;殘積礫砂質粘性土(12),厚度 1.85m;全風化花崗巖(13),厚度 1.10~9.00m;強風化花崗巖(14),厚度2.1-2.6m。
根據以上土層分析,由于中砂層或粉砂層厚度均較薄,采用靜壓法施工,樁基穿透中砂層不太困難,樁端全斷面要求進入強風化花崗巖≥0.5m,也可以辦到。通過現場試樁,樁長控制在55m左右,壓樁力控制在 4450 KN,采取雙控方法,完全可以滿足設計要求。
4 管樁的施工
4.1 主要施工機械設備
目前市場上所用的樁機有抱壓式和頂壓式兩種,以抱壓式為主,抱壓式樁機最大噸位可達800T,通常在600T。
對于靜壓樁機的機械性能要求:①機身總重量加配重要求達到設計要求;②樁機機架應堅固、穩定,并有足夠剛度,沉樁時不產生顫動位移;③夾具應有足夠的剛度和硬度,夾片內的園弧與樁徑應嚴格匹配,夾具在工作時,夾片內側與樁周應完整貼合,呈面接觸狀態,且應保證對稱向心施力,嚴防點接觸和不均勻受力;④壓樁機行走要靈活,壓樁機的底盤要能承受機械自重和配重的基本要求,底盤的面積要有足夠大,滿足地基承載力的要求。
根據以上的要求,我們選用了YZY-750型靜壓樁機,該機最大壓樁力可達750T,滿足本工程壓樁的需要。
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靜壓樁機施工基本原理:機身通過油缸支持安裝在大小步履上的小車上,小車在大小步履軌道上由油缸控制運動,抱壓樁時,借助自重及配重,以器缸液壓互聯動力系統方式通過夾頭相交壓力施加壓樁力,管樁在自重及配重靜壓力作用下逐漸將樁壓入地基土中,管樁在沉入土層過程中,樁尖把土擠向周圍,從而產生樁側摩阻力與樁端端阻力。
4.2 沉樁前準備工作
①打樁前協同建設單位認真做好障礙物的清除與管線的保護工作。施工場地應平整,排水應暢通。
②認真做好軸線的引測工作,現場必須設置兩個以上的軸線控制點,用砼保護好,并引測到固定構筑物上。
③開工前認真細致地向所有參與施工人員進行技術交底,安全交底和分析相應地質條件下應采取的措施。
④開工前對進場的機械設備應作全面系統的檢查工作,做好各部位的保養和潤滑。
4.3管樁的主要施工工藝與方法
①放樣定樁位:采用極坐標放樣。壓樁機就位時,應對準樁位,啟動平臺支腿油缸,校正平臺處于水平狀態,啟動門架支持油缸,使門架作微傾15º,以便吊管樁。
②吊樁定位,調整垂直度:先拴好吊樁用的鋼絲繩及索具,啟動吊車吊樁,管樁在施工中起吊,可采用一點法(位置距樁頭0.29L處),使樁尖垂直對準樁位中心,微微啟動壓樁油缸,當樁入土至50cm時,啟動壓樁油缸,進入壓樁狀態。
③壓樁:啟動壓樁油缸,把樁徐徐壓下,控制施壓進度,一般不超過2m/min,達到壓樁力的要求以后,必須持荷穩定。若不能穩定,必須再持荷,一直到持荷穩定為止,持荷時間由設計人員與監理在現場試樁時確定。
④接樁:采用焊接法接樁,接樁前應將端板及樁套箍端板坡口處,表面的銹蝕清除干凈,表面呈金屬光澤后方可焊接,接樁一般在距離地面1m左右進行,上、下兩塊端板軸向錯位量應小于2mm,坡口根部間隙應小于4mm,焊條選用E4303型,焊接道數不少于3道,焊縫應滿焊,確保焊縫高度。上下節樁如有間隙應用楔形鐵片全部墊實焊牢。接樁處焊縫應自然冷卻15分鐘以上方可沉樁。
5 質量控制
完善的管理措施是質量控制技術落實的基本保證,是要有一整套質量技術保證措施。
①,嚴格按照設計圖紙,工程合同文件,有關現行施工規范和質量標準要求制定各分項工程的實施措施。
②高強砼預應力管樁質量控制:運到現場的管樁應按規定要求進行嚴格檢查,對于不合格產品或次品,堅決退回。
③樁在運輸過程中起吊、堆放必須保持平穩,無大振動,以保證樁身不受損傷。
④樁位放樣:要求設置相對固定的基準點,四角大樣與場地地面標高的測定必須準確,基準點一定要安全保護。
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⑤樁機就位:樁機就位后必須用經緯儀在樁機兩個方向相互垂直的地方,觀測樁機,樁的中心線,設計的樁位是否在同一垂直線上,其偏差不應超過施工規范要求的允許偏差。
⑥壓樁:工程樁正式施工前應進行試壓樁,以確定壓樁標準,一般情況下應以樁長和壓樁力雙控進行施工。如樁頂標高在地面以下,需要送樁,送樁器下端應設置樁墊,要求厚度均勻,并與樁全面接觸,送樁軸線必須與樁軸線一致,壓力表經國家法定單位檢測合格,壓樁前必須提供近期檢測證明方可壓樁。
⑦焊接接樁:焊條性能必須符合設計要求和有關標準的規定,并應有出廠合格證證明。焊接時應在兩側對稱均勻地同時施焊,焊第二道時應將浮渣徹底清除,焊縫應符合設計要求,焊縫質量由監理等相關單位進行隱蔽工程的簽證。
⑧截樁:露出地面或未能送至設計樁頂標高的樁,即必須截樁,截樁要求用截樁器,嚴禁用大錘橫向敲擊、沖撞。
6 質量檢查
高強砼預應力管樁質量必須符合GB13476—1999和設計要求及施工規范的有關規定,并有出廠合格證,打樁的標高或貫入度,樁的接頭、節點處理,樁位及垂直度檢查必須符合設計要求和施工規范的規定。
6.1 承載力的檢測
打樁結束以后,按樁基規范要求隨機抽檢1%且不少于3根樁進行單樁靜載荷試驗,以確定單樁豎向承載力極限值。本工程1#~6#樓共有283根樁,共抽檢6根工程樁,在最大的試驗荷載作用下,樁頂沉降值均沒有超過樁基規范40~60mm的要求,樁基全部滿足設計要求。靜載試驗結果詳表1。
6.2 樁身質量檢測
樁身質量采用小應變動力檢測方法,按規范規定抽檢不少于20%且不少于10根,本工程隨機抽檢276根,檢測結果表明,樁身質量滿足設計要求:Ⅰ類樁占95%以上,Ⅱ類樁4.5%,Ⅲ類樁1根(此樁為地下室開挖造成,由設計單位提出補強加固方案)。
樁 號 |
最大試驗荷載(KN) |
最大試驗荷載下樁頂沉降量(mm) |
殘余變形量(mm) |
單樁豎向極限承載力(KN) |
1—31# |
4450 |
16.26 |
4.12 |
≥4450 |
2—33# |
4450 |
16.84 |
4.50 |
≥4450 |
3—25# |
4500 |
15.86 |
3.52 |
≥4450 |
4—27# |
4500 |
17.94 |
5.73 |
≥4450 |
5—6# |
4450 |
17.84 |
4.21 |
≥4450 |
6—40# |
4450 |
30.05 |
5.08 |
≥4450 |
(2) 質量的保證前提是嚴密的施工組織與施工工藝,嚴格的施工質量控制與監測,本文提出的施工工藝與施工質量控制方法,可供同行參考。
(3) 樁基靜載荷試驗,樁身動測檢驗,樁位偏差的測量,房屋的沉降觀測等是樁基工程質量是否滿足規范與設計要求的衡量指標,應由有資質的單位進行。
[2] 建筑地基基礎設計規范,GB5007-2002
[3] 建筑樁基檢測技術規范,JGJ106-2003
[4] 建筑地基基礎工程施工質量驗收規范,GB50202-2002
[5] 樁基工程設計與施工技術[J],劉金礪主編,1994年
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