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關于建筑工程中混凝土預制樁施工與質量控制研究

中國房地產 · 2013-11-13 10:47 留言

  一、混凝土預制樁的制作

  在制作中,為了使混凝土預制樁達到規定要求的強度、剛度以及滿足施工現場的使用條件,工程技術和質量管理人員需要對混凝土預制樁的制作過程進行必要的規范要求,其中包括混凝土的強度、樁配筋率及預制樁的尺徑。

  (一)混凝土的強度等級

  方樁的混凝土強度等級不應低于C30(使用靜壓法時不低于C20),以使強度達到使用要求。混凝土管樁主要分為預應力混凝土管樁(PC)和預應力高強混凝土管樁(PHC)兩類,PC 混凝土強度為 C60,PHC 混凝土強度為C80。

  (二)樁配筋率及預制樁的尺徑

  預應力鋼筋沿樁身圓周均勻配 置 ,最小配筋率不小于0.4%,且預應力鋼筋不少于6 根。混凝土方樁的界面多為 200mm—500mm,單節長度不宜超過 12m;混凝土管樁外徑為300mm—1000mm,壁厚 60mm—100mm,管樁可由若干節樁連接而成,但接頭不宜超過 4 個,每節長度不超過 13m。

  二、混凝土預制樁的吊運

  由于混凝土達到規定使用強度需要一定的時間,因此需要對混凝土預制樁進行適當的養護,規定沉樁時的齡期需要大于14d。一般情況下,混凝土檢測強度達到設計強度的 70%才可起吊,檢測強度 100%通過后方能運輸與沉樁。在樁的吊運過程中,必須保持樁身的平穩,并且不得損壞。與此同時,吊點也必須滿足相關要求,并且因起吊點數的不同而有不同的規定:一點起吊點通常距樁尾 0.29L;兩點起吊點分別取距頭尾 0.21L 處;三點起吊點除中點外 其余兩點距頭尾0.145L。為避免二次運輸對樁造成損壞,在運輸過程中,應盡量按照打樁順序排放整齊,避免二次搬運,同時確保堆放樁的地面平整、堅實,使用墊木距離與上述吊點相同,堆放層數不超過 4 層。此外,為了施工現場的規范,不同規格的樁應分開堆放。

  三、混凝土預制樁的現場施工

  按照土層的情況以及施工要求,混凝土預制樁的施工方法可分別使用錘擊法和靜力壓樁法兩種。

  (一)錘擊法

  錘擊法是工程建設中最常用的沉樁方法。顧名思義,錘擊法就是使用重型機械對樁施加壓力,使樁克服土的阻力,沉到預定深度。在錘擊法的具體操作上,有以下幾個方面需要注意:

  1. 錘擊前的準備

  錘擊作業前,需要做好以下準備工作:保證場地的平整、清除高空及地下障礙物、確保排水順暢、供電供水系統正常,并且做好定位放線。定位放線尤為重要,因為其優劣與否在很大程度上決定著樁基礎工程的施工質量。

  2. 打樁機械的選用

  為了避免捶打過程中可能出現的各種問題,如錘擊力度不足、動力損耗過高、樁架出現失穩等,相關管理人員和技術人員需要對打樁機械做進一步的了解。打樁機械通常包括樁錘、樁架及動力裝置,其中樁錘包括落錘、蒸汽錘、柴油錘和液壓錘,因為柴油錘具有結構簡單、使用方便和能源供應穩定的優點,故在工程實踐中比較常用。而樁架則起到支持樁身和樁錘的作用,目前應用較廣泛的是履帶式樁架。在施工作業中,為了保證施工的順利進行,需要對打樁機械進行日常的保養、維護以及安全檢驗。

  3. 打樁順序的確定

  能否合理安排打樁順序,直接影響著打樁速度、打樁質量及擠土方向。根據樁群的密集程度以及現場施工情況,可分別選用下面的打樁順序:從一側向單一方向進行;從中間向兩個方向對稱進行;從中間向四周進行。另外,根據樁及基礎的設計標高和樁的規格,為了避免出現后施工的樁對先施工的樁產生擠壓而發生樁位偏斜,可按照“先深后淺、先大后小、先長后短”的原則進行作業。

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  4. 打樁方法

  打樁過程中需要按照相應的步驟進行打樁:吊樁、穩樁、打樁、接樁、送樁、中間驗收等。打樁機就位后,將樁錘和樁帽吊起,然后吊樁送至倒桿內,垂直對準樁位,緩慢送至下插土中,插入時的垂直度偏差不得超過 0.5%。樁入土后,可固定樁帽和樁錘,使其在同一鉛垂線上,確保樁垂直下沉,完成穩樁。樁錘和樁帽間應加彈性襯墊,樁帽和樁頂周圍四邊應有5mm—10mm 的間隙,防止損壞樁頂。打樁開始時,錘落距首先應小,并且力度要輕,待樁入土一定深度后,再使用重力錘擊。重力錘擊過程中,最大落距不宜超過1m。打樁過程中,如果遇到樁身傾斜、移位等突發情況,應立刻停止錘擊,及時研究分析并采取正確對策。完成了一節的沉樁后,需要對下一個樁進行接樁。接樁的方法有焊接、法蘭接以及機械連接三種,目前使用最多的是焊接接樁。在焊接過程中,應注意滿足焊接要求,確保焊縫質量,在自然條件下,需冷卻 10 分鐘后才能繼續錘擊作業。當樁端位于一般土層時,如果達到了設計標高,即可停止錘擊;當樁打到堅硬的粘性土、中密度以上粉土、碎土、碎石類土時,以及打到貫入度的設計規定時,即可停止錘擊。如果打樁過程中,出現傾斜、移位、嚴重回彈、樁頂或樁身出現嚴重裂縫時,應立刻停止打樁,并認真分析原因,采取相關措施。打樁過程中,還應做好相關打樁記錄,以便工程驗收的需要。

  (二)靜力壓樁法

  在錘擊法打樁的過程中,由于機械的猛烈撞擊,常常會產生巨大的震動和噪聲,從而影響到周圍環境。靜力壓樁的優點是沒有震動和噪聲,但由于靜力壓樁法提供的沖擊力不足,故其適用范圍較窄,往往只適用于較軟土層。

  靜力壓樁機有機械類和液壓類之分,目前使用較多的是液壓式靜力壓樁機,壓力可達6000kn以上。靜力壓樁機應根據土質情況配足額定重量,由于靜力壓樁所產生的反力,地基承載力不應小于樁機壓力的 1.2 倍。其余施工順序和施工方法與錘擊法類似,不再一一論述。此外,如果壓樁出現異樣情況時,如樁難以穿越硬夾層、出現異響、壓力表示數出錯、樁身出現裂縫、壓樁機下沉,此時應立即暫停作業,分析原因,并及時采取相關補救措施。

  四、混凝土預制樁的質量控制

  由于樁基礎要承受來自土層表面房屋的壓力以及土層中的各種應力,因此樁基礎的質量問題就顯得尤為重要。為了保證混凝土預制樁能符合功能和安全的要求,十分有必要對樁基礎進行質量檢測。樁的質量控制包括打樁前、打樁過程中的控制及施工后的質量檢查。

  (一)施工前的質量控制

  施工前,需要對成品樁進行外觀與強度檢驗,接樁使用的焊條或硫磺膠泥需要有產品合格,必要時還應送到相關質量檢驗部門進行檢測。按照有關要求,要使混凝土齡期和強度均達到要求才能進行施工錘擊。打樁開始前,還應對樁位的放樣進行驗收,樁群與單排樁的放樣允許偏差分別為20mm 和10mm。

  (二)施工過程中的質量控制

  施工過程中,需要檢查樁的樁體垂直度、沉樁情況、灌入情況、樁頂完整情況、電焊接樁質量、電焊后的停歇時間等。對于電焊接樁,有時是特別重要的工程,應對接頭做 10%焊縫探傷檢查。遇到樁頂破碎或樁身嚴重裂縫的情況,應立即停止錘擊,在采取相應的技術措施后,方可繼續錘擊。此外,在軟土中打樁,在樁頂以下1/3 樁長范圍內常常出現因反射的張力波使樁身受拉而引起水平裂縫的情況,此時可降低重錘速度,采用較軟樁墊,以減少錘擊拉應力,減少水平裂縫的發生。

  (三)施工結束后的質量檢查

  施工結束后,首先需要對樁基工程的樁位工程進行驗收,樁位偏差必須符合規范要求。其次,參考文獻對不少于總數 1%(且不少于3根)的樁進行靜載荷試驗檢測。最后,對樁身質量進行檢驗。通常使用的方法有:開挖檢查法、抽芯法、聲波檢測法及動測法,其中動測法又包括 PDA 等大應變動測、PIT 和其他小應變動測。對于質地較均勻的預制樁,這些測試結果往往都較為可靠。

  五、結語

  總之,鋼筋混凝土預制樁能承受較大的荷載、堅固耐久、施工速度快,但對周圍環境影響較大,是我國廣泛應用的樁型之一。

編輯:姜立東

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