靜壓管樁施工中的質(zhì)量安全問題分析

黃世遠(yuǎn)

摘要:靜壓管樁將預(yù)應(yīng)力管樁的優(yōu)點和靜壓法施工的優(yōu)點完美結(jié)合了起來,隨著人們環(huán)保意識的日益增強,其在工程建設(shè)中的應(yīng)用日益增多。文章介紹了靜壓管樁的特點以及施工工序,并對靜壓管樁施工中的質(zhì)量安全問題進行了分析研究。

關(guān)鍵詞:靜壓管樁;靜壓法施工;質(zhì)量安全

中圖分類號:TV71 文獻標(biāo)識碼:A

文章編號:1674-1145(2009)24-0135-02

靜壓管樁是指使用靜壓法施工的管樁。靜壓法施工是通過靜力壓樁機的壓樁機構(gòu)以壓樁機自重和樁架上的配重作反力而將預(yù)制樁壓人土中的一種具有發(fā)展前景的沉樁工藝。靜壓施工法早在20世紀(jì)60年代在上海開始研究應(yīng)用。到80年代,隨著壓樁機械的發(fā)展和環(huán)保意識的增強進一步得到推廣。至90年代,壓樁機實現(xiàn)系列化,且最大壓樁力為6800kN的壓樁機已問世,既可施壓預(yù)制方樁,也可施壓預(yù)應(yīng)力管樁;適用的建筑物已不僅是多層或中高層,也可以是20～35層的高層建筑。發(fā)展至今,壓樁機的最大壓樁力已經(jīng)高達(dá)9000kN。目前,我國湖北、廣東、上海、天津、陜西、江蘇、浙江、福建、山東、河南、廣西、海南、山西、遼寧等省、市、自治區(qū)都有應(yīng)用,尤以武漢、上海、南京、廣州及珠江三角洲應(yīng)用較多。

一、靜壓管樁特性

(一)靜壓管樁施工工序

靜壓預(yù)制樁的施工,一般情況下都采用分段壓入、逐段接長的方法。基本流程為(圖1所示):測量定位——壓樁機就位——吊樁喂樁——樁身對中調(diào)直——壓樁——接樁——再壓樁——(送樁)——終止壓樁——切割樁頭。

(二)靜壓管樁特點

1.主要優(yōu)點:(1)具有預(yù)應(yīng)力管樁的所有優(yōu)點;(2)施工時無噪音、無震動、無油煙,環(huán)保性強,適合在市區(qū)和其他對噪音、震動有限制的場地施工,比如學(xué)校、醫(yī)院、辦公樓及住宅小區(qū)、精密儀器房等附近區(qū)域等;(3)施工應(yīng)力比錘擊樁小,且樁身在施工過程中不出現(xiàn)拉應(yīng)力。

2.缺點和局限性:(1)對場地的要求高,特別是大噸位的壓樁機,在新填土、吹填土、淤泥地區(qū)及積水浸泡過的場地施工會出現(xiàn)陷機情況;(2)由于壓樁機的限制,壓邊樁時有最小間距要求,而且壓邊樁的壓樁力一般不會很高;(3)壓樁時穿透土(巖)層的能力沒有錘擊樁強,盡管已經(jīng)出現(xiàn)大噸位壓樁機,但在有些地質(zhì)條件下壓樁效果也不是很理想。

(三)靜壓管樁的壓樁機理

靜壓管樁的壓樁是利用壓樁機自重和配重做反力,以卷揚機滑輪組或電動油泵液壓方式施加在樁頂或樁身上,當(dāng)施加給樁的靜壓力與樁的入土阻力達(dá)動態(tài)平衡時,樁在自重和靜壓力作用下逐漸壓入地基土中。

靜壓管樁壓樁的過程也是擠土的過程,在壓入過程中造成了樁周土體的復(fù)雜運動。當(dāng)樁尖“刺入”土體中時,原狀土的初應(yīng)力狀態(tài)受到破壞,造成樁尖下土體的壓縮變形,土體對樁尖相應(yīng)產(chǎn)生阻力。隨著樁的壓樁壓力的增大,當(dāng)樁尖處土體所受應(yīng)力超過其抗剪強度時,土體發(fā)生急劇變形而達(dá)到極限破壞,土體產(chǎn)生塑性流動(黏性土)或擠密側(cè)移和下拖(砂性土),樁尖下土體被向下和側(cè)向壓縮擠開,樁繼續(xù)“刺入”到下層土體中,隨后樁周土體繼續(xù)被壓縮擠開。

壓樁過程中,在穿過上覆軟土層時,壓樁阻力較小。主要是因為對于上覆土層為較軟上層,如飽和黏性土、淤泥等,其瞬時排水固結(jié)效應(yīng)不明顯,體積壓縮變形小,樁體在貫入時會產(chǎn)生超靜孔隙水應(yīng)力,樁體貫入的瞬間,在靠近樁土界面的5～20mm土層,由于超孔壓最大,在樁表面形成水膜,從而降低沉樁貫入阻力。當(dāng)將樁壓到硬塑一堅硬的風(fēng)化殘積土、強風(fēng)化巖等持力層時,壓樁力會急劇上升。因為將樁壓到持力層時,在壓樁力劇烈的擠壓擠密作用下,樁端附近的土已經(jīng)不是原狀土,而是形成超壓密土層區(qū)和擠密加固區(qū),強度比原狀土的強度高。壓樁完成后,隨樁側(cè)土孔壓消散、再固結(jié)和觸變恢復(fù),最終形成一層緊貼于樁表面的硬殼。

二、靜壓管樁施工方法控制

1.靜壓管樁在施工前不受影響的地方找出基線和水準(zhǔn)點,便于進行施工前的測量。

2.樁身混凝土進入運輸場前,需確?；炷恋膹姸冗_(dá)到100%,不達(dá)標(biāo)提前進行篩檢。樁身混凝土在起吊點符合力學(xué)原理要求,捆綁牢固,另外在吊索與樁之間要加襯墊,距樁頂端0.2 m處設(shè)置吊點,起吊時小心謹(jǐn)慎,保持水平起升,避免碰撞和震動。

3.采用靜壓法施工,對樁架安全尤為注意,保證樁架挺桿和樁帽將預(yù)應(yīng)力管樁鑲嵌牢固,在沉樁時在樁架的兩滑道中間, 樁位置及垂直度經(jīng)校正后進行,樁身質(zhì)量要嚴(yán)格控制,在樁就位時要全面仔細(xì)地檢測。

4.起重鉤吊樁就位要安全省力,確定好樁的吊點定位,利用起重鉤吊樁就位。

5.其他情況,如果承載力超過單節(jié)樁承受范圍,需要續(xù)樁或接樁,滿足承載力。

三、靜壓管樁施工的質(zhì)量控制

(一)質(zhì)量預(yù)控

1.施工質(zhì)量的控制不僅僅是施工單位的質(zhì)量控制,建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計院和檢測單位要相互形成一個質(zhì)量管理網(wǎng)絡(luò),在質(zhì)量管理網(wǎng)絡(luò)中信息資源相互共享,每一方單位對質(zhì)量控制均主動參與到質(zhì)量管理中來。確定了以壓樁終壓力控制為主,樁頂標(biāo)高控制為鋪的施工標(biāo)準(zhǔn)。

2.制定質(zhì)量評定制、質(zhì)量獎罰制度、質(zhì)量例會制度、質(zhì)量問題處理制度。

3.建立健全質(zhì)量責(zé)任制: 分工明確,項目經(jīng)理是質(zhì)量的主要負(fù)責(zé)人,質(zhì)量檢查員、施工員、材料員、技術(shù)員分別承擔(dān)相應(yīng)的質(zhì)量責(zé)任。

4.管樁施工單位派駐現(xiàn)場的施工員、質(zhì)檢員、測量員、樁機司機、電工、焊工等施工人員必須持證上崗,確保了工程的順利進行。

5.地質(zhì)勘查報告是個重要的參考文件,在施工前要認(rèn)真地查看,并且審查出報告的勘察公司的資質(zhì),一般應(yīng)具有甲級資質(zhì)。從勘查報告中對施工區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造要有清楚的認(rèn)識,做到心里有底,以供靜壓樁施工時參考。

6.技術(shù)交流會在施工前有必要召開,一般有施工單位負(fù)責(zé)人對施工人員進行了詳細(xì)的技術(shù)交底,明確了施工流程,對施工可能會出現(xiàn)問題的地方進行提前預(yù)測,并提出解決問題的方案提前進行交流。

7.檢驗制度的完善是保證質(zhì)量安全的提前,一般對原材料質(zhì)量、儀器和設(shè)備進場的檢驗都必須形成固定的檢驗制度,檢驗時在監(jiān)理監(jiān)督下進行,為防止問題發(fā)生,保證質(zhì)量施工結(jié)束后進行抽樣檢測。

(二)施工過程中的質(zhì)量控制

1.管樁質(zhì)量,對管樁進行外觀檢查,尺寸偏差和抗裂性檢驗。施工現(xiàn)場著重檢查砼抗壓強度能否達(dá)到設(shè)計要求。

2.對壓樁機傳感設(shè)備的完好情況進行檢查,靈敏度達(dá)到了施工要求的精度。

3.現(xiàn)場預(yù)應(yīng)力管樁堆放整齊,布局合理。

4.接樁可采用機械快速接頭,亦可采用焊接接頭。

5.采用兩臺J2 經(jīng)緯儀、夾角90°方向進行施工期間的垂直度監(jiān)測。

6.壓樁過程碰到硬土層,不能用力過猛,管樁抗彎能力不強往往容易折斷,抬架時也要輕抬輕放。

7.當(dāng)一根樁壓完后,有露出地面的樁段,在移動壓樁機前將其截斷,嚴(yán)禁利用壓樁機將樁強行扳斷。

8.施工過程中對壓樁記錄要實時進行記錄分析,樁身就位深度,以及隨深度而產(chǎn)生的壓力值,要及時進行收錄,做到實時分析二者的關(guān)系曲線,保證安全施工。隨著施工過程進行,及時記錄樁身入土深度和該深度時的壓力值,正確記錄入土深度和壓樁力的關(guān)系曲線。

(三)檢驗(驗收)控制

樁基完成后依據(jù)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106- 2003規(guī)定對管樁進行了質(zhì)量評定。按每臺班、同規(guī)格劃分檢驗批,檢驗批施工質(zhì)量按主控項目和一般項目驗收。

1.管樁低應(yīng)變動力檢測(反射波法)檢驗樁身完整性。

2.靜力載荷試驗:主要檢測單樁極限承載力,沉降量回彈后殘余變形情況。

四、結(jié)語

本文對靜壓管樁特性進行分析,針對靜壓管樁施工中的質(zhì)量安全進行分析研究,使人們對靜壓管樁概念有了清晰的認(rèn)識,并在施工質(zhì)量控制方面總結(jié)了寶貴的經(jīng)驗,為今后的靜壓管樁施工的質(zhì)量管理工作積累了豐富的經(jīng)驗。

參考文獻

[1]郭新友.靜壓樁施工質(zhì)量控制及常見問題分析[J].人民珠江,2007,(8).

[2]邢益電.如何控制靜壓管樁的施工質(zhì)量[J].廣東建材,2006,(2).

[3]顧菲,王大偉.靜壓樁工程的質(zhì)量控制[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2008,(9).

[4]張永濤.靜壓樁工程質(zhì)量的管理與控制[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2009,(3).