淺議預(yù)應(yīng)力混凝土管樁錘擊法施工技術(shù)

張 彬

近兩年，隨著盤錦地區(qū)高層建筑，尤其是高層住宅的迅速發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁得到了越來越多的應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是采用先張法預(yù)應(yīng)力和混凝土離心成型工藝，經(jīng)過蒸壓養(yǎng)護(hù)而制成混凝土預(yù)制構(gòu)件。通過錘擊或靜壓的方法沉樁而作為建筑物或構(gòu)筑物的基礎(chǔ)。其中，錘擊法因具有施工靈活，樁機(jī)對(duì)地基耐力要求較低，進(jìn)退場(chǎng)容易，施工進(jìn)度快，效率高，操作方便，地層穿透性良好等特點(diǎn)而被廣泛采用。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，目前在盤錦地區(qū)管樁施工中，錘擊法約占 70%～80%。

1 混凝土管樁的特點(diǎn)

1)單樁承載力高。φ600的管樁，單樁承載力可達(dá) 2 500 kN～3 000 kN。2)適用范圍廣。樁身的防腐性能好，單樁可接長任意長度，不受施工機(jī)械能力和施工條件局限。容易布樁，對(duì)樁端持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。3)施工進(jìn)度快，工效高，工期短。4)成樁質(zhì)量可靠。由于采用預(yù)制方式生產(chǎn)，質(zhì)量容易控制。沉樁后樁長和樁身質(zhì)量可用直接手段進(jìn)行監(jiān)控。5)樁身耐錘擊和抗裂性、抗彎性能好，穿透力強(qiáng)。6)造價(jià)低。單位承載力價(jià)格比預(yù)制混凝土方樁和鉆孔灌注樁都低，更低于鋼樁，僅為鋼樁的 1/3～1/2。

2 施工工藝及其要點(diǎn)

錘擊法主要施工工藝流程為:準(zhǔn)備工作→測(cè)量定位→打樁機(jī)就位→插樁→樁身對(duì)中調(diào)直→打樁→接樁→再打樁至結(jié)束。

2.1 樁錘的選擇

選擇樁錘必須充分考慮樁的形狀、尺寸、重量、入土長度、結(jié)構(gòu)形式以及土質(zhì)、氣象等條件，尤其是地質(zhì)條件。樁錘的夯擊能量必須克服樁的貫入阻力，包括克服樁尖阻力、樁側(cè)摩阻力和樁的回彈產(chǎn)生的能量損失等。目前，盤錦地區(qū)多采用蒸汽錘和柴油錘。

2.2 測(cè)量就位

根據(jù)樁位平面圖、總平面圖等進(jìn)行樁位放樣。其放樣誤差對(duì)單排樁不大于 10mm，群樁不大于 20mm。同時(shí)樁位應(yīng)逐一編號(hào)，確保樁位的正確性。

2.3 插樁及樁身垂直度控制

樁打入過程中，進(jìn)行修正較為困難，因此，樁就位時(shí)應(yīng)正確安放。樁插入地下時(shí)，要盡量保持位置、方向正確。同時(shí)保持樁身垂直可避免打樁時(shí)因偏心受壓而使樁身破壞，而且，成樁后的垂直度也易保障。因此，開始時(shí)要輕輕打下，認(rèn)真檢查，若有偏差及時(shí)糾正，必要時(shí)拔出重打。

樁身垂直度偏差不得超過 1%，可用兩臺(tái)互成 90°的經(jīng)緯儀進(jìn)行控制。經(jīng)緯儀設(shè)置在不受打樁影響位置處，一般可距樁機(jī) 20m處，并應(yīng)經(jīng)常加以調(diào)平，使之保持垂直。

2.4 打樁

首先要選擇合理的打樁順序。打入樁屬于擠土樁，樁體對(duì)土體有橫向擠密作用，先打入的樁可能因此產(chǎn)生偏移樁位、被垂直擠出等現(xiàn)象，而后打入的樁體又難以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。因此，應(yīng)根據(jù)樁的幾何尺寸、樁距等因素正確選擇打樁順序。當(dāng)樁布置較密，即樁距 s≤4d(d為樁邊長或直徑)時(shí)，可采用自場(chǎng)地中間向兩個(gè)方向或四周對(duì)稱施打。當(dāng)樁布置較稀，即 s＞4d時(shí)，可采用從兩側(cè)同時(shí)向中間打，或逐排施打，或分段施打。其次是宜采用“重錘低擊”。此種方法所得的沖量小、動(dòng)量大，而樁錘對(duì)樁頭沖擊小，因而回彈小，大部分能量都可以用來克服樁身與土的摩阻力和樁尖的阻力，因此，樁能較快的打入土中，且樁頭不易損壞。再加上落距小，錘擊頻率可提高，打擊效率也高。一般開始打樁時(shí)，先選擇較小的樁錘落距，一般為 0.5m～0.8m，以保證樁能正常沉入土中，待樁沉入土中 1m～2m，提高落距連續(xù)錘擊，直至打到標(biāo)高。第三，每根樁應(yīng)連續(xù)一次打完，不要中斷。因?yàn)樵诖驑哆^程中，出現(xiàn)一定時(shí)間的停頓或停止時(shí)間，打樁的阻力常常大幅度增長，從而增加打樁難度和破壞的幾率。最后，打樁是隱蔽工程，應(yīng)詳細(xì)地做好記錄。采用蒸汽錘和柴油錘，開始打樁時(shí)，應(yīng)測(cè)量記錄樁身每沉入 1m所需錘擊數(shù)及樁錘落距的平均高度，當(dāng)樁下沉接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)實(shí)測(cè) 10擊的樁入土深度。

2.5 接樁

當(dāng)設(shè)計(jì)樁長過長時(shí)，由于受樁架和運(yùn)輸機(jī)械限制，通常將樁分節(jié)預(yù)制，再逐節(jié)沉樁，因此各樁節(jié)間需連接起來。樁的連接可采用焊接和法蘭連接。當(dāng)下節(jié)樁打至樁頂離地面 1m左右時(shí)，即可進(jìn)行焊接法接樁施工，吊起上節(jié)樁垂直對(duì)準(zhǔn)下樁后，下落上節(jié)樁，經(jīng)檢查位置正確后，再由兩人同時(shí)按對(duì)角對(duì)稱的方法進(jìn)行施焊，且應(yīng)保證焊縫連接飽滿。法蘭法接樁施工時(shí)通過法蘭盤用螺栓連接上、下節(jié)樁，接樁速度快。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁多用此方法。

3 施工中應(yīng)注意的問題

3.1 應(yīng)重視施工場(chǎng)地的平整

場(chǎng)地平整且具有一定的地基耐壓力，是保證樁架平、插樁垂直的重要條件。樁機(jī)重量大，要求場(chǎng)地具有打樁所需的地面承載力，并有良好的排水條件。但很多施工人員忽視了這一點(diǎn)，場(chǎng)地平整不徹底或根本不平整，以至于在打樁過程中出現(xiàn)了一些不必要的麻煩。

3.2 應(yīng)重視管樁施工前的質(zhì)量檢驗(yàn)

混凝土管樁施工中出現(xiàn)的斷樁、樁頭被打壞、樁尖破碎等問題，不一定是打樁的原因，有時(shí)候是管樁本身質(zhì)量問題造成的。因此，在管樁進(jìn)場(chǎng)后、打樁前，必須對(duì)管樁進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，避免在打樁過程中出現(xiàn)問題，影響成樁質(zhì)量。

首先，應(yīng)檢查管樁的出廠合格證書，包括原材料質(zhì)量合格證、預(yù)應(yīng)力張拉記錄、樁體和樁接頭性能檢測(cè)報(bào)告等。

其次，對(duì)管樁的外觀、尺寸進(jìn)行檢查，管樁的外觀、尺寸必須符合《先張法混凝土管樁》的規(guī)定，按照設(shè)計(jì)要求仔細(xì)檢查管樁的直徑、樁身長度、壁厚和混凝土澆筑質(zhì)量，要求樁身彎曲不大于L/1 000或不大于 20mm。不允許出現(xiàn)表面有蜂窩麻面、漏筋、壁厚不均勻、樁尖不在樁縱軸線上等現(xiàn)象，不符合要求的不能使用。

3.3 應(yīng)把好樁帽和樁墊的質(zhì)量關(guān)

打樁用的樁帽和樁帽內(nèi)的墊材，是均勻分布打樁應(yīng)力的技術(shù)措施。同時(shí)可減少樁錘對(duì)樁的直接損害，起到防護(hù)作用。

樁帽的大小要適當(dāng)，間隙過大會(huì)引起歪斜，打樁偏心;卡得太緊，會(huì)引起扭矩把樁扭裂。最佳的樁帽與樁周邊的間隙應(yīng)為5mm～10mm。

樁帽內(nèi)的彈性墊材主要用以緩和沖擊力，降低打樁應(yīng)力。樁墊過薄，厚度達(dá)不到規(guī)范要求的“壓實(shí)后 12 cm”的要求，甚至不加樁墊，則樁頂混凝土受到?jīng)_擊而破壞。一般可選用松木板、草墊等材料，且應(yīng)根據(jù)損耗情況進(jìn)行更新，不能長期反復(fù)使用。

3.4 應(yīng)保證接頭質(zhì)量

管樁接頭質(zhì)量直接影響管樁的質(zhì)量，接樁時(shí)，應(yīng)保證上下樁節(jié)對(duì)正不錯(cuò)位，焊接時(shí)接頭清潔干凈，焊縫飽滿，同時(shí)注意要自然冷卻 10min后方可打樁。法蘭法接時(shí)法蘭盤間墊好緩沖墊，螺栓、螺母擰緊焊死。同時(shí)，操作人員的技術(shù)素質(zhì)和責(zé)任心也是很重要的。

4 結(jié)語

雖然預(yù)應(yīng)力混凝土管樁有很多優(yōu)點(diǎn)，但也存在著不足。我們應(yīng)該在設(shè)計(jì)與施工中，不斷地完善、改進(jìn)，以使其更好的適應(yīng)建筑業(yè)的發(fā)展與需要。

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