某工程預(yù)制高強(qiáng)靜力壓樁管樁施工技術(shù)

胡宏青

1 應(yīng)用概況

某工程采用預(yù)制高強(qiáng)靜力壓樁管樁基礎(chǔ),樁距 1.5 m,樁徑500mm,樁長(zhǎng)為 18 m。樁連接時(shí)采用長(zhǎng)樁加短樁和短樁加長(zhǎng)樁兩種交錯(cuò)布置。接樁采用焊接連接,施工樁頂標(biāo)高為-3.000 m。

工程樁施工前先做豎向靜載試驗(yàn),試樁根數(shù) 3根,提出單樁豎向承載力特征值后進(jìn)行工程樁的施工。送樁工藝采用壓入式。打樁完畢后應(yīng)進(jìn)行豎向靜壓荷載檢測(cè),總根數(shù)的 1%,單樁承載力特征值 780 kN。

樁頂位置的確定采用單控,控制指標(biāo)為標(biāo)高。在壓樁過程中密切觀察壓樁的壓力和速度,并做好施工記錄,在不同地點(diǎn)無明顯的差異。

2 施工工藝流程

測(cè)量放線,定樁位→驗(yàn)線→確定打樁路線及樁位編號(hào)→樁機(jī)就位→喂樁至樁機(jī)前→吊樁,對(duì)樁位→調(diào)整樁及樁的垂直度→壓第 1節(jié)樁→復(fù)核垂直度繼續(xù)施壓→焊接接樁→壓第 2節(jié)樁,復(fù)核樁頂標(biāo)高→樁機(jī)移位。

3 施工方法

3.1 施工流水作業(yè)

組織壓樁的流水順序是合理組織壓樁的重要前提,它不但關(guān)系到能否順利施工、確保壓樁質(zhì)量,而且與樁的堆放,場(chǎng)地部位等有很大關(guān)系。我們?cè)谠摴こ痰膲簶读魉畷r(shí)考慮了樁的供應(yīng)條件,樁架移動(dòng)無妨礙吊機(jī)回旋空間,壓樁擠土對(duì)周圍的影響等因素,壓樁順序按照從中部向外逐排壓樁,采用編好的樁位圖編號(hào)進(jìn)行施工。根據(jù)選用機(jī)械的特點(diǎn),整個(gè)壓樁過程中樁機(jī)采用直線行走路線進(jìn)行施工,使施工質(zhì)量及施工進(jìn)度達(dá)到最佳狀態(tài)。

3.2 施工方法

3.2.1 測(cè)量放線

施工前根據(jù)地質(zhì)勘察院提供的L021,L022控制點(diǎn),將工程各軸線網(wǎng)測(cè)設(shè)于現(xiàn)場(chǎng)。再根據(jù)軸線網(wǎng)分別將各樁位測(cè)定于現(xiàn)場(chǎng),木樁標(biāo)記。工程測(cè)量放線工作執(zhí)行自檢,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師進(jìn)行驗(yàn)線,復(fù)核驗(yàn)收簽字手續(xù)齊全。

施工前根據(jù)地質(zhì)勘察院提供的 L021,L022中任意一個(gè)控制點(diǎn)標(biāo)高,確定每個(gè)樁位地坪標(biāo)高,保證了壓入樁的樁頂標(biāo)高,滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2.2 確定打樁路線及樁位編號(hào)

根據(jù)工程樁位的分布和場(chǎng)地情況,確定了最合理的施工起點(diǎn)和施工路線,保證了打樁機(jī)械不走空路和回頭路。并實(shí)現(xiàn)了樁機(jī)進(jìn)出場(chǎng)的方便,最大限度的提高機(jī)械工作效率。樁機(jī)的進(jìn)場(chǎng)組裝位置接近起始打樁點(diǎn)。參照樁機(jī)的打樁路線確定的樁位號(hào),避免了各種錯(cuò)誤的產(chǎn)生。

3.2.3 樁機(jī)就位

樁機(jī)就位是依靠操作樁機(jī)的縱移機(jī)構(gòu)及橫移機(jī)構(gòu),移動(dòng)樁機(jī)到達(dá)打樁位置。樁機(jī)移動(dòng)前進(jìn)行了場(chǎng)地平整,樁機(jī)機(jī)身保持平穩(wěn),確保了移機(jī)時(shí)的安全。移機(jī)時(shí)對(duì)樁位點(diǎn)進(jìn)行了鋼板覆蓋保護(hù),避免了樁位偏差的產(chǎn)生。樁機(jī)移至壓樁位置,將樁機(jī)調(diào)平,使其夾持器的中心對(duì)正樁位中心。管樁就位。

3.2.4 吊樁、插樁

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁必須根據(jù)需要,先將其運(yùn)至離樁點(diǎn)位置20 m范圍內(nèi),使起重機(jī)能夠順利成功起吊。吊樁時(shí)樁身上部 3 m處用鋼絲繩,加墊木龍骨進(jìn)行了捆綁,起重機(jī)將樁緩緩轉(zhuǎn)到樁機(jī)夾樁鉗口位置,緩慢將樁插入鉗口內(nèi),然后將樁放下使樁頭與地面接觸。技術(shù)人員確認(rèn)樁機(jī)已經(jīng)鉗好樁身后,將起重裝置的鋼絲繩脫鉤并進(jìn)行下一根樁的起吊工作。

3.2.5 樁身的對(duì)中調(diào)直

樁機(jī)鎖緊樁身后,通過操縱樁機(jī)的縱移、橫移機(jī)構(gòu),將樁中心準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)樁位點(diǎn),通過調(diào)節(jié)機(jī)身支撐四腳升降校直樁身,并用吊線錘檢測(cè)樁身的垂直度(偏差應(yīng)小于0.5%),重復(fù)操作,從各互成90°的方向檢查均符合要求后進(jìn)行靜壓沉樁。

管樁對(duì)中方法:將鋼筋制成的 φ500 mm的模具放置在地面上,模具的中心對(duì)樁位中心,而管樁周邊與模具的周邊對(duì)齊。

3.2.6 靜壓沉樁

壓樁前確認(rèn)起重機(jī)的吊鉤已脫鉤,樁身已準(zhǔn)確對(duì)中調(diào)直。壓樁時(shí)工作人員距樁保持一定的安全距離。隨時(shí)檢查樁機(jī)機(jī)身的水平穩(wěn)定情況,發(fā)現(xiàn)異常情況立即終止壓樁并查明原因。壓好第1節(jié)樁是保證整根壓樁質(zhì)量的關(guān)鍵,定位和垂直度應(yīng)嚴(yán)格控制,壓入時(shí),先應(yīng)根據(jù)機(jī)上水平儀調(diào)平機(jī)臺(tái),同時(shí)須在樁機(jī)的正面和側(cè)面分別設(shè)經(jīng)緯儀或吊線錘,監(jiān)控下樁垂直度,樁身垂直度偏差不宜大于 0.5%。若樁身垂直度偏大,須拔出已壓入部分,并根據(jù)經(jīng)緯儀指示調(diào)整機(jī)臺(tái)水平度使樁身垂直,同時(shí)記錄此時(shí)機(jī)上水平儀的偏差量作為下次調(diào)平的修正值,再行壓入,并認(rèn)真注意壓樁時(shí)的樁身和壓力表的變化情況,如有異常偏移或傾斜立即分析原因,并采取校正措施,在確認(rèn)壓入方向無異常時(shí),方可連續(xù)施壓。

遇下列情況之一時(shí)應(yīng)暫停壓樁,并及時(shí)與設(shè)計(jì)、監(jiān)理等有關(guān)人員研究處理:

1)壓力值突然下降,沉降量突然增大;

2)樁身混凝土剝落、破碎;

3)樁身突然傾斜、跑位、樁周涌水;

4)地面明顯隆起,鄰樁上浮或位移過大;

5)按設(shè)計(jì)圖上要求的樁長(zhǎng)壓樁,壓樁力未達(dá)到設(shè)計(jì)值;

6)單樁承載力已滿足設(shè)計(jì)值,壓樁長(zhǎng)度不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

本工程在壓樁過程中認(rèn)真記好壓樁時(shí)間,壓入樁長(zhǎng)所施壓力讀數(shù),以判斷樁的質(zhì)量和承載力,當(dāng)壓力表讀數(shù)突然上升或下降時(shí),應(yīng)停機(jī)對(duì)照地質(zhì)資料進(jìn)行分析,看是否碰到障礙物,或產(chǎn)生斷樁等情況,施工中禁止間斷壓樁。

4 接樁

1)本工程的樁接頭采用CO2氣體保護(hù)焊,CO2氣體保護(hù)焊是以CO2作為保護(hù)氣體介質(zhì),依靠焊絲和焊件之間產(chǎn)生電弧來熔化金屬進(jìn)行焊接,以CO2氣體在電弧周圍造成局部的保護(hù)層,以防止有害氣體的侵入,保證焊接過程的穩(wěn)定性,從而獲得高質(zhì)量的焊縫。CO2純度要求不低于 99.5%,否則會(huì)降低焊縫機(jī)械性能和產(chǎn)生氣孔。焊接作業(yè)區(qū)應(yīng)設(shè)篷布防風(fēng)措施。2)當(dāng)管樁需要接長(zhǎng)時(shí),其入土部分樁段的樁頭宜高出地面 1.0 m左右,便于接樁焊接操作。3)管樁對(duì)接前,上下端板表面應(yīng)用鐵刷子清刷干凈,坡口處應(yīng)刷至露出金屬光澤。4)管樁接樁一般為“U”形坡口,可采用JM-56型的(屈服強(qiáng)度 420 MPa,抗拉強(qiáng)度 500 MPa,延伸率22%)φ2或φ2.5的焊絲。焊接時(shí)宜先在坡口圓周上對(duì)稱點(diǎn)焊4點(diǎn) ～6點(diǎn),再分層施焊,施焊由 2個(gè)焊工對(duì)稱進(jìn)行。5)焊接層數(shù)不得小于 3層,內(nèi)層焊渣必須清理干凈后方能焊外層,焊縫應(yīng)飽滿連續(xù)。每道焊接接頭必須超前引弧以免產(chǎn)生缺陷,根部必須焊透。焊接部分不得有凹痕、咬邊、焊瘤、夾渣、裂縫等有害缺陷。表面加強(qiáng)焊縫堆高宜不大于 1 mm,焊接后應(yīng)進(jìn)行外觀檢查,發(fā)現(xiàn)有缺陷應(yīng)返工修整,同一道焊縫返修次數(shù)不得超過 2次。焊縫應(yīng)連續(xù)飽滿,樁端處間隙采用厚薄適當(dāng)、加工成楔形的鐵片填實(shí)焊牢。6)盡可能縮小接樁時(shí)間,焊好的樁接頭應(yīng)自然冷卻后才可繼續(xù)壓樁,自然冷卻時(shí)間不宜少于 8 min,嚴(yán)禁用水冷卻或焊好后立即施壓。焊接接樁應(yīng)按隱蔽工程進(jìn)行驗(yàn)收。7)下節(jié)樁的樁頭處設(shè)導(dǎo)向箍,為便于上節(jié)樁就位。上下節(jié)樁段保持順直,錯(cuò)位偏差不大于 2 mm。

沉樁完畢后,高出地面的樁頭采用木箱保護(hù),其他樁樁孔采用木板可靠地覆蓋,確保人身安全。

5 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

1)加強(qiáng)管樁進(jìn)場(chǎng)檢查驗(yàn)收工作。管樁使用前應(yīng)進(jìn)行全數(shù)的外觀檢查(樁身裂縫、端板的外觀)。管樁的吊運(yùn)應(yīng)輕吊輕放,避免劇烈碰撞,進(jìn)場(chǎng)的管樁應(yīng)分類(長(zhǎng)、短)堆放整齊,墊木宜用耐壓的枕木,不得用有棱角的金屬構(gòu)件替代。管樁堆放不超過 2層時(shí),應(yīng)用吊機(jī)取樁,嚴(yán)禁拖樁。當(dāng)堆放管樁不超過 2層時(shí),可拖拉取樁,但拖地端應(yīng)用廢輪胎等彈性材料保護(hù)。

2)壓樁施工過程中,應(yīng)對(duì)周圍建筑物的變形進(jìn)行監(jiān)測(cè),并做好記錄。

3)對(duì)群樁承臺(tái)壓樁時(shí),應(yīng)考慮擠土效應(yīng)。主樓群樁設(shè)計(jì)為開口式樁尖,土方開挖后檢查樁芯內(nèi)擠土約為樁長(zhǎng)的 1/3,抵消了部分?jǐn)D土效應(yīng)。采取了合理的壓樁順序,由中心向外施壓。土方開挖時(shí)采取了由四周分層均勻開挖,樁間較密的土方采用小型反鏟開挖,則土層中的擠土應(yīng)力被均勻地釋放。

4)根據(jù)地質(zhì)報(bào)告和實(shí)際情況確定配樁計(jì)劃,并考慮同一承臺(tái)的樁接頭位置應(yīng)錯(cuò)開。

5)管樁與承臺(tái)間的連接是靠管樁頂部的樁芯內(nèi)填鋼筋混凝土,錨筋伸入承臺(tái)內(nèi)。管樁頂部?jī)?nèi)壁與樁芯混凝土之間為摩擦作用。壓樁后的留孔宜用小木板進(jìn)行覆蓋,以免樁機(jī)行走或土方開挖時(shí)土石落入管芯內(nèi),造成以后清理困難。

[1] 姚江強(qiáng),王建偉,徐 禮.快速接樁法在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁工程中的應(yīng)用[J].山西建筑,2010,36(23):103-104.