道路工程中預(yù)應(yīng)力管樁施工方法的探討

張祖勤

摘要：預(yù)應(yīng)力管樁的施工主要采用的是預(yù)應(yīng)力技術(shù)、離心成型技術(shù)和蒸汽養(yǎng)護(hù)的方法進(jìn)行空心圓柱的混凝土預(yù)制樁，是一種新型的施工工藝。這種預(yù)應(yīng)力管樁具有質(zhì)量良好、施工方便和造價(jià)低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，被很多施工單位廣泛采用。特別是在一些城鎮(zhèn)化速度比較高的地區(qū)預(yù)應(yīng)力管樁在建筑中占據(jù)著主導(dǎo)地位，所以對(duì)預(yù)應(yīng)力的混凝土管樁的質(zhì)量控制具有非常重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：建筑工程、施工方法、預(yù)應(yīng)力管樁

Abstract: The construction of prestressed pipe is mainly used in pre-stressed technology, centrifugal molding technology and steam curing methods hollow cylinder precast concrete piles, is a new construction technology. This prestressed pipe with good quality, convenience and low cost construction and many other advantages, widely used by many construction units. Urbanization, especially in some areas of relatively high speed in the construction of prestressed pipe dominated, so the prestressed concrete pipe quality control has a very important significance.Keywords: construction, construction methods, prestressed pipe

中圖分類號(hào)：TQ639.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

一、前言

預(yù)應(yīng)力管樁一般是利用預(yù)應(yīng)力的離心成型而形成的環(huán)形截面管樁。目前我國(guó)采用最廣泛的預(yù)應(yīng)力管樁是高強(qiáng)度混凝土管樁。這種管樁按照自身的抗彎矩性能分為A型、B型、AB型和C型，其主要采用的施工方法通常是采樣法和錘擊的方法。因?yàn)檫@種施工材質(zhì)和方法具有能夠保護(hù)環(huán)境和施工隊(duì)周邊影響比較小，除此之外，預(yù)應(yīng)力管樁這種施工用具可以極大地提高建筑的承壓能力，能夠有效地轉(zhuǎn)移和分解單方面大量的承壓力，從而能夠在很大的程度上提高施工工體的穩(wěn)定性，所以被得到了廣泛的使用和推廣。

二、建筑工程預(yù)應(yīng)力管樁的特點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力管樁在工程建筑施工的過(guò)程中具有非常強(qiáng)的穿透能力和承載能力，而且在施工的過(guò)程中對(duì)周圍環(huán)境帶來(lái)的影響非常小，主要表現(xiàn)在施工噪聲小、基本不產(chǎn)生震動(dòng)和較小的污染程度，保證了工地周邊人們的日常生活不受到影響。這種管樁在施工運(yùn)輸方面也十分方便，吊裝十分靈活輕便，能夠極大地提高施工生產(chǎn)效率。預(yù)應(yīng)力管樁平時(shí)最主要的問(wèn)題是可能會(huì)產(chǎn)生擠土現(xiàn)象，這種現(xiàn)象產(chǎn)生的最主要原因就是應(yīng)力性管樁在施工中不符合實(shí)際的施工要求或者沒(méi)有按照施工程序進(jìn)行施工，還有一些情況是因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力管樁的數(shù)量過(guò)多導(dǎo)致了壓下速度過(guò)大，整體密度過(guò)高也會(huì)引起擠土現(xiàn)象的發(fā)生。雖然擠土能夠給預(yù)應(yīng)力管樁帶來(lái)極大的管身的側(cè)面摩擦力以提高單樁的承載能力，但是這也導(dǎo)致了預(yù)應(yīng)力管樁在下沉?xí)r候的困難從而造成了整個(gè)樁體的上浮，最終減小了預(yù)應(yīng)力管樁的整體承載力。為了能夠降低這種效應(yīng)的影響，可以通過(guò)減少施工工程中的停歇時(shí)間來(lái)完成，這個(gè)時(shí)間段越長(zhǎng)就會(huì)產(chǎn)生越大的摩擦阻力，對(duì)后續(xù)沉樁的困難就會(huì)逐漸減小。

三、預(yù)應(yīng)力管樁施工控制要點(diǎn)分析

在進(jìn)行設(shè)置預(yù)應(yīng)力管樁的施工地要符合工程建設(shè)的整體條件，施工之前要做好各級(jí)建筑物中的障礙清除和場(chǎng)地的整體平整，以實(shí)現(xiàn)良好的排水效果，使得在沉樁的過(guò)程中以符合原定設(shè)計(jì)的承載能力，當(dāng)施工的土質(zhì)比較松軟的時(shí)候就應(yīng)該采用砂石和爐渣進(jìn)行壓實(shí)以提高土地承載力，保證最低承載力不低于80KN/㎡。在進(jìn)行施工之前要選擇適當(dāng)?shù)氖┕ぱb備，在使用裝備的同時(shí)要注意對(duì)設(shè)備的檢修，在樁機(jī)的重量控制也要有比較嚴(yán)格的要求，這部分的重量一般要大于承壓樁壓力一倍以上左右。

在沉樁的過(guò)程中要合理安排好沉樁的順序，在進(jìn)行沉樁的過(guò)程中要按照疏密程度和樁的長(zhǎng)短和大小進(jìn)行分次序施工，在施工的同時(shí)還要結(jié)合實(shí)際的施工條件和施工環(huán)境以及周邊管線的位置進(jìn)行及時(shí)地調(diào)整，兼顧好各個(gè)方面的施工關(guān)系，制定出比較合理的沉樁順序。

在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁的養(yǎng)護(hù)過(guò)程中要時(shí)刻注意每天的氣溫的變化，當(dāng)采用以蒸汽動(dòng)力為主要?jiǎng)恿M(jìn)行管樁養(yǎng)護(hù)時(shí)，在沉樁的過(guò)程中的養(yǎng)護(hù)期不得低于一個(gè)月，養(yǎng)護(hù)周期咬合設(shè)計(jì)的周期相符合，樁身的混凝土表溫應(yīng)始終保持小于20攝氏度。在使用抱壓的方式進(jìn)行沉樁的過(guò)程中要注意盡量避開沉樁兩側(cè)合縫的位置，同時(shí)要做到盡量防止抱壓的壓力過(guò)大而產(chǎn)生樁身橫向變化的問(wèn)題，當(dāng)沉樁過(guò)程中預(yù)應(yīng)力管樁發(fā)生傾斜的時(shí)候應(yīng)該對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁采用移動(dòng)樁架的方式進(jìn)行管樁糾偏，在糾偏的過(guò)程中要盡量做到將樁身拔出，在拔出之后進(jìn)行故障排除，之后再進(jìn)行沉樁或者采用其他的方式進(jìn)行補(bǔ)救。

四、施工質(zhì)量控制方法與措施

進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁沉樁的具體施工工藝流程如下現(xiàn)場(chǎng)定位放線→樁機(jī)組裝就位→首節(jié)樁起吊就位→復(fù)核調(diào)整樁位→樁端入土→初步加壓→檢查校正樁身垂直度→正式沉樁→觀測(cè)校正樁身垂直度→壓至樁頂距地面0.5-1.0m時(shí)，再吊入上一節(jié)樁就位→接樁→繼續(xù)沉樁→送至設(shè)計(jì)標(biāo)高→沉樁移機(jī)到下一根樁位。工藝流程見下圖1 預(yù)應(yīng)力管樁打樁的施工工藝流程。

圖1 預(yù)應(yīng)力管樁打樁的施工工藝流程

在進(jìn)行管樁測(cè)量放線的過(guò)程中負(fù)責(zé)測(cè)量的工作人員要通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行樁位的準(zhǔn)確確定，整個(gè)施工的過(guò)程要進(jìn)行全方位的復(fù)核，在施工的同時(shí)要做好施工記錄，在工程竣工后要做好檔案的整理和歸檔工作。沉樁樁位的測(cè)量要通過(guò)以下幾個(gè)工作步驟進(jìn)行施工：測(cè)量人員要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的具體要求樁位做出各類需要的數(shù)據(jù)，同時(shí)要將得出的計(jì)算結(jié)果交給施工測(cè)量人員和操作工作人員進(jìn)行復(fù)核審查。工作人員要在施工過(guò)程中對(duì)控制點(diǎn)和和樁位進(jìn)行準(zhǔn)確的定位以得出準(zhǔn)確的放樣數(shù)據(jù)，根據(jù)放樣的數(shù)據(jù)和實(shí)際測(cè)量的結(jié)果參數(shù)進(jìn)行仔細(xì)的核對(duì)，然后再進(jìn)行復(fù)核，在復(fù)核無(wú)誤后進(jìn)行放樣。在測(cè)量?jī)x上進(jìn)行控制方位測(cè)定，利用前后的視點(diǎn)對(duì)零度線進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)利用極坐標(biāo)的計(jì)算方法對(duì)樁位的數(shù)據(jù)進(jìn)行相對(duì)準(zhǔn)確的放樣，在工作人員放樣工作完成后利用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行復(fù)核，對(duì)復(fù)核的數(shù)據(jù)核對(duì)無(wú)誤后進(jìn)行施工。在放樣工作結(jié)束后，在工程樁設(shè)立的位置中心點(diǎn)畫出圓圈用來(lái)插樁和對(duì)中。

管樁在進(jìn)場(chǎng)堆放的過(guò)程中要做到管樁堆的平整和穩(wěn)定，堆放的具體層數(shù)盡量小于五層，堆放的下部支撐墊木主要采用兩點(diǎn)支撐的方法進(jìn)行支撐，在兩端五分之一的地方設(shè)置支撐點(diǎn)，在三分之一支點(diǎn)應(yīng)該在兩端四分之一長(zhǎng)度和中點(diǎn)處設(shè)置管樁支撐點(diǎn)。每層管樁的支撐點(diǎn)要保持在同一個(gè)平面上，每個(gè)墊木要保持在同一個(gè)垂直面上。在預(yù)應(yīng)力管樁吊起的過(guò)程中要做到管樁固定在樁機(jī)上，起吊時(shí)要將管樁固定好，起吊的位置要符合力學(xué)管理要求，在距離管樁頂部半米處設(shè)置吊點(diǎn)，在管樁和吊索之間要設(shè)置襯墊，兩者之間的夾角要大于45度。

一般在管樁架設(shè)的過(guò)程中要將起重臂和吊鉤將管樁運(yùn)送到樁機(jī)夾具中，通過(guò)該設(shè)備的液壓系統(tǒng)和樁身直徑一致的夾具固定好。對(duì)于第一個(gè)進(jìn)行移動(dòng)的預(yù)應(yīng)力樁機(jī)通常是采用移動(dòng)的樁機(jī)，在管樁的中點(diǎn)處和標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行對(duì)應(yīng)，在管樁一段完成埋入之后要做到管樁的校對(duì)，主要需要對(duì)管樁的垂直度進(jìn)行對(duì)正，然后進(jìn)行沉樁。

在分段接樁的焊接板連接采用焊接連接，每一個(gè)管樁和上一個(gè)管樁施壓距離半米到一米時(shí)要吊起上一個(gè)樁結(jié)，同時(shí)要做好和下一個(gè)管樁的垂直對(duì)接工作，在確定復(fù)核無(wú)誤后進(jìn)行焊接，在焊接的過(guò)程中要注意每項(xiàng)工作都要符合設(shè)計(jì)的要求，在管樁焊接部分冷卻之后繼續(xù)進(jìn)行沉樁，將這一施工方法一直進(jìn)行直到整個(gè)樁固定工作完成。

在進(jìn)行沉樁的過(guò)程中要注意管樁的很多工作需要的參數(shù)，比如進(jìn)入土壤的深度、管樁的長(zhǎng)度以及每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的埋入深度、豎直位置的管樁和地面的垂直度、管樁的接樁長(zhǎng)度以及最終頂端高度的壓力值和灌入程度等實(shí)際施工的工作參數(shù)，在對(duì)這些工作參數(shù)進(jìn)行審核無(wú)誤之后才可以進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁的沉樁工作，當(dāng)需要使用送樁設(shè)備進(jìn)行沉樁的過(guò)程中要保證管樁的高度能夠保證管樁樁身高于樁機(jī)，同時(shí)能夠保證可以順利移動(dòng)到下一個(gè)沉樁的樁位，詳見表1預(yù)應(yīng)力管樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)。

表1：預(yù)應(yīng)力管樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

主控

環(huán)節(jié) 擬采取的控制措施要點(diǎn)

PHC管樁驗(yàn)收 ①管樁長(zhǎng)度：用鋼卷尺測(cè)量，精確到1mm；②外徑：用卡尺或鋼直尺在同一斷面測(cè)定相互垂直的兩直徑，取平均值，精確至1mm；③壁厚：用卡尺或鋼直尺在同一斷面相互垂直的兩直徑上測(cè)定四處壁厚，取平均值，精確至1mm；④樁端部?jī)A斜：將直角靠尺一邊緊靠樁身，另一邊與端板緊靠，測(cè)量其最大間隙處，精確至1mm；⑤樁身彎曲度：將拉線緊靠樁的兩端部，用鋼尺測(cè)量其彎曲處的最大間隙，精確至1mm；⑥保護(hù)層厚度：用深度游標(biāo)卡尺測(cè)管樁的中部同一圓周的二處不同部位，精確至0.1mm；⑦漏漿長(zhǎng)度：用鋼卷尺測(cè)量，精確至1mm；⑧漏漿深度：用深度游標(biāo)卡尺測(cè)量，精確至0.1mm；⑨裂縫寬度：用20倍放大鏡測(cè)量，精確至0.01mm；⑩抗壓強(qiáng)度、抗彎性能：檢查產(chǎn)品合格證。

測(cè)量

定位 ①項(xiàng)目部開工前請(qǐng)甲方提供區(qū)域內(nèi)的控制點(diǎn)資料及明確現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)具體位置，并及時(shí)辦理雙方交接手續(xù)。②根據(jù)甲方提供的控制點(diǎn)，施放軸線和樁位，每個(gè)樁點(diǎn)插短鋼筋，撒放白灰做成明顯標(biāo)記，到樁機(jī)就位后再進(jìn)行復(fù)測(cè)。③測(cè)量定位、放線、復(fù)核工作由專人負(fù)責(zé)，對(duì)測(cè)量?jī)x器定期檢查，做好測(cè)量定位放線的原始資料，形成的定位、放線測(cè)量成果資料用書面形式報(bào)監(jiān)理和甲方復(fù)核檢查。④項(xiàng)目部成立專門的放線作業(yè)隊(duì)，以保證施工順暢和放線質(zhì)量。

樁身

垂直度 ①壓樁時(shí)主機(jī)手和地面操作人員必須經(jīng)常觀察樁身的垂直度，發(fā)現(xiàn)傾斜必須及時(shí)調(diào)整；②垂直方向放置兩臺(tái)經(jīng)緯儀，便于控制垂直度，經(jīng)緯儀應(yīng)設(shè)在不受打樁影響處；③最下節(jié)管樁入土50～80cm時(shí)停止壓樁，調(diào)整垂直度后方可繼續(xù)壓樁，不允許只圖施工速度一次送到位；④購(gòu)置大功率照明燈，以滿足夜間施工的要求。

樁位

偏移 ①沉樁完畢后放線人員要經(jīng)常復(fù)核樁位，觀察是否偏移，如發(fā)現(xiàn)偏移則立即找出原因并采取相應(yīng)措施；②合理確定樁機(jī)施工路線，減少擠土效應(yīng)給已下沉到位管樁帶來(lái)負(fù)面影響；③樁位排布過(guò)密則必須跳打；④一旦遇到較小障礙，影響樁的偏位，就把樁拔出重插，并在偏位的一側(cè)塞墊木板等糾正，如遇大的混凝土、石塊等，應(yīng)進(jìn)行清除，或同設(shè)計(jì)等單位商量，改變樁的位置，再行施工；⑤本工程大多數(shù)樁位都需要送樁，用送樁器送樁時(shí)不許加樁墊，以保證壓力的有效傳遞，避免受力不均導(dǎo)致偏位。

接長(zhǎng)

焊接 ①選用經(jīng)驗(yàn)豐富、水平高的焊工進(jìn)行操作；②采用優(yōu)質(zhì)焊芯，進(jìn)貨時(shí)必須保證焊芯質(zhì)量；③焊接方法采用CO2氣體保護(hù)焊，以保證焊接質(zhì)量；焊接前，樁頭埋設(shè)鐵件必須除銹，露出金屬光澤；④焊接時(shí)兩個(gè)焊工同時(shí)先對(duì)稱焊接4～8個(gè)焊點(diǎn)用以定位，然后對(duì)稱分層焊接，要求焊縫飽滿,并采取措施減少焊接變形；⑤焊接完畢不能立即沉樁，必須待焊口自然冷卻后方可繼續(xù)沉樁，以免焊口碰到地表水淬火發(fā)脆，導(dǎo)致開裂；⑥焊接過(guò)程必須連續(xù)流暢，整個(gè)過(guò)程不得超過(guò)40分鐘，以免樁周土體回彈，導(dǎo)致沉樁困難。

樁頂

標(biāo)高 ①合理確定最佳施工流水路線，采用先長(zhǎng)樁后短樁、先中心后外圍或?qū)ΨQ的施工順序和區(qū)域跳打的施工原則和施工方法，另外，根據(jù)施工的實(shí)際情況調(diào)整打樁速率，以減少擠土效應(yīng)；②送樁時(shí)考慮樁身回彈，可在原設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高基礎(chǔ)上，超送2－3cm。

其他預(yù)防控制措施 ①定期對(duì)設(shè)備、工器具和儀器進(jìn)行檢查更新,并且定期進(jìn)行計(jì)量更新,保證設(shè)備、工器具和儀器的完好性、可靠性和精確度.②裝置性材料進(jìn)行抽檢、專檢相結(jié)合,從項(xiàng)目部到施工隊(duì)層層把關(guān),對(duì)不合格的產(chǎn)品及時(shí)更換或退貨,嚴(yán)禁在施工中使用. ③冬季施工焊接時(shí)必須做好遮風(fēng)擋雨措施，以保證接樁質(zhì)量。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在道路工程施工過(guò)程中預(yù)應(yīng)力管樁的使用具有很多的實(shí)用優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)該在施工領(lǐng)域中大力推廣，同時(shí)要在現(xiàn)有的施工基礎(chǔ)上對(duì)原有的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，這才能使得預(yù)應(yīng)力管樁適應(yīng)不同的地質(zhì)和施工環(huán)境，從而提高工程的質(zhì)量，隨著預(yù)應(yīng)力管樁的廣泛應(yīng)用和發(fā)展。在預(yù)應(yīng)力管樁的研究不斷進(jìn)步和工程實(shí)踐的積累過(guò)程中預(yù)應(yīng)力管樁的使用技術(shù)必然得到較大的太高。

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