預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量控制的探討

霍 志 強(qiáng)

(蚌埠市勘測設(shè)計(jì)研究院，安徽 蚌埠 233000)

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量控制的探討

霍 志 強(qiáng)

(蚌埠市勘測設(shè)計(jì)研究院，安徽 蚌埠 233000)

論述了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的適用范圍、規(guī)格、分類及其技術(shù)性能，針對預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在施工過程中存在的問題，總結(jié)了具體的解決措施，為類似工程的施工和管理提供了參考依據(jù)。

預(yù)應(yīng)力管樁，樁基礎(chǔ)，質(zhì)量控制，擠土效應(yīng)

0 引言

由于城市建設(shè)的迅猛發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁因具有單樁豎向抗壓承載力高，施工速度快、無振動、無噪聲、無污染、長度易調(diào)整、批量生產(chǎn)、成品樁質(zhì)量易控制等優(yōu)點(diǎn)，在蚌埠地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用，但其質(zhì)量問題也很多。因此在施工過程中的質(zhì)量控制非常重要。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁適用范圍、規(guī)格及技術(shù)性能

1)適用范圍。

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁適用于非抗震設(shè)計(jì)及抗震設(shè)防烈度不大于8度地區(qū)的工業(yè)與民用建筑、構(gòu)筑物等工程的低承臺樁基礎(chǔ)，抗震設(shè)防烈度為8度且建筑場地類別為Ⅲ，Ⅳ類時(shí)慎用。鐵路、公路與橋梁、港口、水利、市政等采用低承臺樁基時(shí)可參照使用。

2)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的分類及相關(guān)參數(shù)。

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁按樁身混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力值分為4種類型，分別是A型樁、AB型樁、B型樁和C型樁，不同規(guī)格其技術(shù)性能不同，詳見表1。

表1 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的配筋和力學(xué)性能

從表1的數(shù)據(jù)中可知，在樁徑一樣的前提下，壁厚不同，主筋的直徑和數(shù)量不同，有效預(yù)應(yīng)力也不相同。因此，樁身結(jié)構(gòu)的承載力不同，按標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的抗裂彎矩也不同。

2 預(yù)應(yīng)力管樁施工過程中常見的問題及解決措施

2.1 嚴(yán)格檢查進(jìn)場樁基外觀質(zhì)量

材料進(jìn)場必須有出廠合格證、生產(chǎn)許可證、質(zhì)量保證書和使用說明書。對每一批進(jìn)場的管樁根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求進(jìn)行檢查，包括材質(zhì)證明、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。發(fā)現(xiàn)樁的外徑、樁身彎曲超標(biāo)或樁尖不在縱軸線上等相關(guān)指標(biāo)，特別是壁厚對管樁質(zhì)量影響大的不宜使用。同時(shí)對樁身有麻面、蜂窩、露筋、裂縫等質(zhì)量缺陷的，對不符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求的管樁，應(yīng)限期將其撤出現(xiàn)場，不準(zhǔn)用于工程中。樁在堆放、吊運(yùn)過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

2.2 樁頂上浮

擠土樁壓入土中，要將周圍土體向旁側(cè)擠壓，由于打樁對土體的擠密作用，使先打的樁因受水平推擠而造成偏移和變位，或被垂直擠拔造成浮樁；同時(shí)也容易引起較大范圍內(nèi)的土體隆起。當(dāng)上浮力較大時(shí)，即產(chǎn)生樁上浮。防治對策：1)設(shè)計(jì)部門應(yīng)根據(jù)擬建場地工程地質(zhì)條件及建筑物上部荷載的大小及分布特征、組合形式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，考慮持力層性質(zhì)、埋藏深度、巖土參數(shù)以及成樁可能性，進(jìn)行安全、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上的可行性分析對比，選擇樁型和樁端持力層。2)施工單位應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場情況、機(jī)具設(shè)備條件及工作方式和工作效率等條件，合理編制施工組織設(shè)計(jì)及施工方案和施工中可能發(fā)生的應(yīng)急預(yù)案與處理措施。如：選擇合適樁型、調(diào)整打樁順序、間歇壓樁、預(yù)先引孔、分區(qū)段施打及二次復(fù)壓等方法。3)施工時(shí)應(yīng)注意擠土效應(yīng)對鄰近建(構(gòu))筑物、道路、地下管線等設(shè)施的影響，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求及規(guī)范操作。

2.3 樁傾斜

樁傾斜在工程施工中分兩種情況：1)在剛開始沉樁時(shí)，樁就走位或傾斜，可能是地下有障礙物，如老房基礎(chǔ)、大塊石等，處理措施：施工前清除干凈，如果清除困難可先預(yù)鉆孔。2)基坑開挖不當(dāng)引起大面積群樁傾斜，尤其在軟土中開挖的樁基。原因是施工方法不當(dāng)，將建筑材料堆放在基坑的周圍，或坡頂堆載過大、基坑開挖太深引起側(cè)向擠壓，以及地下水的流動性，加劇了向開挖方向的流動。而管樁抗水平力較小，隨著土體的移動向開挖方向傾斜。防治措施：1)保證樁有足夠的休止期才能開挖土方，嚴(yán)禁邊壓邊開挖。2)土方分層對稱開挖，遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴(yán)禁超挖”的原則。

2.4 樁頂標(biāo)高控制不到位

對于預(yù)應(yīng)力管樁沉樁時(shí)既要控制樁長又要控制貫入度(終壓力)，預(yù)應(yīng)力管樁為摩擦樁，應(yīng)以標(biāo)高控制為主，輔以貫入度控制作參考。多數(shù)由于場地地質(zhì)土層條件變化不均勻(持力層起伏差異)而成“露樁”。然后就把高出標(biāo)高的部分隨意截樁，實(shí)際上這種截樁對樁身強(qiáng)度影響特別大，因?yàn)闃兑唤氐簦钌厦嬉唤貥兜念A(yù)應(yīng)力就不存在了，樁身強(qiáng)度馬上就降下來了，需要在管中插入鋼筋籠再灌混凝土進(jìn)行加固。出現(xiàn)這種“露樁”的主要原因是：1)打樁機(jī)配重不夠，與實(shí)際樁長及地質(zhì)條件下土阻力不匹配，這種情況因施工單位為了節(jié)省費(fèi)用經(jīng)常發(fā)生，必需增加配重或更換壓樁機(jī)。2)樁端持力層為密實(shí)的砂土層阻力大難以進(jìn)入，設(shè)計(jì)單位應(yīng)根據(jù)試樁及試樁載荷試驗(yàn)承載力檢測確定合理的樁長及貫入度，現(xiàn)場以控制貫入度為主，樁長控制為輔的原則。3)基巖或強(qiáng)風(fēng)化持力層面起伏較大，樁底標(biāo)高難以控制，對于這種巖基地層選用預(yù)應(yīng)力管樁時(shí)設(shè)計(jì)單位需慎用，必要時(shí)要進(jìn)行施工勘察。

2.5 打樁對周圍環(huán)境的影響

1)噪聲和震動對周圍環(huán)境的影響。施工過程中機(jī)械本身會發(fā)出強(qiáng)烈刺耳的聲音，因此應(yīng)盡量避開夜間施工和在居民密集區(qū)施工，盡量選用噪聲較小的液壓樁錘，或在樁頂、樁帽面上加墊能吸音的緩沖材料。當(dāng)周邊有建筑物及地下管線時(shí)，會導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生裂縫、傾斜、管線斷裂等不良影響。預(yù)防震動影響的措施有：采用液壓錘；開挖防震溝；打設(shè)鋼管樁；暴露地下管線等。

2)土體擠壓對周圍環(huán)境的影響。由于樁的擠密作用，使土體內(nèi)部的原有應(yīng)力發(fā)生較大的改變，如孔隙水壓力上升、土體的位移和隆起等，會導(dǎo)致鄰近建筑物、地下結(jié)構(gòu)和地下管線的損壞和開裂。防治措施：a.合理安排沉樁順序。b.采用預(yù)鉆孔打樁工藝。c.控制沉樁速率。d.開挖防震溝和打設(shè)鋼板樁圍護(hù)。e.井點(diǎn)降水和預(yù)鉆排水孔、預(yù)埋塑料板排水等。

2.6 樁低應(yīng)變完整性檢測曲線出現(xiàn)類似“斷樁”信號

檢測單位對預(yù)應(yīng)力管樁進(jìn)行低應(yīng)變完整性檢測，檢查樁身是否有斷樁、夾泥、離析、縮頸等缺陷存在。若發(fā)現(xiàn)檢測曲線類似“斷樁”信號，應(yīng)對照施工記錄及每節(jié)樁長分析“斷樁”的位置及其處理措施，多數(shù)原因是焊接質(zhì)量達(dá)不到要求造成的。由于施工進(jìn)度快，沒有控制好焊接質(zhì)量，焊接不牢靠，焊縫不飽滿。防治措施：1)混凝土預(yù)制樁接樁的方法有：焊接法、法蘭接法和漿錨法。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，選擇合理的接樁方法。2)接樁時(shí)，必須對準(zhǔn)下節(jié)樁并垂直無誤后，用點(diǎn)焊將拼接角鋼連接固定，再次檢查位置正確后，進(jìn)行焊接。3)施焊中，應(yīng)兩人同時(shí)對角對稱的進(jìn)行，以防節(jié)點(diǎn)變形不均勻而引起樁身歪斜，焊縫應(yīng)連續(xù)飽滿?？傊?，在實(shí)施中應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范、規(guī)程嚴(yán)格控制。

3 結(jié)語

預(yù)應(yīng)力管樁以其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，正逐步得到推廣和使用，但其引發(fā)的質(zhì)量問題也很多，如樁頂上浮、樁傾斜、對周邊環(huán)境的影響等，主要是擠土作用產(chǎn)生的。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，新技術(shù)、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，對于在施工過程中的擠土效應(yīng)，必能夠得到很好的控制和應(yīng)用?？偨Y(jié)過去，展望未來，我們廣大工程技術(shù)人員都應(yīng)立足本職，揚(yáng)長避短，務(wù)實(shí)創(chuàng)新，不斷學(xué)習(xí)并積累和總結(jié)預(yù)應(yīng)力管樁的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，以提高其施工技術(shù)水平，來日必將更好的造福于人類，服務(wù)于社會。

[1] 常士驃，張?zhí)K民.工程地質(zhì)手冊[M].第4版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.

[2] 龔小南.地基處理手冊[M].第2版.北京:中國建筑出版社,2002.

[3] GB 13476—2009，先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁[S].

[4] JGJ 94—2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[5] GB 50021—2001，巖土工程勘察規(guī)范(2009版)[S].

[6] GB 50011—2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

Discussion on construction quality control of prestressed concrete pipe pile

Huo Zhiqiang

(BengbuInvestigationandDesignInstitute,Bengbu233000,China)

The paper discusses application scope, scales, categories and technical performance for prestressed concrete pipe pile. In light of prestressed concrete pipe pile construction problems, it summarizes specific solving measures, which has provided some guidance for similar engineering construction and management.

prestressed pipe pile, pile foundation, quality control, soil compacting effect

1009-6825(2015)07-0064-02

2014-12-26

霍志強(qiáng)(1975- )，男，工程師

TU473.13

A