預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁在深回填區(qū)施工工法

龐俊輝,楊 賡

(柳州歐維姆機(jī)械股份有限公司,廣西 柳州 545005)

預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁是“九五”國(guó)家重點(diǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)推廣項(xiàng)目,是建設(shè)部極力推廣的一種高新建材,也是唯一先進(jìn)的使用的深基礎(chǔ)施工方法[1]。采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁,能夠穿進(jìn)風(fēng)化巖層性能極佳,抗彎抗裂性能好、施工速度快、單樁承載力高、安全環(huán)保、成本低,是理想的深基礎(chǔ)施工方法,可廣泛用于沿海灘深、深回填區(qū)、軟土質(zhì)工程中[2-3]。

1 制定嚴(yán)密可行的施工方案

1.1 確保預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁質(zhì)量

為確保預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁砼強(qiáng)度達(dá)到C80,派遣由此方面經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員對(duì)管樁生產(chǎn)商進(jìn)行監(jiān)督,主要對(duì)生產(chǎn)設(shè)備、材料的選取、生產(chǎn)流程、加工工藝,開(kāi)展全面的考核以及嚴(yán)控檢查,特別是要嚴(yán)控高強(qiáng)砼的骨料品質(zhì)。高強(qiáng)管樁砼必須有合格證以及檢驗(yàn)報(bào)告,并對(duì)每一批次產(chǎn)品取樣檢測(cè),合格后方可運(yùn)抵使用場(chǎng)所。

1.2 對(duì)樁承臺(tái)做地勘

由地質(zhì)勘測(cè)對(duì)所有的基礎(chǔ)承臺(tái)(500余個(gè))進(jìn)行地質(zhì)詳勘,重點(diǎn)摸清樁持力層做技術(shù)配樁,可大大減少配樁過(guò)長(zhǎng)浪費(fèi)和降低樁過(guò)長(zhǎng)損耗。另一個(gè)重要方面,勘測(cè)出地下溶洞、溶溝和溶槽共計(jì)898個(gè),地下溶洞層在25.0m～40.0m部位出現(xiàn),采用孔徑為500mm的鉆孔穿透溶洞層,直達(dá)中度風(fēng)化泥灰?guī)r層,并將沉樁樁端鑲嵌和固定在該層,且要確保嵌固深度不小于500mm,確保基礎(chǔ)承載。

1.3 嚴(yán)格樁身質(zhì)量檢查

對(duì)進(jìn)場(chǎng)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁嚴(yán)控質(zhì)量,檢查其出廠時(shí)間、產(chǎn)品合格證以及產(chǎn)品檢測(cè)報(bào)告,符合既定的要求才可驗(yàn)收。另外,若發(fā)現(xiàn)運(yùn)送途中所造成的樁體縱橫向裂紋,或者其他類型的損壞,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)必須退換,嚴(yán)謹(jǐn)使用,嚴(yán)控高強(qiáng)砼管樁裂縫,施工后樁底內(nèi)外未發(fā)現(xiàn)透水現(xiàn)象。

1.4 確保接樁施工焊接質(zhì)量

由于地基持力層在地表下45.0m～60.0m。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁一根最長(zhǎng)15.0m,必須接樁三節(jié)以上。施工過(guò)程中要求接樁嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)交底,高強(qiáng)砼管樁對(duì)接點(diǎn)的金屬面出現(xiàn)的腐蝕以及雜質(zhì)必須清除。對(duì)接點(diǎn)必須嚴(yán)絲合縫,采用CO2保護(hù)焊焊接,焊接工作必須由具有豐富經(jīng)驗(yàn)的焊工操作,嚴(yán)把焊接質(zhì)量關(guān),確保合格率100%,同時(shí)焊縫做防腐處理,徹底杜絕焊縫透滲水問(wèn)題。

1.5 創(chuàng)新技術(shù)工藝、修訂收樁技術(shù)參數(shù),達(dá)到設(shè)計(jì)極限值要求

采用8.0t柴油打樁機(jī)(90型),打樁機(jī)落距在1.80～2.30m間,其收錘落距為2.0m,灌入度小于30mm,由靜載實(shí)驗(yàn)結(jié)果,達(dá)不到設(shè)計(jì)極限值7000KN。

根據(jù)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁的質(zhì)量決定,在原要求不變的情況下,最后調(diào)整貫入度在10mm以內(nèi),由靜載實(shí)驗(yàn)表明,樁身完整,且極限值達(dá)到7000KN以上。而前段收錘標(biāo)準(zhǔn)貫入度為30mm,重做復(fù)打,經(jīng)靜載試驗(yàn)設(shè)計(jì)極限值全部達(dá)到7000KN。

2 高強(qiáng)砼管樁施工流程和操作事項(xiàng)

2.1 施工流程

整平工程場(chǎng)區(qū)→定位放線→砼承臺(tái)位置確定→布樁點(diǎn)驗(yàn)收確認(rèn)→設(shè)樁點(diǎn)標(biāo)志→樁進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收→樁批量鉆心取樣強(qiáng)度檢測(cè)→樁承臺(tái)全部地質(zhì)詳勘→摸清持力層深度,配樁→摸清地下溶洞位置構(gòu)造數(shù)量→溶洞預(yù)鉆孔→焊接樁尖試樁→打樁→焊接樁尖,接樁焊接、防腐→收錘標(biāo)準(zhǔn),預(yù)鉆孔一陣,非預(yù)鉆孔三陣,貫入度10mm以內(nèi)→樁靜載試壓檢測(cè)→承臺(tái)破土開(kāi)挖→按設(shè)計(jì)標(biāo)高接樁→樁頭高承臺(tái)70mm→管樁筒內(nèi)設(shè)鋼筋與承臺(tái)砼整體錨固一次砼澆筑。

2.2 預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁操作基本要點(diǎn)

(1)預(yù)應(yīng)力管樁采用機(jī)械錘擊施工方法；放樁位控制網(wǎng)后打樁機(jī)就位。

(2)現(xiàn)場(chǎng)合理堆放管樁：堆放場(chǎng)地必須堅(jiān)實(shí)平整,采取二點(diǎn)支法安放墊體,在樁長(zhǎng)的L/5處設(shè)置支點(diǎn),偏差為±20cm。高強(qiáng)砼管樁應(yīng)單層存放在柴油打樁機(jī)周邊,且需要設(shè)置支墊。若是工程需要堆放在打樁機(jī)15m以上時(shí),存放層數(shù)不能大于三層,底層必須設(shè)支墊,上部等差排列。

(3)管樁現(xiàn)場(chǎng)吊運(yùn)：豎起時(shí)可采用單點(diǎn)起吊法,吊繩點(diǎn)為L(zhǎng)/5。單節(jié)樁平起吊運(yùn)采用兩頭掛鉤法L/5×2。

(4)打樁前的準(zhǔn)備

①全面審驗(yàn)打樁機(jī)的相應(yīng)設(shè)備部件,確保沒(méi)有任何問(wèn)題,保證進(jìn)行作業(yè)。

②檢查高強(qiáng)砼管樁外觀有無(wú)損傷,管樁標(biāo)注清晰與否。

③按照施工設(shè)計(jì)圖繪制高強(qiáng)砼管樁樁位編號(hào)圖。

④測(cè)定、標(biāo)出高強(qiáng)砼管樁樁位,偏差≤20mm。

⑤在高強(qiáng)砼管樁樁身上標(biāo)出長(zhǎng)度標(biāo)記(單位：m)。

⑥樁尖的選用和試驗(yàn)(工字型和十字型)。

⑦樁頭與樁帽間保護(hù)墊層。

(5)打樁順序編排原則：由于工程現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)闊,分布十個(gè)區(qū)域,采用九臺(tái)打樁機(jī)分區(qū)施工,具體從中間向四周進(jìn)行。每根樁一次性連續(xù)打到底,盡量減少中間休歇時(shí)間。

(6)高強(qiáng)砼管樁垂直度

①高強(qiáng)砼管樁施工時(shí),按垂直角正交方向在打樁機(jī)的側(cè)面、正面安裝經(jīng)緯儀,在線控制下樁垂直度,整體垂直度≤L/200。進(jìn)行首節(jié)樁施工時(shí),當(dāng)出現(xiàn)偏移、傾斜現(xiàn)象,需及時(shí)校核,或拔出重新打樁。

②環(huán)形截面的高強(qiáng)砼管樁對(duì)偏心受壓很敏感。故在施工中,必須確保樁錘、樁帽、樁中心線在一條線上,避免偏心錘形成的樁體偏斜。若是高強(qiáng)砼管樁傾斜度>0.8%時(shí),必須采取適宜的方式糾正。若樁尖打入硬土層的話,嚴(yán)謹(jǐn)采用回扳的糾偏方式。

(7)采用十字型樁尖

①樁尖焊接和接樁焊接前,對(duì)其接駁面、坡口需清除潔凈。采用對(duì)稱手工電弧焊點(diǎn)焊6～8點(diǎn)的方式焊接樁尖和接樁,焊接層數(shù)>2層。待內(nèi)層焊渣清除后,才可施焊外一層,確保焊縫飽滿、連續(xù)。

②高強(qiáng)砼管樁接長(zhǎng)時(shí),在樁露出地面0.5～1.0m時(shí)開(kāi)展。

③焊接接樁時(shí),接樁樁身需順直,錯(cuò)位偏差<2mm。

④樁尖焊接和接樁焊接后,自然冷卻8min以上,禁止采取水冷卻,同時(shí)嚴(yán)禁剛焊好便開(kāi)展打樁作業(yè)。

(8)施工過(guò)程控制

①樁帽同樁周圍間隙控制在5～10mm間。

②嚴(yán)禁在粉質(zhì)粘土層以及厚粘土層中采取大流水打樁施工法,對(duì)每一根高強(qiáng)砼管樁必須連續(xù)作業(yè)至合乎標(biāo)準(zhǔn)要求,不得在施工中間停滯。

③在高強(qiáng)砼管樁數(shù)超過(guò)30根時(shí)的樁基礎(chǔ),需從基礎(chǔ)中心位置向外施工。另外,承臺(tái)周邊的高強(qiáng)砼管樁,需在其他的樁施打作業(yè)完成后,再次測(cè)定樁位,插樁開(kāi)始施打作業(yè)。

④作好高強(qiáng)砼管樁施打記錄,確保記錄信息及時(shí)和準(zhǔn)確。

⑤高強(qiáng)砼管樁上涌以及斷裂：因打樁施工作業(yè)為擠土樁,故在樁距較近、樁數(shù)較多的時(shí)候,會(huì)出現(xiàn)樁身上涌。同時(shí),在樁身下部分嵌入的較為緊固時(shí),則易出現(xiàn)樁身斷裂現(xiàn)象。所以在開(kāi)展打樁作業(yè)前,在樁位處預(yù)先進(jìn)行鉆孔,再進(jìn)行高強(qiáng)砼管樁沉樁。

樁身上涌和斷樁現(xiàn)象：由于管樁為擠土樁,當(dāng)樁數(shù)較多且樁距較密時(shí),通常會(huì)伴隨樁身上涌現(xiàn)象出現(xiàn),而當(dāng)樁身下部嵌固較牢時(shí),容易出現(xiàn)樁身拉斷現(xiàn)象。解決辦法就是施工管樁前,先在樁位處預(yù)鉆孔,然后再沉樁。

⑥施工過(guò)程中必須采用專用送樁器送樁,禁止以樁送樁。

(9)貫入度

高強(qiáng)砼管樁總錘擊數(shù)要小于2500下,最后1m錘擊數(shù)也要小于300下。最后貫入度總量控制為10mm以內(nèi)為收錘標(biāo)準(zhǔn)。

(10)靜載試驗(yàn)

單樁豎向抗壓承載力靜載檢測(cè)數(shù)量不大于總根數(shù)的1%,且不少于3根,本工程樁數(shù)1961根,抽檢不少于20根?？箟红o載試驗(yàn)采用慢速維持荷載法。

①每級(jí)荷載施加后按5、15、30、45、60min測(cè)讀樁頂沉降量,以后每隔30min測(cè)讀一次。

②試樁沉降相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每1h的樁頂沉降量不超過(guò)0.1mm,并連續(xù)出現(xiàn)兩次。

③當(dāng)樁頂沉降速率達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí),在施加下一級(jí)荷載。

④設(shè)計(jì)要求：?jiǎn)螛敦Q向承載極限值7000KN。

(11)截樁

打樁完成經(jīng)靜載試驗(yàn)合格后,露出地面的樁頭采用無(wú)齒鋸截割樁頭。不得采用大錘敲擊的方法或強(qiáng)行扳拉的方式截樁。

3 結(jié) 論

PHC-AB600(130)-La型預(yù)應(yīng)力砼管樁在深回填區(qū)的成功應(yīng)用,表明預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁,深基礎(chǔ)施工速度快生產(chǎn)周期短、配樁極其靈活、單樁承載力高。既為以后的大荷載基礎(chǔ)工程創(chuàng)出了新路子,又給在地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)進(jìn)行大荷載基礎(chǔ)處理提供了更加經(jīng)濟(jì)適用和提高環(huán)保節(jié)能、確保質(zhì)量的施工方法,給今后樁基礎(chǔ)施工提供了可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

[1]王志良,徐漢東,張臘琴.關(guān)于靜壓樁檢測(cè)中常見(jiàn)問(wèn)題的探討[M].北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社,2004．

[2]張明義.靜力壓入樁的研究與應(yīng)用[M].北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社,2004．

[3]張志堅(jiān).預(yù)應(yīng)力管樁靜壓法施工技術(shù)與質(zhì)量控制要點(diǎn)[J].住宅科技,2013,22(3)：49-51．