預(yù)應(yīng)力管樁連體樁帽一體化澆筑控制性施工技術(shù)研究

劉春梅 （安徽省路港工程有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230000）

1 引言

為降低截樁和樁帽施工的難度、提高現(xiàn)場施工效率、保護(hù)現(xiàn)場施工環(huán)境，一些學(xué)者和工程技術(shù)人員進(jìn)行了有針對性的研究，如劉亮[1]、張曉波[2]、廖琴[3]、許金海[4]，祝業(yè)浩[5]等從樁帽設(shè)計結(jié)構(gòu)與施工工藝進(jìn)行分析和研究。李昊[6]、劉洋[7]等分別從增強(qiáng)樁帽連接強(qiáng)度，降低樁帽施工難度，提高施工效率等方面入手，提出了一種樁帽施工方法。何芳梅[8]論述了前截法樁帽一體化施工工藝及控制要點，并指出該方法在滿足施工進(jìn)度、標(biāo)準(zhǔn)化要求的同時，還有效地保證了工程質(zhì)量。薛嶺[9]、劉亮[10]、邱發(fā)強(qiáng)[11]、賴偉[12]等對樁帽設(shè)計參數(shù)、對承載性能的影響情況，以及對樁帽施工工藝進(jìn)行相應(yīng)的分析與創(chuàng)新，解決了樁帽施工難題。

分析表明，現(xiàn)有研究成果雖在適宜的工況下取得了較好的工程建設(shè)效果，但研究主要針對樁帽施工技術(shù)與施工工藝本身，從工程施工全過程角度改善樁帽與樁身連接質(zhì)量，保護(hù)現(xiàn)場施工環(huán)境的研究成果較少。同時，現(xiàn)有工程措施和技術(shù)成果中，尚存在環(huán)境影響降低、施工效率提升、施工結(jié)構(gòu)改善、施工工藝簡化等問題亟需解決。基于此，為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，文章以工程為對象、工藝為核心，對預(yù)應(yīng)力管樁連體樁帽一體化澆筑控制性施工技術(shù)進(jìn)行了研究。

2 工程技術(shù)問題及施工難點

2.1 管樁打設(shè)施工質(zhì)量控制

樁體打設(shè)施工效果關(guān)乎整個工程質(zhì)量，打樁的質(zhì)量檢查包括樁的偏差、最后貫入度與沉樁標(biāo)高，樁頂、樁身是否打壞以及對周圍環(huán)境是否造成嚴(yán)重危害。在打樁過程中發(fā)現(xiàn)樁頭被打碎，最后貫入度過大，樁尖標(biāo)高達(dá)不到設(shè)計要求，樁身被打斷，樁位偏差過大，樁身傾斜等嚴(yán)重質(zhì)量，都應(yīng)當(dāng)采取有效措施加以處理。

2.2 樁頂環(huán)向截斷施工難度大

樁頂截斷后，其頂面應(yīng)與基底面相持平，樁頭表面應(yīng)保持平整，同時根據(jù)施工情況，在同一基坑內(nèi)的樁頭表面應(yīng)處在同一標(biāo)高位置，這些要求進(jìn)一步增大了樁頭截斷施工的難度，在滿足這些要求的同時，還需要保護(hù)好聲測管等元件，往往需要耗費較長的時間，在實際施工中，樁頂截斷容易造成靠近樁頂部分混凝土發(fā)生不同程度的破碎，難以滿足規(guī)范要求。

2.3 樁帽模板支設(shè)難度大

模板支設(shè)是樁帽混凝土澆筑施工的重要環(huán)節(jié)。樁帽模板與樁頭相接位置處所受應(yīng)力較大，模板受力較為復(fù)雜。同時，受限于現(xiàn)場施工條件，模板構(gòu)件的空間位置常難以控制，易出現(xiàn)漏漿、爆模等問題。

3 施工工藝原理及特點

①通過導(dǎo)向套管控制管樁的打設(shè)方向，并可借助管側(cè)壓重體和撐板錨筋，提升導(dǎo)向套管的穩(wěn)定性。

②將內(nèi)置撐壓板連同內(nèi)置豎桿插入管樁的管腔內(nèi)，通過內(nèi)置豎桿及內(nèi)置撐壓板對內(nèi)置豎桿提供豎向支撐，并可通過豎向定位桿控制截樁高度，通過漿水回收槽同步回收切割過程中的漿水，降低了截樁定位的難度，保護(hù)現(xiàn)場施工環(huán)境。

③將連接成一整體的管腔吊桿、懸掛底撐板和管腔鋼筋籠插入預(yù)應(yīng)力管腔內(nèi)，并向管腔囊袋內(nèi)壓漿形成囊袋填充體，降低了管樁的管腔封閉難度。同時，通過錨固頂板上部的鋼筋調(diào)位栓限定樁帽鋼筋籠的豎向高度，不但可限定樁帽鋼筋籠的豎向高度，而且可增強(qiáng)樁帽鋼筋籠與樁間土體間的連接。

④樁帽模板由第一側(cè)模、第二側(cè)模和第三側(cè)模組合形成，并在樁帽模板與樁間土體的間隙設(shè)置填縫囊袋，可在增強(qiáng)模板間連接強(qiáng)度的同時，改善模板支設(shè)質(zhì)量，分別通過模板校位栓控制第一側(cè)模的橫向位置，通過撐桿塞板限定側(cè)模撐桿及第三側(cè)模的橫向位置，降低了模板支撐定位的難度。

⑤分別通過第一升降體和第二升降體控制第一刮梁和第二刮梁，實現(xiàn)了第一刮漿體和第二刮漿體的交替刮漿施工。在刮漿立板進(jìn)行樁帽混凝土頂面刮平施工的同時，并通過余漿回收管將多余的混凝土收儲至余漿回收箱內(nèi)，改善了混凝土刮平施工的難度。

4 施工工藝流程與操作要點

4.1 施工工藝流程

連體樁帽一體化澆筑管樁施工流程參見圖1所示。

圖1 大跨變寬體預(yù)留后澆帶現(xiàn)澆箱梁施工工藝流程圖

4.2 操作要點

①管樁打設(shè)施工：根據(jù)勘測的預(yù)應(yīng)力管樁位置，將連接成一整體的導(dǎo)向套管與管側(cè)撐板置于樁間土體上方，將撐板錨筋插入樁間土體內(nèi)，并在管側(cè)撐板與樁間土體的間隙設(shè)置找平墊層；在管側(cè)撐板的上表面設(shè)置管側(cè)壓重體；采用外部打樁設(shè)備使預(yù)應(yīng)力管樁經(jīng)導(dǎo)向套管后插入下部土體內(nèi)。

圖2 導(dǎo)向套管布設(shè)結(jié)構(gòu)示意圖

②樁頂環(huán)向截斷：將內(nèi)置撐壓板連同內(nèi)置豎桿插入預(yù)應(yīng)力管樁的管腔內(nèi)，下壓內(nèi)置豎桿，通過內(nèi)置撐桿頂壓內(nèi)置撐壓板，使內(nèi)置撐壓板與管樁的內(nèi)側(cè)壁連接牢固；內(nèi)置豎桿通過控位栓釘將可調(diào)式橫梁與橫向控位槽連接，使可調(diào)式橫梁與豎向定位桿通過豎向調(diào)位栓連接；根據(jù)截樁高度要求，調(diào)整豎向定位桿及切割鋸片的豎向高度，并通過彈擴(kuò)撐筋使彈擴(kuò)連接板與預(yù)應(yīng)力管樁的外側(cè)壁緊密貼合連接。

③樁帽鋼筋籠布設(shè)：在懸掛底撐板上設(shè)置管腔囊袋，先向管腔囊袋內(nèi)壓漿，再向管腔囊袋上部的管腔內(nèi)灌注混凝土，形成管腔填充體。將錨固頂板插入樁間土體內(nèi)，并通過鋼筋調(diào)位栓限定樁帽鋼筋籠的豎向高度，通過鋼筋定位槽及鋼筋控位栓組合限定樁帽鋼筋籠縱向鋼筋的位置。在預(yù)應(yīng)力管樁的外周設(shè)置樁頂套箍，并使箍側(cè)撐板與樁帽鋼筋籠通過勁性連接筋連接。

④樁帽模板支設(shè)：制備樁帽模板，在樁帽模板的底端設(shè)置模板底撐板，并在模板底撐板與樁間土體的間隙設(shè)置填縫囊袋。將支撐底板及支撐立柱設(shè)于第一側(cè)模的外側(cè)，并與第一側(cè)模外側(cè)的板側(cè)連接栓連接。將側(cè)模撐桿插入第三側(cè)模外側(cè)壁上側(cè)模外板的連接槽內(nèi)，先將縱向相接的第三側(cè)模連接成一整體，再通過模板校位栓控制第一側(cè)模的橫向位置，并同步通過撐桿塞板限定側(cè)模撐桿及第三側(cè)模的橫向位置，然后通過囊袋連接管向填縫囊袋加壓，封閉樁帽模板與樁間土體的空隙。

圖3 預(yù)應(yīng)力管樁截斷裝置豎剖面示意圖

圖4 預(yù)應(yīng)力管樁截斷裝置平面示意圖

圖5 樁帽鋼筋籠布設(shè)結(jié)構(gòu)示意圖

圖6 樁帽模板支設(shè)結(jié)構(gòu)俯視圖

圖7 樁帽模板支設(shè)結(jié)構(gòu)立面圖

⑤樁帽混凝土澆筑：在支撐立柱的頂端設(shè)置第一升降體和第二升降體，并在鏡像相對的第一升降體和第二升降體之間設(shè)置第一刮梁和第二刮梁。先通過外部混凝土灌注設(shè)備向由樁帽模板與樁間土體圍合形成的空腔內(nèi)灌注樁帽混凝土，再分別通過移動拉索控制第一刮漿體和第二刮漿體的撐梁連接體的橫向位置，帶動刮漿立板進(jìn)行樁帽混凝土的刮平施工，并通過余漿回收管將多余的混凝土收儲至余漿回收箱內(nèi)。

5 結(jié)論

在基礎(chǔ)設(shè)施施工過程中，預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)被廣泛應(yīng)用，并不斷發(fā)展成熟。然而在進(jìn)行樁體和樁帽施工過程時，時常分兩次灌注施工，存在施工時間長、截樁定位難度大等問題。本文針對預(yù)應(yīng)力管樁連體樁帽一體化澆筑控制性施工進(jìn)行有針對性的技術(shù)研究，得到了以下結(jié)論：

①基于工程技術(shù)問題及施工難點，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，形成了一套較為完善的預(yù)應(yīng)力管樁連體樁帽一體化澆筑控制性施工技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)，對該工藝原理進(jìn)行分析論述；

圖8 樁帽混凝土灌注刮平結(jié)構(gòu)示意圖

②結(jié)合工程實際，對研究技術(shù)的施工工藝流程和關(guān)鍵技術(shù)要點進(jìn)行系統(tǒng)研究，闡明了研究技術(shù)的工程適用性和工程應(yīng)用價值。