房屋建筑鋼筋混凝土預(yù)制樁施工技術(shù)研究

張棟棟

(濟(jì)南一建集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250100)

引言

鋼筋混凝土預(yù)制樁技術(shù)是指通過(guò)在施工現(xiàn)場(chǎng)或工廠，利用鋼筋和混凝土等相應(yīng)模板，制作構(gòu)件，經(jīng)過(guò)專業(yè)養(yǎng)護(hù)，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后用打樁機(jī)打入建筑地基中，然后在樁的頂部澆筑承臺(tái)梁(板)基礎(chǔ)[1]。是目前我國(guó)工程建設(shè)中的重要技術(shù)之一。施工質(zhì)量對(duì)房屋的使用安全性與使用壽命及整個(gè)房屋建筑的質(zhì)量有重要影響。

1 鋼筋混凝土預(yù)制樁的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)分析

鋼筋混凝土預(yù)制樁技術(shù)因?yàn)榫哂忻黠@的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，目前已得到多數(shù)房屋建筑工程施工的應(yīng)用，同時(shí)在施工階段能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)技術(shù)的優(yōu)化調(diào)整，在保證工程質(zhì)量的前提下，有效縮短施工周期，優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)主要體現(xiàn)在下述幾個(gè)方面。

1.1 有助于促進(jìn)工程機(jī)械化進(jìn)程

現(xiàn)如今隨著先進(jìn)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械化能夠有效取代人工操作，也成為了工程行業(yè)發(fā)展的一大趨勢(shì)，在傳統(tǒng)施工模式下，多采取人工操作的要求，雖然能夠滿足工程標(biāo)準(zhǔn)要求，保證施工的整體質(zhì)量，但是人工作業(yè)模式的施工效率低下，施工強(qiáng)度較低，因此對(duì)施工技術(shù)的發(fā)展造成嚴(yán)重的阻礙。機(jī)械化施工作業(yè)是現(xiàn)代施工工藝直觀的表現(xiàn)形勢(shì)，符合時(shí)代發(fā)展要求，不但能夠在惡劣的環(huán)境下進(jìn)行施工作業(yè)，同時(shí)能夠配合施工技術(shù)的更新與應(yīng)用，為提高施工效率夯實(shí)基礎(chǔ)。

1.2 不易受到外界環(huán)境因素的影響

因?yàn)殇摻罨炷磷陨淼慕Y(jié)構(gòu)具有一定的特殊性，因此通常情況下，施工地點(diǎn)主要設(shè)置在較為潮濕、陰暗的惡劣環(huán)境下，鋼筋混凝土施工不易受到外界環(huán)境因素的影響，依然能夠保持施工連續(xù)作用，為施工作業(yè)的順利進(jìn)行提供保障，有助于強(qiáng)化建筑的整體穩(wěn)定性。

1.3 具有較強(qiáng)的抗負(fù)荷性

目前我國(guó)高層建筑工程為了能夠節(jié)約城市用地，提高土地資源的利用率，層數(shù)也在不斷增加，但是因?yàn)閷痈叩脑黾樱瑢?dǎo)致其整體重量提高，所以對(duì)施工技術(shù)水平提出了更高的要求，如果質(zhì)量問(wèn)題未得到有效控制，將會(huì)引發(fā)一定的安全隱患問(wèn)題，所以在施工過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)質(zhì)量的把控具有重要的意義。不僅需要認(rèn)真考慮材料的應(yīng)用，同時(shí)需要認(rèn)真分析作用力條件。鋼筋混凝土預(yù)制樁技術(shù)具有較強(qiáng)的抗壓性能，導(dǎo)致受力變形的風(fēng)險(xiǎn)較低，因此在房屋建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。

2 鋼筋混凝土預(yù)制樁的制作要點(diǎn)與運(yùn)輸注意事項(xiàng)

2.1 制作

鋼筋混凝土預(yù)制樁制作的場(chǎng)地，一般以方便施工、節(jié)省成本、節(jié)約時(shí)間為原則，結(jié)合對(duì)預(yù)制樁具體規(guī)格，根據(jù)工程的不同施工要求來(lái)選擇。像長(zhǎng)度在10cm以內(nèi)的短樁，還有管狀樁等便于運(yùn)輸?shù)念A(yù)制樁，大都在工廠預(yù)制。較長(zhǎng)的、不便運(yùn)輸?shù)念A(yù)制樁可以在施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制。要根據(jù)鋼筋混凝土預(yù)制樁制作時(shí)采用的混凝土標(biāo)號(hào)要大于300#,預(yù)制樁的受力鋼筋直徑要大于12mm， 一般情況下配制4～8根主筋。為抵抗錘擊和穿越土層，在樁頂和樁尖的部分，要加密箍筋，并把樁尖處的主筋彎起來(lái)焊在一根芯棒上[2]。在制作時(shí)，注意選用恰當(dāng)?shù)哪０?，保證樁面平整清潔，樁體形狀規(guī)范、尺寸準(zhǔn)確。

2.2 起吊

起吊預(yù)制樁的過(guò)程中，需要保證混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)到70%以上才能夠進(jìn)行起吊，只有在設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)到100%時(shí)，才能夠進(jìn)行打樁和運(yùn)輸。在起吊階段，需要嚴(yán)格根據(jù)原有設(shè)計(jì)位置對(duì)吊點(diǎn)的位置進(jìn)行合理綁扎。如果沒(méi)有吊環(huán)，需要結(jié)合樁基的長(zhǎng)度明確綁扎點(diǎn)的位置和數(shù)量。如果綁扎點(diǎn)或者吊點(diǎn)的數(shù)量少于3個(gè)，需要結(jié)合正負(fù)彎矩相等的原理明確綁扎的具體位置；如果綁扎點(diǎn)超過(guò)3個(gè)，則需要根據(jù)吊點(diǎn)反力相等原則，明確吊點(diǎn)的具體位置。

2.3 運(yùn)輸

鋼筋混凝土預(yù)制樁基本樁體制作完成后，要放置一定的時(shí)間，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)樁體時(shí)要做好樁面之間的隔離，均勻涂抹隔離層，并注意對(duì)樁尖和樁頂進(jìn)行特殊處理，提升樁體質(zhì)量。等到樁體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上時(shí)，才可以進(jìn)行起吊運(yùn)輸。起吊運(yùn)輸時(shí)注意根據(jù)預(yù)制樁的具體尺寸、樁型，選擇合適的起吊方式。當(dāng)樁長(zhǎng)大于13m 時(shí)宜采用支點(diǎn)法，在離樁兩端0.21L處設(shè)兩個(gè)支點(diǎn)，并在設(shè)計(jì)位置做好吊點(diǎn)綁扎；當(dāng)樁長(zhǎng)不大于13m時(shí)，可直接進(jìn)行水平起吊，用專用吊鉤，鉤住管樁兩端內(nèi)壁，直接進(jìn)行水平起吊到運(yùn)輸工具上，運(yùn)送到目的地后，要選擇平整堅(jiān)硬的場(chǎng)地進(jìn)行堆放，堆放時(shí)先利用吊點(diǎn)確定墊木的位置，對(duì)管狀樁體之間要加放三角木，防止管樁滾動(dòng)，堆放總層數(shù)不得超過(guò)四層。等到樁體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%時(shí)，才可以進(jìn)行施工作業(yè)。

2.4 堆放技術(shù)

在堆放預(yù)制樁的過(guò)程中，需要確保堆放場(chǎng)地堅(jiān)實(shí)、平整，根據(jù)吊點(diǎn)的位置明確墊木的具體位置，同時(shí)需要保證各層的墊木均處于同一條豎直線中，對(duì)于最下層的墊木來(lái)說(shuō)，需要適當(dāng)進(jìn)行加寬處理。如果需要堆放管樁，還要將三角木放置在墊木中，避免管樁發(fā)生滾動(dòng)等不良情況。通常情況下，需要對(duì)預(yù)制樁的堆放層數(shù)進(jìn)行合理控制，不可多于4層，同時(shí)因?yàn)轭A(yù)制樁大小、規(guī)格存在不同，需要分類、分別堆放，避免在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在規(guī)格混淆使用的情況。

3 鋼筋混凝土預(yù)制樁施工技術(shù)分析

3.1 打樁設(shè)備的選擇

打樁用的樁錘分為落錘、振動(dòng)錘、柴油錘、汽錘幾種。其中落錘有穿心錘和龍門錘兩種，汽錘又分為單動(dòng)汽錘和雙動(dòng)汽錘兩種[3]。樁錘選擇要根據(jù)實(shí)際的施工要求來(lái)決定，按照施工要求對(duì)所選擇的樁錘進(jìn)行合適的動(dòng)力裝置配備。支撐樁身和樁錘的樁架一般由底盤、起吊設(shè)備、導(dǎo)向桿、撐桿等組成。樁架要根據(jù)樁身的具體長(zhǎng)度來(lái)選擇，樁架高度受樁錘高度的影響，一般由樁體長(zhǎng)度和樁錘高度共同來(lái)決定。另外，在打樁過(guò)程中還會(huì)用到很多小型工具及配件，如接樁用到的焊條、鋼板等，都要按照相關(guān)施工要求(一般焊條用E4303，鋼板用低碳鋼)提前準(zhǔn)備好，以備不時(shí)之需。

3.2 打樁具體施工技術(shù)

(1)準(zhǔn)備打樁施工。打樁時(shí)要注意詳細(xì)了解樁體規(guī)格、樁距要求、設(shè)計(jì)標(biāo)高，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)條件(地形狀況、土質(zhì)特點(diǎn)、周邊環(huán)境等)和工期要求來(lái)安排具體的打樁順序。一般情況下，打樁順序根據(jù)樁距大小，分為逐段打、中心向四周、中間向兩邊打三種。

(2)清理障礙物。通常情況下，鋼筋混凝土預(yù)制樁的長(zhǎng)度約25m，后期沉樁階段可能會(huì)對(duì)地下管線造成一定程度的破壞。所以在正式施工前，施工單位需要首先向本地主管基礎(chǔ)設(shè)施部門進(jìn)行申請(qǐng)，了解施工現(xiàn)場(chǎng)地下管線的分布和走向情況，進(jìn)而有效避開(kāi)燃?xì)夤艿?、水暖管道、電纜等，確保預(yù)制樁施工的安全性。除此之外，為了確保沉樁順利，需要對(duì)周邊障礙物進(jìn)行提前清理，特別是在市區(qū)施工時(shí)，周邊的雜質(zhì)如，電線、樹(shù)木等均需要提前清理。通過(guò)障礙物的全面清理，能夠?yàn)轭A(yù)制樁施工營(yíng)造良好的環(huán)境，最大程度減少外界因素對(duì)施工造成的影響，對(duì)于提高建筑質(zhì)量具有重要的意義。

(3)抄平放線定樁位。施工人員需要提前做好場(chǎng)地平整工作，特別是在部分軟土地基的分布范圍，可以通過(guò)碾壓機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行密實(shí)處理。之后在施工現(xiàn)場(chǎng)放置3個(gè)或者3個(gè)以上的水準(zhǔn)點(diǎn)，放置的過(guò)程中需要注意相鄰兩個(gè)點(diǎn)需要保持一定的距離，避免對(duì)打樁施工操作造成影響。水準(zhǔn)點(diǎn)的作用在于檢測(cè)預(yù)制樁的入土深度，布置多個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)有助于減小誤差，確保預(yù)制樁深度的一致性?？梢蕴崆巴ㄟ^(guò)小木樁對(duì)樁位進(jìn)行標(biāo)記，確保樁基軸線與樁位處于對(duì)齊的狀態(tài)，誤差不可超過(guò)15mm。另外，施工前還需要開(kāi)展打樁試驗(yàn)，對(duì)打樁工藝做數(shù)量超過(guò)2根樁的試驗(yàn)，了解樁沉入時(shí)間、持力層強(qiáng)度、承載力和最終沉入度，全面檢驗(yàn)使用施工工藝與打樁設(shè)備是否符合設(shè)計(jì)要求，為施工的順利進(jìn)行提供保障。

3.3 打樁具體操作

(1)做好樁體檢查，首先確認(rèn)預(yù)制樁的材料使用情況、外觀尺寸規(guī)格等，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)、證書(shū)等做好檢查，還要注意對(duì)預(yù)制樁的設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)標(biāo)情況的檢查。確定各項(xiàng)指標(biāo)符合施工要求，方可進(jìn)行施工。

(2)做好樁機(jī)準(zhǔn)備工作，各項(xiàng)性能測(cè)試合格后到現(xiàn)場(chǎng)就位。樁架位置固定，使打樁方向和樁機(jī)導(dǎo)桿中心線方向一致，樁機(jī)對(duì)準(zhǔn)打樁位置并保持垂直穩(wěn)定。在施工中不能發(fā)生傾斜、移動(dòng)。

(3)測(cè)定好樁基的軸線和標(biāo)高，再對(duì)地下障礙物進(jìn)行處理。然后根據(jù)軸線放出樁位線，用木橛或鋼筋頭釘好樁位，并用白灰做明顯標(biāo)志，以便于施工。施工前必須打2根或者以上的試驗(yàn)樁，用來(lái)確認(rèn)樁體貫入并校驗(yàn)打樁設(shè)備、施工工藝以及技術(shù)措施是否恰當(dāng)。

(4)預(yù)制樁具體打入位置確認(rèn)好后，將樁體提升到設(shè)定高度后慢慢插入地基當(dāng)中，對(duì)樁體的垂直度進(jìn)行校正，保證樁體穩(wěn)定后再時(shí)進(jìn)行打樁。打樁時(shí)先用短落距輕輕將樁體打入土中1cm～2cm后，再使用全落距大力擊打。擊打時(shí)注意樁體入土速度要均衡，保證樁錘擊打時(shí)的速度連續(xù)性、頻率穩(wěn)定性，防止擊打偏離中心。預(yù)制樁休沉入土壤一段距離后，注意進(jìn)行第二次垂直校正，確保樁體垂直入土[4]。

(5)對(duì)打樁過(guò)程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)(樁體入土速度、樁錘落距、擊打速率等)做好記錄，給施工質(zhì)量提供書(shū)面材料，方便后期工程驗(yàn)收。

3.4 施工中常見(jiàn)問(wèn)題分析及對(duì)策

3.4.1 樁頂破裂

預(yù)制樁在施工過(guò)程中，樁頂出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。引起這種現(xiàn)象的原因主要有如下幾點(diǎn)。(1)樁體制作時(shí)所用的鋼筋網(wǎng)片不合格、混凝土質(zhì)量不達(dá)標(biāo)造。(2)利用樁錘地?fù)舸驑扼w時(shí)操作不規(guī)范，擊打次數(shù)和強(qiáng)度超過(guò)樁體承受范圍。(3)地質(zhì)復(fù)雜，土層中有巖石等。樁體受到擊打和下沉兩種力量的夾擊，造成破裂。

對(duì)此，首先，要加強(qiáng)對(duì)樁體制作材料的檢查，杜絕材料質(zhì)量問(wèn)題；其次，施工技術(shù)要標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、要嚴(yán)格按照工藝要求來(lái)操；再者，施工時(shí)要對(duì)工地的現(xiàn)場(chǎng)條件全面考慮，注意預(yù)防工地土質(zhì)等外界環(huán)境給工程帶來(lái)的不利影響。

3.4.2 樁身斷裂

樁身在施工中造成斷裂的原因。大體上與上述樁體破裂原因類似，大都是由預(yù)制樁本身質(zhì)量、施工技術(shù)操作、施工地點(diǎn)的地質(zhì)巖層等問(wèn)題給樁體帶來(lái)的壓力造成的。另外由于預(yù)制樁本身的高度問(wèn)題，在進(jìn)行入土擊打時(shí)如果沒(méi)有相應(yīng)的保護(hù)措施，就容易使擊打偏離中心，造成樁身入土后的斷裂。

因此，除了對(duì)預(yù)制樁的樁體質(zhì)量、施工工藝、施工條件做好管理外，還要注意在施工完成后利用先進(jìn)的設(shè)備檢查樁體內(nèi)部的，并對(duì)出現(xiàn)的裂紋、斷口進(jìn)行加固、修補(bǔ)處理，減少對(duì)樁體強(qiáng)度要求的影響。

3.4.3 樁體扭轉(zhuǎn)、傾斜、移位

施工預(yù)制樁樁體發(fā)生扭轉(zhuǎn)、傾斜、移位等現(xiàn)象，是由于施工時(shí)對(duì)細(xì)節(jié)考慮不周造成的。樁尖四棱椎的制作偏差過(guò)大、樁體與樁中心尖沒(méi)有重合、樁身與樁帽及樁錘不在同一垂直線上、樁架傾斜不穩(wěn)固等不起眼的小細(xì)節(jié)問(wèn)題，都會(huì)造成施工中樁體扭轉(zhuǎn)、傾斜、移位等現(xiàn)象。

所以，必須嚴(yán)格控制好預(yù)制樁的質(zhì)量，注意對(duì)預(yù)制樁規(guī)格的各項(xiàng)數(shù)據(jù)做好檢查測(cè)試，對(duì)施工中的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)致嚴(yán)密的觀察記錄，保證整個(gè)房屋建筑工程不受鋼筋混凝土預(yù)制樁施工質(zhì)量的影響。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，在房屋建筑工程中，鋼筋混凝土預(yù)制樁施工技術(shù)有著對(duì)外界環(huán)境的影響較小、承受載荷能力大、施工成本不高、施工方便快捷等顯著優(yōu)點(diǎn)。鋼筋混凝土預(yù)制樁施工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，大幅度提高了高層房屋建筑的地基承受力與穩(wěn)定性，節(jié)約了施工成本，有效縮短工期，給工程的整體質(zhì)量提供了基礎(chǔ)保障。但是目前來(lái)講鋼筋混凝土預(yù)制樁施工技術(shù)還不是很成熟，還有很多有待完善改進(jìn)的地方。建筑工程承建單位應(yīng)對(duì)鋼筋混凝土預(yù)制樁的施工技術(shù)進(jìn)行深入的研究和進(jìn)一步的開(kāi)發(fā),使它能在建筑工程中更好的發(fā)揮其作用和價(jià)值，助力建筑工程質(zhì)量的提升，帶動(dòng)建筑工程事業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高起到推動(dòng)作用。