預(yù)制混凝土管樁施工及病害防治
2015-07-02
前言
京滬高鐵濟(jì)南西客站ZH標(biāo)段正線地基處理采用PHC管樁(φ40cm)加固，合計(jì)工程量達(dá)75萬(wàn)余延米。通過(guò)科學(xué)的方案編制、嚴(yán)格的過(guò)程控制和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ず罂偨Y(jié)，為企業(yè)未來(lái)的管樁施工積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。預(yù)制混凝土管樁可分為先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PHC、PC)和先張法預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁(PTC)，按混凝土強(qiáng)度等級(jí)可分為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PC)和預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(PHC）。本文主要針對(duì)PHC管樁施工和病害防治進(jìn)行闡述。
一、管樁施工
1、施工控制
（1）場(chǎng)地情況施工前應(yīng)了解場(chǎng)地內(nèi)的交通設(shè)施、高壓架空線、地下管線和地下構(gòu)筑物的分布情況，并確保場(chǎng)地平整、地基承載力樁機(jī)施工滿足要求。
（2）設(shè)計(jì)資料施工前應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料、施工圖紙等編制布樁圖，統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)、樁頂標(biāo)高、樁底標(biāo)高、原地面標(biāo)高等數(shù)據(jù)，報(bào)監(jiān)理審核、設(shè)計(jì)確認(rèn)。
?。?）現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備
a復(fù)核樁位放線、樁位編號(hào)情況。
b檢查樁機(jī)運(yùn)行狀況、配重情況(應(yīng)能保證施工中樁機(jī)不上浮)、人員到位、材料進(jìn)場(chǎng)管理情況、施工記錄資料準(zhǔn)備情況等，復(fù)核壓力表讀數(shù)與施打壓力的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
?。?）試樁邀請(qǐng)質(zhì)量監(jiān)督站、業(yè)主、設(shè)計(jì)等單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試樁，確定終壓控制原則，明確各項(xiàng)控制參數(shù)。
2、施工控制
每一根樁應(yīng)按下述流程進(jìn)行施工控制：
?。?）樁機(jī)就位：樁機(jī)就位時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)樁位，保證樁機(jī)垂直、穩(wěn)定。
（2）吊樁：應(yīng)采取措施保證樁身不破損，禁止拖拉樁體。
?。?）穩(wěn)樁：樁尖就位后，應(yīng)目測(cè)或用線墜、經(jīng)緯儀等雙向校正樁身垂直度。
?。?）壓樁：根據(jù)構(gòu)筑物基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)標(biāo)高，應(yīng)“先深后淺”；根據(jù)樁規(guī)格，宜“先大后小，先長(zhǎng)后短”。由于樁的密集程度不同，可自中間向兩個(gè)方向?qū)ΨQ進(jìn)行或向四周進(jìn)行，也可由一側(cè)向單一方向進(jìn)行以減少壓樁過(guò)程中產(chǎn)生的擠土效應(yīng)等。
?。?）接樁：常用焊接法。焊接時(shí)應(yīng)采取措施(主要是焊條規(guī)格、焊接方法的選擇)以減少焊縫變形，保證焊縫連續(xù)、飽滿。焊完后需自然冷卻不少于8分鐘以保證焊接強(qiáng)度，否則壓樁過(guò)程中若遇異物或硬土層，極易產(chǎn)生廢樁。接樁時(shí)涉及的一個(gè)主要問(wèn)題——樁長(zhǎng)配合選擇：主要是以設(shè)計(jì)參考樁長(zhǎng)、鄰近樁實(shí)際施工樁長(zhǎng)來(lái)指導(dǎo)合理配樁。認(rèn)真做好這點(diǎn)，既可保證質(zhì)量，又可大大減少截樁次數(shù)而節(jié)省材料、時(shí)間。
?。?）送樁：應(yīng)結(jié)合原地面標(biāo)高和設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高、截樁長(zhǎng)度要求等，來(lái)確定送樁深度：合理送樁深度=原地面標(biāo)高一設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高+設(shè)計(jì)預(yù)留截樁長(zhǎng)度，根據(jù)這個(gè)關(guān)系，施工中合理選擇樁長(zhǎng)配合，既可保證質(zhì)量，又可大大減少截樁、接樁次數(shù)而節(jié)省材料、時(shí)間。
?。?）中間檢查驗(yàn)收：當(dāng)壓樁壓力或有效樁長(zhǎng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行中間驗(yàn)收，填好施工記錄。施工中若出現(xiàn)下列情況應(yīng)暫停壓樁作業(yè)，并分析原因，采用相應(yīng)措施：
a壓力表讀數(shù)情況與勘察報(bào)告中的土層性質(zhì)明顯不符。
b樁體難以穿透硬夾層。
c實(shí)際樁長(zhǎng)與
設(shè)計(jì)參考樁長(zhǎng)相差較大(±10％。
d出現(xiàn)異常聲響，壓樁機(jī)械工作狀態(tài)出現(xiàn)異常。對(duì)于斷樁、廢樁的情況，應(yīng)及時(shí)知會(huì)設(shè)計(jì)采取補(bǔ)救措施。
e樁身出現(xiàn)縱向裂縫或樁頭混凝土出現(xiàn)剝落等異?，F(xiàn)象。
f壓樁機(jī)下陷。
其他問(wèn)題：當(dāng)樁較密集或地基含淤泥等，應(yīng)設(shè)置袋裝砂井、塑料排水板等輔助措施。在壓樁過(guò)程中應(yīng)對(duì)總數(shù)10％的樁設(shè)置上涌和水平偏位觀測(cè)點(diǎn)，定期檢測(cè)，若上涌和偏位較大，應(yīng)采取復(fù)壓等措施。若持力層易水化，樁頭應(yīng)填芯處理。
3、樁基檢測(cè)以及后續(xù)工作
樁基檢測(cè)預(yù)制混凝土管樁沉樁完畢后，應(yīng)在樁頭開(kāi)挖前對(duì)工程樁進(jìn)行單樁豎向承載力、單樁抗拔靜載試驗(yàn)和單樁水平靜載試驗(yàn)檢測(cè)，以及樁身質(zhì)量檢驗(yàn)。
二、管樁施工的病害防治
1、樁傾斜
插樁初打即有較大幅度的樁端走位或傾斜(這里不包括設(shè)計(jì)要求的斜樁類型，如市政橋梁的斜樁基礎(chǔ))，此時(shí)可能在地面下有障礙物。處理措施主要是在打樁施工前將地面下舊建筑物基礎(chǔ)、塊石等障礙物清理干凈。
2、達(dá)不到設(shè)計(jì)深度
樁施工時(shí)，若發(fā)生個(gè)別樁長(zhǎng)達(dá)不到設(shè)計(jì)深度，原因可能是勘探時(shí)未能探明工程地質(zhì)的真實(shí)情況，尤其是對(duì)持力層起伏標(biāo)高不明，致使設(shè)計(jì)考慮持力層和選擇樁長(zhǎng)有誤?？碧焦ぷ魇且渣c(diǎn)帶面，對(duì)局部硬軟夾層可能難于了解清楚，尤其在復(fù)雜地質(zhì)條件下，樁長(zhǎng)則難于達(dá)到設(shè)計(jì)要求。若樁尖標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高相差過(guò)大且發(fā)現(xiàn)樁打不下去時(shí)，應(yīng)與有關(guān)部門詳細(xì)查明原因，冷靜分析，尋找對(duì)策，必要時(shí)可作補(bǔ)勘，合理調(diào)整設(shè)計(jì)或施工方案，切勿盲目強(qiáng)行打樁。
3、樁身斷裂
在樁制作時(shí)樁身彎曲超過(guò)規(guī)定，樁尖偏離樁的縱軸線較大，打入過(guò)程中樁身發(fā)生傾斜或彎曲；樁入土后，遇到大塊堅(jiān)硬的障礙物，把樁尖擠向一側(cè)；穩(wěn)樁不垂直，打人地下一定深度后，再用走架方法校正，使樁身產(chǎn)生彎曲；多節(jié)樁施工時(shí)，相接的兩節(jié)樁不在同一軸線上產(chǎn)生曲折。預(yù)防樁身斷裂，需特別說(shuō)明的是，上述的質(zhì)量問(wèn)題均應(yīng)在施工前就應(yīng)排除。但如果施工中確實(shí)出現(xiàn)時(shí)，如在穩(wěn)樁過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應(yīng)及時(shí)糾正，樁打人一定深度發(fā)生嚴(yán)重傾斜時(shí)，不應(yīng)采用移架方法來(lái)校正。接樁時(shí)要確保上下兩節(jié)樁在同一軸線上，接頭處應(yīng)按照操作要求施工。
4、樁頂位移
在打樁過(guò)程中，相鄰的樁產(chǎn)生橫向位移或樁身上浮。樁頂位移原因是樁人土后，遇到大塊堅(jiān)硬障礙物，把樁尖擠向一側(cè)。兩節(jié)樁或多節(jié)樁施工時(shí)，相接的兩樁不在同一軸線上，產(chǎn)生了曲折。樁數(shù)較多，地基土飽和密實(shí)，樁間距較小，在打樁時(shí)地基土被擠到極限密實(shí)度而向上隆起。
預(yù)防樁頂位移，應(yīng)在施工前對(duì)樁位下的障礙物清理干凈，對(duì)樁構(gòu)件進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)樁身彎曲超過(guò)規(guī)定或樁尖不在樁縱軸線上的不得使用；在穩(wěn)樁過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應(yīng)及時(shí)糾正，接樁時(shí)要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上；樁身上浮一般要進(jìn)行復(fù)打處理，且打樁完畢相隔適當(dāng)時(shí)間方可開(kāi)挖，并視具體地質(zhì)情況、設(shè)計(jì)基坑開(kāi)挖深度、面積、樁的密集程度來(lái)確定，一般宜14 d左右。
5、接樁處開(kāi)裂
接樁處出現(xiàn)松脫開(kāi)裂，原因可能是連接處表面未清理干凈，留有雜質(zhì)、油跡；采用焊接時(shí)連接件不平，有較大的間隙，焊接不連續(xù)、不飽滿，焊縫中有夾渣。預(yù)防接樁處開(kāi)裂，在接樁前對(duì)連接部位上的雜質(zhì)、油污等要清理干凈；檢查連接部件是否牢固、平整，如有問(wèn)題要進(jìn)行修正才能使用；接樁時(shí)兩節(jié)樁應(yīng)在同一軸線上，焊縫應(yīng)飽滿連續(xù)。而焊縫連接處的防腐耐久性問(wèn)題(對(duì)樁設(shè)計(jì)有抗拔要求)，至今還沒(méi)有成熟的做法，有待工程實(shí)踐中積極進(jìn)行探討。
6、基坑開(kāi)挖
挖土施工管理不慎引起樁基報(bào)廢也偶有發(fā)生。基坑開(kāi)挖施工前應(yīng)有可靠的技術(shù)防范措施；一旦事故發(fā)生后應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，應(yīng)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)單位核實(shí)是否應(yīng)補(bǔ)樁或采取其他措施，按設(shè)計(jì)變更或協(xié)商文件處理。
結(jié)束語(yǔ)
在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工中，只有堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度、應(yīng)用科學(xué)合理的質(zhì)量控制方法和作業(yè)程序、實(shí)施有效的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，才能使現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量工作得到保證。
