林明敏
(茂名市建筑集團(tuán)有限公司,廣東 茂名 525000)
靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工法是預(yù)應(yīng)力管樁施工中較為普遍的一種方法,主要應(yīng)用于軟土地基。施工具有低噪聲、無污染、單位承載力高、造價低、對持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)、管樁工業(yè)化生產(chǎn)等特點,備受業(yè)主和廣大工程技術(shù)人員的青睞。為了保證其施工質(zhì)量,在預(yù)應(yīng)力管樁的施工前和施工過程中,必須進(jìn)行質(zhì)量控制。
靜壓管樁是利用壓樁機(jī)自身和配重提供的靜壓力將管樁分段壓入地基土層中的沉樁方法。施工前,工作人員應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)資料和設(shè)計的單樁承載力要求,認(rèn)真選擇合適的壓樁機(jī),復(fù)核軸位線,并根據(jù)設(shè)計和規(guī)范要求檢驗待壓入管樁的樁尖及樁身外觀質(zhì)量等,發(fā)現(xiàn)不符合要求的應(yīng)及時采取措施。
由于樁長的限制,靜壓管樁施工是分段式壓入,逐段接長。靜壓管樁沉樁工序為:測量定位→壓樁機(jī)就位→吊樁喂樁→樁身對中調(diào)直→壓樁→接樁→再壓樁→至設(shè)計要求→終止壓樁→樁機(jī)移位→截掉多余部分樁頭。壓樁程序,見圖1。
(1)測量定位:復(fù)核設(shè)計圖紙和交樁位置,采用經(jīng)緯儀進(jìn)行直角坐標(biāo)放樣,在軸線上依次精準(zhǔn)測放樁位,并插上醒目標(biāo)記。
(2)壓樁機(jī)就位:確保場地平整且地基承載力不小于壓樁機(jī)接地壓強(qiáng)的 1.2倍,安裝調(diào)試好的壓樁機(jī)按預(yù)定行使路線進(jìn)場,依次行至樁位。
(3)吊裝喂樁:樁節(jié)長度不超過12 m的管樁可直接用壓樁機(jī)上的工作吊機(jī)。單節(jié)樁可采用專用吊鉤勾住樁兩端內(nèi)壁直接進(jìn)行水平起吊。壓樁機(jī)吊臂按照吊點位置將樁喂入壓樁機(jī)夾持器內(nèi)。吊運(yùn)過程中應(yīng)輕吊輕放,避免碰撞。
(4)壓樁:樁身垂直度符合要求后進(jìn)行壓樁,壓樁過程中應(yīng)測量樁身的垂直度,記錄每節(jié)樁的入土深度和相應(yīng)的壓力表讀數(shù),同時觀測經(jīng)緯儀或線錘的變化,嚴(yán)格控制樁身垂直度。當(dāng)樁身垂直度偏差大于1%時,應(yīng)找出原因并設(shè)法糾正;當(dāng)樁尖進(jìn)入較硬土層后,嚴(yán)禁用移動機(jī)架等方法強(qiáng)行糾偏。
(5)接樁:可采用端板焊接和機(jī)械快速連接。接樁前調(diào)整上下節(jié)樁的中心線使之重合,方可接樁。端板焊接接樁時,下節(jié)樁端宜高出地面0.5 m,錯位偏差不大于2 mm;由兩名熟練焊工同時在樁周對稱分兩層施焊,焊縫應(yīng)連續(xù)飽滿,無漏焊、夾渣現(xiàn)象。接頭冷卻時間不少于8 min,嚴(yán)禁潑水冷卻或不經(jīng)冷卻繼續(xù)施工。機(jī)械快速接樁時,安裝前檢查樁兩端制作尺寸偏差及連接件,無受損方可起吊施工,下節(jié)樁端宜高出地面0.8 m;接樁時,應(yīng)卸下上下節(jié)樁兩端的保護(hù)裝置,清理接頭殘物,涂上潤滑脂;應(yīng)采用專用接頭錐度對中,對準(zhǔn)上下節(jié)樁進(jìn)行旋緊連接,鎖緊后端板尚應(yīng)有1~2 mm的間隙。
(6)送樁:當(dāng)樁頂設(shè)計標(biāo)高比自然地面低時,須利用送樁器將最后一節(jié)樁頂送至設(shè)計標(biāo)高。送樁時應(yīng)保持送樁器軸線與樁身軸線重合。
(7)終壓條件:應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試壓樁的試驗結(jié)果確定終壓標(biāo)準(zhǔn)。終壓連續(xù)復(fù)壓次數(shù)根據(jù)樁長和地質(zhì)條件等確定,當(dāng)樁的入土深度≥8 m時,復(fù)壓次數(shù)宜2~3次;樁入土深度≤8 m時,復(fù)壓次數(shù)宜3~5次。有地區(qū)經(jīng)驗的可根據(jù)樁端進(jìn)入持力層的深度、樁頂壓力標(biāo)定值,參照設(shè)計單樁極限承載力綜合考慮。若樁頂壓力標(biāo)定值已達(dá)到設(shè)計要求,而樁長小于設(shè)計樁長時,應(yīng)將終壓值提高一級再壓至符合要求;若樁長已滿足設(shè)計要求,而樁頂壓力標(biāo)定值未達(dá)設(shè)計要求須繼續(xù)送樁,直至標(biāo)定值滿足設(shè)計要求,如果出現(xiàn)實際樁長與設(shè)計樁長相差較大的情況,應(yīng)暫停壓樁,認(rèn)真分析原因并采取相應(yīng)措施。
圖1 壓樁程序示意圖
(1)充分考慮現(xiàn)場地工程地質(zhì)條件、毗鄰建筑物、擠土效應(yīng)等因素合理確定壓樁順序。應(yīng)優(yōu)先對場地地層中局部含砂、碎石、卵石的區(qū)域進(jìn)行壓樁;當(dāng)持力層埋深或樁的入土深度差別較大時,宜先施壓長樁后施壓斷樁。
(2)壓樁前仔細(xì)檢查機(jī)械設(shè)備狀況,并根據(jù)土質(zhì)情況配足額定重量,確保沉樁不間斷,以免間歇后壓樁阻力增大導(dǎo)致沉樁困難。壓樁速率一般控制在1 m/min左右,最后一節(jié)有效樁長不宜小于5 m。
(3)接樁時應(yīng)盡量縮短接樁時間,采取措施確保多節(jié)樁接頭的有效性并做好防腐措施。焊接連接時,接頭的焊縫可參考鋼樁的做法,留出適當(dāng)?shù)母g余量。
(4)壓樁過程中,當(dāng)樁尖遇到夾砂層時,壓樁阻力增大,可能出現(xiàn)樁壓不下去甚至樁機(jī)上抬的情況。這時應(yīng)以最大壓樁力壓樁,采取忽停忽開的方法,使樁緩慢下沉穿過砂層。當(dāng)壓樁已達(dá)設(shè)計深度、壓樁力達(dá)到設(shè)計要求時,不可過早停壓,應(yīng)繼續(xù)穩(wěn)壓5~10 s。若出現(xiàn)以下情況:①壓力表讀數(shù)與勘查報告中的土層性質(zhì)明顯不符;②樁無法穿越具有軟弱下臥層的硬夾層;③出現(xiàn)異常響聲,壓樁機(jī)械工作狀態(tài)出現(xiàn)異常;④樁身出現(xiàn)裂縫;⑤夾持器打滑;⑥壓樁機(jī)下陷時,應(yīng)停止壓樁作業(yè),認(rèn)真分析原因并采取有效措施以免造成斷樁等事故。
(1)選用的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁應(yīng)符合《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》(GB 13476-2009)等相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求。
(2)靜壓沉樁方式宜優(yōu)先選用頂壓式。當(dāng)選用抱壓式時,抱壓力不大于樁身允許側(cè)向壓力的1.1倍。
(3)第一節(jié)樁的垂直度應(yīng)嚴(yán)格控制在 0.5%以內(nèi),第一節(jié)樁是否垂直是保證整個樁身質(zhì)量的關(guān)鍵。
(4)接樁時,若出現(xiàn)以下情況宜優(yōu)先采用機(jī)械快速接頭連接方式:①當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)計等級為甲級的建筑物;②接頭處于中等或以上等級的液化土層中;③樁周土對樁身約束較差;④擠土效應(yīng)明顯;⑤作為抗拔樁。
(5)當(dāng)場地上多數(shù)樁的有效樁長≤15 m或樁端持力層為風(fēng)化軟質(zhì)巖,可能需要復(fù)壓時,送樁深度不宜超過1.5 m;當(dāng)樁的垂直度偏差小于1%,且樁的有效樁長>15 m時,送樁深度不宜超過8 m。
(6)送樁的最大壓樁力不宜超過樁身允許抱壓壓樁力的1.1 倍。
(7)合理搭配樁長,盡量避免截樁。如有特殊情況必須截樁時,應(yīng)采取有效措施加強(qiáng)截斷處的強(qiáng)度,確保截樁后管樁承載力及質(zhì)量均滿足規(guī)范和設(shè)計要求。截樁宜采用鋸樁器,嚴(yán)禁用大錘橫向敲擊截樁或強(qiáng)行扳拉截樁的方法。
綜上所述,預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)工程質(zhì)量主要取決于管樁本身制作質(zhì)量和壓樁施工質(zhì)量。只要我們嚴(yán)把管樁質(zhì)量關(guān),遵守壓樁施工操作規(guī)程,精心施工,就一定能減少和避免出現(xiàn)工程質(zhì)量問題,確保工程進(jìn)度和質(zhì)量。