賈世剛
摘要:根據(jù)衡水地區(qū)部分建筑工程在松軟地基上的樁基礎(chǔ)施工經(jīng)驗,對預(yù)制混凝土方樁的施工前期準備和施工要點做出歸納,分析了樁基施工中的樁位偏移、樁身碎裂等常見問題產(chǎn)生原因,并提出防止措施及處理方法。
關(guān)鍵字:預(yù)制樁基礎(chǔ) 施工技術(shù) 防止措施
混凝土預(yù)制樁是樁基礎(chǔ)的一種,已成為軟弱地基上建筑、橋梁、碼頭等結(jié)構(gòu)最常用的基礎(chǔ)形式。
混凝土預(yù)制樁適用于:表層土質(zhì)及厚度不均勻;地下水位淺有縮孔現(xiàn)象;在一定深度內(nèi)有可利用的較好持力層,上部無難以穿透的硬夾層,地質(zhì)條件相對復(fù)雜的地區(qū)進行施工。衡水市及周邊地區(qū),特別是臨近衡水湖的部分地區(qū),地表水位偏高,自然地平下2~3m處可挖出暗河、淤泥、蘆葦蕩等,屬于松軟土質(zhì),地貌空曠,遠離居民區(qū),地質(zhì)條件適合進行混凝土預(yù)制樁樁基施工。
混凝土預(yù)制樁工程應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求,工程地質(zhì)勘察報告和現(xiàn)場施工條件,合理制定施工組織設(shè)計或施工方案,分析沉樁阻力,合理選用靜壓樁機的型號和施工工藝,作好施工準備。
1.混凝土預(yù)制樁的運輸和放置
混凝土預(yù)制樁達到設(shè)計強度 70% 后方可起吊,達到設(shè)計強度 100% 后方可進行運輸。樁在起吊和搬運時,吊點應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定,鋼絲繩與樁之間應(yīng)加襯墊,以免損壞棱角。起吊時應(yīng)平穩(wěn)提升,吊點同時離地。經(jīng)過搬運的樁,還應(yīng)進行質(zhì)量復(fù)查。樁放在地面時,地面必須平整、堅實,墊木間距應(yīng)根據(jù)吊點確定,各層墊木應(yīng)位于同一垂直線上,最下層墊木應(yīng)適當(dāng)加寬,層數(shù)不宜超過四層。不同規(guī)格的樁,應(yīng)分別放置。
2.樁基施工
首先編制施工組織設(shè)計方案,然后進行機械設(shè)備和施工現(xiàn)場的場地準備。沉樁前必須處理架空和地下障礙物,場地應(yīng)平整,排水應(yīng)通暢,并滿足打樁所需的地面承載力。打樁順序按照設(shè)計標高先深后淺,根據(jù)樁的規(guī)格,先大后小,先長后短。打樁前,按設(shè)計圖紙準確定位、放線。打樁的方法多用錘擊法和靜力壓樁法。
錘擊法是將樁錘及樁帽同時壓在樁頂,開始沉樁,先采用小落距輕擊數(shù)錘,觀察樁身的下落垂直度及錘的垂直度,滿足要求則開始正常施打,由于場地及樁架高度的限制,樁身不能一次完成,需要采用現(xiàn)場接樁、分節(jié)沉入。
靜壓法沉樁一般采取分段壓入,逐節(jié)接長的方法。接樁有焊接法和漿錨法。在接樁時,應(yīng)先檢查下節(jié)樁的頂部,如有損傷應(yīng)予修復(fù),并清除樁頂上的雜物。在上節(jié)樁就位前,要清除接頭處附著的污染物。
3.預(yù)制樁施工質(zhì)量問題及預(yù)防措施
預(yù)制樁在施工時會出現(xiàn)樁位偏移、樁身碎裂等常見問題,下面就常見問題產(chǎn)生原因及預(yù)防措施加以分析。
3.1樁位偏移
3.1.1樁位偏移的原因
(1)測量放線有誤,或者是放樣小樁移位而沒有加以校核糾正。
(2)插樁對中工作馬虎,尤其是平頭十字形樁尖沒有對準樁位中心點。
(3)先施工的樁位被擠動,特別是在軟土層中且樁位較密集時,施工引起地基中孔隙水壓力迅速增大,把相鄰樁推向一邊。
(4)方樁入土后, 遇孤石或堅硬障礙物將樁尖和樁身擠向一邊。
(5)多節(jié)樁施工時,接樁不直 ,樁中心線形成折線,樁頂偏位。
(6)方樁本身彎曲,沉入土中后,導(dǎo)致位移。
3.1.2預(yù)防措施
(1)加強測量放線定位的精確度,及時檢查和校正坐標控制點和水準點。
(2)開始插樁時,要使樁尖對準樁位中心點,并使樁身垂直。
(3)在飽和軟粘土地層施工較密集的群樁,應(yīng)選擇合理的沉樁順序,同時應(yīng)控制沉樁速度,以減緩孔隙水壓力的增大。
3.2樁身傾斜
3.2.1樁身傾斜原因
(1)打樁機導(dǎo)桿不垂直(施工場地不平或場地承載力不足引起樁身傾斜)。
(2)插樁不正,底樁傾斜率過大,或樁身彎曲度過大,形成“香蕉形”樁。
(3)開始打樁時,樁身還沒有站穩(wěn)就猛烈擊打,容易使樁身傾斜偏位。
(4)施打時樁錘、樁帽、樁身中心線不在同一直線上,偏心受力。
(5)樁墊或錘墊不平,錘擊時會使樁頂面傾斜而造成樁身傾斜,或樁帽太大引起錘擊偏心使樁身傾斜。
(6)先施打的樁被擠斜,尤其是打樁順序不當(dāng)時更為嚴重,或先打的樁送樁太深,附近后打的樁會往送樁孔的方向傾斜。
3.2.2預(yù)防措施
(1)平整場地并加固地基。對軟弱地基應(yīng)鋪設(shè)碎石并整平,控制坡度小于1%,這樣打樁機不易傾斜。校正打樁機導(dǎo)桿,對彎曲的導(dǎo)桿進行維修或更換。
(2)注意校正底樁插樁時的垂直度,彎曲的方樁不得使用。
(3)開始打樁特別是在淤泥質(zhì)軟土中開打時要輕擊,待方樁入土一定深度,再次校正樁的垂直度無誤后,轉(zhuǎn)入正常錘擊。
(4)及時矯正樁錘。 校核樁帽和樁身中心線是否在同一直線上,保證樁頂面與樁帽接觸平整。檢查樁帽規(guī)格是否符合要求,對不合格的樁帽進行改進或更換,保證方樁不受偏心荷載影響。
(5)接樁時必須保證上下節(jié)樁在同一軸線上。
(6)合理確定打樁順序,當(dāng)送樁太深時,打完樁要及時回填。
3.3樁身碎裂
3.3.1樁身碎裂原因
(1)樁身材料質(zhì)量差,制作工藝不符合規(guī)范要求,混凝土強度達不到要求。
(2)預(yù)應(yīng)力主筋的墩頭高出方樁端面。
(3)打樁錘選用不當(dāng)或錘過重,錘擊應(yīng)力太大易將樁頭擊碎;錘過輕,錘擊次數(shù)增多易使樁頭產(chǎn)生疲勞破壞造成碎裂。
(4)樁帽太小、太大 、太深,或樁頭尺寸偏差太大,樁帽襯墊材料太薄或未加襯墊。
(5)施打時,樁錘、樁帽和樁身不在同一中心線上,產(chǎn)生偏心錘擊。
(6)貫入度要求太小或總錘擊次數(shù)過多。
(7)送樁器尺寸不合適或傾斜時易使樁頭擊碎。
(8)在厚粘土層中因故停置間歇時間太長,重新施打時易打碎樁頭。
3.3.2預(yù)防措施
(1)加強方樁進場質(zhì)量檢查和驗收,外觀質(zhì)量或強度不合格的樁一律不得使用。
(2)檢查方樁預(yù)應(yīng)力主筋的鐓頭是否高出樁的截面,若有要進行處理或不得使用。
(3)根據(jù)設(shè)計方樁的規(guī)格、型號,合理選擇錘型、樁帽和襯墊,使之相互匹配。
(4)施工時,要始終保持樁錘、樁帽和樁身在同一中心線上,防止偏擊。
(5)當(dāng)貫入度要求較小時,應(yīng)及時聯(lián)系設(shè)計單位,根據(jù)實際情況合理調(diào)整貫入度。
(6)施工中要保持每根樁施打的連續(xù)性,盡量減少沉樁過程中的間歇時間。
(7)合理選擇送樁器,并合理使用。
3.4樁身斷裂
3.4.1樁身斷裂原因
(1)樁尖破損:遇孤石或障礙物硬打,易使平頭樁尖被擊碎。
(2)接頭開裂:接樁時接頭焊接質(zhì)量差,焊接冷卻時間不夠,焊好后立即施打或焊縫遇水如淬火易脆裂;接縫間隙只用少量鋼板填塞,錘擊時應(yīng)力集中引起接頭破損。
(3)加工質(zhì)量差:方樁制作時漏漿嚴重或壁厚太薄,或樁身彎曲度超過規(guī)定要求。
(4)樁身預(yù)應(yīng)力不高,不足以抵抗錘擊時出現(xiàn)的拉應(yīng)力而產(chǎn)生橫向裂縫。
(5)樁身長細比過大,沉樁時又遇硬土層。
(6)打樁錘選擇不當(dāng),打樁時樁錘、樁帽和樁身不在同一中心線上。
3.4.2預(yù)防措施
(1)清除地下障礙物,合理選擇樁尖類型。
(2)按規(guī)范要求接樁,提高焊接質(zhì)量,焊接完畢要采取自然冷卻,對接時要對焊縫間隙用鋼板填滿后再焊接。
(3)方樁進場嚴格檢查驗收。樁身彎曲矢高大于0.1%樁長的樁不得使用;控制每節(jié)樁的長細比,一般不超過40%
(4)方樁在堆放、吊裝、運輸過程中 ,嚴格按照有關(guān)規(guī)定和操作規(guī)程執(zhí)行。
(5)按照重錘輕擊的原則合理選擇錘型,以減小樁身的疲勞和樁身產(chǎn)生的拉應(yīng)力。
(6)施工時使樁錘、樁帽和樁身在同一中心線上,防止偏擊。
4.結(jié)語
樁基施工是基礎(chǔ)工程的重要部分,因此在今后的施工中應(yīng)該在源頭處思考以根本性解決相應(yīng)問題,從而避免用加寬承臺梁等方式解決問題。預(yù)制樁施工方便,但是細微的錯誤就會加劇之后基礎(chǔ)處理的難度,因此施工時一定要嚴格把控質(zhì)量,不論從點位還是標高上,要嚴要求、細檢查,從而減少之后不必要的整改處理措施。