高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁液壓法的施工
本文介紹了湛江海運(yùn)集團(tuán)等兩個(gè)工程的預(yù)應(yīng)力混凝土樁基采用液壓法施工的工藝、施工中注意的事項(xiàng)及適用條件以及樁的質(zhì)量控制。
[關(guān)鎮(zhèn)詞] 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁；液壓法；試驗(yàn)；質(zhì)量控制
CONSTRUCTI0N 0F HIGH-STRENGTH PRESTRESSED CONCRETE
TUBULAR PILE USING HYDRAULIC METHOD
ZHAO Luo-xuan LIANG Shu-hua
(The 8th Building Construction Ltd Group of Guangdong，zhanjiang，Guangdong 524018) [Abstract] Taking the zhanjiang Ocean Shipping Corporation Project and another as two examples，this article presents descriptions about the construction process of hydraulic method for prestressed concrete pile foundation，the questions which should be noticed during the period of construction，the condtion under which hydraulic method is used，and quality control of the piles．
[Key words] Prestressed concrete tubular pile；Hydraulic method；Test；Quality control
90年代以來(lái)，廣東湛江沿海灘涂和軟土地區(qū)，高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁已被推廣應(yīng)用于房屋建筑和橋梁、碼頭等工程中。軟土地基廣泛采用預(yù)制樁基礎(chǔ)，用柴油錘擊入樁時(shí)噪聲大且拌有濃煙油污，尤其在市區(qū)中心和居民區(qū)內(nèi)的施工中，有悖于環(huán)境和文明施工要求。以液壓法壓入式施工樁工藝替代錘擊，既無(wú)噪聲也對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染，具有廣泛的應(yīng)用前景。本文以湛江自來(lái)水公司、湛江海運(yùn)集團(tuán)公司工程的樁基工程為例，介紹高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的施工方法，設(shè)計(jì)、施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)及適用條件以及樁的質(zhì)量控制。
1 工程概況
(1)湛江自來(lái)水公司綜合住宅樓工程框架結(jié)構(gòu)九層，總高度為31．50m。位于湛江市海濱地帶，地質(zhì)狀況：地面以下2．5～4m為機(jī)械吹填海砂層，地表平坦，砂層往下為淤泥層，屬?zèng)_刷和淤泥環(huán)境沉積類型。第四紀(jì)軟土厚度較大，特別是****層的淤泥層，厚度達(dá)8．50～15．20m，層面為****特色的海陸沉積湛江組層型。場(chǎng)區(qū)下水位于地表下1．20m層面，屬上層滯水帶類型。該工程樁基設(shè)計(jì)采用高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(樁徑為500mm，壁厚100mm，管樁混凝土強(qiáng)度C80)，單樁承載力為700kN，有效樁長(zhǎng)為26—29m，總樁數(shù)230根，采用三節(jié)接樁�；A(chǔ)采用群樁上的整體筏板及局部承臺(tái)。
(2)湛江海運(yùn)集團(tuán)綜合住宅樓工程框架結(jié)構(gòu)九層，總高度為32．10m。地質(zhì)狀況屬軟土地基，從第l層～第8層均為松軟地層，力學(xué)性質(zhì)差，第9層持力層為地表下深25m以上的厚8～14m的粘土層(?κ＝190kPa)。本工程位于市區(qū)中心，周圍的東、北、西三面為多層住宅群，距離6～8m；南面臨街。該工程的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用先張高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(直徑為400mm，管樁壁厚95mm，混凝土強(qiáng)度為C80)，單樁承載力為700kPa，樁長(zhǎng)27～30m，總樁數(shù)289根，采用三節(jié)接樁，基礎(chǔ)采用群樁上分組承臺(tái)。
2、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的質(zhì)量檢驗(yàn)與試驗(yàn)
樁的質(zhì)量檢驗(yàn)液壓法壓樁同錘擊法沉樁，但可利用靜力壓樁機(jī)作反力平衡裝置進(jìn)行樁的靜載試驗(yàn)，可省去設(shè)置錨樁和反力梁等。為了****工程的質(zhì)量，必須分階段進(jìn)行單樁承載力的靜載和動(dòng)測(cè)試驗(yàn)。
2．1 靜載試驗(yàn)法
以湛江海運(yùn)集團(tuán)綜合住宅樓的樁基質(zhì)量試驗(yàn)為例：管樁的靜載試驗(yàn)要模擬實(shí)際荷載情況，通過(guò)靜力加壓，得出3根試樁荷載一沉降關(guān)系曲線近似 試樁的入土深度分別為－28．50m、－29．70m和－29．90m，表明均進(jìn)入第9層粘土層。根據(jù)上述系列關(guān)系曲線，綜合評(píng)定確定其容許承載力，它已較好地反映單樁的實(shí)際承載力，滿足設(shè)計(jì)要求。 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的前提下，對(duì)于粘性土，不應(yīng)少于15d，且待樁身與土體的結(jié)合基本趨于穩(wěn)定，才能進(jìn)行試驗(yàn)。
上述試驗(yàn)曲線表明，試樁的樁周摩擦阻力和端承力發(fā)揮正常，樁身質(zhì)量良好，其承載力標(biāo)準(zhǔn)值均大于設(shè)計(jì)要求700kN的標(biāo)準(zhǔn)值。
單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)一般采用油壓千斤頂加載，千斤頂?shù)募虞d反力裝置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件采用如下方法：
(1)錨樁橫梁反力裝置：由4根錨樁、主梁、次梁、油壓千斤頂以及測(cè)量?jī)x表等組成。錨樁、反力梁裝置能提供的反力應(yīng)不小于預(yù)估****試驗(yàn)荷載的1．2～1．5倍。
(2)壓重平臺(tái)反力裝置：由支墩、鋼橫梁、鋼錠、油壓千斤項(xiàng)及測(cè)量?jī)x表等組成。壓重量不得少于預(yù)估試樁破壞荷載的1．2倍；壓重應(yīng)在試驗(yàn)開(kāi)始前一次加上，并均勻穩(wěn)固的放置于平臺(tái)上。
2．2 動(dòng)測(cè)試驗(yàn)法
動(dòng)測(cè)試驗(yàn)法，又稱動(dòng)力無(wú)損檢測(cè)法，是檢測(cè)樁基承載力及樁身質(zhì)量的一項(xiàng)新技術(shù)。高應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試法，也是作為靜載試驗(yàn)的補(bǔ)充。采用PDA打樁分析儀樁基測(cè)試方法，是利用重錘錘擊樁頭使樁頭產(chǎn)生一個(gè)****性位移而得出樁的極限承載力和樁身結(jié)構(gòu)完整資料。
海運(yùn)集團(tuán)綜合住宅樓樁基的動(dòng)測(cè)試驗(yàn)的試樁數(shù)為9根，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。從表中數(shù)據(jù)看出，樁的質(zhì)量和承載力均滿足設(shè)計(jì)要求。
3、液壓入樁的施工方法
3．1 施工程序
液壓管樁的施工程序?yàn)椋簻y(cè)量定位一樁機(jī)**位—)復(fù)核樁位一吊樁插樁一樁身對(duì)中調(diào)直一靜壓沉樁一接樁一再靜壓沉樁一送樁一終止壓樁一樁質(zhì)量檢驗(yàn)一切割樁頭一填充管樁內(nèi)的細(xì)石混凝土。
3．2 施工要點(diǎn)
(1)靜力壓樁單樁豎向承載力，可通過(guò)樁的終止壓力值大致判斷，但因土質(zhì)的不同而異。樁的終止壓力不等于單樁的極限承載力，要通過(guò)靜載對(duì)比試驗(yàn)來(lái)確定一個(gè)系數(shù)，然后再利用系數(shù)和終止壓力，求出單樁豎向承載力的標(biāo)準(zhǔn)值?κ，即?κ＝k?s。如判斷的終止壓力值不能滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)立即采取送壓加深處理或補(bǔ)樁，以****樁基的施工質(zhì)量。
壓樁應(yīng)控制好終止條件。湛江海運(yùn)集團(tuán)綜合住宅樓樁基工程，壓樁到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)時(shí)，壓力表的壓力達(dá)到單樁承載力2．7倍時(shí)，即可停止壓樁，否則應(yīng)增加樁長(zhǎng)，并會(huì)同設(shè)計(jì)單位另行處理。
(2)壓樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，采用硫磺膠泥接樁間歇不宜過(guò)長(zhǎng)(正常氣溫下為10～18min)3接樁面應(yīng)保持干凈，澆注時(shí)間不應(yīng)超過(guò)2min；上下校中心線應(yīng)對(duì)齊，偏差不大于10mm；節(jié)點(diǎn)矢高不得大于1％樁長(zhǎng)。
(3)垂直度控制，調(diào)校樁的垂直度是沉樁質(zhì)量的關(guān)鍵，須高度重視。插樁在一般情況下人土30～50㎝為宜，然后進(jìn)行調(diào)校。樁機(jī)駕駛?cè)藛T在施工長(zhǎng)的組織、指揮下，掌握好雙方角度尺兩個(gè)方向上都?xì)w零點(diǎn)，使樁機(jī)縱橫方向保持水平，調(diào)校垂直在規(guī)范允許值以內(nèi)才能沉樁。在沉樁過(guò)程中施工員隨時(shí)觀察樁的進(jìn)尺變化，如遇地質(zhì)層有障礙物、樁桿偏移時(shí)，應(yīng)分一二個(gè)行程逐漸調(diào)直。
3．3 沉樁線路的選定
預(yù)應(yīng)力樁基施工時(shí)隨著人樁段數(shù)的增多，各層地質(zhì)構(gòu)造土體密度隨之增高。土體與樁身表面間的摩擦阻力也相應(yīng)增大，壓樁所需的壓入力也在增大。為使壓樁中各樁的壓力阻力基本接近，入樁線路應(yīng)選擇單向行進(jìn)，不能從兩側(cè)往中間進(jìn)行(即所謂打關(guān)門(mén)樁)，這樣地基土在人樁擠密過(guò)程中，土體可自由向外擴(kuò)張，即可避免地基土上溢使地表升高，又不致因土的擠壓而造成部分樁身傾斜，****了群樁的工作基本均勻并符合設(shè)計(jì)值。湛江海運(yùn)集團(tuán)綜合住宅樓工程毗鄰居民集聚地，東、北、西三面房屋較近，沉樁線路應(yīng)為樁中心離建筑物近處開(kāi)壓，企圖將各土層自北向南排擠(南面臨街無(wú)建筑物)，盡可能地降低擠土效應(yīng)影響。·
3．4 管樁與承臺(tái)的連接方式
上述工程管樁與承臺(tái)采用剛接。管樁的樁頭均采用專用工具鋸斷，斷口平齊，故不能利用樁身內(nèi)的鋼筋伸入承臺(tái)作為連接的鋼筋。在樁頭的樁管內(nèi)填充4200mm高的C30細(xì)石混凝土，并在混凝土中均分插入6ф14鋼筋與承臺(tái)連接。圖1為管樁與承臺(tái)連接大樣。
4、管樁的設(shè)計(jì)及施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)
(1)管樁的造價(jià)較高，樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)須根據(jù)上部荷載、工程地質(zhì)條件等綜合考慮，多方案比較后方可采用。同一工程中樁的規(guī)格、型號(hào)不應(yīng)太多，以免造成施工困難，特別是注意避免造成施工錯(cuò)誤。
(2)綜合考慮地質(zhì)情況和樁身強(qiáng)度，確定單樁承載力。管樁為開(kāi)口樁，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)壓樁觀察分析，在入土過(guò)程中，會(huì)較快地在樁尖處形成一土楔，使其入土?xí)r的擠土情況與閉口樁無(wú)異，故在確定單樁承載力時(shí)將開(kāi)口樁按閉口樁考慮。
(3)適當(dāng)限制壓樁速度，沉樁速度一般控制在lm／min左右為宜，使各層土體能正確反映其抗剪能力。當(dāng)?shù)鼗韺又写嬖诖髩K石頭等障礙物時(shí)，要避免壓偏。
(4)壓樁機(jī)應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況配足額重量或選用相應(yīng)的液壓樁機(jī)。
(5)若采用焊接法接樁時(shí)，須分層均勻地將套箍對(duì)焊的焊縫填滿，為加快施工速度，減少接樁時(shí)間，可設(shè)2～3名焊工同時(shí)施焊，焊畢停約lmin即可進(jìn)行沉樁。
(6)管樁身不受損壞；樁帽、樁身和送樁的中心線應(yīng)重合；壓同一根樁應(yīng)縮短停息時(shí)間。
(7)壓樁機(jī)的液壓入樁有一定的垂直行程高度，如YZY360樁機(jī)的垂直行程為1．5m，即每入樁1．5m即松開(kāi)抱樁器。開(kāi)動(dòng)油泵使之上移，再抱樁固定壓入，循環(huán)作業(yè)。在開(kāi)始的****二個(gè)行程，要特別注意控制樁身的垂直度。
(8)記錄入樁行程深度及相應(yīng)壓力值，以判別入樁情況正常與否及樁的承載能力。
(9)為減少靜力壓樁的擠土效應(yīng)，應(yīng)采取如下措施：
a) 設(shè)置袋裝砂井或塑料排水板，以消除部分超孔隙水壓力，減少擠土現(xiàn)象。袋裝砂井直徑一般為70～80mm，間距l(xiāng)～1．5m，深度10～12m。塑料排水板的深度、間距與袋裝砂井相同。
b) 設(shè)置隔離板樁
c) 壓樁過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)鄰近建筑物、地下管線的觀測(cè)、監(jiān)護(hù)轉(zhuǎn)貼自：《中國(guó)建設(shè)者在線》 作者：趙羅軒 梁書(shū)華
