某工程預制高強靜力壓樁管樁施工技術

胡宏青

1 應用概況

某工程采用預制高強靜力壓樁管樁基礎,樁距 1.5 m,樁徑500mm,樁長為 18 m。樁連接時采用長樁加短樁和短樁加長樁兩種交錯布置。接樁采用焊接連接,施工樁頂標高為-3.000 m。

工程樁施工前先做豎向靜載試驗,試樁根數 3根,提出單樁豎向承載力特征值后進行工程樁的施工。送樁工藝采用壓入式。打樁完畢后應進行豎向靜壓荷載檢測,總根數的 1%,單樁承載力特征值 780 kN。

樁頂位置的確定采用單控,控制指標為標高。在壓樁過程中密切觀察壓樁的壓力和速度,并做好施工記錄,在不同地點無明顯的差異。

2 施工工藝流程

測量放線,定樁位→驗線→確定打樁路線及樁位編號→樁機就位→喂樁至樁機前→吊樁,對樁位→調整樁及樁的垂直度→壓第 1節樁→復核垂直度繼續施壓→焊接接樁→壓第 2節樁,復核樁頂標高→樁機移位。

3 施工方法

3.1 施工流水作業

組織壓樁的流水順序是合理組織壓樁的重要前提,它不但關系到能否順利施工、確保壓樁質量,而且與樁的堆放,場地部位等有很大關系。我們在該工程的壓樁流水時考慮了樁的供應條件,樁架移動無妨礙吊機回旋空間,壓樁擠土對周圍的影響等因素,壓樁順序按照從中部向外逐排壓樁,采用編好的樁位圖編號進行施工。根據選用機械的特點,整個壓樁過程中樁機采用直線行走路線進行施工,使施工質量及施工進度達到最佳狀態。

3.2 施工方法

3.2.1 測量放線

施工前根據地質勘察院提供的L021,L022控制點,將工程各軸線網測設于現場。再根據軸線網分別將各樁位測定于現場,木樁標記。工程測量放線工作執行自檢,現場監理工程師進行驗線,復核驗收簽字手續齊全。

施工前根據地質勘察院提供的 L021,L022中任意一個控制點標高,確定每個樁位地坪標高,保證了壓入樁的樁頂標高,滿足設計要求。

3.2.2 確定打樁路線及樁位編號

根據工程樁位的分布和場地情況,確定了最合理的施工起點和施工路線,保證了打樁機械不走空路和回頭路。并實現了樁機進出場的方便,最大限度的提高機械工作效率。樁機的進場組裝位置接近起始打樁點。參照樁機的打樁路線確定的樁位號,避免了各種錯誤的產生。

3.2.3 樁機就位

樁機就位是依靠操作樁機的縱移機構及橫移機構,移動樁機到達打樁位置。樁機移動前進行了場地平整,樁機機身保持平穩,確保了移機時的安全。移機時對樁位點進行了鋼板覆蓋保護,避免了樁位偏差的產生。樁機移至壓樁位置,將樁機調平,使其夾持器的中心對正樁位中心。管樁就位。

3.2.4 吊樁、插樁

預應力混凝土管樁必須根據需要,先將其運至離樁點位置20 m范圍內,使起重機能夠順利成功起吊。吊樁時樁身上部 3 m處用鋼絲繩,加墊木龍骨進行了捆綁,起重機將樁緩緩轉到樁機夾樁鉗口位置,緩慢將樁插入鉗口內,然后將樁放下使樁頭與地面接觸。技術人員確認樁機已經鉗好樁身后,將起重裝置的鋼絲繩脫鉤并進行下一根樁的起吊工作。

3.2.5 樁身的對中調直

樁機鎖緊樁身后,通過操縱樁機的縱移、橫移機構,將樁中心準確對準樁位點,通過調節機身支撐四腳升降校直樁身,并用吊線錘檢測樁身的垂直度(偏差應小于0.5%),重復操作,從各互成90°的方向檢查均符合要求后進行靜壓沉樁。

管樁對中方法:將鋼筋制成的 φ500 mm的模具放置在地面上,模具的中心對樁位中心,而管樁周邊與模具的周邊對齊。

3.2.6 靜壓沉樁

壓樁前確認起重機的吊鉤已脫鉤,樁身已準確對中調直。壓樁時工作人員距樁保持一定的安全距離。隨時檢查樁機機身的水平穩定情況,發現異常情況立即終止壓樁并查明原因。壓好第1節樁是保證整根壓樁質量的關鍵,定位和垂直度應嚴格控制,壓入時,先應根據機上水平儀調平機臺,同時須在樁機的正面和側面分別設經緯儀或吊線錘,監控下樁垂直度,樁身垂直度偏差不宜大于 0.5%。若樁身垂直度偏大,須拔出已壓入部分,并根據經緯儀指示調整機臺水平度使樁身垂直,同時記錄此時機上水平儀的偏差量作為下次調平的修正值,再行壓入,并認真注意壓樁時的樁身和壓力表的變化情況,如有異常偏移或傾斜立即分析原因,并采取校正措施,在確認壓入方向無異常時,方可連續施壓。

遇下列情況之一時應暫停壓樁,并及時與設計、監理等有關人員研究處理:

1)壓力值突然下降,沉降量突然增大;

2)樁身混凝土剝落、破碎;

3)樁身突然傾斜、跑位、樁周涌水;

4)地面明顯隆起,鄰樁上浮或位移過大;

5)按設計圖上要求的樁長壓樁,壓樁力未達到設計值;

6)單樁承載力已滿足設計值,壓樁長度不能達到設計要求。

本工程在壓樁過程中認真記好壓樁時間,壓入樁長所施壓力讀數,以判斷樁的質量和承載力,當壓力表讀數突然上升或下降時,應停機對照地質資料進行分析,看是否碰到障礙物,或產生斷樁等情況,施工中禁止間斷壓樁。

4 接樁

1)本工程的樁接頭采用CO2氣體保護焊,CO2氣體保護焊是以CO2作為保護氣體介質,依靠焊絲和焊件之間產生電弧來熔化金屬進行焊接,以CO2氣體在電弧周圍造成局部的保護層,以防止有害氣體的侵入,保證焊接過程的穩定性,從而獲得高質量的焊縫。CO2純度要求不低于 99.5%,否則會降低焊縫機械性能和產生氣孔。焊接作業區應設篷布防風措施。2)當管樁需要接長時,其入土部分樁段的樁頭宜高出地面 1.0 m左右,便于接樁焊接操作。3)管樁對接前,上下端板表面應用鐵刷子清刷干凈,坡口處應刷至露出金屬光澤。4)管樁接樁一般為“U”形坡口,可采用JM-56型的(屈服強度 420 MPa,抗拉強度 500 MPa,延伸率22%)φ2或φ2.5的焊絲。焊接時宜先在坡口圓周上對稱點焊4點 ～6點,再分層施焊,施焊由 2個焊工對稱進行。5)焊接層數不得小于 3層,內層焊渣必須清理干凈后方能焊外層,焊縫應飽滿連續。每道焊接接頭必須超前引弧以免產生缺陷,根部必須焊透。焊接部分不得有凹痕、咬邊、焊瘤、夾渣、裂縫等有害缺陷。表面加強焊縫堆高宜不大于 1 mm,焊接后應進行外觀檢查,發現有缺陷應返工修整,同一道焊縫返修次數不得超過 2次。焊縫應連續飽滿,樁端處間隙采用厚薄適當、加工成楔形的鐵片填實焊牢。6)盡可能縮小接樁時間,焊好的樁接頭應自然冷卻后才可繼續壓樁,自然冷卻時間不宜少于 8 min,嚴禁用水冷卻或焊好后立即施壓。焊接接樁應按隱蔽工程進行驗收。7)下節樁的樁頭處設導向箍,為便于上節樁就位。上下節樁段保持順直,錯位偏差不大于 2 mm。

沉樁完畢后,高出地面的樁頭采用木箱保護,其他樁樁孔采用木板可靠地覆蓋,確保人身安全。

5 施工質量控制要點

1)加強管樁進場檢查驗收工作。管樁使用前應進行全數的外觀檢查(樁身裂縫、端板的外觀)。管樁的吊運應輕吊輕放,避免劇烈碰撞,進場的管樁應分類(長、短)堆放整齊,墊木宜用耐壓的枕木,不得用有棱角的金屬構件替代。管樁堆放不超過 2層時,應用吊機取樁,嚴禁拖樁。當堆放管樁不超過 2層時,可拖拉取樁,但拖地端應用廢輪胎等彈性材料保護。

2)壓樁施工過程中,應對周圍建筑物的變形進行監測,并做好記錄。

3)對群樁承臺壓樁時,應考慮擠土效應。主樓群樁設計為開口式樁尖,土方開挖后檢查樁芯內擠土約為樁長的 1/3,抵消了部分擠土效應。采取了合理的壓樁順序,由中心向外施壓。土方開挖時采取了由四周分層均勻開挖,樁間較密的土方采用小型反鏟開挖,則土層中的擠土應力被均勻地釋放。

4)根據地質報告和實際情況確定配樁計劃,并考慮同一承臺的樁接頭位置應錯開。

5)管樁與承臺間的連接是靠管樁頂部的樁芯內填鋼筋混凝土,錨筋伸入承臺內。管樁頂部內壁與樁芯混凝土之間為摩擦作用。壓樁后的留孔宜用小木板進行覆蓋,以免樁機行走或土方開挖時土石落入管芯內,造成以后清理困難。

[1] 姚江強,王建偉,徐 禮.快速接樁法在預應力混凝土管樁工程中的應用[J].山西建筑,2010,36(23):103-104.