高層建筑預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)探討

摘要：應(yīng)力管樁施工技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用日趨廣泛，本文結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)探討了該技術(shù)的施工要點(diǎn)及常見質(zhì)量通病的預(yù)防措施，有一定參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：高層建筑；預(yù)應(yīng)力管樁；施工

當(dāng)前，新的建筑施工工藝大量涌現(xiàn)，對(duì)高層建筑而言，基礎(chǔ)的施工建設(shè)尤為關(guān)鍵，其中以預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)的應(yīng)用最為普遍，且其發(fā)展的速度和技術(shù)也日趨完善，現(xiàn)結(jié)識(shí)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就高層建筑預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)進(jìn)行粗淺探討，以供參考。

1預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)概述

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁又分先張法預(yù)應(yīng)力管樁和后張預(yù)應(yīng)力管樁，國(guó)內(nèi)常用的施工方法有靜壓法、錘擊法、震動(dòng)法、射水法、預(yù)鉆孔法及中掘法，其中以靜壓法和錘擊法應(yīng)用最為普遍。選用靜壓法時(shí)，可結(jié)合工程地質(zhì)條件及樁基設(shè)計(jì)要求合理選擇配重，壓樁設(shè)備應(yīng)有加載反力讀數(shù)系統(tǒng)，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁不宜采用抱壓。選用錘擊法時(shí)，選擇樁錘時(shí)應(yīng)考慮樁徑、壁厚、打入深度、工程地質(zhì)條件及樁密集程度等各種因素。因錘擊一次，樁身即受到壓應(yīng)力和拉應(yīng)力的交替作用，因此要考慮到?jīng)_擊疲勞的影響，有數(shù)據(jù)表明，28d強(qiáng)度的混凝土在錘擊壓應(yīng)力為混凝土強(qiáng)度的75%情況下，錘擊800次即破壞，在錘擊壓應(yīng)力為45%～57%時(shí)，錘擊2000次即破壞，因此應(yīng)確保錘擊壓應(yīng)力≤混凝土強(qiáng)度50%才可施工。

2預(yù)應(yīng)力管樁施工要點(diǎn)

2.1測(cè)量定位

由專職測(cè)量人員在樁位中心打入一根 6.5長(zhǎng)30-40cm的細(xì)鋼筋作為“樣樁”，鋼筋露出地面部分約5-8cm，并用紅漆標(biāo)注。實(shí)踐工程中常采用十字形樁尖，為保證樁位準(zhǔn)確其樁尖的樁位標(biāo)定，可用白灰劃一與樁徑相同的圓圈，以便對(duì)中。

2.2壓樁機(jī)就位

依照打樁順序，將靜壓樁機(jī)移動(dòng)至樁位上面，并與樁位對(duì)準(zhǔn)。利用行走裝置（橫向行走、縱向行走和回轉(zhuǎn)機(jī)）完成靜壓樁機(jī)就位，同時(shí)，為避免在施工中發(fā)生移動(dòng)或傾斜現(xiàn)象，應(yīng)將靜壓樁機(jī)調(diào)至水平穩(wěn)定。

2.3管樁起吊，對(duì)中和調(diào)直

由吊車將樁轉(zhuǎn)運(yùn)至打樁機(jī)導(dǎo)軌前，若管樁單節(jié)長(zhǎng)>20m，轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)采用四點(diǎn)吊法，若管樁單節(jié)長(zhǎng)≤20m，可采用專用吊鉤鉤住兩端內(nèi)壁直接進(jìn)行水平起吊。待管樁擺放平穩(wěn)，套牢捆樁鋼絲繩，鋼絲繩懸掛位置分別為打樁機(jī)的卷?yè)P(yáng)機(jī)主動(dòng)鉤，及吊車主鉤，打樁機(jī)主卷?yè)P(yáng)向上先提樁，吊車在后端輔助用力，使管樁與地面基本成45°-6O°角向上提升，當(dāng)樁被吊入夾樁鉗口后，緩緩將樁放下，直至樁尖離地面約10cm為止。接著將樁身夾緊，將壓樁機(jī)微微調(diào)整，確保樁尖對(duì)準(zhǔn)樁位、并將樁壓入土中0.5-1.Om后停止，校正樁身垂直度，待偏差<0.5%時(shí)方可正式壓樁。

2.4靜壓成樁。

當(dāng)樁尖插入樁位后，壓樁油缸伸程，待樁入土至0.5-1.Om時(shí)再次校正樁的垂直度和平臺(tái)的水平度，確保樁的縱橫雙向垂直偏<0.5%。壓樁油缸繼續(xù)伸程，把樁徐徐壓下，施壓速度應(yīng)小于2m/min為宜。沉樁過程中要時(shí)刻檢查樁身垂直度，若樁身垂直度偏差超過l%應(yīng)及時(shí)找出原因并采取相應(yīng)措施給予糾正，在樁尖進(jìn)入較硬土層后，切忌采用強(qiáng)行回扳或移動(dòng)樁架方法進(jìn)行糾正。

2.5接樁

管樁接樁采用鋼端板焊接法。在樁端頭埋設(shè)端頭板，四周用一圈坡口進(jìn)行電焊連接。當(dāng)?shù)讟稑额^露出地面0.5-1.0m時(shí)沉樁暫時(shí)停止，進(jìn)行管樁接長(zhǎng)。方法為先用鋼絲刷清理干凈接頭上的泥土、鐵銹等，再將一個(gè)特制的接樁夾具扣在底樁樁頭上，將待接的上節(jié)樁吊入夾具內(nèi)就位，調(diào)直后，在剖口圓周均勻?qū)ΨQ點(diǎn)用電焊焊上4～6點(diǎn)，上下節(jié)樁固定后將夾具卸掉后再分層施焊，焊接層數(shù)應(yīng)不小于2層，確保每層焊接厚度均勻、飽滿、連續(xù)，焊接完成需自然冷卻8-10min后才能繼續(xù)沉樁。

2.6送樁

接樁完成并正常施打后，應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)及試打樁時(shí)確定的各項(xiàng)指標(biāo)來(lái)控制是否采取送樁。送樁前，嚴(yán)禁樁錘的導(dǎo)向腳伸出導(dǎo)桿末端，管樁露出地面高度應(yīng)以0.3-O.5m為宜。送樁前在送樁器上以米為單位，并按從下至上的順序標(biāo)明長(zhǎng)度，采用單點(diǎn)吊法通過打樁機(jī)主卷?yè)P(yáng)吊鉤將送樁器喂入樁帽，在管樁頂部放置一塊厚薄均勻的樁墊，將送樁器下口套在樁頂上，用儀器將樁錘、送樁器、樁三者的軸線調(diào)整在同一直線上。送樁完成，及時(shí)將空孔回填密實(shí)。

2.7檢查驗(yàn)收

用筆在樁帽側(cè)壁標(biāo)示尺寸，單位為cm，高度為試樁標(biāo)準(zhǔn)制定最后每陣貫入度的4～5倍。在不受打樁振動(dòng)影響的位置上架設(shè)好經(jīng)緯儀架，測(cè)量管樁貫入度。最后，用收錘回彈曲線測(cè)繪紙繪出管樁的回彈曲線，再?gòu)幕貜椙€上量出最后三陣貫入度。當(dāng)采用送樁時(shí)測(cè)試的貫入度應(yīng)參考同一條件的樁不送樁時(shí)的最后貫入度予以修正。根據(jù)設(shè)計(jì)及試打樁標(biāo)準(zhǔn)確定的標(biāo)高和最后三陣貫入度來(lái)確定可否成樁，滿足要求后，做好記錄，會(huì)同有關(guān)部門做好中間驗(yàn)收工作。

3常見問題及防治對(duì)策

3.1露樁和短樁問題

出現(xiàn)此問題的主要原因?yàn)榭睖y(cè)資料誤差較大或勘測(cè)精度不夠所致，要解決問題首先要從分析地質(zhì)勘察資料入手，查清原因，如有需要應(yīng)在持力層起伏變化較大處進(jìn)行補(bǔ)充勘測(cè)。施工中，應(yīng)通過人工鑿樁的方法對(duì)露樁進(jìn)行截樁，即先用鋼抱箍抱緊不需截除的樁身端部，再沿鋼箍上緣鑿溝槽，再行擴(kuò)大截?cái)啵摻钣脷飧罘ㄇ袛唷６虡缎枰酶邩?biāo)號(hào)砼接樁。

3.2斜樁問題

出現(xiàn)此問題的主要原因?yàn)槌翗哆^程中樁身垂直偏差太大（大于樁長(zhǎng)的0.5%）所致，此外，沉樁時(shí)遇到大塊堅(jiān)硬障礙物將樁擠向一側(cè)，或是基坑一次性開挖深度太深，使樁的一側(cè)承受土壓力太大也會(huì)造成樁身彎曲變形，產(chǎn)生斜樁。解決措施為合理布置樁位，盡量減少接樁，接樁要在樁尖穿過硬土層后進(jìn)行。接樁前先將下段樁頂清洗干凈，加上定位板，再將上段樁吊放在下段的端板上，依靠定位板將上下樁段接直，為免溫差過大將焊縫裂開，應(yīng)3-5min后再沉樁。淺部遇障礙物不能排除時(shí)，先用鉆機(jī)鉆孔將障礙物鉆穿，將樁植入孔內(nèi)再沉樁。因基坑開挖方法不當(dāng)或一次性開挖過深造成的斜樁可通過頂樁的措施予以解決。

3.3樁頂位移問題

此問題的原因主要如下：樁數(shù)較多，土層飽和密實(shí)、樁間距較小，在沉樁時(shí)土被擠到極限密度而向上隆起，相鄰的樁一起被涌起；軟土地施工時(shí)沉樁引起的空隙壓力將相鄰的樁推向一側(cè)或涌起；土方開挖方法及順序不正，等等。避免措施為不能在沉樁期間同時(shí)開挖基坑，需沉樁完成，待兩周左右后方可開挖。基坑開挖時(shí)要有相應(yīng)的排水措施，留置邊坡，若基坑較深應(yīng)分層開挖，等。

3.4樁身斷裂問題

此問題主要原因?yàn)椋菏┕ぶ袠渡沓霈F(xiàn)較大彎曲，在集中荷載作用下難以承受抗彎度；樁身在壓應(yīng)力大于混凝土抗壓強(qiáng)度時(shí)混凝土破碎；樁質(zhì)量存在缺陷造成樁身局部強(qiáng)度不夠，施工時(shí)在該處斷裂；堆放、起吊、運(yùn)輸管樁中存在不規(guī)范操作，等等。對(duì)此，施工前應(yīng)將地上障礙物清楚干凈，對(duì)每一批樁的質(zhì)量證明文件和外觀質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查，為避免加大施工難度，每節(jié)樁的細(xì)長(zhǎng)比以≤30為宜。在初沉樁過程中，若管樁存在不垂直現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)糾正，樁打入一定深度發(fā)生嚴(yán)重傾斜時(shí)切忌通過移動(dòng)樁架進(jìn)行糾正。接樁時(shí)上下兩節(jié)樁要確保在同一軸線上。嚴(yán)格按照相關(guān)操作規(guī)程堆放、起吊、運(yùn)輸管樁，施工中一旦出現(xiàn)斷裂樁，應(yīng)會(huì)同設(shè)計(jì)人員結(jié)合工程地質(zhì)條件、上部荷載及所處的結(jié)構(gòu)部位采取補(bǔ)救方式，必要時(shí)可采用補(bǔ)樁方法。

總之，預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)具有施工速度快，無(wú)噪音、無(wú)污染，施工過程中對(duì)樁體無(wú)震動(dòng)破壞等優(yōu)勢(shì)，在高層建筑基礎(chǔ)施工中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，施工中我們應(yīng)嚴(yán)把每一個(gè)環(huán)節(jié)，并做好施工質(zhì)量通病的預(yù)防措施，打造精品工程！

參考文獻(xiàn)：

【1】楊子龍.淺析建筑高層預(yù)應(yīng)力管樁施工【J】.科技資訊，2011（7）：89-90.

【2】王曉波，陳曉辰.高層建筑預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)探究【J】.建筑界，2013（9）：149.