先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量控制

官名權(quán)

(四川華西房地產(chǎn)開發(fā)公司，四川成都 610081)

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先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量控制

官名權(quán)

(四川華西房地產(chǎn)開發(fā)公司，四川成都 610081)

【摘要】樁基礎(chǔ)是工業(yè)與民用建筑工程中比較常見的一種深基礎(chǔ)形式,按受力一般分為摩擦樁和端承樁。但無論是那種樁，施工質(zhì)量控制對建筑物的安全使用至關(guān)重要，而且對建筑物的造價和工期也有較大的影響，所以控制好樁基施工的質(zhì)量是工程質(zhì)量控制工作中的重要一環(huán)。

【關(guān)鍵詞】樁基礎(chǔ);先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁;質(zhì)量控制

1工程概況

項目名稱：嘉園

建筑面積：38×104m2

主要擬建(構(gòu))建筑物：高層住宅樓17～24層19棟，并配套有菜市場、幼兒園、綜合樓。其中樁基礎(chǔ)施工為A地塊(圖1)。

建設(shè)單位：海南嘉時投資控股股份有限公司(華西房地產(chǎn)開發(fā)公司為控股公司)

圖1　A地塊平面

2地質(zhì)概況

根據(jù)海南長勘勘察設(shè)計有限公司提供的《嘉園小區(qū)A地塊巖土工程勘察報告》顯示，A地塊土層自上至下分別為：①素填土、②粉質(zhì)黏土、③強風(fēng)化玄武巖、④中風(fēng)化玄武巖、⑤粉質(zhì)黏土、⑥中風(fēng)化凝灰?guī)r、⑦粉質(zhì)黏土；其余各樓棟土層劃分為2個單元層：①素填土、②粉質(zhì)黏土。

在勘察范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有影響場地穩(wěn)定性的活動斷裂構(gòu)造、滑坡、泥石流、危巖、崩塌、采空區(qū)和地面沉降等不良地質(zhì)作用，除孤石外，場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)埋藏的河道、溝浜、墓穴及防空洞等其它對工程不利的埋藏物。

3設(shè)計要求

根據(jù)設(shè)計單位設(shè)計的樁基施工圖(A地塊1～5號樓、8～11號樓、14～17號樓，共13棟高層單體及地下室)，設(shè)計圖紙要求采用管樁PHC- ABφ500×125，單樁承載力特征值為1 500 kN，單樁靜載極限承載力為3 500 kN，工程樁屬摩擦端承樁受力性狀,設(shè)計單樁有效長度暫定約19～26 m。根據(jù)勘察單位的《場地巖土工程勘察報告中間資料》及設(shè)計單位提供的樁基施工圖，并且依據(jù)本項目場地周邊的環(huán)境狀況及地質(zhì)工程條件分析，本工程樁基宜采用錘擊貫入法施工作業(yè)。

4工藝流程、技術(shù)要求

單樁有效長度暫定為19～26 m，共計4 539個樁位，各單樁樁頂平面標(biāo)高詳見設(shè)計圖標(biāo)注及現(xiàn)場實際地平標(biāo)高，施打作業(yè)時嚴(yán)格控制好施工樁頂標(biāo)高。

4.1施工工藝流程

施工工藝流程見圖2。

圖2　施工工藝流程

4.2成樁收錘標(biāo)準(zhǔn)

工程樁屬端承摩擦樁受力性狀，成樁收錘控制應(yīng)以最終貫入度指標(biāo)為主要控制標(biāo)準(zhǔn)，最后3陣貫入度每陣不大于30 mm，同時結(jié)合總錘擊數(shù)作為參考，樁長控制作為輔助指標(biāo)。工程樁在進(jìn)場施工前，由建設(shè)單位組織設(shè)計、監(jiān)理等相關(guān)單位現(xiàn)場試打樁，獲取準(zhǔn)確的工程樁施工信息，由設(shè)計單位根據(jù)試打樁情況，經(jīng)綜合分析后確定工程樁的打樁施工作業(yè)的收錘標(biāo)準(zhǔn),用以指導(dǎo)正式工程樁的施工。

5認(rèn)真落實施工前準(zhǔn)備工作

(1)人員是工程施工的主導(dǎo)因素，是貫穿工程始終的、左右工程質(zhì)量的決定性因素。施工前，要加強人員職業(yè)道德教育、專業(yè)技術(shù)知識培訓(xùn)，健全崗位責(zé)任制，遵循適才適用、揚長避短的用人原則，使工程質(zhì)量得到有效的保證。在項目中要求樁基施工單位提供施工人員的特種作業(yè)操作證，并結(jié)合實際情況配備有素質(zhì)、有責(zé)任的管理和施工作業(yè)人員。

(2)機械設(shè)備同樣是施工中影響施工質(zhì)量的重要因素。施工前應(yīng)充分了解機械設(shè)備的維修、保養(yǎng)情況，確保機械在施工時能保持良好的運行狀況，避免施工時因機械故障影響工程進(jìn)度，甚至于影響到工程的質(zhì)量。

(3)原材料的質(zhì)量直接關(guān)系到工程的最終質(zhì)量，所以原材料的質(zhì)量必須能滿足生產(chǎn)的要求。公司通過多次實地考察，并詳細(xì)了解管樁生產(chǎn)廠家情況，再采取公開招標(biāo)選擇施工單位，并由建設(shè)單位派員會同監(jiān)理單位對進(jìn)場管樁進(jìn)行驗收，外觀有缺陷的不予驗收，驗收合格后，各方立即簽認(rèn)材料報驗單，以確保原材料的質(zhì)量。

(4)測量放線。本項目總包單位按照總平面圖及建筑物基礎(chǔ)軸線圖將建筑物定位軸線測放出來，經(jīng)復(fù)核無誤后，現(xiàn)場移交給樁基礎(chǔ)施工單位，并由樁基礎(chǔ)施工單位自行再次復(fù)核，為確保樁位正確，建設(shè)單位與監(jiān)理兩次復(fù)核均參與抽查，復(fù)核無誤后，由四方簽認(rèn)放線確認(rèn)單，方開始施工。

(5)施工前試樁。試樁是為了大范圍的沉樁作業(yè)提供第一手的首次施工參數(shù)資料，包括有效樁長、入巖深度、沉渣、灌入度、樁焊接、承載力等，根據(jù)打試樁時的施工參數(shù)以及最后靜載試驗報告，選出最優(yōu)配樁，這樣既經(jīng)濟(jì)又可靠。本工程4#樓在打試樁的時候，沉樁3m時，發(fā)現(xiàn)沉樁緩慢，貫入度小于2 cm(兩陣)，現(xiàn)場經(jīng)建設(shè)單位、監(jiān)理、施工單位綜合判定樁端已遇中風(fēng)化凝灰?guī)r，無法繼續(xù)進(jìn)入、穿透。通過我方與設(shè)計溝通，最終確定采取預(yù)引孔措施。其余各樓棟均通過打試樁，未發(fā)現(xiàn)阻礙沉樁的問題。

(6)施工前確定合理的施工方案。特別是沉樁順序的確定將對施工的質(zhì)量和進(jìn)度產(chǎn)生決定性的影響，選定合理的沉樁順序和行車路線能合理的節(jié)約資源，提高沉樁施工的效率，加快施工的進(jìn)度；同時合理的沉樁順序，能避免因擠土的原因使樁的側(cè)壁土壓力和摩擦力增大，從而造成沉樁困難，并使樁的破損率增加，為后續(xù)施工造成不必要的麻煩，使工期和造價不能控制在預(yù)期范圍之內(nèi)。確定合理的沉樁順續(xù)應(yīng)遵循如下原則：先深后淺、先長后短、先里后外、先中間后兩邊、先群樁后單樁，同時兼顧孔隙水壓力對沉樁質(zhì)量的影響。

以8#、14#樓為例，8#樓采用3臺打樁機從左、中、右三個方位同時從南到北推進(jìn)，14#樓采用2臺打樁機從左右兩側(cè)同時從南到北推進(jìn)，施工順序較為合理。

6成樁過程的質(zhì)量控制

(1)打樁時將樁錘和樁帽壓在樁頂，經(jīng)水平和垂直度校正后，方可開始沉樁。

(2)開始沉樁時應(yīng)短矩輕擊，當(dāng)入土一定深度并待樁穩(wěn)定后，再按要求的落距沉樁。

(3)重視樁帽及墊層的設(shè)置。樁帽的結(jié)構(gòu)、尺寸以及墊層的厚薄、軟硬，對打樁施工的順利與否和工程質(zhì)量的好壞關(guān)系十分密切，必須引起高度重視。在14#樓樁基礎(chǔ)施工過程中，出現(xiàn)了在錘擊過程中樁帽損壞的情況，其原因主要是樁墊的設(shè)置不夠規(guī)范，采用過薄的硬紙板，樁帽在錘擊過程中受力過大，導(dǎo)致變形，后經(jīng)改正增加樁墊厚度，避免了此類情況的重復(fù)發(fā)生。

(4)PC樁入土垂直度的控制。在施工過程中，要求施工單位采用兩臺經(jīng)緯儀在離打樁架附近成正交方向檢驗樁身垂直度，保證樁錘、樁帽和樁身中心線重合，如有偏差應(yīng)及時糾正。特別是第一節(jié)底樁，對成樁質(zhì)量影響最大。最終各項措施確保，未發(fā)現(xiàn)垂直度偏差大于0.5 %的情況。

(5)PC樁接頭質(zhì)量控制。接頭質(zhì)量好壞關(guān)系到整根樁質(zhì)量的好壞。在嘉園項目中，要求施工單位在接樁時做好以下工作，并由建設(shè)單位及監(jiān)理現(xiàn)場監(jiān)督。

①選用焊條必須符合規(guī)范要求，有合格證；焊條經(jīng)過烘烤去濕方可使用；焊接時電流強度應(yīng)與所用焊機和焊條相匹配。

②焊件表面應(yīng)清理干凈。

③焊縫應(yīng)飽滿連續(xù)、厚度均勻，焊縫表面不得有凹痕、咬邊、焊瘤、夾渣等缺陷。

④焊后采用自然冷卻，停歇時間大于8 min，嚴(yán)禁用水冷卻，防止冷淬，以免降低接頭部位的強度而造成斷樁。

⑤PC樁焊接完成后，應(yīng)經(jīng)建設(shè)單位現(xiàn)場工程師及監(jiān)理人員驗收合格后，方可進(jìn)行施打。

(6)打樁時還應(yīng)注意觀察打樁入土的速度、打樁架的垂直度、樁錘回彈情況、貫入度變化情況等。在打樁過程中，若出現(xiàn)如下異常情況，應(yīng)停止施打。

①貫入度突變或未達(dá)到設(shè)計深度要求遇到障礙物，確實打不下。

②樁身突然傾斜或出現(xiàn)嚴(yán)重位移。

③樁頂或樁身出現(xiàn)嚴(yán)重破裂或破碎。

④與鄰樁長度相差太大打不下，施工場地地面嚴(yán)重隆起，鄰樁上浮或發(fā)生位移。

出現(xiàn)上述請情況時，建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位及設(shè)計單位等有關(guān)人員到現(xiàn)場商量解決作出處理意見后方可繼續(xù)施打。

7預(yù)引孔過程的質(zhì)量控制

根據(jù)地勘報告， 4#、5#、11#、16#、17#樓從基礎(chǔ)設(shè)計底標(biāo)高開始，土層劃分自上而下分別為：①素填土、②粉質(zhì)黏土、③強風(fēng)化玄武巖、④中風(fēng)化玄武巖、⑤粉質(zhì)黏土、⑥中風(fēng)化凝灰?guī)r、⑦粉質(zhì)黏土，其余各樓棟土層均為素填土和粉質(zhì)黏土。通過以上各土層沉樁的可能性及難易程度進(jìn)行分析判斷，該工程地質(zhì)中的確存在對沉樁速度、質(zhì)量和沉樁結(jié)果產(chǎn)生影響的土層，根據(jù)場地土層結(jié)構(gòu)。影響沉樁可能性具體分析為：

(1)素填土和粉質(zhì)黏土對沉樁基本上沒有太大影響。

(2)中風(fēng)化凝灰?guī)rPC管樁無法穿透。

4#樓經(jīng)打試樁驗證，管樁入土約3 m時貫入度立即小于2 cm，根據(jù)地勘報告顯示遇到中風(fēng)化凝灰?guī)r，管樁在正常錘擊施工的條件下無法進(jìn)入。為了最大程度降低地質(zhì)原因?qū)Τ翗对斐刹焕绊懀ＷC工程質(zhì)量和工程進(jìn)度，通過與設(shè)計、地勘單位研究決定4#、5#、11#、17#樓采用預(yù)引孔措施。引孔深度必須貫穿中風(fēng)化凝灰?guī)r，有效降低沉樁難度，提高施工速度，保證樁身質(zhì)量。可引孔過程的質(zhì)量控制措施如下。

①鉆進(jìn)多采用減壓鉆進(jìn)，即孔底的鉆壓不超過鉆桿、錘頭、壓塊重力之和的80%(扣除浮力)，以避免或減少斜孔彎孔和擴(kuò)孔現(xiàn)象。在錘頭選用上，根據(jù)土層中含有中風(fēng)化凝灰?guī)r的情況，采用鑿巖錘頭。

②根據(jù)打樁的質(zhì)量控制方案，保證放線精確、鉆機入土垂直度，以及按照打樁驗收程序進(jìn)行驗收。

③根據(jù)地勘資料，控制引孔深度只超過中風(fēng)化凝灰?guī)r層。

④采用與設(shè)計樁直徑一樣大的引孔鉆頭。引孔施工完成后，用鋼板或木板覆蓋，減少雜物墜落。

8樁基礎(chǔ)施工遇到的問題及處理方法

(1)4#樓引孔完成后開始打樁時，在錘擊過程中出現(xiàn)樁壁爆裂現(xiàn)象。

經(jīng)過仔細(xì)研究產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是考慮到引孔后沉樁相對容易，為減少成本，通過與設(shè)計溝通，取消了樁尖。但當(dāng)時4#樓地下水位較高，進(jìn)入到管樁內(nèi)，持續(xù)錘擊導(dǎo)致管內(nèi)水越來越多，內(nèi)壁承受的水壓力過大，最終爆裂。

具體處理辦法是通過測量，地下水位標(biāo)高在基底標(biāo)高以下3 m，預(yù)引孔成孔深度平均8 m，通過與設(shè)計溝通，因設(shè)計要求樁長20～25 m，超出預(yù)引孔深度，不存在因地下水壓力導(dǎo)致樁身上浮，只需防止地下水進(jìn)入管內(nèi)。最終要求施工單位預(yù)引孔區(qū)域沉樁，均加上樁尖，有效地防止了地下水進(jìn)入管內(nèi)。

(2)由于樁基工程施工工期緊迫，要求施工單位必要時需要在夜間施工，但避免在下雨天施工，防止出現(xiàn)安全隱患。夜間施工時應(yīng)保證工作面有充足的照明，這將有利于保證樁身垂直度的校正、接樁焊接的質(zhì)量、控制好最終的沉樁標(biāo)高。

(3)雨后的工作面土體松軟，場地泥濘，恢復(fù)施工時一方面要注意檢查原有的樁位標(biāo)志，防止錯打、漏打的現(xiàn)象發(fā)生；同時需要進(jìn)行樁位復(fù)測，防止因機械碾壓使土體變形，造成樁位標(biāo)志偏移，從而導(dǎo)致沉樁偏差。

(4)各單項工程完成后，要嚴(yán)格按照規(guī)范要求對管樁進(jìn)行低應(yīng)變和靜載檢測。

9結(jié)束語

本項目施工時由于認(rèn)真進(jìn)行了施工前的準(zhǔn)備工作，并較好地進(jìn)行過程控制，樁基工程取得了較為滿意的結(jié)果。

目前PC樁設(shè)計經(jīng)驗比較成熟，施工及遇到問題的處理經(jīng)驗也越來越豐富，隨著人們對PC樁的理論和工程實踐經(jīng)驗的不斷積累，以及其技術(shù)的推廣應(yīng)用與發(fā)展，PC樁的施工質(zhì)量技術(shù)水平將會不斷提高。

參考文獻(xiàn)

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[4]JGJ 94-2008 建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

【中圖分類號】TU753.3

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

[定稿日期]2016-01-14