高强预应力管桩 (PHC) 具有施工工期短、质量稳定、承载力高、穿透力强、低噪声、无震动、无污染、运输吊装方便等特点。近年来已广泛运用, 本文就静压高强预应力管桩的施工质量控制措施进行探讨分析, 以供同行工程技术参考!
(1) 施工队伍的资质核查。一是核查施工现场人员的技术资格证和上岗证;二是审查施工机械, 压桩机、桩槌是否符合现场的土质、桩径、桩深的要求, 所有机械是否有有效的检验证明。
(2) 管桩进场的检查及堆放。管桩进场时应检查出厂合格证和检验报告, 并对桩身的外观质量进行全数检查。管桩堆放不得超过4层, 应堆放在坚实、平整的场地上, 并采取可靠的防滚、防滑措施。
(3) 压桩前的准备工作。首先要复核桩位的轴线、标高准确性;检查压桩机的型号、压力表、配重;检查机械操作的工作环境、供电情况等, 根据地质情况和桩尖深度至桩顶标高确定桩长。施工准备工作完成就绪, 正式打桩前, 应组织施工、监理、设计、地质、质监等单位在施工现场共同进行工艺试桩, 确定贯入度、持力层的强度、桩的承载力、收锤标准等重要参数。
(4) 确定压桩顺序。对群桩承台应考虑压桩时的挤土效应, 不同深度的桩基应先深后浅、先大后小、先长后短。同一单体建筑, 一般要求先施压场地中央的桩, 后施压周边桩, 当一侧毗邻建筑物时, 由毗邻建筑物处向另一方向施压。
(5) 垂直度的质量控制。当管桩插入地面和接桩时施工人员要用两台经纬仪或线锤, 在两个成90°的侧面观察, 调整好桩的垂直度, 然后开始压桩, 垂直度偏差不宜大于0.5%。在施压过程中, 决不允许用桩机拖桩, 以免桩倾斜而影响桩的质量。
(6) 接桩的质量控制。管桩对接前应检查上下端板是否清理干净。焊接时最好两个焊工同时进行, 先在坡口圆周上对称点焊4~6点, 焊接层数不得少于二层, 内层焊渣须清干净后方能焊外层, 焊缝应饱满连续。为保证焊缝质量, 应冷却8min后方可施压, 严禁用水冷却或焊好后立即施压。焊接接桩应做好隐蔽工程验收。
(7) 压桩的质量控制。根据地质资料控制压桩, 沉桩速度不能过快, 一般控制在每分钟1m左右为宜。当遇到压力值突然下降, 沉降量突然增大;桩身突然倾斜、跑位;桩身混凝土出现裂缝;地面隆起, 邻桩上浮;按设计桩长压桩但未达到设计值, 或单桩承载力已达设计值但压桩长度不能满足设计要求等情况时, 应立即停止压桩, 及时与设计、地质、监理等有关人员研究处理, 分析原因采取相应措施处理后方可继续沉桩。压桩时应合理调配管桩长度, 同一承台桩的接头位置应相互错开。压桩时若遇条石、块石等地下障碍物, 宜采用引孔解决。
(8) 终止压桩的质量控制。终止值由设计确定, 位于一般土层时, 以控制桩端设计标高为主, 贯入度可作参考;当桩端达到坚硬、硬塑的粘性土、中密以上粉土、砂土、碎石类土、风化岩时, 以贯入度控制为主, 桩端标高可作参考。贯入度已达到而桩端未达到时, 应复压3阵, 每阵应持荷0.5~1.0min, 贯入度应小于设计规定值或通过试验确定值。
(9) 压桩过程的资料控制。认真观察压力表的读数并做好记录, 以判断桩的质量和承载力。桩位要随打随记录, 预防错打、漏打, 同时应对周围建筑物, 地下管线等进行观测、监护, 并及时做好记录。要认真做好原始资料的汇总工作, 遇到异常现象及时通知有关方面共同解决现场问题。
预应力管桩管壁薄、混凝土标号高, 施工中不注意容易产生断裂, 主要原因: (1) 桩制作时混凝土强度不够, 管壁厚薄不均匀, 桩身弯曲超过规定, 桩尖偏离桩的纵轴线较大, 桩在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂未被发现, 沉入过程中桩身发生倾斜或弯曲; (2) 接桩焊缝不饱满, 焊后自然冷却时间不够, 接桩时两节桩不在同一轴线上, 产生了曲折; (3) 地质土层软硬变化或有坚硬障碍物时, 把桩尖挤向一侧; (4) 施工场地不平、烂泥、积水多, 造成压桩时机身不平稳。
预防措施: (1) 对桩身质量进行全面检查, 测量管桩的外径、壁厚、桩身弯曲度等有关尺寸, 并详细记录, 发现桩身弯曲超过规定或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用。桩的堆放、吊运应严格按照有关规定执行; (2) 在稳桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正, 桩压入一定深度发生严重倾斜时, 不宜采用移架方法来校正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上, 接头处应严格按照操作规程; (3) 施工前应对桩位下的障碍物进行清理, 必要时对每个桩位用钎探了解;四是应保证施工场地平整坚实, 有排水措施, 让机台行走或施压过程机身平稳不晃动。
在沉桩过程中, 相邻的桩产生横向位移和桩身上浮, 主要原因: (1) 桩入土后, 遇到大块坚硬障碍物, 把桩尖挤向一侧; (2) 两节桩或多节桩施工时, 相接的两桩不在同一轴线上, 产生弯曲; (3) 桩数较多, 土饱和密实, 桩间距较小, 在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起, 相邻的桩被浮起; (4) 在软土地基施工较密集的群桩时, 由于沉桩引起的孔隙水压力把相邻的桩推向一侧或浮起。
预防措施: (1) 施工前应对桩位下的障碍物进行清理, 对桩构件要进行检查, 发现桩身弯曲超过规定或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用; (2) 在稳桩过程中, 如发现桩不垂直应及时纠正, 接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上, 接头处应严格按照规程操作; (3) 采用井点降水、砂井和盲沟等降水或排水措施;四是沉桩期间不得开挖基坑, 需要沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖, 相隔时间应视具体地质情况、基坑开挖深度、面积、桩的密集程度及孔隙水压力消散情况来确实。
静压管桩施工时, 桩设计是以最终贯入度和最终桩长作为施工的最终控制, 如发现个别桩长达不到设计深度时, 主要原因: (1) 勘探资料粗, 勘探点不够, 对局部硬夹层、软夹层及地下障碍物了解不够; (2) 中断沉桩时间过长, 由于设备故障或其他特殊原因, 致使沉桩过程突然中断, 或接桩时, 桩尖停留在硬土层内, 若延续时间过长, 沉桩阻力增加, 使桩无法沉到设计深度; (3) 在群桩施工时穿越较厚的砂夹层, 由于其结构的不稳定, 同一层土的强度差异很大, 桩沉入到该层时, 砂层越挤越密, 最后会有沉不下的现象。
预防措施:发生管桩沉不下去时, 应详细查明工程地质情况, 正确选择持力层或标高, 合理选择施工方法及压桩顺序, 冷静分析原因, 找出对策才能继续施工。
某16层综合楼, 场地平坦, 土层自上而下为杂填土、粉质粘土、淤泥、中砂、风化残积土、强风化岩土、中风化岩带、微风化岩带。设计采用静压高强预应力管桩, 其桩长为16~21m, %400桩单桩承载力标准值1.5MN, 桩尖持力层为强风化岩, 沉桩方式采用液压式, 共布桩485根。本工程桩施工过程中, 有3根短桩, 另经质监站动测54根, 发现2根桩身断裂, 其余桩身质量良好。桩身断裂的处理:
(1) 内加固法:对断桩位置深度大于5m的一根, 采用螺旋钻清除管桩内孔杂物, 并清理深度超过断裂处1m以下, 经过内孔壁清洗干净后, 将配纵筋6%16, 螺旋箍%8@100的钢筋笼放置在管桩孔内, 内灌加膨胀剂的C30细石混凝土。
(2) 外加固法:对断桩位置深度小于5m的一根, 用人工挖孔, 钢筋混凝土圆模作护壁, 找到断桩处, 挖至断桩以下1m, 将配纵筋12%16, 螺旋箍%8@100的钢筋笼放置在管桩外侧, 并用掺膨胀剂的C30细石混凝土灌注, 将管桩外包。
短桩的处理:
将终压力加大, 对选定的3根短桩进行复压, 结果下沉最小为15cm, 最深为190cm, 均到达强风化岩层。经质监站对复压后的桩进行静载实验, 结果全部合格, 实践证明加大终压力是处理短桩的有效办法。
目前静压预应力管桩工程实践经验尚不够丰富, 但随着静压预应力管桩技术的推广应用和发展, 以及人们对静压预应力管桩的理论和工程实践经验的不断积累, 相信静压预应力管桩技术应用水平将会不断得到提高。
摘要：高强预应力管桩 (PHC) 具有强度高、抗弯性能好的特点, 其贯穿能力强, 对持力层起伏变化大的地质条件适应性强;成桩质量可靠, 检测方便;施工工期短, 噪音小, 无振动, 运输吊装方便, 无污染, 符合环保要求。此施工技术在广东地区得到了广泛的应用。为了合理使用静压高强预应力管桩, 保证工程质量, 本文结合工程实例介绍了静压高强预应力管桩施工过程的质量控制措施。
关键词：静压高强预应力管桩,施工,质量控制
