管樁按混凝土強(qiáng)度等級(jí)和壁厚分為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁代號(hào)為PC,預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁代號(hào)為PHC.薄壁管樁代號(hào)為PTC.PC
樁的混凝土強(qiáng)度不得低于C50砼,薄壁管樁強(qiáng)度等級(jí)不得低于C60,PHC樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C80。
管樁的接頭,過去個(gè)別廠的產(chǎn)品采用法蘭盤螺栓聯(lián)結(jié),現(xiàn)在幾乎全部采用端頭板電焊聯(lián)結(jié)法。端頭板是管樁頂端的一塊圓環(huán)形鐵板,厚度一般為
18-22毫米,端板外緣沿圓周留有坡口,管樁對(duì)接后坡口變成U型,燒焊時(shí)將管樁周過的U型坡口填滿即可。 預(yù)應(yīng)力管樁沉入土中的第一節(jié)樁稱為底樁。
底樁下端部都要設(shè)置樁尖(靴)。管樁樁尖(靴)
管樁沉樁方法有多種,在我國(guó)國(guó)內(nèi)施工過的方法有:錘擊法、靜壓法、震動(dòng)法、射水法、預(yù)鉆孔法及中掘法等,而以靜壓法用得最多。由于柴油錘
打樁時(shí)震動(dòng)劇烈、噪音大,為適應(yīng)市區(qū)施工需要,近幾年來我國(guó)各地開發(fā)了大噸位的靜力壓樁機(jī)施壓預(yù)應(yīng)力管樁的工藝,靜力壓樁機(jī)又可分為頂壓式和
抱壓式,抱壓式是樁機(jī)的夾板夾緊樁身,依靠持板的磨擦力大于入土阻力的原理工作,靜力壓樁機(jī)******壓樁力可達(dá)5000-6000kN,可將直徑500、600
的預(yù)應(yīng)力管樁壓到設(shè)計(jì)要求的持力層,從而大大推動(dòng)了預(yù)應(yīng)力管樁的應(yīng)用和發(fā)展。
(一) 施工準(zhǔn)備
1. 材料
(1) 鋼筋砼預(yù)制方樁、預(yù)應(yīng)力管樁的規(guī)格、質(zhì)量必須符合設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范的規(guī)定;并應(yīng)有出廠合格證明,還應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料,初步確定樁段的級(jí)
配計(jì)劃數(shù)量。
(2) 鋼筋砼預(yù)制樁,應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%才能壓樁。
(3) 鋼筋砼方樁接樁時(shí),宜用漿錨法,所使用的硫磺膠泥的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和黏結(jié)強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范的規(guī)定,并有出
廠合格證明,當(dāng)采用預(yù)應(yīng)力鋼筋砼管樁時(shí),使用的焊條標(biāo)號(hào)、性能必須符合設(shè)計(jì)要求和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,并有出廠合格證明,一般宜使用結(jié)422焊條。
2. 作業(yè)條件
(1) 應(yīng)有工程地質(zhì)資料、樁基施工平面圖、樁基施工組織設(shè)計(jì)或方案。
(2) 樁基軸線和標(biāo)高均已測(cè)定完畢,并經(jīng)過檢查辦理了復(fù)核簽證手續(xù)。
(3) 已排除架孔障礙物,在建筑物舊址或雜填土區(qū)施工時(shí),應(yīng)預(yù)先進(jìn)行釬探,并將在樁位置探明的舊基礎(chǔ)、石塊、廢鐵等障礙物清除或采取其它矗立
措施。
(4) 場(chǎng)地已碾壓平整,起承載力一般不宜低于100kpa,以保證樁機(jī)的移動(dòng)和穩(wěn)定垂直。雨季施工時(shí),必須采取有效的防水和排水措施。
(5) 根據(jù)軸線放出樁位線,用短木或短鋼筋打好定位樁,并用擺灰做出標(biāo)記,便于施工。
(6) 正式施工前必須先壓試驗(yàn)樁,起數(shù)量不少于2根,以確定起貫入度及樁長(zhǎng)并校驗(yàn)壓樁設(shè)備、施工工藝及技術(shù)措施是否符合要求。
(二) 操作工藝
1. 壓樁機(jī)的安裝,必須按有關(guān)程序或說明書進(jìn)行。壓樁機(jī)的配制應(yīng)平衡配置于平臺(tái)上。壓樁機(jī)就位時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)樁位,啟動(dòng)平臺(tái)支腿油缸,校正平臺(tái)處于
水平狀態(tài)。
2. 啟動(dòng)門架支撐油缸,使門架作微傾150,以便吊插預(yù)制樁。
3. 起吊預(yù)制樁。先拴好吊裝用的鋼絲繩及索具,然后應(yīng)用索具捆綁住樁上部約50cm 處,啟動(dòng)機(jī)器起吊預(yù)制樁,使樁尖垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心,緩慢放下
插入土中,回復(fù)門架在樁頂扣好樁帽,可卸去索具。樁帽與樁周邊應(yīng)有5-10cm的間隙,樁帽與樁頂之間應(yīng)有相適應(yīng)的襯墊,一般采用硬木板,其厚度
為10cm 左右。
4. 穩(wěn)樁和壓樁。當(dāng)樁尖插入樁位,扣好樁帽后,微微啟動(dòng)壓樁油缸,當(dāng)樁入土至50cm時(shí),再次校正樁的垂直度和平臺(tái)的水平度,保證樁的縱橫雙向
垂直偏差不得超過0.5%。然后啟動(dòng)壓樁油缸,把樁徐徐壓下,控制施壓速度,一般不宜超過2m/min。
5. 壓樁的順序應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地的地形、地質(zhì)、樁基的設(shè)計(jì)布局密集程度以及壓樁機(jī)移動(dòng)方便等因素來決定。
(1) 建筑面積較大,樁數(shù)較多時(shí),可將基樁分為數(shù)段,壓樁在各段范圍內(nèi)分別進(jìn)行。
(2) 對(duì)多樁臺(tái),應(yīng)避免自外向內(nèi)或從周邊向中心進(jìn)行,應(yīng)由中央向兩邊或從中心向外施壓。
(3) 在亞黏土及黏土地基施工,應(yīng)避免沿單一方向進(jìn)行,以免地基向一邊擠壓,造成壓入深度不一,地基擠密程度不均。
6. 接樁。在樁長(zhǎng)度不夠的情況下,可采用漿錨法和焊接法接樁。
(1) 鋼筋砼預(yù)制方樁采用漿錨法接樁時(shí):
1) 起吊上節(jié)樁,矯直外露錨固鋼筋,對(duì)準(zhǔn)下節(jié)樁放下,使上節(jié)樁的外露錨筋全部插入下節(jié)樁的預(yù)留孔中,目測(cè)上下兩節(jié)樁確保其垂直度和接觸面吻合。
2) 稍微提升上節(jié)樁,使上下節(jié)樁徑保持20-25cm的間隙,在下節(jié)樁四側(cè)箍上特制的夾箍,及時(shí)將溶融的硫磺膠泥注入預(yù)留孔內(nèi),直到溢出孔外至樁
頂整個(gè)平面,硫磺膠泥澆注時(shí)間不得超過2min,送下上節(jié)樁使兩端面貼合,等硫磺膠泥自然冷卻5-10min后,拆除夾箍繼續(xù)壓樁。
(2) 鋼筋砼預(yù)應(yīng)力管樁宜采用焊接法接樁。焊接法接樁時(shí)預(yù)埋鐵件表面應(yīng)清潔,上下樁節(jié)間的縫隙應(yīng)用鐵墊片墊密焊牢,焊接時(shí)應(yīng)采取措施對(duì)稱施焊,
以減少焊縫變形引起節(jié)點(diǎn)彎曲。焊縫應(yīng)連續(xù)、飽滿。接樁方法和要求按設(shè)計(jì)采用。接樁處的焊縫應(yīng)自然冷卻10-15min,對(duì)外露鐵件刷防腐漆后,才壓
入土中。
(3) 接樁一般在距地面1m左右進(jìn)行。上下樁的中心線偏差不得大于10mm,節(jié)點(diǎn)彎曲矢量不得大于1‰樁長(zhǎng)。
7. 送樁。設(shè)計(jì)要求送樁時(shí),送樁(工具)的中心線應(yīng)與樁身吻合一致方能送樁,送樁深度一般不宜超過2m。
8. 壓樁應(yīng)連續(xù),同一根樁的中間間歇時(shí)間不宜超過半小時(shí)。
9. 穩(wěn)壓。當(dāng)壓樁力已達(dá)到兩倍設(shè)計(jì)荷載或樁端已到達(dá)持力層時(shí),應(yīng)隨即進(jìn)行穩(wěn)壓。當(dāng)樁長(zhǎng)小于15 m或黏性土為持力層時(shí),宜取略大于2倍設(shè)計(jì)荷載作
為最后穩(wěn)壓力,并穩(wěn)壓不少于5次,每次1min;當(dāng)樁長(zhǎng)大于15m或密實(shí)砂土為持力層時(shí),宜取2倍設(shè)計(jì)荷載作為最后穩(wěn)壓力,并穩(wěn)壓不少于3次,每次
1min,測(cè)定其最后各次穩(wěn)壓時(shí)的貫入度,以上如設(shè)計(jì)有具體要求時(shí),則按設(shè)計(jì)要求執(zhí)行。
10. 壓樁施工時(shí),應(yīng)由專人或開啟自動(dòng)記錄設(shè)備作好施工記錄,開始?jí)簶稌r(shí)應(yīng)記錄樁每沉下1m油壓表壓力值,當(dāng)下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高或兩倍于設(shè)計(jì)荷載
時(shí),應(yīng)記錄最后3次的穩(wěn)壓時(shí)的貫入度。
(三) 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
1. 保證項(xiàng)目
(1) 鋼筋砼預(yù)制樁的質(zhì)量必須符合設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范的規(guī)定,并有出廠合格證。
(2) 樁的貫入度必須符合設(shè)計(jì)要求,最后幾次的貫入度不能依次遞增。
(3) 樁的接頭節(jié)點(diǎn)處理必須符合設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范的規(guī)定。
2. 允許偏差
(略)
(四) 施工注意事項(xiàng)
1. 避免工程質(zhì)量通病
(1) 樁身斷裂
1) 現(xiàn)象:樁在沉入過程中,樁身突然傾斜錯(cuò)位,當(dāng)樁尖處土質(zhì)條件沒有特殊變化而貫入度突然增大,施壓油缸的油壓顯示突然下降引起機(jī)臺(tái)抖動(dòng)
,這時(shí)可能是樁身斷裂。
2) 原因:
a.樁制作時(shí),樁身彎曲超過規(guī)定,樁尖偏離樁的縱軸線較大,沉入過程中樁身發(fā)生傾斜或彎曲。
b.樁入土后,遇到大塊堅(jiān)硬的障礙物,把樁尖擠向一側(cè)。
c.穩(wěn)樁不垂直,壓入地下一定深度后,再用走架方法校正,使樁身產(chǎn)生彎曲。
d.兩節(jié)樁或多節(jié)樁施工時(shí),相接的兩節(jié)樁不在同一軸線上,產(chǎn)生了曲折。
e.制作樁的砼強(qiáng)度不夠,樁在堆放、吊運(yùn)過程中產(chǎn)生裂紋或斷裂未被發(fā)現(xiàn)。
3) 預(yù)防措施
a.施工前應(yīng)對(duì)樁位下的障礙物清理干凈,必要時(shí)對(duì)每個(gè)樁位用釬探了解。對(duì)樁構(gòu)件要進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)樁身彎曲超過規(guī)定(L/1000且≤20mm)或樁尖
不在樁縱軸線上的不宜使用。
b.在穩(wěn)樁過程中如發(fā)現(xiàn)樁不垂應(yīng)及時(shí)糾正,樁壓入一定深度發(fā)生嚴(yán)重傾斜時(shí),不宜采用移架方法來校正。接樁時(shí)要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上,接
頭處應(yīng)嚴(yán)格按照操作要求執(zhí)行。
c.樁在堆放、吊運(yùn)過程中,應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,發(fā)現(xiàn)樁開裂超過有關(guān)驗(yàn)收規(guī)定時(shí)不得使用。
(2) 樁頂?shù)艚?1) 現(xiàn)象:在沉樁過程中,樁頂出現(xiàn)掉角。
2) 原因:
a.預(yù)制的砼配比不良,施工控制不嚴(yán),振搗不密實(shí)等或養(yǎng)護(hù)時(shí)間短,樣護(hù)措施不足。
b.樁頂面不平,樁頂平面與樁軸線不垂直、樁頂保護(hù)層過厚。
c.樁頂與樁帽的接觸面不平,樁沉入時(shí)不垂直,使樁頂面傾斜,造成樁頂面局部受集中應(yīng)力而掉角。
d.沉樁時(shí),樁頂襯墊已損壞未及時(shí)更換。
3) 預(yù)防措施:
a.樁制作時(shí),要振倒密實(shí),樁頂?shù)募用芄拷钜WC位置準(zhǔn)確;樁成型后要嚴(yán)格加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。
b.沉樁前應(yīng)對(duì)樁構(gòu)件進(jìn)行檢查,檢查樁頂有無凹凸現(xiàn)象,樁頂面是否垂直于軸線,樁尖有否偏斜,對(duì)不符合規(guī)范要求的樁不宜使用,或經(jīng)過修補(bǔ)等
處理后才能使用。
c.檢查樁帽與樁的接觸面是否平整,如不平整應(yīng)進(jìn)行處理才能施工。
d.沉樁時(shí)穩(wěn)樁要垂直,樁頂要有襯墊,如襯墊失效或不符合要求時(shí)要更換。
(3) 沉樁達(dá)不到要求
1) 現(xiàn)象:樁設(shè)計(jì)是以最終貫入度和最終樁長(zhǎng)作為施工的最終控制。一般情況下,以最終貫入度控制為主,結(jié)合以最終樁長(zhǎng)控制參數(shù),有時(shí)沉樁達(dá)
不到設(shè)計(jì)要求的最終控制要求。
2) 原因分析
a.勘探點(diǎn)不夠或勘探資料粗,對(duì)工程地質(zhì)情況不明,尤其是對(duì)持力層起伏標(biāo)高不明,致使設(shè)計(jì)考慮持力層和選擇樁長(zhǎng)有誤。
b.勘探工作是以點(diǎn)帶面,對(duì)局部硬夾層、軟夾層不可能全部了解清楚,尤其在復(fù)雜的工程地質(zhì)條件下,還有地下障礙物,如大塊石頭、砼塊等。壓
樁施工遇到這種情況,就會(huì)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的控制標(biāo)準(zhǔn)。
c.以新近代砂層為持力層時(shí)或穿越較厚的砂夾層,由于其結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定,同一層土的強(qiáng)度差異很大,樁沉入到該層時(shí),進(jìn)入持力層較深才能達(dá)到貫
入度和容易穿越砂夾層,但群樁施工時(shí),砂層越擠越密,最后會(huì)有沉不下的現(xiàn)象。
3) 預(yù)防措施
a.詳細(xì)查明工程地質(zhì)情況,必要時(shí)應(yīng)作補(bǔ)勘,正確選擇持力層或標(biāo)高。
b.根據(jù)工程地質(zhì)條件,合理地選擇施工方法及壓樁順序。
(4) 樁頂位移
1) 現(xiàn)象:在沉樁過程中,相鄰的樁產(chǎn)生橫向位移和樁身上浮。
2) 原因
a.樁入土后,遇到大塊堅(jiān)硬障礙物,把樁尖擠向一側(cè)。
b.兩節(jié)樁或多節(jié)樁施工時(shí),相接的兩樁不在同一軸線上,產(chǎn)生了曲折。
c.樁數(shù)較多,土飽和密實(shí),樁間距較小,在沉樁時(shí)土被擠到極限密實(shí)度而向上隆起,相鄰的樁被浮起。
d.在軟土地基施工較密集的群樁時(shí),由于沉樁引起的孔隙水壓力把相鄰的樁推向一側(cè)或浮起。
3) 預(yù)防措施
a.施工前應(yīng)對(duì)樁位下的障礙物清理干凈,必要時(shí)對(duì) 每個(gè)樁位用釬探了解,對(duì)樁構(gòu)件要進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)樁身彎曲超過規(guī)定(L/1000且≤20mm)或樁
尖不在樁縱軸線上的不宜使用。
b.在穩(wěn)樁過程中,如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應(yīng)及時(shí)糾正,接樁時(shí)要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上,接頭處應(yīng)嚴(yán)格按照操作要求執(zhí)行。
c.采用井點(diǎn)降水、砂井和盲溝等降水或排水措施。
d.沉樁期間不得開挖基坑,需要沉樁完畢后相隔適當(dāng)時(shí)間方可開挖,相隔時(shí)間應(yīng)視具體地質(zhì)情況、基坑開挖深度、面積、樁的密集程度及孔隙水壓力
消散情況來確實(shí),一般宜兩周左右。
(5) 接樁處開裂
1) 現(xiàn)象:接樁處經(jīng)施工后,出現(xiàn)松脫開裂。
2) 原因
a.連接處表面沒有清理干凈,劉有雜質(zhì)、雨水、油跡等。
b.采用焊接時(shí),連接件不平,有較大的間隙,造成焊接不牢。
c.焊接質(zhì)量不好,焊接不連續(xù)、不飽滿,焊縫中有夾渣等。
d.采用硫磺膠泥接樁時(shí),硫磺膠泥配比不合適,沒有嚴(yán)格按操作規(guī)程熬制,溫度控制不當(dāng)?shù)龋斐闪蚧悄z泥達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。
e.兩節(jié)樁不在同一直線上,在接樁處產(chǎn)生曲折,壓入樁時(shí)接樁處局部產(chǎn)生集中應(yīng)力而破壞連接。
3) 預(yù)防措施
a.接樁前,對(duì)連接部位上的雜質(zhì)、油污、水分等必須清理干凈,保證連接部件清潔。
b.檢查連接部件是否牢固、平整和符合設(shè)計(jì)要求,如有問題,必須進(jìn)行修正才能使用。
c.接樁施,兩節(jié)樁應(yīng)在同一軸線上,焊接預(yù)埋件應(yīng)平整服貼,焊縫應(yīng)飽滿連續(xù),當(dāng)采用硫磺膠泥接樁時(shí),應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程操作,特別是配合比應(yīng)經(jīng)
過試驗(yàn),熬制及施工時(shí)溫度應(yīng)控制好,保證硫磺膠泥達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。
2. 主要安全技術(shù)措施
(1) 壓樁施工前應(yīng)對(duì)臨近的建筑物采取有效的防護(hù)措施,施工時(shí)應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行觀測(cè)。
(2) 機(jī)械司機(jī)在施工操作時(shí),必須聽從指揮信號(hào),不得隨意離開崗位,經(jīng)常應(yīng)注意機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即檢查處理。
(3) 樁應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%方可起吊,100%方可運(yùn)輸和壓樁。
(4) 樁在起吊和搬運(yùn)時(shí),必須做到吊點(diǎn)符合設(shè)計(jì)要求,如設(shè)計(jì)沒有提出吊點(diǎn)要求時(shí),當(dāng)樁長(zhǎng)在16 m以內(nèi),可用一個(gè)吊點(diǎn)起吊,吊點(diǎn)位置在樁端至
入0.29樁長(zhǎng)處,但一般宜用兩個(gè)吊點(diǎn),吊點(diǎn)在樁距離兩端頭0.21樁長(zhǎng)處。
(5) 樁的堆放應(yīng)符合下列要求:
1) 場(chǎng)地應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí),不得產(chǎn)生不均勻沉降。
2) 墊木與吊點(diǎn)位置應(yīng)相同,并應(yīng)保持在同一平面內(nèi)。
3) 同型號(hào)(規(guī)格)的樁應(yīng)堆放在一起,樁尖應(yīng)向一端,便于施壓。
4) 多層的墊木應(yīng)上下對(duì)齊,最下層的墊木應(yīng)適當(dāng)加寬。堆放的層數(shù)一般不宜超過四層。預(yù)應(yīng)力管樁堆放時(shí),層與層之間可設(shè)置墊木,也可以不設(shè)
置墊木,層間不設(shè)墊木時(shí),最下層的貼地墊木不得省去。墊木邊緣處的管樁應(yīng)用木楔塞緊,防止?jié)L動(dòng)。
(6)硫磺膠泥的原材料及制品在運(yùn)輸、貯存和使用時(shí)應(yīng)注意防火。熬制膠泥時(shí),操作人員應(yīng)穿戴防護(hù)用品,熬制場(chǎng)地應(yīng)通風(fēng)良好,人應(yīng)在上風(fēng)操作,
嚴(yán)禁水濺入鍋內(nèi)。膠泥澆注后,上節(jié)樁應(yīng)緩慢放下,防止膠泥飛濺傷人。
3. 產(chǎn)品保護(hù)
(1) 妥善保護(hù)好樁基的軸線和標(biāo)高的控制樁,不得碰撞和振動(dòng),以免引起位移。
(2) 送樁留下的樁孔,應(yīng)及時(shí)回填密實(shí)。
(3) 壓樁完畢的基坑開挖時(shí),應(yīng)制定合理的施工順序和技術(shù)措施,防止土體擠壓引起樁的位移和傾斜。
(4) 截?cái)噙^長(zhǎng)的樁頭,嚴(yán)禁用橫錘敲打,以免造成斷樁和產(chǎn)生橫向裂紋。