靜壓預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量與安全控制措施探討[一類建資]

1、靜壓預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量與安全控制措施探討摘要：本文結(jié)合靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的施工特點(diǎn)，針對(duì)其施工質(zhì)量和施工安全技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)探討，并介紹了施工實(shí)踐過(guò)程中如何采取一些具體措施來(lái)控制施工質(zhì)量和施工安全，對(duì)靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁基檢測(cè)分析進(jìn)行了詳細(xì)闡述總結(jié)。關(guān)鍵詞：靜壓預(yù)應(yīng)力混凝土管樁；質(zhì)量控制；安全控制；樁基檢測(cè)1引言靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力薄壁管樁由于具有施工環(huán)境整潔無(wú)排污、單樁承載力直觀、質(zhì)量穩(wěn)定、施工效率高、工期短、噪音低、造價(jià)低和無(wú)震動(dòng)等特點(diǎn)，越來(lái)越被設(shè)計(jì)院、業(yè)主和廣大工程技術(shù)人員重視和采用，已在很多地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。然而，資料和工程實(shí)踐表明，由于高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力薄壁管樁的高脆性和樁基地

2、質(zhì)的不確定性，由此也引發(fā)了許多施工質(zhì)量和安全技術(shù)問(wèn)題，本文結(jié)合靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁的施工特點(diǎn)，針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了探討。2工程實(shí)例湖南芷江某住宅小區(qū)工程總建筑面積38200m2，為57層多層住宅，結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。本工程采用靜壓預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁（PHC），其中5#樓基礎(chǔ)PHC管樁共347根。（ZH-1.3）樁型號(hào)：PHC-400(95)-AB-CB-C80-L（樁長(zhǎng)），配十字型樁尖，具體力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表1。樁端持力層為層粉質(zhì)粘土層，樁進(jìn)入層土深度不小于6.0m，試樁報(bào)告提供的單樁承載力特征值為1000kN。2預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題分析預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁在樁壓入過(guò)程中，以樁

3、基本身的重量和配重作為反作用力，克服壓樁過(guò)程中的樁側(cè)摩阻力和樁端阻力，當(dāng)管樁在豎向靜壓力作用下沉入土中時(shí)，樁周土體發(fā)生急速而激烈的擠壓，土中孔隙水壓力急劇上升，土的抗剪強(qiáng)度大大降低，樁身很容易下沉。靜壓管樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量雖然較沉管灌注樁、錘擊樁等施工方法穩(wěn)定，但由于其工序多、涉及面廣，在全過(guò)程中，稍有不慎或把關(guān)不嚴(yán)，就會(huì)造成質(zhì)量事故或質(zhì)量隱患，教訓(xùn)也是屢見(jiàn)不鮮的。影響樁基施工質(zhì)量的因素有多方面，如：地質(zhì)勘探資料的局限性、地質(zhì)情況的不可預(yù)見(jiàn)性、樁身的高脆性、樁身材料預(yù)制或壓樁施工管理不完善等。因此，靜壓管樁樁基工程的施工應(yīng)全面考慮各種可能影響因素，細(xì)致地做好各項(xiàng)事前控制工作，將隱患扼殺在搖籃中，

4、同時(shí)也有利于工程進(jìn)度和造價(jià)的控制。3靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)及質(zhì)量控制3.1靜壓管樁施工工藝流程定樁位（測(cè)量、編號(hào)、復(fù)合）壓樁機(jī)到位（確定型號(hào)、標(biāo)定技術(shù)參數(shù)）吊樁、對(duì)中（控制吊點(diǎn)、垂直度）焊樁尖（查焊接）壓第一節(jié)樁（確保樁垂直度）焊接接樁（查電焊工資質(zhì)、焊條、焊序、焊接層數(shù)、質(zhì)量、自然冷卻時(shí)間等）壓第N節(jié)樁（進(jìn)行全過(guò)程測(cè)量、調(diào)控）送樁、終樁（對(duì)送樁壓力與標(biāo)高進(jìn)行雙控）移機(jī)（地壓耐力、壓樁順序）截樁（鋸樁器截割）記錄、核查壓樁及樁基檢測(cè)相關(guān)資料。3.2靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁施工施工單位安排1臺(tái)YZ-160型靜力壓樁機(jī)和QY-16t吊車各1臺(tái)，并配置2臺(tái)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電焊機(jī)進(jìn)場(chǎng)施工。施工管理人員和

5、作業(yè)工人配制齊全并全部就位。業(yè)主和監(jiān)理成立5人監(jiān)督小組，對(duì)壓樁過(guò)程進(jìn)行全程跟蹤，并對(duì)每根樁的樁身質(zhì)量、沉樁和收樁過(guò)程進(jìn)行旁站檢查。沉樁過(guò)程中，粉質(zhì)粘土層中有一層1m左右厚含礫中粗砂，當(dāng)樁頭進(jìn)入后，力表讀數(shù)便快速上升，并且機(jī)身開(kāi)始抖動(dòng)，有少部分樁出現(xiàn)斷樁。后來(lái)通過(guò)加大樁機(jī)配重，并在遇礫砂層時(shí)及時(shí)調(diào)整靜力，采取忽停忽壓的沖擊施壓法，使樁緩慢下沉穿透礫砂層。另外，有一部分場(chǎng)地層土起伏較大，當(dāng)樁頭遇巖層壓力加大、使樁的側(cè)向受力加大時(shí)，側(cè)向受力會(huì)造成樁頭突然折斷。針對(duì)這種情況，施工人員采取相應(yīng)措施，要求主機(jī)在樁頭接近層土?xí)r放慢沉樁速度，當(dāng)壓力表值快速上升時(shí)及時(shí)調(diào)低壓力，用較小壓力反復(fù)壓平樁頭土層，待樁頭

6、進(jìn)入層土后，再加壓力值至終壓值。3.3靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁施工質(zhì)量控制措施3.3.1壓樁前的質(zhì)量控制1）審核施工方案。主要看其施工人員配備及持證上崗情況；選用的壓樁機(jī)型是否符合場(chǎng)地地質(zhì)情況、是否符合設(shè)計(jì)圖紙中選用的管樁規(guī)格及單樁豎向極限承載力的要求；壓樁順序安排是否符合建筑樁基有關(guān)技術(shù)規(guī)范要求；質(zhì)量、安全、控制措施是否到位等。2）現(xiàn)場(chǎng)檢查壓樁機(jī)是否安裝調(diào)試好，油壓表是否按期檢測(cè)，配重是否滿足大于1.21.5倍單樁豎向極限承載力的要求，是否會(huì)產(chǎn)生沉機(jī)、走位等現(xiàn)象；邊樁、角樁是否有足夠壓樁位置和是否會(huì)對(duì)鄰近建筑物產(chǎn)生側(cè)向擠壓影響；施工現(xiàn)場(chǎng)架空和地下障礙物是否已經(jīng)處理。3）管樁進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)檢查其出廠合格證

7、、檢驗(yàn)報(bào)告和產(chǎn)品說(shuō)明按不同規(guī)格、長(zhǎng)度及施工順序合理堆放在堅(jiān)實(shí)平整的地上（一般宜單層堆放，疊層堆放時(shí)不得超過(guò)4層），并采用可靠的防滾、防滑措施。4）檢查電焊條、焊絲、樁尖等其他進(jìn)場(chǎng)材料質(zhì)量證明文件，并現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)實(shí)物。5）復(fù)核軸線、樁位、控制標(biāo)高的準(zhǔn)確性。樁位復(fù)測(cè)允許存在偏差值，單樁為10mm，全樁為20mm。樁位可用打人短鋼筋、系上紅色膠帶和灑一圈白石灰水來(lái)做醒目標(biāo)志。6）正式壓樁前應(yīng)組織設(shè)計(jì)、地質(zhì)、建設(shè)、監(jiān)理、質(zhì)監(jiān)和施工等單位在現(xiàn)場(chǎng)共同進(jìn)行工藝性試壓樁，以確定持力層強(qiáng)度、樁長(zhǎng)、終壓值、復(fù)壓次數(shù)和復(fù)壓時(shí)沉降量等收樁標(biāo)準(zhǔn)的重要參數(shù)。3.3.2壓樁過(guò)程中的質(zhì)量控制1）樁在起吊時(shí)應(yīng)保持平穩(wěn)，保護(hù)樁身質(zhì)量

8、，避免砸、撞、拖造成斷裂，起吊時(shí)同時(shí)檢查樁身有無(wú)裂紋，是否完好，對(duì)斷裂樁進(jìn)行報(bào)廢處理，樁在現(xiàn)場(chǎng)翻運(yùn)后堆放平整。2）應(yīng)嚴(yán)格按照施工方案及有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求進(jìn)行施工。施工順序應(yīng)考慮群樁的擠土效應(yīng)，一般不同的樁基應(yīng)先深后淺、先大后小、先長(zhǎng)后短；同一單體建筑或全樁承臺(tái)應(yīng)先施壓場(chǎng)地中央的樁，后施壓周邊的樁；當(dāng)毗鄰其他建筑物時(shí)，由毗鄰建筑物向另一方向施壓；如周圍為基坑的支護(hù)時(shí)，其支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)在主體樁施工完成后再行施工。3）第一節(jié)樁吊樁到位后應(yīng)核對(duì)其樁心是否對(duì)準(zhǔn)樁位中心，若地面土體被樁機(jī)碾壓變形導(dǎo)致樁位標(biāo)識(shí)位移時(shí)，應(yīng)重新拉軸線確定樁位。4）當(dāng)管樁插入地面1m左右或接樁時(shí)施工人員應(yīng)利用樁機(jī)駕駛室現(xiàn)地面垂成90角

9、的側(cè)面進(jìn)行觀察，調(diào)整好樁的垂直度，垂直度偏差不宜大于0.5%。在施壓樁過(guò)程中決不允許用樁機(jī)拖樁來(lái)調(diào)整樁位和垂直度，以免造成樁傾斜、折斷，從而影響成樁的質(zhì)量。5）為防止由于樁管內(nèi)水滲入至持力層使其風(fēng)化巖巖體軟化，發(fā)生管樁承載力下降、沉降加大的現(xiàn)象，焊接樁尖時(shí)焊縫應(yīng)飽滿連續(xù)，并在第一次接樁前向下節(jié)管樁內(nèi)灌人1.2m1.5m高的素混凝土。6）管樁對(duì)接前應(yīng)用鋼刷將上下端板清刷干凈，用導(dǎo)向箍引導(dǎo)上節(jié)管樁就位，使上下節(jié)順直后才開(kāi)始施焊。焊接時(shí)，宜先在坡口圓偶周上對(duì)稱點(diǎn)焊46個(gè)點(diǎn)固定，拆除導(dǎo)向箍后再行施焊，焊接層數(shù)不得少于二層，并且焊縫應(yīng)飽滿連續(xù)，焊好后應(yīng)自然冷卻8min以上方可施壓，嚴(yán)禁用水冷卻和焊接后立

10、即施壓。7）沉樁過(guò)程中應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料和設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行控制。沉樁速度不能過(guò)快，一般控制在每分鐘1.8m左右為宜；沉樁過(guò)程中，當(dāng)樁尖遇到硬土層或砂層而發(fā)生沉樁阻力突然增大時(shí)，可采取忽停忽壓的沖擊施壓法，使樁緩慢下沉直至穿透硬土或砂層。當(dāng)遇到持力層巖面起伏較大時(shí)，可采用調(diào)整靜壓力或反復(fù)施壓法使樁尖逐漸進(jìn)入巖層內(nèi)，然后再加大靜壓力，這樣就可以避免樁頭側(cè)向受力較大而發(fā)生斷樁現(xiàn)象。沉樁過(guò)程中除接樁停留外宜連續(xù)施壓，接樁停留時(shí)間也不宜大于30min。8）在沉樁過(guò)程中如果壓力值突然下降、沉降量突然增大或樁身污染傾斜、跑位，可能是斷樁。對(duì)于配置封口型樁尖的管樁，可通過(guò)吊線垂丈量樁長(zhǎng)或吊低壓照明燈直接觀察來(lái)判斷

11、是否斷樁。沉樁過(guò)程中如有斷樁、樁身混凝土出現(xiàn)裂縫、地面隆起、鄰樁上浮或壓樁至設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)但仍未達(dá)到收樁的終壓值要求，或終壓值滿足收樁要求但樁長(zhǎng)不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)與設(shè)計(jì)、地質(zhì)等有關(guān)單位人員聯(lián)系，分析原因采取相應(yīng)措施處理后方可繼續(xù)壓樁。壓樁時(shí)如遇地下障礙物，可根據(jù)其深度分別采用除障、引孔、避讓等措施解決。10）壓樁過(guò)程中應(yīng)采用水準(zhǔn)儀定點(diǎn)、定入、定儀器，對(duì)已完成的樁點(diǎn)標(biāo)高及時(shí)測(cè)量，待壓樁全面完成后，再行復(fù)測(cè)，如兩次測(cè)量差大于20mm，表明浮樁較嚴(yán)重，必須復(fù)壓。11）壓樁時(shí)應(yīng)合理配制樁長(zhǎng)，盡量使同一承臺(tái)樁接頭位置相互錯(cuò)開(kāi)，并避免接樁時(shí)樁尖處于礫砂層內(nèi)。截?cái)嗪蟮亩虡侗恢匦吕脮r(shí)其長(zhǎng)度不宜小于3m，同時(shí)要

12、認(rèn)真檢查其是否有裂縫，當(dāng)需要送樁時(shí)，送樁深度不宜大于2m。12）沉樁過(guò)程中應(yīng)認(rèn)真觀察壓力表讀數(shù)，做好原始數(shù)據(jù)紀(jì)錄。應(yīng)記錄所壓樁號(hào)、節(jié)數(shù)，每節(jié)配樁長(zhǎng)度，每節(jié)樁壓力表的讀數(shù)和穩(wěn)壓時(shí)貫人度、終壓值等，以判斷樁的質(zhì)量和承載力，防止錯(cuò)壓、漏壓現(xiàn)象發(fā)生。13）收樁是整個(gè)壓樁過(guò)程的關(guān)鍵，應(yīng)嚴(yán)格按照工藝試樁確定的收樁標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。一般情況下，樁長(zhǎng)應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙要求，終壓值略高于2倍單樁承載力特征值，然后利用2倍單樁承載力特征值進(jìn)行35次復(fù)壓，每次持荷時(shí)間1min2min，其最后兩次沉降量總和應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求或小于5mm。3.3.3基坑開(kāi)挖階段的質(zhì)量控制基坑開(kāi)挖時(shí)可根據(jù)樁的分布密度，利用不同型號(hào)的挖掘機(jī)與人工挖土

13、相結(jié)合的方法進(jìn)行。挖土過(guò)程中機(jī)械設(shè)備嚴(yán)禁靠近樁身；深基坑壓樁完成2周以后才允許開(kāi)挖，并應(yīng)采取分層、均勻、對(duì)稱方法開(kāi)挖，及時(shí)去除樁間土；嚴(yán)禁將土堆放在基坑邊坡附近，以減少樁側(cè)土的側(cè)向位移，防止樁位移或折斷。3.4樁基檢測(cè)樁基檢測(cè)采用低應(yīng)變法來(lái)判斷樁身完整性，用單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)確定單樁豎向抗壓極限承載力。抽檢數(shù)量應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性、地質(zhì)條件、成樁質(zhì)量可靠性和相關(guān)規(guī)范規(guī)定來(lái)確定。一般先取20%以上且不得少于10根有代表性的樁做低應(yīng)變檢測(cè)，對(duì)于3樁或3樁以下承臺(tái)抽檢樁數(shù)不得少于1根。低應(yīng)變檢測(cè)完后，應(yīng)根據(jù)其檢測(cè)結(jié)果，選擇有代表性的、類樁做靜載；靜載試驗(yàn)的檢測(cè)數(shù)量不應(yīng)少于3根，且不宜少于總樁數(shù)的1

14、%，當(dāng)工程總樁數(shù)在50根以內(nèi)時(shí)不應(yīng)少于2根；靜載檢測(cè)完后，用類優(yōu)質(zhì)樁、類合格樁的靜載試驗(yàn)結(jié)果來(lái)統(tǒng)計(jì)工程樁承載力特征值；對(duì)于類有問(wèn)題的樁應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證后酌情處理；類不合格樁必須進(jìn)行處理。本工程打樁結(jié)束后，從現(xiàn)場(chǎng)選取3根不同持力層及壓樁力（見(jiàn)表2）的工程樁進(jìn)行抗壓靜載試驗(yàn)，最大檢測(cè)荷載取二倍單樁承載力特征值，約1500kN。根據(jù)Q-S試驗(yàn)曲線分析，單樁的抗壓極限承載力均達(dá)到1500kN，分析曲線見(jiàn)圖1，同時(shí)，抽取13根不同壓樁力的樁進(jìn)行高應(yīng)變動(dòng)測(cè)，極限承載力均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。4靜壓管樁施工安全控制措施建立健全的工程項(xiàng)目有關(guān)安全管理制度，對(duì)于所有進(jìn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行上崗前的安全文明教育和安全技術(shù)交底，并核對(duì)特

15、種作業(yè)人員上崗證，具體安全措施如下：1）樁機(jī)安裝完成后，應(yīng)組織相關(guān)人員進(jìn)行檢查驗(yàn)收。主要檢查各部件在空載時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)是否自如，有無(wú)異常響聲，有無(wú)振動(dòng)破壞現(xiàn)象，配重鐵塊是否鎖緊，并檢查用電沒(méi)備是否安裝了漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)，電纜是否有亂搭、亂接及拖地現(xiàn)象等。2）壓樁作業(yè)時(shí)，非工作人員須離樁機(jī)20m以外：施工人員應(yīng)配齊各就各位,不得隨意串崗或進(jìn)行與作業(yè)無(wú)關(guān)事情；起吊重物時(shí)需有專人指揮，且起重臂下嚴(yán)禁站人。3）起重機(jī)其中范圍不得超過(guò)起重性能規(guī)定的指標(biāo)。起吊管樁時(shí)，索具應(yīng)吊在管樁0.3L（L為管樁長(zhǎng)）以上位置，但離樁端必須大于1m；起重機(jī)吊樁進(jìn)入夾持機(jī)構(gòu)后，在壓樁開(kāi)始之前，起吊鋼絲繩必須放松，壓樁時(shí)則隨沉樁速度不斷放松，使吊鉤始終處于不受力狀態(tài)，最后通過(guò)司索工人工脫鉤，這樣既可以避免拉斷鋼絲繩或拉彎起重機(jī)吊臂，又可避免因強(qiáng)行擺臂脫鉤或過(guò)長(zhǎng)的管樁傾斜造成管樁折斷，從而發(fā)生斷樁從高處倒下的意外事故。4）接樁焊接用焊機(jī)操作時(shí)應(yīng)加裝防護(hù)罩，并沒(méi)有專用有效地線；各種氣瓶應(yīng)作標(biāo)識(shí)，氣瓶距明火點(diǎn)10m以上，氣瓶間距必須大于5m；氣瓶必須加防震圈和防護(hù)帽，其使用和存放時(shí)嚴(yán)禁平放或倒放。施工完畢的樁頭上面要加蓋，以防行人或雜物等掉入。5結(jié)束語(yǔ)綜上所述，在靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁施工過(guò)程中，應(yīng)充分考慮各種影響因素，盡可能估計(jì)到可能發(fā)生的問(wèn)題，在其應(yīng)用