摘要:本文基于多年工作经验,在理论结合实际的前提下展开相关研究。为预应力管桩施工的质量控制议题做足相关准备。
关键词:预应力、管桩、锤击施工、质量
1引言
预应力混凝土管桩具有强度高、施工方便、造价低等诸多优点,近年来在实际工程施工中得到了广泛的应用。本文根据预应力混凝土管桩的施工特点,主要阐述了对预应力混凝土管桩施工质量控制的一些看法。
2施工过程中的常见质量问题与控制措施
2.1施工过程中出现挤土效应
(1)挤土效应的表现与产生原因。包括沉桩过程中的桩周围的土体结构发生扰动而导致应力状态受到影响;施工顺序与方法不当,布桩数量过密、过多、短时间内迅速压桩、成桩数量过多;桩端停歇于硬夹层、接头数量过多、焊接不到位;施工过程中没有做到迅速焊接等都将导致挤土效应产生。
(2)挤土效应的防治方法。首先,对桩距较密集的部分的预应力管桩进行施工时,可以采用预钻孔成桩的方法,孔的深度以控制于桩长度的33.3%~50.0%为宜,孔径应比桩径小50~100mm;施工过程中做到随钻随打,也有可以采用间隔跳的打法,但是施工过程中应杜绝出现封闭桩。其次,以桩的入土深度决定打桩顺序,按照先高后低、先长后短的顺序进行施工;面对桩较为密集的情况,根据场地开阔程度以及建筑物的距离决定顺序,当桩密度较高,其中一侧与建筑物距离较近时,按照由近到远的方法进行;当桩密度较高,处于狭长地带,两端与建筑物存在一定距离时,按照从中间向两端的方法进行施工;当桩密度较高,处于较为开阔的地带且与建筑物存在一定距离时,按照从中间向四周扩散的方式进行。再次,设置地下连续墙或隔离板桩;开挖地面排土沟;设置塑料排水板、袋装砂井等控制超孔隙水的压力。然后,避免停歇时间过长导致摩擦力过大而对撞击施工造成阻碍,加大沉桩难度;尽量避免在硬土层如砂土、砂质粉土等进行焊接。通过地质报告深刻把握土层分布进而确保桩体的组合长度足够合理,以免将接头布置于土层活动较多的部位或者土层的分界处;不宜将同一承台内的群桩的接桩接头布置于同一横截面,以免当状体桩身承受较大的水压力、土压力等时,受到过大的剪切破坏。最后,加强对地下管线、临近建筑物的监护与观测,对部分较为重要的建筑物、管线等可以考虑改变桩型。
2.2斜桩
2.2.1斜桩的产生的原因:
①桩机基础:桩机配重加自重的总重过大导致桩机发生不均匀沉降而出现斜桩。
②机械设备:设备存在隐患导致液压系统漏油而出现斜桩。
③桩的质量:桩身不够垂直而发生斜桩。
④帽、桩身未在同一直线;
⑤存在深基坑承台相邻桩过密,先施工完毕的一端已经存在孔洞,此时施工另一面的过程中容易出现桩身滑动;③桩密度过大导致挤土效应,进而导致斜桩;
⑥基坑开挖不当,一次性开挖过多土导致桩承受来自一侧的过大土压力,桩身变形;⑤未做到及时探测,导致沉桩过程中突遇大块坚硬物而将桩体挤向一侧;⑥采用预钻法施工时,未能做到垂直钻孔导致沉桩过程中发生偏移。
2.2.2斜桩的防范措施:
①施工之前加强对机械设备的检修,确保机械设备保养到位以免对施工质量造成不良影响;
②施工过程中将桩身的垂直度予以控制,重点关注第一节桩的控制,要求垂直度偏差在可接受范围内(桩长的0.5%),沉桩过程中加强校准,采用经纬仪从两个方向上校准;
③对施工顺序予以合理制定,及时回填桩基施工完毕后的孔洞,强化控制垂直度;
④控制接桩数量,将预制管桩的接头数量控制在3个以内,接桩时,待桩间进入硬土层之后才进接桩,控制节点的弯曲矢高在桩段的0.1%内,确保上下桩段能做到良好对接,要求中心线的偏差在2mm以下;
⑤重视监测地质,当施工过程中突遇障碍物,先将其排除,排除完毕后再沉桩;
⑥沉桩过程中已经发现不垂直时,如果不垂直较轻,需要立即采取纠正措施,如果不垂直较为明显,需要拔桩后重打,当桩已经进入一定深度时,为了避免出现断桩,不宜使用移动机架矫正,需要采取其它措施;
⑦待桩基施工完毕后,等待一段时间(停歇期),停歇完毕后才开始开挖基坑,基坑开挖过程中强化维护措施,做到均匀、分层开挖,以免土体为桩施加过大的侧压力而导致桩身弯曲,进而确保桩身结构完整。
3工程实例
项目位于三亚市崖州区振洲路与宜居路交汇处东北侧地块,主体建筑为两层钢结构(23m)产业中心楼,总建筑面积6351.28㎡,项目拟建1栋地上2层的产业中心楼,1栋地上1层、地下1层的附属设备用房;其中产业中心楼建筑面积为5523.92㎡,附属设备用房建筑面积为827.36㎡。并配套建设给排水工程、电气工程、暖通工程、室外配套工程以及演示工程等内容,计划工期210日历天(含设计30日历天,施工工期180日历天)。
本工程预应力管桩采用PHC预应力高强混凝土管桩Φ500×125AB,预应力混凝土管桩的混凝土强度等级不应低于C80,抗渗等级不应低于P10,钢筋混凝土保护层厚度不应小于40mm,桩尖采用闭口型的尖底十字形钢桩尖,承台混凝土C30,主体结构为钢结构,耐火等级为一级,设计使用年限为50年,地下室防水等级为一级。
拟建场地原始地貌单元为花岗岩剥蚀台地。现场地地势较平。勘察期间通过调查,并未发现滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害。
拟建场地内人工填土厚度比较大,厚度为1.20~3.40m,属新近堆填,结构松散,未完成自重固结,场地内人工填土对工程可能会带来如下工程风险:
(1)大中型设备进场施工过程中,由于人工填土的不均匀沉降可能会导致设备倾斜甚至倾倒;
(2)由于不均匀沉降,对地下管线将会造成拉裂(尤其是接缝处),影响地下管线的正常使用。
(3)场地无基坑,但场地整平和基槽土方开挖过程中造成基槽坍塌风险。在进行基槽开挖时,应特别注意加强降排水工作,遵循“分层分段开挖”的基本原则,采用信息化动态施工,切实做好基槽成品保护工作和变形监测工作,确保周边环境的稳定性;做好基槽土方开挖弃土处置措施,预防产生新的坍塌风险。
4结语
管桩施工过程中,施工方案、施工工艺的优劣对桩基工程质量起着关键性的作用,要认真分析地质状况,在整个施工过程做好事前控制、事中控制和事后控制,针对特殊环节、特殊工序采取相应的技术措施,便可达到控制质量的预期目的。
参考文献
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