超高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁由于其具有施工工期短、單樁承載力高、造價(jià)較低無(wú)噪音等優(yōu)點(diǎn)，在福州地區(qū)迅速得到了推廣應(yīng)用。
義幫洲舊屋改造工程主樓地上18層，地下1層，建筑面積約10000m2。采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)。建筑物總荷載約180000kN，最大單柱荷載約6500kN，基礎(chǔ)采用承臺(tái)基礎(chǔ)，樁采用超高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，規(guī)格為φ500*23、400*44，樁長(zhǎng)35m，共打設(shè)67根樁，設(shè)計(jì)單樁承載力2500KN、3600kN。
1超高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工過(guò)程的質(zhì)量監(jiān)理
1.1壓樁前的準(zhǔn)備工作
1.1.1施工隊(duì)資質(zhì)審查
必須對(duì)壓樁隊(duì)伍的資質(zhì)材料進(jìn)行審查，了解施工隊(duì)的技術(shù)力量及壓樁水平；審查施工組織設(shè)計(jì)、施工壓樁路線(xiàn)、施工進(jìn)度計(jì)劃，評(píng)價(jià)其可行性：要求施工隊(duì)每個(gè)技術(shù)人員，包括施工技術(shù)員、焊工、記錄員、開(kāi)機(jī)員等都必須具有相應(yīng)技術(shù)資格證和上崗證。
1.1.2樁錘的選擇
選擇樁錘時(shí)，要充分考慮樁的形狀、尺寸、重量、入土長(zhǎng)度、結(jié)構(gòu)形式以及土質(zhì)、氣象等條件，并掌握各種錘的特性。樁錘的夯擊能量必須克服樁的貫入阻力，包括克服樁尖阻力、樁側(cè)摩阻力和樁的回彈產(chǎn)生的能量損失等。如果樁錘的能量不能滿(mǎn)足上述要求，則會(huì)引起樁頭部的局部壓曲，難以將樁送到設(shè)計(jì)標(biāo)高。
1.1.3樁架、樁機(jī)的選擇
樁架的設(shè)置、安裝和準(zhǔn)備工作對(duì)打樁效率有很大影響。該工程樁架選用D-308S型履帶行走式樁架，其最大特點(diǎn)是移動(dòng)靈活，使用方便，運(yùn)行機(jī)構(gòu)為履帶，對(duì)路面要求比較低。應(yīng)根據(jù)具體工程的地質(zhì)資料和設(shè)計(jì)的單樁承載力要求，準(zhǔn)確地選擇壓樁機(jī)，如果壓樁機(jī)噸位過(guò)小，可能出現(xiàn)樁壓不下的情況，因而無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)承載力要求；反之，如果壓樁機(jī)噸位過(guò)大，易發(fā)生陷機(jī)情況。
1.1.4施工放線(xiàn)與樁位測(cè)設(shè)
由于放線(xiàn)的準(zhǔn)確與否直接影響建筑物的位置是否符合"規(guī)劃"要求，而樁位的準(zhǔn)確與否又直接影響著整個(gè)工程的結(jié)構(gòu)，因此，根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)和打樁施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況和基礎(chǔ)幾何形狀，根據(jù)樁基施工圖進(jìn)行樁位測(cè)設(shè)。
1.1.5樁尖、樁身質(zhì)量檢查
首先必須對(duì)樁尖進(jìn)行查驗(yàn)、量測(cè)，按照管樁有關(guān)規(guī)范對(duì)于樁尖的構(gòu)造要求和設(shè)計(jì)圖紙要求，對(duì)所有到場(chǎng)的樁尖進(jìn)行量測(cè)，不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和管樁規(guī)范要求的，責(zé)令其更換。對(duì)所有到場(chǎng)的管樁進(jìn)行仔細(xì)認(rèn)真地查驗(yàn)，量測(cè)管樁的外徑、壁厚、樁身、長(zhǎng)度、樁身彎曲度等有關(guān)尺寸，并詳細(xì)記錄。特別是管壁厚度，由于靜壓法施工中的夾持力較大，壁厚不夠很容易把樁夾碎。同時(shí)應(yīng)對(duì)樁身外觀(guān)質(zhì)量進(jìn)行仔細(xì)地查驗(yàn)，檢查樁身是否粘皮麻面、內(nèi)外表面是否露筋、表面是否有裂縫、是否斷頭脫頭、樁套箍是否凹陷、表面砼是否坍落等情況，即檢查混凝土樁有無(wú)嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題。不符合管樁規(guī)范要求的，責(zé)令廠(chǎng)家退回。
1.2壓樁施工過(guò)程的質(zhì)量監(jiān)理
1.2.1.底樁的定點(diǎn)
雖然在放線(xiàn)與定樁位時(shí)已經(jīng)核查過(guò)，但是經(jīng)驗(yàn)不足或技術(shù)水平不高的施工技術(shù)人員往往在放底樁時(shí)偏離原定的樁位，從而導(dǎo)致成樁的偏位。因此就位時(shí)應(yīng)正確安放，第一節(jié)管樁插入地下時(shí)，要盡量保持方向正確，開(kāi)始要輕輕打下，認(rèn)真檢查，若有偏差應(yīng)及時(shí)糾正，必要時(shí)要撥出重打。建議在每個(gè)樁位處用石灰以原定的樁心為圓心、以該樁的樁徑為直徑畫(huà)一圓圈，壓底樁時(shí)以此圓圈為準(zhǔn)，控制樁不偏離該圓圈，使成樁的偏位盡可能減小。
1.2.2樁身垂直度的控制
校核樁的垂直度可采用垂直角，即用兩個(gè)方向(互成90°)的經(jīng)緯儀使導(dǎo)架保持垂直。通過(guò)樁機(jī)導(dǎo)架的旋轉(zhuǎn)、滑動(dòng)及停留進(jìn)行調(diào)整。經(jīng)緯儀應(yīng)設(shè)置在不受打樁影響處，并經(jīng)常加以調(diào)平，使之保持垂直。當(dāng)樁在兩個(gè)方向都已經(jīng)垂直的情況下方允許壓樁，而且在壓樁過(guò)程中要經(jīng)常檢查樁身垂直度。
1.2.3錘打
(1)“重錘低打”能有效降低錘擊應(yīng)力。樁錘對(duì)樁頭的錘擊速度越快，在樁身上產(chǎn)生的應(yīng)力波強(qiáng)度也越高，即打樁應(yīng)力與錘擊速度成正比，所以為降低錘擊應(yīng)力并保持較好的貫入度，采用了較重的樁錘(樁錘重8t)和較低的速度施打。在整個(gè)打樁過(guò)程中，要使樁錘、樁帽、樁身盡量保持在同一軸線(xiàn)上。必要時(shí)應(yīng)將樁錘及樁架導(dǎo)桿方向按樁身方向調(diào)整。要注意盡量不使管樁受到偏心錘打，以免管樁受彎。
(2)打樁較難下沉?xí)r，要檢查落錘有無(wú)傾斜偏心，特別是要檢查樁墊樁帽是否合適。如果不合適，需更換或補(bǔ)充軟墊，樁頭襯墊效應(yīng)對(duì)錘擊應(yīng)力也有直接影響。為延長(zhǎng)錘擊作用時(shí)間、降低錘擊速度，并借以降低錘擊應(yīng)力，選用軟厚適宜的木樁墊，收到良好效果。
(3)選擇合理的打樁施工順序，能減小樁的側(cè)向位移，對(duì)周?chē)ㄖ锊粫?huì)有大的影響。基礎(chǔ)形狀規(guī)則的打樁施工順序應(yīng)先里后外，由中心逐漸往外側(cè)對(duì)稱(chēng)施工，該工程基礎(chǔ)形狀規(guī)則，施工時(shí)遵循“對(duì)稱(chēng)施工”的原則，確保了基礎(chǔ)內(nèi)擠壓應(yīng)力的平衡。打樁施工時(shí)，先打主樓樁———深樁，后打裙樓樁———淺樁；先打跨中樁，后打邊區(qū)樁；先打近樁，后打遠(yuǎn)樁；先打毗鄰建筑物的樁，后打遠(yuǎn)離建筑物的樁。通過(guò)采取以上措施，有效地降低了樁基的側(cè)向位移。每根樁宜連續(xù)一次打完，不要中斷，以免難以繼續(xù)打下。
1.2.4接樁及焊縫控制
接樁前，應(yīng)保證上下兩節(jié)樁的順直，而且兩樁樁心的錯(cuò)位偏差不宜大于2mm(宜設(shè)置接樁導(dǎo)向箍)。管樁施工中主要采用焊接接樁法，在焊接前應(yīng)該把兩節(jié)樁的端頭板用鋼刷清刷干凈，直至坡U露出金屬光澤，而且應(yīng)該保證上節(jié)樁已經(jīng)垂直后方能焊接。焊接時(shí)最好兩個(gè)焊工同時(shí)進(jìn)行，先在坡口圓周上對(duì)稱(chēng)點(diǎn)焊4-6點(diǎn)，焊接層數(shù)不少于2層，每層焊渣必須清理干凈，保證焊縫連續(xù)飽滿(mǎn)，自然冷卻約8一10分鐘(嚴(yán)禁用水冷卻或焊完即壓)，防止高溫的焊縫遇水變脆而被壓壞。
1.2.5送樁
為將管樁打到設(shè)計(jì)標(biāo)高，需要采用送樁器，送樁器用鋼板制作，長(zhǎng)4m。設(shè)計(jì)送樁器的原則是打入阻力不能太大，容易拔出，能將沖擊力有效地傳到樁上，并能重復(fù)使用。
1.2.6打樁記錄和周?chē)ㄖ镉^(guān)察
為了便于控制終止壓樁，必須詳細(xì)記錄壓樁過(guò)程的壓力與樁人土深度，了解樁尖人持力層深度是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求以及樁穿過(guò)各土層時(shí)的壓力值。打樁過(guò)程中應(yīng)詳細(xì)記錄各種作業(yè)時(shí)間，每打入0.5-1m的錘擊數(shù)、樁位置的偏斜、最后10擊的平均貫人度和最后1m的錘擊數(shù)等。打樁過(guò)程中應(yīng)詳細(xì)觀(guān)察周?chē)ㄖ锍两祷蛏仙闆r，在建筑物上設(shè)置觀(guān)察點(diǎn)，利用遠(yuǎn)處的固定水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析，從而確定沉降或上升情況。現(xiàn)義幫洲主樓竣工已2年多，附近居民房使用正常，對(duì)結(jié)構(gòu)無(wú)不良影響。
1.2.7終壓標(biāo)準(zhǔn)及終壓的控制
終壓標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該以質(zhì)監(jiān)部門(mén)、設(shè)計(jì)單位、施工單位、建設(shè)單位、勘察單位及監(jiān)理單位等有關(guān)部門(mén)在試樁會(huì)議中根據(jù)試樁的實(shí)際情況確定的標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則。一般情況下，除保證樁長(zhǎng)及樁尖入持力層深度應(yīng)該滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求外，還要控制終壓值Q的大小。總結(jié)義幫洲工程靜壓管樁的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，終壓值Q可以按以下原則來(lái)控制：
(1)當(dāng)樁端持力層為標(biāo)貫擊數(shù)較低、中密以下的粉細(xì)砂時(shí)，以控制樁端人持力層深度為主，終壓值作參考，Q=(1.6-2.0)Rk。
(2)當(dāng)樁端持力層為標(biāo)貫擊數(shù)較高，中密以上的中粗砂、礫砂時(shí)，以控制終壓值為主，Q=(1.8-2.5)Rk，長(zhǎng)樁取低值，短樁取高值；擊數(shù)低取低值，擊數(shù)高取高值。
1.3樁頭填芯的質(zhì)量控制
由于樁與上部結(jié)構(gòu)的連接主要通過(guò)樁的承臺(tái)，因此樁頭嵌入承臺(tái)的長(zhǎng)度不宜太短，有關(guān)管樁技術(shù)規(guī)范規(guī)定不宜小于lOcm。因此在地震設(shè)防區(qū)有必要把樁嵌入承臺(tái)的長(zhǎng)度加長(zhǎng)，且樁頭的插筋長(zhǎng)度也應(yīng)加長(zhǎng)及增加配筋量，樁頭填芯砼的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范要求和設(shè)計(jì)要求。該工程樁芯采用C40細(xì)石砼，這一環(huán)節(jié)的重要性顯而易見(jiàn)，工程有關(guān)技術(shù)管理人員應(yīng)該加強(qiáng)這一環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。
2.成樁的質(zhì)量檢查
2.1樁身垂直度及樁身質(zhì)量的檢查
樁身的垂直度可以用垂球吊線(xiàn)的辦法來(lái)量測(cè)，對(duì)不符合規(guī)范要求的，應(yīng)及時(shí)報(bào)送設(shè)計(jì)單位，由設(shè)計(jì)單位提出補(bǔ)強(qiáng)修改意見(jiàn)。目前福州地區(qū)主要依據(jù)有關(guān)規(guī)范規(guī)定，按樁總數(shù)的一定比例采取小應(yīng)變動(dòng)測(cè)的檢測(cè)方法，對(duì)樁身的完整性進(jìn)行檢測(cè)。
2.2樁頂標(biāo)高及偏位情況的檢查
基礎(chǔ)開(kāi)挖后，應(yīng)對(duì)樁頂標(biāo)高及樁的偏位情況進(jìn)行測(cè)量，并把記錄資料完整地整理一份報(bào)送設(shè)計(jì)單位，由設(shè)計(jì)單位提出方案，解決那些樁頂標(biāo)高低于設(shè)計(jì)標(biāo)高以及樁偏位超過(guò)規(guī)范要求的情況。而對(duì)于那些樁頂標(biāo)高高于設(shè)計(jì)標(biāo)高的情況，施工單位應(yīng)用電鋸法截去多余的樁段，而不應(yīng)該用人工敲打的辦法把多余的樁段敲掉，那樣很容易把成樁敲傷。
2.3單樁豎向承載力的檢測(cè)
目前主要采用靜荷載試驗(yàn)的方法來(lái)檢測(cè)成樁的單樁豎向承載力，由設(shè)計(jì)單位、質(zhì)監(jiān)部門(mén)、施工單位、建設(shè)單位及監(jiān)理單位等有關(guān)部門(mén)舉行點(diǎn)樁會(huì)議，選取較具代表性的樁進(jìn)行靜荷載試驗(yàn)。靜荷載檢測(cè)時(shí)一般用慢速維持荷載法，并要求工程有關(guān)技術(shù)管理人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，詳細(xì)記錄最終沉降量和殘余沉降量等。特別要注意檢測(cè)樁機(jī)在進(jìn)場(chǎng)、退場(chǎng)及移動(dòng)過(guò)程中不要碰撞到任何工程樁。
3常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題分析與處理
3.1樁傾斜
插樁初壓即有較大幅度的樁端走位和傾斜。碰到此種情況，很可能在地面下不遠(yuǎn)處有障礙物。處理的措施主要是在壓樁施工前將地面下舊建筑物基礎(chǔ)、塊石等障礙物徹底清理干凈。
3.2.樁尖達(dá)不到設(shè)計(jì)深度
靜壓管樁施工時(shí)，若發(fā)生個(gè)別樁長(zhǎng)達(dá)不到設(shè)計(jì)深度，其原因可能是：
(1)樁尖碰到了局部的較厚夾層或其他硬層。
(2)中斷沉樁時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。由于設(shè)備故障或其他特殊原因，致使沉樁過(guò)程突然中斷，若延續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，沉樁阻力增加，使樁無(wú)法沉到設(shè)計(jì)深度。
(3)接樁時(shí)，樁尖停留在硬土層內(nèi)，若時(shí)間拖長(zhǎng)，很可能不能繼續(xù)沉樁。發(fā)生管樁沉不下去時(shí)，應(yīng)冷靜分析原因，找出對(duì)策才能繼續(xù)施工，切不要盲目加大壓樁力強(qiáng)行沉樁。
3.3基坑開(kāi)挖不當(dāng)引起大面積群樁傾斜
挖土引起基樁的傾斜，直接起因是挖土方法不當(dāng)，將基坑挖得太深或?qū)⑼诔龅耐炼逊旁诨舆吰赂浇蚨a(chǎn)生側(cè)向壓力；加上淤泥本身的流動(dòng)性以及土體中未消散的水壓力乘機(jī)向開(kāi)挖方向釋放，加劇了淤泥向開(kāi)挖方向流動(dòng)，而管樁對(duì)水平力的抵抗能力小，于是隨著土體的位移而向開(kāi)挖方向傾斜，造成樁頂大量位移。該工程發(fā)生過(guò)此現(xiàn)象，發(fā)生這樣的事故先要進(jìn)行調(diào)查分析，弄清哪些樁報(bào)廢，哪些樁還可以用，哪些樁應(yīng)折減其承載力，然后根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行補(bǔ)樁。為防止此類(lèi)工程事故的發(fā)生，應(yīng)嚴(yán)禁邊壓樁邊開(kāi)挖；開(kāi)挖宜在基樁全部完成并至少隔15天后進(jìn)行，挖土宜逐層均勻進(jìn)行，樁周土體高差不宜超過(guò)1m；注意保持基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)或邊坡土體的穩(wěn)定；基坑頂部周邊不得堆土或堆放其他重物等。
3.4樁身上浮
當(dāng)工程樁較短或樁較密集時(shí)較容易發(fā)生樁身上浮的情況，此時(shí)采取復(fù)壓是一較有效的補(bǔ)救措施。所謂復(fù)壓指的是已經(jīng)壓好的樁再進(jìn)行靜壓的一種措施。
4結(jié)束語(yǔ)
由于PHC樁強(qiáng)度高，鋼筋采用預(yù)應(yīng)力螺旋筋，抗裂性好，單樁承載力高、樁身耐錘擊性好、穿透力強(qiáng)、成樁質(zhì)量可靠，不易損壞，補(bǔ)救措施方便快捷，還可做到現(xiàn)場(chǎng)清潔，文明施工，造價(jià)便宜等特點(diǎn)在義幫洲舊屋改造工程基礎(chǔ)施工中均得到很好的體現(xiàn)。因此，隨著PHC樁技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，以及人們對(duì)PHC樁的理論研究和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，相信PHC樁技術(shù)應(yīng)用水平將會(huì)不斷地得到提高。