摘要:本文着重介绍了预应力管桩的优缺点,施工技术及工程质量控制方面值得注意的几个问题。
前言
随着预应力管桩工艺的成熟,预应力管桩越来越广泛应用于工业与民用建筑,铁路公路,桥梁,港口,码头等工程中,笔者就管桩应用的优缺点,施工技术及质量控制等方面的一点体会。
一、管桩的优缺点
管桩具有如下优点:
1.实现工厂化生产,质量稳定。
2.单桩承载力高。
3.设计选用范围广,管桩即适用于多层建筑。也适用于高层建筑,且在同一建筑物基础中,还可采用不同直径的管垫,以备解决布桩问题,充分分挥根桩的承载能力。
4.对桩端持力层起伏变化大的地质条件适应性强,可根据地质条件变化调整桩长。
5.运输吊装方便,接桩快捷。
6.施工文明,现场简化。
7.桩身耐打,穿透能力强,成桩质量可靠。
8.造价适宜,尽管预应力管桩单方面混凝土造价较高,但其承载力大,从一些统计资料可看出,其单位承载力价格与沉管灌桩不相上下。
当然,预应力管桩也有其缺点和局限性。
1.所需的施工机械设备投资大。
2.由于送桩深度受限制,在深基坑开挖后截去的余桩较多。
3.有些地质条件不宜应用或慎用预应力管桩,如孤石和障碍物多的地层,有坚硬隔层的地层,石灰岩地层,从松软突变到特别坚硬的地层等。
二、管桩的施工技术
1.管桩适用于锤击法、中掘法、静压法等沉桩方式,使用较普遍的方式有静压法与锤击法。
锤击法施工除了在大中城市因限制噪音而禁止使用外管桩采用锤击沉桩仍然较为普遍。锤击沉桩应合理选择桩锤。桩锤大小应根据桩的直径,壁厚,打入深度,工程地质条件及桩密集程度条件选用。锤击沉桩选用适宜的桩帽和衬垫,套桩头的桩简,内径以大于桩径20-40MM为宜,深度300-400MM,桩帽应有排气垫,锤与锤帽之间的锤垫可用竖向硬木,厚度150-200MM,桩帽与桩顶之间的桩垫,可用纸垫,木夹板及橡胶制品,锤击后厚度宜为120-150MM,在锤击过程中应勤检查,及时更换,沉桩时,如管桩孔充满水,应抽干后方进行锤击作业。
静压沉桩具有较多优点,如无噪音,无震动,不用降底地下水,施工方便,功动强度低,操作自动化程度高,终压力值直观,对管桩要求较低,桩的破率小常用的静压桩型有抱压式,侧压式等。
2.桩身垂直直度控制:在打桩过程中桩身始终要保持垂直。底桩的垂直度必须保证,桩锤,桩帽或送桩杆应用桩身在同一中心线上,桩插入时的垂直度偏差不得超过0.5%,沉桩时,应在距桩机约20MM处,成90度设置经纬仪各一台,控制桩垂直度,规范规定,预制桩的成桩垂直度偏差不得大于1%。
3.管桩接头焊接,管桩接桩采用钢端板焊接式接桩。桩端头距地面1M左右,进行接桩。接桩前先将打入地下的下节桩加上定位板,然后把上节桩吊放在下节桩端板上,依靠定位板将上下桩接直,上下桩如有间隙,应用楔形铁片全部垫实焊牢,连接处坡口槽电焊应分层对称焊接。焊缝连续饱满(满足三级焊缝要求)焊条宜选用E422,管桩中心线与拼接管桩中心线允许偏差不大于2,焊接后应进行外观检查,焊接后应进行外观检查,焊缝不得有表面缺陷,焊缝应自然冷却,冷却时不宜少于8分钟,禁用水冷却,焊好即打。防止焊缝变脆,影响焊缝强度。
4.截桩。管桩一般不宜截桩,但实际施工中截桩现象较为普通,截桩不得使用大锤石硬砸,应使截桩机械,一般采用人工凿桩,用钢纤在桩身四周对称凿穿后用锤打下,再用气割将预应力筋切断,上部管桩截断后,余下管桩预应力钢筋仍起作用。
5.施打管桩,每根桩应一次性连续打到底,停歇时间不宜过长,特别是在较厚的粘土,粉质粘土层中施打多节管桩,因为在这类土层由打桩,桩周土体迅速破坏,孔隙水压力剧烈上升,土的抗剪强度大大降低,桩身的贯入相当容易,若中间停歇下来,土中超孔隙压力剧烈上升,土中超孔隙压力渐消散,桩周围发生固结,打桩发生困难,沉桩过程中遇有较难穿透的土层时,接桩宜在桩间穿过该土层后进行,否则再加上土的固结力,沉桩更加困难。
6.管桩的挤土影响,预制桩施工必定会产生挤土,如何减少挤土带来的影响,是管桩施工的难点,管桩施工需要根据现场实际情况(桩长,桩径,壁厚,桩密集程度及周边环境)减少挤土影响可采用原位取土,周边应力释放孔等方法。
7.土层变化较复杂地区,沉桩往往遇到如下情况:桩顶标高达到设计要求而桩机送桩力送不到,送桩力达到要求而桩标高不到设计要求,实际施工中采用双控法,既控制桩顶标高,桩长,又控制机械送桩力,使之达到设计承载力要求,一般桩顶标高的控制要求比设计标高超送5CM左右(根据工程实际情况试打确定)
三、工程质量控制
管桩桩基工程质量控制是一个系统工程,勘察设计阶段,设计阶段,施工过程及收尾阶段都有需要加强质量控制,实行全面质量管理,每个环节都要认真对待,严格把关,笔者重点谈谈施工过程中及收尾阶段对工程质量的控制。
1.施工阶段质量控制除了在管桩施工技术中列出的有关施工要点外,尚应注意以下几点:
1.1管桩的吊装,运输和堆放应按有关规定执行,谨防碰撞和断裂。
1.2施工场地应平整,桩机行步范围内要求地面承载力有一事实上的强度,保证桩机平稳移动。
1.3测量放线要正确。基线基点和轴线定位要设在不受打桩影响的地方。开工前应按最新出的施工图线进行复核,并妥善保护,打桩期间应进行复测。
1.4合理安排打桩顺序,对打桩时产生的震动,挤土采取适当的预防措施。
1.5管桩桩尖进入硬土层后,若发现桩身倾斜大于1%时,应找出原因再想办法纠正。不得用强板的方法进行快速纠偏以免桩身折断。
1.6认真做好每桩的记录,打桩期间若产生重大质量事故,应及时汇报,不准隐瞒。
2.收尾阶段的控制
收尾阶段的质量控制往往被人们忽视,不小心就会前功尽弃,所以一定要认真对待。
2.1每根桩打好后,若有高出地面的桩头应小心保护,严防施工机械碰撞。
2.2打桩完毕,应按有关规定进行检测和验收,未经验收合格,不准进行下道工序的施工。
2.3在管桩密集的区域内开挖基坑,应注意超孔隙压力对边的影响。在软土地区,不得边打桩边开挖,应注意超孔隙压力对边的影响。在软土地区,不得边打桩边开挖,应将桩全部打完并间歇一段时间(约15-30在D)后再开挖时,宜分层对称均匀挖土,加强土坡桩基变形的监测,防止因挖土过快,边坡边陡。土体高差悬殊造成基坑中卸载过速,土体失稳,基底翻诵砂土而引起桩身上浮,倾斜,位移和断裂等事故。
2.4有围护体系的深基坑开挖土方时,应严密检测土体变形对工程桩的影响,控制挖土速度,防止工程桩变位。
2.5机械挖土时,应控制铲斗入土深度,严防挖土机铲斗碰桩,导致桩移位或破损桩头。
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