巖土工程師輔導(dǎo)：預(yù)制混凝土管樁施工的質(zhì)量控制

　　預(yù)制混凝土管樁是采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)、離心成型和蒸汽養(yǎng)護(hù)制成的一種空心圓柱型的鋼筋混凝土預(yù)制樁，是混凝土預(yù)制成品新技術(shù)和新工藝的又一新成果。由于其具有質(zhì)量保證、施工方便、施工時(shí)間短、造價(jià)底、抗震性能好等等許多優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛采用，特別在珠江三角洲地區(qū)發(fā)展迅速，隨著泛珠三角的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，預(yù)混凝土管樁在建筑工程中仍然占據(jù)主導(dǎo)地位，因此對(duì)于預(yù)制混凝土管柱的質(zhì)量控制具有重要意。通過(guò)某學(xué)生宿舍的工程說(shuō)明如何控制預(yù)制管樁施工的質(zhì)量。

　　1工程概況

　　某學(xué)生宿舍總建筑面積為1970平方米，由5個(gè)同樣的單體組成，每個(gè)單體共7層，現(xiàn)澆鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)，∮400mm預(yù)制C80砼管樁基礎(chǔ)，用錘擊法施工，設(shè)計(jì)平均樁長(zhǎng)為20米，單樁抗壓為2400KN，抗撥為600KN，樁端持力層為散體狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖。

　　2 吊　樁

　　我們都知道，砼管樁從生產(chǎn)到完成打樁是要經(jīng)過(guò)多次吊裝才能完成的，因此在這些過(guò)程中往往容易造成樁身出現(xiàn)裂縫，這些裂縫在打樁過(guò)程中，由于反復(fù)受到打樁壓應(yīng)力的作用，極容易使其增大，而至損壞樁身，同時(shí)又不容易發(fā)現(xiàn)，地下水不斷地從裂縫中滲進(jìn)樁身，這將加速樁內(nèi)的預(yù)應(yīng)力鋼筋銹蝕，使預(yù)應(yīng)力鋼筋斷裂、混凝土預(yù)應(yīng)壓力喪失，降低管樁的承載能力并影響管樁的正常使用壽命。因此正確認(rèn)識(shí)這一點(diǎn)非常重要，盡避免管樁在吊裝過(guò)程中出現(xiàn)橫向裂縫，同時(shí)也要避免管樁在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)橫向裂。在本工程中首先是選擇正確的起吊點(diǎn)(綁扎點(diǎn))。經(jīng)研究表明：樁的端截面的控制彎距M的大小與L1(管樁離在端和吊點(diǎn)的之間的距離)/L(管樁的長(zhǎng)度)的大小有著密切的關(guān)系：當(dāng)Mmin=0.293時(shí)，M取得最小值，其值為Mmin=0.043qL2(q=管樁的單位長(zhǎng)度的重量);面當(dāng)國(guó)L2=0或L2=0.5L時(shí)，M取得最大值，其值為Mmax=0.125q L2。從中可以看出，Mmax≈3Mmin。也就是說(shuō)，對(duì)一定長(zhǎng)度的管樁，隨著L1變化，M將在一個(gè)很的范圍內(nèi)變化。因此，正確選擇一個(gè)起吊點(diǎn)，使它處于L1=0.29起吊時(shí)的位置，那么可以使得起吊時(shí)的截面彎距變得最小，從而使樁身出現(xiàn)裂縫的機(jī)會(huì)最低，因此在本工程施工時(shí)嚴(yán)格要求選擇正確的起吊點(diǎn)。其次小心吊裝;在實(shí)際起吊過(guò)程中管樁受到的荷載為動(dòng)荷載，因此就應(yīng)該充分考濾動(dòng)荷載有別于靜荷載帶來(lái)主影響。因?yàn)橥ǔ５淖鞣ㄊ侨∫粋€(gè)動(dòng)力系數(shù)K(規(guī)范中K取1.5)，如果我們能夠在吊裝時(shí)有效咸小動(dòng)力系數(shù)K的取值，使實(shí)際的K小于1.5，這必然可以使實(shí)際的載面最大彎矩值變小，取終可以降低樁身出現(xiàn)的機(jī)率。因此，在本工程中要求在吊裝過(guò)程中就要很小心，動(dòng)作要輕、慢;同還要盡量避免管樁在起吊移動(dòng)時(shí)與其它物體發(fā)生碰撞，尤其是劇烈碰撞。

　　3 接　樁

　　接樁是控制樁的管樁質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。其實(shí)很多樁是接樁出現(xiàn)了問(wèn)題，導(dǎo)至在做低應(yīng)變檢測(cè)時(shí)的聲波反謝時(shí)在接樁的位置不能使反謝波有效通過(guò)，而至檢測(cè)到樁在該位置斷裂。在本工程接樁前，先保證上下兩節(jié)樁的順直，要求兩樁樁心的錯(cuò)位偏差不宜大于2mm，為了保證順直，設(shè)置了接樁導(dǎo)向箍。本工程采用焊接法接樁法，首先是檢查在焊條是否要足要求，很多施工單位為了節(jié)省成本采用不符合要求的焊條來(lái)焊接，如果采用不符合要求的焊條來(lái)焊接，表面上好象質(zhì)量很好，實(shí)際上是達(dá)不到強(qiáng)度的要求，同樣會(huì)造成樁的質(zhì)量問(wèn)題。要保證焊接質(zhì)量接前要求把兩節(jié)樁的端頭板用鋼刷清刷干凈，直至坡口露出金屬光澤，而且應(yīng)該保證上節(jié)樁已經(jīng)垂直后方能焊接。本工程要求焊接第一層時(shí)，宜適當(dāng)加大電流，加大熔深。第一層用ф3.2或ф4.0的E4320型焊條，第二層以后用ф4.0～ф5.0的E4320型焊條。焊接時(shí)要求兩個(gè)焊工同時(shí)進(jìn)行，先在坡口圓周上對(duì)稱點(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，為了防止高溫的焊縫遇水變脆、開(kāi)裂而被壓壞，按要求是采用自然冷卻約8～10分鐘、嚴(yán)禁用水冷卻或焊完即壓的。工程是采用手提鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)快速冷卻法，讓工人在焊接完畢后，用鼓風(fēng)對(duì)準(zhǔn)焊接處繞著管樁來(lái)連續(xù)鼓風(fēng)3～4分鐘，這樣就可以保證焊接處的溫度降低到符合要求。

　　4 控制打樁應(yīng)力

　　在打樁過(guò)程中，管樁在高能量樁錘的反復(fù)作用下沖擊作用下，樁頂、樁身和樁尖都會(huì)產(chǎn)生打樁應(yīng)力，應(yīng)力的蜂值波動(dòng)較大(壓力的蜂值多數(shù)在35～50MPa之間，拉應(yīng)力一般不大，但有時(shí)會(huì)達(dá)到5MPa以上)，很可能會(huì)超過(guò)樁靜態(tài)極限的允許應(yīng)力，使頂混凝土破壞、樁身出現(xiàn)裂縫、樁尖開(kāi)裂，這不僅會(huì)使打樁中斷，甚至還會(huì)危及樁的完整性，嚴(yán)重影響樁的承載力和耐久性。雖然打樁的應(yīng)力產(chǎn)生是無(wú)法避免的，但對(duì)其進(jìn)行有效控制卻是有可能也是必要的。因此在本工程中采用以下方法來(lái)控制：

　　4.1在樁的端部設(shè)置120mm厚的橡膠樁墊。采用適當(dāng)?shù)臉秹|是減少打樁應(yīng)力最有效方法，研究表明，沖擊力和墊層厚度成反比，墊層越少?zèng)_擊力越大。樁墊的作用是調(diào)節(jié)沖擊力，保護(hù)樁頭。

　　4.2選擇合理的樁錘。因樁機(jī)匹配的原因，很多時(shí)樁錘過(guò)大或過(guò)小，過(guò)大的樁錘會(huì)產(chǎn)生過(guò)高的打樁應(yīng)力，樁頭容易被打碎，而且還會(huì)導(dǎo)致過(guò)大的最后貫入度;樁錘過(guò)小則會(huì)影響正常的沉樁速度，勢(shì)必要增加樁錘的沖程，這就同樣會(huì)產(chǎn)生過(guò)高的打樁應(yīng)力以及不必要的能量損失。

　　5 樁頭填芯的質(zhì)量控制

　　樁與上部結(jié)構(gòu)的連接主要通過(guò)樁的承臺(tái)，如何保證樁與承臺(tái)的連接達(dá)到要求，是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵，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10cm。本工程中在樁頭的樁管內(nèi)填充2500┨高的C35細(xì)石混凝土，并在混凝土中均分插入6ф14鋼筋與承臺(tái)連接，在施工時(shí)首先清除樁頭和樁心內(nèi)的殘留物，目的是保證混凝土秘樁的粘結(jié)，并用鋼釬或震動(dòng)棒震實(shí)。從日本樁基的典型震害實(shí)例調(diào)查中可知，有不少是由于樁嵌入承臺(tái)長(zhǎng)度不足，抗拔不夠，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)滿足規(guī)范要求和設(shè)計(jì)要求。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。

　　隨著預(yù)制管樁在建筑工程中的大量應(yīng)用，控制好預(yù)制管樁施工的質(zhì)量，是保證整個(gè)建筑工程質(zhì)量的前題。

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