關(guān)于混凝土預(yù)制樁施工與質(zhì)量控制研究

　　一、混凝土預(yù)制樁的制作

　　樁基礎(chǔ)是最古老的基礎(chǔ)形式之一。按施工方法來(lái)劃分，樁可分為預(yù)制樁和灌注樁兩類。預(yù)制樁通常分混凝土預(yù)制方樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁以及鋼樁。在制作中，為了使混凝土預(yù)制樁達(dá)到規(guī)定要求的強(qiáng)度、剛度以及滿足施工現(xiàn)場(chǎng)的使用條件，工程技術(shù)和質(zhì)量管理人員需要對(duì)混凝土預(yù)制樁的制作過(guò)程進(jìn)行必要的規(guī)范要求，其中包括混凝土的強(qiáng)度、樁配筋率及預(yù)制樁的尺徑。

　　（一）混凝土的強(qiáng)度等級(jí)

　　方樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30（使用靜壓法時(shí)不低于C20），以使強(qiáng)度達(dá)到使用要求?；炷凉軜吨饕譃轭A(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PC）和預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁（PHC）兩類，PC混凝土強(qiáng)度為C60，PHC混凝土強(qiáng)度為C80。

　?。ǘ杜浣盥始邦A(yù)制樁的尺徑

　　預(yù)應(yīng)力鋼筋沿樁身圓周均勻配置，最小配筋率不小于0.4%，且預(yù)應(yīng)力鋼筋不少于6根。混凝土方樁的界面多為200mm—500mm，單節(jié)長(zhǎng)度不宜超過(guò)12m；混凝土管樁外徑為300mm—1000mm，壁厚60mm—100mm，管樁可由若干節(jié)樁連接而成，但接頭不宜超過(guò)4個(gè)，每節(jié)長(zhǎng)度不超過(guò)13m。

　　二、混凝土預(yù)制樁的吊運(yùn)

　　由于混凝土達(dá)到規(guī)定使用強(qiáng)度需要一定的時(shí)間，因此需要對(duì)混凝土預(yù)制樁進(jìn)行適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)，規(guī)定沉樁時(shí)的齡期需要大于14d。一般情況下，混凝土檢測(cè)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%才可起吊，檢測(cè)強(qiáng)度100%通過(guò)后方能運(yùn)輸與沉樁。在樁的吊運(yùn)過(guò)程中，必須保持樁身的平穩(wěn)，并且不得損壞。與此同時(shí)，吊點(diǎn)也必須滿足相關(guān)要求，并且因起吊點(diǎn)數(shù)的不同而有不同的規(guī)定：一點(diǎn)起吊點(diǎn)通常距樁尾0.29L；兩點(diǎn)起吊點(diǎn)分別取距頭尾0.21L處；三點(diǎn)起吊點(diǎn)除中點(diǎn)外其余兩點(diǎn)距頭尾0.145L。為避免二次運(yùn)輸對(duì)樁造成損壞，在運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)盡量按照打樁順序排放整齊，避免二次搬運(yùn)，同時(shí)確保堆放樁的地面平整、堅(jiān)實(shí)，使用墊木距離與上述吊點(diǎn)相同，堆放層數(shù)不超過(guò)4層。此外，為了施工現(xiàn)場(chǎng)的規(guī)范，不同規(guī)格的樁應(yīng)分開堆放。

　　三、混凝土預(yù)制樁的現(xiàn)場(chǎng)施工

　　按照土層的情況以及施工要求，混凝土預(yù)制樁的施工方法可分別使用錘擊法和靜力壓樁法兩種。

　　（一）錘擊法

　　錘擊法是工程建設(shè)中最常用的沉樁方法。顧名思義，錘擊法就是使用重型機(jī)械對(duì)樁施加壓力，使樁克服土的阻力，沉到預(yù)定深度。在錘擊法的具體操作上，有以下幾個(gè)方面需要注意：

　　1.錘擊前的準(zhǔn)備

　　錘擊作業(yè)前，需要做好以下準(zhǔn)備工作：保證場(chǎng)地的平整、清除高空及地下障礙物、確保排水順暢、供電供水系統(tǒng)正常，并且做好定位放線。定位放線尤為重要，因?yàn)槠鋬?yōu)劣與否在很大程度上決定著樁基礎(chǔ)工程的施工質(zhì)量。

　　2.打樁機(jī)械的選用

　　為了避免捶打過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題，如錘擊力度不足、動(dòng)力損耗過(guò)高、樁架出現(xiàn)失穩(wěn)等，相關(guān)管理人員和技術(shù)人員需要對(duì)打樁機(jī)械做進(jìn)一步的了解。打樁機(jī)械通常包括樁錘、樁架及動(dòng)力裝置，其中樁錘包括落錘、蒸汽錘、柴油錘和液壓錘，因?yàn)椴裼湾N具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便和能源供應(yīng)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，故在工程實(shí)踐中比較常用。而樁架則起到支持樁身和樁錘的作用，目前應(yīng)用較廣泛的是履帶式樁架。在施工作業(yè)中，為了保證施工的順利進(jìn)行，需要對(duì)打樁機(jī)械進(jìn)行日常的保養(yǎng)、維護(hù)以及安全檢驗(yàn)。

　　3.打樁順序的確定

　　能否合理安排打樁順序，直接影響著打樁速度、打樁質(zhì)量及擠土方向。根據(jù)樁群的密集程度以及現(xiàn)場(chǎng)施工情況，可分別選用下面的打樁順序：從一側(cè)向單一方向進(jìn)行；從中間向兩個(gè)方向?qū)ΨQ進(jìn)行；從中間向四周進(jìn)行。另外，根據(jù)樁及基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)標(biāo)高和樁的規(guī)格，為了避免出現(xiàn)后施工的樁對(duì)先施工的樁產(chǎn)生擠壓而發(fā)生樁位偏斜，可按照“先深后淺、先大后小、先長(zhǎng)后短”的原則進(jìn)行作業(yè)。

　　4.打樁方法

　　打樁過(guò)程中需要按照相應(yīng)的步驟進(jìn)行打樁：吊樁、穩(wěn)樁、打樁、接樁、送樁、中間驗(yàn)收等。打樁機(jī)就位后，將樁錘和樁帽吊起，然后吊樁送至倒桿內(nèi)，垂直對(duì)準(zhǔn)樁位，緩慢送至下插土中，插入時(shí)的垂直度偏差不得超過(guò)0.5%。樁入土后，可固定樁帽和樁錘，使其在同一鉛垂線上，確保樁垂直下沉，完成穩(wěn)樁。樁錘和樁帽間應(yīng)加彈性襯墊，樁帽和樁頂周圍四邊應(yīng)有5mm—10mm的間隙，防止損壞樁頂。打樁開始時(shí)，錘落距首先應(yīng)小，并且力度要輕，待樁入土一定深度后，再使用重力錘擊。重力錘擊過(guò)程中，最大落距不宜超過(guò)1m。打樁過(guò)程中，如果遇到樁身傾斜、移位等突發(fā)情況，應(yīng)立刻停止錘擊，及時(shí)研究分析并采取正確對(duì)策。完成了一節(jié)的沉樁后，需要對(duì)下一個(gè)樁進(jìn)行接樁。接樁的方法有焊接、法蘭接以及機(jī)械連接三種，目前使用最多的是焊接接樁。在焊接過(guò)程中，應(yīng)注意滿足焊接要求，確保焊縫質(zhì)量，在自然條件下，需冷卻10分鐘后才能繼續(xù)錘擊作業(yè)。當(dāng)樁端位于一般土層時(shí)，如果達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)高，即可停止錘擊；當(dāng)樁打到堅(jiān)硬的粘性土、中密度以上粉土、碎土、碎石類土?xí)r，以及打到貫入度的設(shè)計(jì)規(guī)定時(shí)，即可停止錘擊。如果打樁過(guò)程中，出現(xiàn)傾斜、移位、嚴(yán)重回彈、樁頂或樁身出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫時(shí)，應(yīng)立刻停止打樁，并認(rèn)真分析原因，采取相關(guān)措施。打樁過(guò)程中，還應(yīng)做好相關(guān)打樁記錄，以便工程驗(yàn)收的需要。

　?。ǘ╈o力壓樁法

　　在錘擊法打樁的過(guò)程中，由于機(jī)械的猛烈撞擊，常常會(huì)產(chǎn)生巨大的震動(dòng)和噪聲，從而影響到周圍環(huán)境。靜力壓樁的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有震動(dòng)和噪聲，但由于靜力壓樁法提供的沖擊力不足，故其適用范圍較窄，往往只適用于較軟土層。

　　靜力壓樁機(jī)有機(jī)械類和液壓類之分，目前使用較多的是液壓式靜力壓樁機(jī)，壓力可達(dá)6000kn以上。靜力壓樁機(jī)應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況配足額定重量，由于靜力壓樁所產(chǎn)生的反力，地基承載力不應(yīng)小于樁機(jī)壓力的1.2倍。其余施工順序和施工方法與錘擊法類似，不再一一論述。此外，如果壓樁出現(xiàn)異樣情況時(shí)，如樁難以穿越硬夾層、出現(xiàn)異響、壓力表示數(shù)出錯(cuò)、樁身出現(xiàn)裂縫、壓樁機(jī)下沉，此時(shí)應(yīng)立即暫停作業(yè)，分析原因，并及時(shí)采取相關(guān)補(bǔ)救措施。

　　四、混凝土預(yù)制樁的質(zhì)量控制

　　由于樁基礎(chǔ)要承受來(lái)自土層表面房屋的壓力以及土層中的各種應(yīng)力，因此樁基礎(chǔ)的質(zhì)量問(wèn)題就顯得尤為重要。為了保證混凝土預(yù)制樁能符合功能和安全的要求，十分有必要對(duì)樁基礎(chǔ)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。樁的質(zhì)量控制包括打樁前、打樁過(guò)程中的控制及施工后的質(zhì)量檢查。

　　（一）施工前的質(zhì)量控制

　　施工前，需要對(duì)成品樁進(jìn)行外觀與強(qiáng)度檢驗(yàn)，接樁使用的焊條或硫磺膠泥需要有產(chǎn)品合格，必要時(shí)還應(yīng)送到相關(guān)質(zhì)量檢驗(yàn)部門進(jìn)行檢測(cè)。按照有關(guān)要求，要使混凝土齡期和強(qiáng)度均達(dá)到要求才能進(jìn)行施工錘擊。打樁開始前，還應(yīng)對(duì)樁位的放樣進(jìn)行驗(yàn)收，樁群與單排樁的放樣允許偏差分別為20mm和10mm。

　?。ǘ┦┕み^(guò)程中的質(zhì)量控制

　　施工過(guò)程中，需要檢查樁的樁體垂直度、沉樁情況、灌入情況、樁頂完整情況、電焊接樁質(zhì)量、電焊后的停歇時(shí)間等。對(duì)于電焊接樁，有時(shí)是特別重要的工程，應(yīng)對(duì)接頭做10％焊縫探傷檢查。遇到樁頂破碎或樁身嚴(yán)重裂縫的情況，應(yīng)立即停止錘擊，在采取相應(yīng)的技術(shù)措施后，方可繼續(xù)錘擊。此外，在軟土中打樁，在樁頂以下1/3樁長(zhǎng)范圍內(nèi)常常出現(xiàn)因反射的張力波使樁身受拉而引起水平裂縫的情況，此時(shí)可降低重錘速度，采用較軟樁墊，以減少錘擊拉應(yīng)力，減少水平裂縫的發(fā)生。

　　（三）施工結(jié)束后的質(zhì)量檢查

　　施工結(jié)束后，首先需要對(duì)樁基工程的樁位工程進(jìn)行驗(yàn)收，樁位偏差必須符合規(guī)范要求。其次，參考文獻(xiàn)對(duì)不少于總數(shù)1％（且不少于3根）的樁進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)檢測(cè)。最后，對(duì)樁身質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。通常使用的方法有：開挖檢查法、抽芯法、聲波檢測(cè)法及動(dòng)測(cè)法，其中動(dòng)測(cè)法又包括PDA等大應(yīng)變動(dòng)測(cè)、PIT和其他小應(yīng)變動(dòng)測(cè)。對(duì)于質(zhì)地較均勻的預(yù)制樁，這些測(cè)試結(jié)果往往都較為可靠。

　　五、結(jié)語(yǔ)

　　總之，鋼筋混凝土預(yù)制樁能承受較大的荷載、堅(jiān)固耐久、施工速度快，但對(duì)周圍環(huán)境影響較大，是我國(guó)廣泛應(yīng)用的樁型之一。