試談先張預(yù)應(yīng)力管樁施工

1、7-2-6 先張預(yù)應(yīng)力管樁施工7-2-6-1 樁規(guī)格與適用條件先張預(yù)應(yīng)力管樁，簡(jiǎn)稱(chēng)管樁，系采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝和離心成型法，制成的一種空心圓柱體細(xì)長(zhǎng)混凝土預(yù)制構(gòu)件。主要由圓筒形樁身、端頭板和鋼套箍等組成如圖7-60所示。圖7-60 預(yù)應(yīng)力管樁示意1-樁身；2-鋼套箍；3-端頭板；D-外徑；t-壁厚管樁按樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)分為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（代號(hào)PC樁）和預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁（代號(hào)PHC樁），前者強(qiáng)度等級(jí)不低于C60；后者不低于C80。PC樁一般采用常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)，脫模后移入水池再泡水養(yǎng)護(hù)，一般要經(jīng)28d才能使用。PHC樁，一般在成型脫模后，送入高壓釜經(jīng)10個(gè)大氣壓、180左右高溫高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)，

2、從成型到使用的最短時(shí)間為34d。管樁規(guī)格按外徑分為300mm、400mm、500mm、550mm、600mm、800mm和1000mm等，壁厚由60130mm。每節(jié)長(zhǎng)一般不超過(guò)15m，常用節(jié)長(zhǎng)812m，有時(shí)也生產(chǎn)長(zhǎng)達(dá)2530m的管樁。預(yù)應(yīng)力管樁具有單樁承載力高，樁端承載力可比原狀土提高80%100%；設(shè)計(jì)選用范圍廣，單載承載力可從600kN到4500kN，既適用于多層建筑，也可用于50層以下的高層建筑；樁運(yùn)輸?shù)跹b方便，接樁快速；樁長(zhǎng)度不受施工機(jī)械的限制，可任意接長(zhǎng)；樁身耐打，穿透力強(qiáng)，抗裂性好，可穿透56m厚的密實(shí)砂夾層；造價(jià)低廉，其單位承載力價(jià)格僅為鋼樁的1/32/3,并節(jié)省鋼材。但也存在施

3、工機(jī)械設(shè)備投資大，打樁時(shí)振動(dòng)、噪聲和擠土量大等問(wèn)題。適用于各類(lèi)工程地質(zhì)條件為粘性土、粉土、砂土、碎石類(lèi)土層以及持力層為強(qiáng)風(fēng)化巖層、密實(shí)的砂層（或卵石層）等土層應(yīng)用，但不適用于石灰?guī)r、含孤石和障礙物多、有堅(jiān)硬夾層的巖土層中應(yīng)用。7-2-6-2 打（沉）樁工藝方法要點(diǎn)1預(yù)應(yīng)力管樁沉樁方法較多，目前國(guó)內(nèi)主要采用錘擊法，多采用爆發(fā)力強(qiáng)、錘擊能量大、工效高的筒式柴油錘沉樁。但這種錘工作時(shí)振動(dòng)和噪聲大，有的地區(qū)如廣東還采用大噸位靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工工藝，采用40006800kN靜力壓樁機(jī)，可壓500、550mm的管樁到設(shè)計(jì)持力層；亦有的采用預(yù)鉆孔后植樁的施工工藝，先用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)引孔，然后用打（壓）樁機(jī)將管樁

4、打（壓）到設(shè)計(jì)持力層。2預(yù)應(yīng)力管樁常用打（沉）樁工藝流程如圖7-61所示。圖7-61 預(yù)應(yīng)力管樁施工工藝流程（a）測(cè)量放樣、樁機(jī)和樁就位對(duì)中調(diào)直；（b）錘擊下沉；（c）電焊接樁；（d）再錘擊、再接樁，再錘擊；（e）收錘，測(cè)貫入度1-打樁機(jī)；2-打樁錘；3-樁；4-接樁3管樁施工應(yīng)根據(jù)樁的密集程度與周?chē)ǎ?gòu)）筑物的關(guān)系，合理確定打樁順序。一般當(dāng)樁較密集且距周?chē)ǎ?gòu)）筑物較遠(yuǎn)，施工場(chǎng)地較開(kāi)闊時(shí)，宜從中間向四周對(duì)稱(chēng)施打；若樁較密集、場(chǎng)地狹長(zhǎng)、兩端距建（構(gòu)）筑物較遠(yuǎn)時(shí)，宜從中間向兩端對(duì)稱(chēng)施打；若樁較密集且一側(cè)靠近建（構(gòu)）筑物時(shí)，宜從毗鄰建（構(gòu)）筑物的一側(cè)開(kāi)始向另一方向施打。若建（構(gòu)）筑物外圍設(shè)有支

5、護(hù)樁，宜先打設(shè)工程樁，再后打設(shè)外圍支護(hù)樁。根據(jù)樁的入土深度，宜先打設(shè)深樁，后打設(shè)淺樁；根據(jù)管樁的規(guī)格，宜先大后小，先長(zhǎng)后短；根據(jù)高層建筑塔樓（高層）與裙房（低層）的關(guān)系，宜先高后低。4管樁施打應(yīng)合理選擇樁錘，樁錘選用一般應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：（1）能保證樁的承載力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；（2）能順利或基本順利地將樁下沉到設(shè)計(jì)深度；（3）打樁的破碎率能控制在1%左右，最多不超過(guò)3%；（4）滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的最后貫入度，最好為2040mm/10擊，每根樁的總錘擊數(shù)宜在1500擊以?xún)?nèi)，最多不超過(guò)20002500擊。管樁施打一般多采用筒式柴油錘，其型號(hào)選用可參考表7-78。選擇筒式柴油打樁錘參考表 表7-78柴油錘型號(hào)2

6、5型32型36型40型50型60型62型70型72型80型適用管樁規(guī)格3004003004004005005005506005506006008005預(yù)應(yīng)力管樁打（沉）樁施工工藝程序?yàn)椋簻y(cè)量定位樁機(jī)就位底樁就位、對(duì)中和調(diào)直錘擊沉樁接樁再錘擊再接樁打至持力層收錘。6打樁前應(yīng)通過(guò)軸線控制點(diǎn)，逐個(gè)定出樁位，打設(shè)鋼筋標(biāo)樁，并用白灰在標(biāo)樁附近地面上畫(huà)上一個(gè)圓心與標(biāo)樁重合、直徑與管樁相等的圓圈，以方便插樁對(duì)中，保持樁位正確。7底樁就位前，應(yīng)在樁身上劃出單位長(zhǎng)度標(biāo)記，以便觀察樁的入土深度及記錄每米沉樁擊數(shù)。吊樁就位一般用單點(diǎn)吊將管樁吊直，使樁尖插在白灰圈內(nèi)，樁頭部插入錘下面的樁帽套內(nèi)就位，并對(duì)中和調(diào)直，使樁

7、身、樁帽和樁錘三者的中心線重合，保持樁身垂直，其垂直度偏差不得大于0.5%。樁垂直度觀測(cè)包括打樁架導(dǎo)桿的垂直度，可用兩臺(tái)經(jīng)緯儀在離打樁架15m以外成正交方向進(jìn)行觀測(cè)，也可在正交方向上設(shè)置兩根吊陀垂線進(jìn)行觀測(cè)校正。8錘擊沉樁宜采取低錘輕擊或重錘低打，以有效降低錘擊應(yīng)力，同時(shí)特別注意保持底樁垂直，在錘擊沉樁的全過(guò)程中都應(yīng)使樁錘，樁帽和樁身的中心線重合，防止樁受到偏心錘打，以免樁受彎受扭。9樁的接頭過(guò)去多采用法蘭盤(pán)螺栓連接，剛度較差。現(xiàn)今都在樁端頭埋設(shè)端頭板，四周用一圈坡口進(jìn)行電焊連接。當(dāng)?shù)讟稑额^（頂）露出地面0.51.0m時(shí)，即應(yīng)暫停錘擊，進(jìn)行管樁接長(zhǎng)。方法是先將接頭上的泥土、鐵銹用鋼絲刷刷凈、再

8、在底樁樁頭上扣上一個(gè)特制的接樁夾具（導(dǎo)向箍），將待接的上節(jié)樁吊入夾具內(nèi)就位，調(diào)直后，先用電焊在剖口圓周上均勻?qū)ΨQ(chēng)點(diǎn)焊46點(diǎn)，待上、下節(jié)樁固定后卸去夾具，再正式由兩名焊工對(duì)稱(chēng)、分層、均勻、連續(xù)的施焊，一般焊接層數(shù)不少于2層，焊縫應(yīng)飽滿(mǎn)連續(xù)，待焊縫自然冷卻810min，始可繼續(xù)錘擊沉樁。10在較厚的粘土、粉質(zhì)粘土層中施打多節(jié)管樁，每根樁宜連續(xù)施打，一次完成，以避免間歇時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成再次打入困難，而需增加許多錘擊數(shù)，甚至打不下而先將樁頭打壞。11當(dāng)樁尖（靴）被打入設(shè)計(jì)持力層一定深度，符合設(shè)計(jì)確定的停錘條件時(shí)，即可收錘停打，終止錘擊的控制條件，稱(chēng)為收錘標(biāo)準(zhǔn)。收錘標(biāo)準(zhǔn)通常以達(dá)到的樁端持力層、最后貫入度或

9、最后1m深樁樁錘擊數(shù)為主要控制指標(biāo)。樁端持力層作為定性控制；最后貫入度或最后1m沉樁錘擊數(shù)作為定量控制，均通過(guò)試樁或設(shè)計(jì)確定。一般停止錘擊的控制原則是：樁端（指樁的全截面）位于一般土層時(shí)，以控制樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高為主貫入度可作參考；樁端達(dá)到堅(jiān)硬、硬塑的粘性土、中密以上粉土、砂土、碎石類(lèi)土、風(fēng)化巖時(shí)，以貫入度控制為主，樁端標(biāo)高可作參考。當(dāng)貫入度已達(dá)到而樁端標(biāo)高未達(dá)到時(shí)，應(yīng)繼續(xù)錘擊3陣，按每陣10擊的貫入度不大于設(shè)計(jì)規(guī)定的數(shù)值加以確認(rèn)，必要時(shí)施工控制貫入度應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)與有關(guān)單位會(huì)商確定。12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)46m。設(shè)計(jì)送樁器的原則是：打入阻力不能太大，容易拔出，能

10、將沖擊力有效地傳到樁上，并能重復(fù)使用。13管樁打（沉）樁常遇問(wèn)題及預(yù)防處理方法，見(jiàn)表7-79。管樁打（沉）樁常遇問(wèn)題及預(yù)防、處理方法 表7-79名稱(chēng)、現(xiàn)象產(chǎn)生原因預(yù)防措施及處理方法樁頂偏位（在沉樁過(guò)程中，相鄰的樁產(chǎn)生橫向位移）1測(cè)量放線有誤；或插樁“對(duì)中”工作馬虎2打樁順序不當(dāng)，易引起樁頂大偏位3在軟土層中，先施工的樁易被擠動(dòng)4遇孤石或其他障礙物將樁擠向一旁5樁尖沿基巖傾斜而滑移6接樁不直，樁中心線成折線形，造成樁頂偏位測(cè)量放線應(yīng)經(jīng)復(fù)測(cè)后使用；插樁應(yīng)認(rèn)真對(duì)中；打樁應(yīng)按規(guī)定順序進(jìn)行；避免打樁期間同時(shí)開(kāi)挖基坑；施工前用洛陽(yáng)鏟探明地下孤石、障礙物，較淺的挖除，深的用鉆鉆透或爆碎；接樁應(yīng)吊線找直，垂直

11、偏差應(yīng)控制在0.5%以?xún)?nèi)偏位過(guò)大，應(yīng)拔出，移位再打；偏位不大，可用木架頂正，再慢錘打入；障礙物不深，可挖去回填后再打樁身傾斜（樁身傾斜超過(guò)規(guī)范規(guī)定）1打樁機(jī)導(dǎo)桿彎曲或場(chǎng)地不平，或場(chǎng)地承載力不足產(chǎn)生傾斜2插樁不正，底樁傾斜率過(guò)大或樁身彎曲度過(guò)大3開(kāi)始沉樁，樁未站穩(wěn)就猛烈錘擊，或施打時(shí)樁錘、樁帽、樁身中心線不在同一直線上，受力偏心4樁墊錘墊不平或樁帽太大引起錘擊偏心而使樁身傾斜5接樁不直產(chǎn)生曲折6打樁順序不當(dāng)先打的樁被擠斜7遇孤石和堅(jiān)硬障礙物或樁尖沿傾斜產(chǎn)生滑移打樁機(jī)導(dǎo)桿彎曲應(yīng)糾正；打樁場(chǎng)地應(yīng)整平夯壓堅(jiān)實(shí)；插樁要吊線錘檢查，樁帽、樁身和樁尖必須在一條垂線上方可施打；樁身彎曲度應(yīng)不大于1%，過(guò)大的不

12、宜使用；開(kāi)始沉樁應(yīng)臨時(shí)固定牢，并輕錘慢擊；施打時(shí)應(yīng)使樁錘、樁帽、樁身在同一直線上，防止受力偏心；樁墊、錘墊應(yīng)找平，樁帽與樁周?chē)臅r(shí)間隙應(yīng)為510mm，不宜過(guò)大；接樁應(yīng)吊線錘找直，垂直度偏差不應(yīng)大于0.5%；打樁順序應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行。產(chǎn)生原因7的防治措施同“樁頂偏位”的防治措施樁頂破碎（沉樁時(shí)，樁頂出現(xiàn)混凝土掉角、碎裂或被打碎，樁頂鋼筋局部或大部分外露）1樁的制作質(zhì)量差，混凝土強(qiáng)度未達(dá)到要求，或樁頭嚴(yán)重跑漿，存在孔洞；或蒸養(yǎng)制度不當(dāng)，引起脆性破壞2搬運(yùn)、吊裝、堆放過(guò)程中碰撞損壞3樁錘選用不當(dāng)，錘過(guò)重，錘擊應(yīng)力太大將樁頭擊碎；或錘太輕，錘擊次數(shù)增多，使樁頂產(chǎn)生疲勞破壞4樁帽太小、太大、太深或接頭尺寸偏

13、差太大5遇到孤石、硬巖面時(shí)繼續(xù)猛打，或貫入度要求太小或總錘擊次數(shù)過(guò)多，或每米錘擊數(shù)過(guò)多6在厚粘性土層中停歇時(shí)間過(guò)久，再重新施打時(shí)易將樁頭打壞加強(qiáng)樁制作質(zhì)量控制，保證樁頭混凝土密實(shí)性和強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求；樁運(yùn)輸、堆放、吊裝中防止碰撞損壞樁頭；合理選用樁錘，不使過(guò)重或過(guò)輕；樁帽宜做成圓筒形，套樁頭用的筒體深度宜為3540cm，內(nèi)徑應(yīng)比管徑大23cm，不使空隙過(guò)大；遇孤石可采用小鉆孔再插管樁的方法施打；合理確定貫入度或總錘擊數(shù)，不使過(guò)小或過(guò)多；在厚粘性土層中停歇時(shí)間不應(yīng)超過(guò)24h樁身斷裂（包括樁尖破損、接頭開(kāi)裂，樁身出現(xiàn)橫向、豎向或斜向裂紋及斷裂）1在砂土層中施打開(kāi)口管樁，下端樁身有時(shí)被擠產(chǎn)生劈裂2遇

14、孤石和裸露的巖面仍硬打，易將樁尖擊碎3接樁質(zhì)量差，引起接頭開(kāi)裂4接頭電焊時(shí)自然冷卻時(shí)間不夠，焊后立即施打，焊縫遇水脆裂；或接縫間隙填塞鋼板太少，錘擊時(shí)應(yīng)力集中，引起接頭破損5管樁制作嚴(yán)重漏漿，或管壁太薄，樁身強(qiáng)度不夠或養(yǎng)護(hù)制度不當(dāng)，樁身混凝土變脆6打樁時(shí)未加樁墊或樁墊太薄7樁身預(yù)應(yīng)力值不夠，不足以抵抗錘擊時(shí)的拉應(yīng)力而產(chǎn)生橫向裂縫8樁身自由段長(zhǎng)細(xì)比過(guò)大，沉入時(shí)遇堅(jiān)硬土層，易使樁斷裂9樁在堆放、吊裝和搬運(yùn)過(guò)程中已裂縫或斷裂，未認(rèn)真檢查或加固就使用在砂土層中沉樁，樁端應(yīng)設(shè)樁靴，避免采用開(kāi)口管樁；遇孤石和巖面避免硬打；接樁要保持上，下節(jié)樁在同一軸線上，焊接焊縫應(yīng)飽滿(mǎn)，填塞鋼板應(yīng)緊密；焊后自然冷卻810

15、min始可施打；管樁制作嚴(yán)格控制漏漿、管壁厚度和樁身強(qiáng)度；打樁時(shí)要設(shè)合適樁墊，厚度不宜小于12cm；樁身制作預(yù)應(yīng)力值必須符合設(shè)計(jì)要求；沉樁樁身自由段長(zhǎng)細(xì)比不宜超過(guò)40；樁在堆放、吊裝和搬運(yùn)過(guò)程中避免碰沖產(chǎn)生裂縫或斷裂，沉樁前要認(rèn)真檢查，已嚴(yán)重裂縫或斷裂的樁，避免使用沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)的控制要求（沉樁未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高或最后貫入度及錘擊數(shù)控制指標(biāo)要求）1勘察資料太粗或有誤2設(shè)計(jì)選擇持力層不當(dāng)或設(shè)計(jì)要求過(guò)嚴(yán)3沉樁時(shí)遇到地下障礙物或厚度較大的硬夾層4選用樁錘太小，或柴油錘破舊，跳動(dòng)不正常5樁尖遇到密實(shí)的粉土或粉細(xì)砂層時(shí)打樁會(huì)產(chǎn)生“假凝”現(xiàn)象，但間隔一段時(shí)間以后，又可繼續(xù)打下去6樁頭被擊碎或樁身被打斷，無(wú)法繼

16、續(xù)施打7布樁密集或打樁順序不當(dāng)，使后打的無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)深度，并使先打的樁上升涌起8打樁間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，摩阻力加大詳細(xì)探明工程地質(zhì)情況，必要時(shí)應(yīng)作補(bǔ)勘；合理選擇持力層或標(biāo)高，使符合地質(zhì)實(shí)際情況；探明地下降礙物和硬夾層，并清除掉或鉆透或爆碎；選用樁錘不能太小，舊柴油錘應(yīng)檢修合格方可使用；樁頭被打碎，樁身被打斷應(yīng)停止施打，或處理后再施打；打樁應(yīng)注意順序，減少向一側(cè)擠密；打樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不宜間歇時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，必須間歇時(shí)，不宜超過(guò)24h14質(zhì)量控制（1）施工前應(yīng)檢查進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的成品樁，接樁用電焊條等產(chǎn)品質(zhì)量。（2）施工過(guò)程中應(yīng)檢查樁的貫入情況、柱頂完整狀況、電焊接樁質(zhì)量、樁體垂直度、電焊后的停歇時(shí)間。重要工程應(yīng)對(duì)電焊接頭作10%的焊縫探傷檢查。（3）施工結(jié)束后應(yīng)作載荷試驗(yàn)，以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)承載力，同時(shí)應(yīng)作樁體質(zhì)量檢驗(yàn)。載荷試驗(yàn)及樁體質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)量要求同7-2-4打（沉）入式混凝土預(yù)制樁施工。（4）先張法預(yù)應(yīng)力管樁的質(zhì)量檢驗(yàn)如表7-80所示。成品樁均在工廠生產(chǎn)，隨產(chǎn)品出廠有質(zhì)量保證資料，一般在現(xiàn)場(chǎng)僅對(duì)外形進(jìn)行檢驗(yàn)。先張法預(yù)應(yīng)力管樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 表7-80項(xiàng)序檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值檢查方法單位數(shù)值主控項(xiàng)目1樁體質(zhì)量檢驗(yàn)按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范