新型預(yù)應(yīng)力混凝土方樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

1、新型預(yù)應(yīng)力混凝土方樁基礎(chǔ)施工技術(shù)摘要：簡述先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心方樁的產(chǎn)品特點、生產(chǎn)工藝、施工方法以及質(zhì)量控制。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土；管樁；方樁；施工技術(shù)1 前言預(yù)應(yīng)力混凝土方樁全稱“先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心方樁”，是在先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的基礎(chǔ)上衍生出來的一種新型樁基。20世紀60年代，管樁起源于日本；80年代，首先在我國沿海一帶得到應(yīng)用，后逐步傳入內(nèi)陸省份，并很快形成本土化生產(chǎn)規(guī)模。國家先后頒布了國家標準先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁GB13476-1999和行業(yè)標準先張法預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁JC888-2001。目前有預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁（PHC樁）、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PC樁)、預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁

2、管樁（PTC樁）三種類型，廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑的低承臺樁基礎(chǔ)，其中PHC樁和PC樁還應(yīng)用于鐵路、公路與橋梁、港口、水利、市政、構(gòu)筑物等工程。在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)日趨成熟的背景下，2004年底，云南市場出現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力混凝土空心方樁，而且隨即進行了試樁并通過了有關(guān)部門的檢測，2005年開始應(yīng)用到昆明環(huán)球金融中心、湖畔之夢小區(qū)、昆明財富中心、云銅時代廣場等項目的建筑樁基工程中，收到了良好的效果。2 產(chǎn)品特點21形體特征預(yù)應(yīng)力混凝土方樁外形為方形柱體，主要由方形樁身、端頭板和鋼套箍等組成。正方形端頭如同傳統(tǒng)預(yù)制方樁，但中心為圓柱空心，如同預(yù)應(yīng)力混凝土管樁,見下圖： 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（a） 預(yù)應(yīng)力混

3、凝土方樁（b）現(xiàn)有主要規(guī)格為450mm×450mm，并且 350mm×350mm及550mm×550mm兩種規(guī)格也即將生產(chǎn)；樁長現(xiàn)有有6m、9m、12m、15m或者根據(jù)設(shè)計施工需要定尺生產(chǎn)。 22配筋和力學(xué)性能以450mm×450mm方樁為例，預(yù)應(yīng)力主筋為12Ø9.0預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒,螺旋筋為Øb4，單樁極限承載力可達4800KN5000KN；預(yù)應(yīng)力混凝土方樁現(xiàn)最大單節(jié)樁長15米，混凝土強度等級C60。23產(chǎn)品優(yōu)越性預(yù)應(yīng)力混凝土方樁除具備預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的諸多優(yōu)點外，還具有以下優(yōu)點：（1） 具有更強的抗彎、耐打、穿透力；（2） 具有

4、更高的承載能力；（3） 替換大直徑PHC、PC樁具有顯著的經(jīng)濟效益；（4） 在樁身承載力要求相同的情況下，能有效減少樁基規(guī)范規(guī)定的樁的最小中心距，從而使承臺基礎(chǔ)部分的斷面與配筋設(shè)計更為經(jīng)濟；（5） 采用傳統(tǒng)預(yù)制方樁施工機械也能進行施工；3 生產(chǎn)工藝預(yù)應(yīng)力混凝土方樁同管樁一樣，仍然是采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝，經(jīng)多重速度離心成型和高溫蒸汽養(yǎng)護而成的混凝土預(yù)制構(gòu)件，只不過方樁模具與管樁不同。其基本生產(chǎn)工藝流程如下：4 施工技術(shù)41樁型選用 由于預(yù)應(yīng)力混凝土方樁是一種新行產(chǎn)品，目前還未得到大面積推廣應(yīng)用，所以現(xiàn)主要在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)設(shè)計中采用方樁替換。根據(jù)承載力的要求和造價經(jīng)濟性比較，現(xiàn)主要采用450

5、mm×450mm方樁替換大直徑管樁常用的PC-A600（110）、PC-AB600（110）型樁；由于云南混凝土用碎石大都為石灰?guī)r質(zhì)地，其主要成分為CaCO3，而生產(chǎn)C80的PHC樁要經(jīng)過高壓釜蒸汽養(yǎng)護，這樣在云南生產(chǎn)C80的PHC樁質(zhì)量不容易保證；在單樁極限承載力要求相同的情況下，混凝土強度等級為C60的方樁也可替換PHC-A550（125）、PHC-AB550（125）、PHC-A600（110）、PHC-AB600（110）型樁，而且較為經(jīng)濟。42增效樁尖增效樁尖不同于管樁常用的十字型鋼樁尖、開口型鋼樁尖和圓錐型鋼樁尖，它是與方樁配套使用的一種混凝土空心樁尖，其形狀如下： 增效

6、樁尖正視圖 增效樁尖側(cè)視圖 增效樁尖尾部設(shè)有與方樁一樣的正方形（中部圓控空心）端頭板，施工時通過與方樁端頭板焊接，作為方樁的樁尖，有效地加強了方樁在土層、巖層中的穿透力。43施工方法4.3.1方樁養(yǎng)護：方樁均采用蒸汽養(yǎng)護，達到齡期一天后方可沉樁。4.3.2 方樁運輸、堆放與起吊：4.3.2.1樁在貨車運輸途中，必須用木楔及繩索穩(wěn)固于車上，還應(yīng)避免車顛過大；卸貨時，必須使用吊機在樁身適當(dāng)位置把樁提起，避免產(chǎn)生過度碰撞；4.3.2.2應(yīng)該選擇平坦及穩(wěn)固的地面存放方樁，擺放時需要用木方墊好（支墊位置如下圖）；并盡可能把同一規(guī)格的樁放在一起接近施工位置，理想高度為一或兩層，兩層樁之間必須用木方隔開，木

7、方厚度須相同且在同一水平線上，并有木楔固定位置；4.3.2.3樁起吊施打時，應(yīng)避免樁過度碰撞樁機（重點部位掛舊輪胎防護）；單節(jié)方樁吊運采用兩頭鉤吊法，豎起時采用單點法（如下圖）：4.3.3施工機械：根據(jù)設(shè)計文件、工程勘察報告、施工現(xiàn)場周邊環(huán)境選擇合適的沉樁機械。可選擇錘擊樁機和靜壓樁機，靜壓樁機選用液壓式機械，并可分為頂壓式和抱壓式。4.3.4施工工藝：測量放線定樁位樁機就位吊樁至樁機前安裝樁尖機起吊樁，對樁位調(diào)整樁及樁架的垂直度施壓復(fù)核垂直度繼續(xù)施壓接樁測量貫入度樁機移位 4.3.5目前采用的靜壓施工方法。4.3.5.1適宜作靜壓樁的地層：均勻堅硬的粘性土層；中密、密實的碎石土層、粉土層；全

8、風(fēng)化巖,強風(fēng)化巖層。4.3.5.2施工前應(yīng)完成下列準備工作：樁機運入現(xiàn)場安裝就位后，應(yīng)認真檢查壓樁設(shè)備各部分的質(zhì)量和性能，并進行試運轉(zhuǎn)；檢查方樁外觀質(zhì)量及產(chǎn)品等級，檢查方樁的標記是否清晰；根據(jù)施工圖繪制整個工程的樁位編號圖；由專職測量人員分批或全部測定標出場地上的樁位，其偏差不得大于20mm；在樁身上劃出以米為單位的長度標記，并按從下至上的順序標明樁的長度，以便觀察樁的入土深度及記錄該深度時的壓力值。4.3.5.3壓樁的施工順序選擇：（1）根據(jù)樁的密集程度及樁基礎(chǔ)與周圍建(構(gòu))筑物的關(guān)系:若樁較密集且距周圍建(構(gòu))筑物較遠、施工場地較開闊時,宜從中間向四周進行；若樁較密集、場地狹長、兩端距建(

9、構(gòu))筑物較遠時,宜從中間向兩端進行；若樁較密集且一側(cè)靠近建(構(gòu))筑物時,宜從毗鄰建(構(gòu))筑物的一側(cè)開始由近及遠地進行。（2）根據(jù)場地的工程地質(zhì)條件:若場地較大且部分區(qū)域的上覆土層中含砂(碎石、卵石)時,宜先在含砂(碎石、卵石)區(qū)域內(nèi)施壓；若持力層埋深或樁的入土深度差別較大時,宜先施壓長樁后施壓短樁。（3）根據(jù)樁的規(guī)格及分布情況:當(dāng)場地內(nèi)樁的規(guī)格不同時,宜先施壓大樁后施壓小樁；當(dāng)設(shè)計有較大承臺時,宜先施壓大承臺樁后施壓小承臺樁。4.3.5.4壓樁（1） 樁尖對位焊接，第一節(jié)樁壓入地層0.50.6米時的垂直度偏差不得超過0.5%；并宜用長條水準尺或其它測量儀器校正，必要時，宜拔出重插；樁身傾斜率超

10、過0.8時，應(yīng)找出原因并設(shè)法糾正；當(dāng)樁尖進入硬土層后，嚴禁用移動樁架等強行回扳的方法糾偏。（2） 每根樁一次性連續(xù)打到底，盡量減小中間休歇時間。（3） 壓樁過程中，出現(xiàn)貫入反常、樁身傾斜、移位、樁身或樁頂破裂等異常情況時，停止壓樁，查明原因并進行必要的處理后才能繼續(xù)施工。（4） 現(xiàn)場同步做出沉樁記錄。4.3.5.5接樁（1） 接樁應(yīng)連續(xù)進行，單樁接頭數(shù)量不超過4個。（2） 接樁時，在樁頭高出地面0.51m處進行；上下節(jié)樁段應(yīng)保持對直，錯位偏差不宜大于2mm。（3） 對接前上下端板用鋼絲刷清理干凈，坡口露出金屬光澤。（4） 焊接時采用手工電弧焊，四個面對稱點焊8點，再由兩個焊工對稱施焊；焊接層數(shù)

11、不小于兩層，內(nèi)層焊渣必須清理干凈后方能施焊外一層；焊縫飽滿連續(xù)。（5） 焊后自然冷卻時間不小于8分鐘；嚴禁用水冷卻或焊好即打樁。4.3.5.6截樁和送樁（1） 截樁采用割樁機切割；截樁高度較小時用手錘人工鑿除，鋼筋用氣割割齊；嚴禁用大錘橫向敲擊或機械力強行推斷。（2） 送樁作業(yè)連續(xù)進行；送樁采用專制鋼質(zhì)送樁器,不借施壓用的工程樁作送樁器。4.3.5.7方樁基礎(chǔ)的基坑開挖（1） 基坑開挖宜在打樁全部完成15天后進行，最早不少于7天。（2） 土方開挖分層進行，樁周土體高差控制在1米內(nèi)。（3） 結(jié)合實際情況，優(yōu)先采用人工開挖。5 質(zhì)量控制51質(zhì)量預(yù)控5.1.1進行圖紙會審和設(shè)計技術(shù)交底，施工前查看有

12、勘察資質(zhì)的單位出具的正式地質(zhì)勘察報告。5.1.2進行技術(shù)交底，嚴格按照施工方案施工。施工方案必須具有針對性，措施具體，施工流程清楚，順序合理。5.1.3建立工程質(zhì)量檢驗制度：包括原材料設(shè)備進場檢驗制度；施工過程的檢驗；施工結(jié)束后的抽樣檢測。52過程質(zhì)量控制5.2.1對方樁進行外觀檢查，尺寸偏差和抗裂性檢驗，有否明顯的縱向及橫向裂縫、端部平面是否傾斜、壁厚、樁身彎曲是否符合規(guī)范要求?；炷翉姸仁欠襁_到要求，產(chǎn)品質(zhì)保書、合格證、質(zhì)量檢測報告是否符合要求和齊全。5.2.2壓樁機傳感設(shè)備是否完好，樁機配重與設(shè)計承載力是否相適應(yīng)。5.2.3現(xiàn)場方樁堆放整齊，布局合理；合理選擇打樁順序。5.2.4端部焊接：焊條質(zhì)量保證合格；操作人員持上崗合格證并具備一定經(jīng)驗；焊接經(jīng)現(xiàn)場驗收合格后方可沉樁。5.2.5通常用兩臺經(jīng)緯儀、夾角900方向進行監(jiān)測；注意第一節(jié)樁樁尖導(dǎo)向必須垂直；地基表面有堅硬石塊必須清除，使樁身達到垂直度要求。5.2.6 壓樁過程中碰到硬土層，不能用力過猛，抬架時也要輕抬輕放。53檢驗（驗收）控制     樁基完成后對方樁進行試驗檢測，并做出質(zhì)量評定。5.3.1低應(yīng)變動力檢測（反射波法）：檢測樁身完整性（樁身評定等級分四類）。5.3.2靜力載荷試驗