先張預應力管樁施工

7-2-6先張預應力管樁施工7-2-6-1樁規(guī)格與適用條件先張預應力管樁，簡稱管樁，系采用先張法預應力工藝和離心成型法，制成的一種空心圓柱體細長混凝土預制構(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預應力管樁示意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度等級分為預應力混凝土管樁（代號PC樁）和預應力高強混凝土管樁（代號PHC樁），前者強度等級不低于C60；后者不低于C80。PC樁一般采用常壓蒸汽養(yǎng)護，脫模后移入水池再泡水養(yǎng)護，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個大氣壓、180℃左右高溫高壓蒸汽養(yǎng)護，從成型到使用的最短時間為3~4d。管樁規(guī)格按外徑分為300mm、400mm、500mm、550mm、600mm、800mm和1000mm等，壁厚由60~130mm。每節(jié)長一般不超過15m，常用節(jié)長8~12m，有時也生產(chǎn)長達25~30m的管樁。預應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%；設計選用范圍廣，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；樁運輸?shù)跹b方便，接樁快速；樁長度不受施工機械的限制，可任意接長；樁身耐打，穿透力強，抗裂性好，可穿透5~6m厚的密實砂夾層；造價低廉，其單位承載力價格僅為鋼樁的1/3~2/3,并節(jié)省鋼材。但也存在施工機械設備投資大，打樁時振動、噪聲和擠土量大等問題。適用于各類工程地質(zhì)條件為粘性土、粉土、砂土、碎石類土層以及持力層為強風化巖層、密實的砂層（或卵石層）等土層應用，但不適用于石灰?guī)r、含孤石和障礙物多、有堅硬夾層的巖土層中應用。7-2-6-2打（沉）樁工藝方法要點1．預應力管樁沉樁方法較多，目前國內(nèi)主要采用錘擊法，多采用爆發(fā)力強、錘擊能量大、工效高的筒式柴油錘沉樁。但這種錘工作時振動和噪聲大，有的地區(qū)如廣東還采用大噸位靜壓預應力管樁施工工藝，采用4000~6800kN靜力壓樁機，可壓φ500、φ550mm的管樁到設計持力層；亦有的采用預鉆孔后植樁的施工工藝，先用長螺旋鉆機引孔，然后用打（壓）樁機將管樁打（壓）到設計持力層。2．預應力管樁常用打（沉）樁工藝流程如圖7-61所示。圖7-61預應力管樁施工工藝流程（a）測量放樣、樁機和樁就位對中調(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，測貫入度1-打樁機；2-打樁錘；3-樁；4-接樁3．管樁施工應根據(jù)樁的密集程度與周圍建（構(gòu)）筑物的關(guān)系，合理確定打樁順序。一般當樁較密集且距周圍建（構(gòu)）筑物較遠，施工場地較開闊時，宜從中間向四周對稱施打；若樁較密集、場地狹長、兩端距建（構(gòu)）筑物較遠時，宜從中間向兩端對稱施打；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)開始向另一方向施打。若建（構(gòu)）筑物外圍設有支護樁，宜先打設工程樁，再后打設外圍支護樁。根據(jù)樁的入土深度，宜先打設深樁，后打設淺樁；根據(jù)管樁的規(guī)格，宜先大后小，先長后短；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．管樁施打應合理選擇樁錘，樁錘選用一般應滿足以下要求：（1）能保證樁的承載力滿足設計要求；（2）能順利或基本順利地將樁下沉到設計深度；（3）打樁的破碎率能控制在1%左右，最多不超過3%；（4）滿足設計要求的最后貫入度，最好為20~40mm/10擊，每根樁的總錘擊數(shù)宜在1500擊以內(nèi)，最多不超過2000~2500擊。管樁施打一般多采用筒式柴油錘，其型號選用可參考表7-78。選擇筒式柴油打樁錘參考表表7-78柴油錘型號25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φ300φ400φ300φ400φ400φ500φ500φ550φ600φ550φ600φ600φ8005．預應力管樁打（沉）樁施工工藝程序為：測量定位→樁機就位→底樁就位、對中和調(diào)直→錘擊沉樁→接樁→再錘擊→再接樁→打至持力層→收錘。6．打樁前應通過軸線控制點，逐個定出樁位，打設鋼筋標樁，并用白灰在標樁附近地面上畫上一個圓心與標樁重合、直徑與管樁相等的圓圈，以方便插樁對中，保持樁位正確。7．底樁就位前，應在樁身上劃出單位長度標記，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，并對中和調(diào)直，使樁身、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%。樁垂直度觀測包括打樁架導桿的垂直度，可用兩臺經(jīng)緯儀在離打樁架15m以外成正交方向進行觀測，也可在正交方向上設置兩根吊陀垂線進行觀測校正。8．錘擊沉樁宜采取低錘輕擊或重錘低打，以有效降低錘擊應力，同時特別注意保持底樁垂直，在錘擊沉樁的全過程中都應使樁錘，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．樁的接頭過去多采用法蘭盤螺栓連接，剛度較差?，F(xiàn)今都在樁端頭埋設端頭板，四周用一圈坡口進行電焊連接。當?shù)讟稑额^（頂）露出地面0.5~1.0m時，即應暫停錘擊，進行管樁接長。方法是先將接頭上的泥土、鐵銹用鋼絲刷刷凈、再在底樁樁頭上扣上一個特制的接樁夾具（導向箍），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點焊4~6點，待上、下節(jié)樁固定后卸去夾具，再正式由兩名焊工對稱、分層、均勻、連續(xù)的施焊，一般焊接層數(shù)不少于2層，焊縫應飽滿連續(xù)，待焊縫自然冷卻8~10min，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，以避免間歇時間過長，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．當樁尖（靴）被打入設計持力層一定深度，符合設計確定的停錘條件時，即可收錘停打，終止錘擊的控制條件，稱為收錘標準。收錘標準通常以達到的樁端持力層、最后貫入度或最后1m深樁樁錘擊數(shù)為主要控制指標。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，均通過試樁或設計確定。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，以控制樁端設計標高為主貫入度可作參考；樁端達到堅硬、硬塑的粘性土、中密以上粉土、砂土、碎石類土、風化巖時，以貫入度控制為主，樁端標高可作參考。當貫入度已達到而樁端標高未達到時，應繼續(xù)錘擊3陣，按每陣10擊的貫入度不大于設計規(guī)定的數(shù)值加以確認，必要時施工控制貫入度應通過試驗與有關(guān)單位會商確定。12．為將管樁打到設計標高，需要采用送樁器，送樁器用鋼板制作，長4~6m。設計送樁器的原則是：打入阻力不能太大，容易拔出，能將沖擊力有效地傳到樁上，并能重復使用。13．管樁打（沉）樁常遇問題及預防處理方法，見表7-79。管樁打（沉）樁常遇問題及預防、處理方法表7-79名稱、現(xiàn)象產(chǎn)生原因預防措施及處理方方法樁頂偏位（在沉樁樁過程中，相相鄰的樁產(chǎn)生生橫向位移）1．測量放線有誤；或或插樁“對中”工作馬虎2．打樁順序不當，易易引起樁頂大大偏位3．在軟土層中，先施施工的樁易被被擠動4．遇孤石或其他障礙礙物將樁擠向向一旁5．樁尖沿基巖傾斜斜而滑移6．接樁不直，樁中心心線成折線形形，造成樁頂頂偏位測量放線應經(jīng)復測測后使用；插插樁應認真對對中；打樁應應按規(guī)定順序序進行；避免免打樁期間同同時開挖基坑坑；施工前用用洛陽鏟探明明地下孤石、障障礙物，較淺淺的挖除，深深的用鉆鉆透透或爆碎；接接樁應吊線找找直，垂直偏偏差應控制在在0.5%以內(nèi)偏位過過大，應拔出出，移位再打打；偏位不大大，可用木架架頂正，再慢慢錘打入；障障礙物不深，可可挖去回填后后再打樁身傾斜（樁身傾傾斜超過規(guī)范范規(guī)定）1．打樁機導桿彎曲或或場地不平，或或場地承載力力不足產(chǎn)生傾傾斜2．插樁不正，底樁傾傾斜率過大或或樁身彎曲度度過大3．開始沉樁，樁未未站穩(wěn)就猛烈烈錘擊，或施施打時樁錘、樁樁帽、樁身中中心線不在同同一直線上，受受力偏心4．樁墊錘墊不平或樁樁帽太大引起起錘擊偏心而而使樁身傾斜斜5．接樁不直產(chǎn)生曲折折6．打樁順序不當先打打的樁被擠斜斜7．遇孤石和堅硬障礙礙物或樁尖沿沿傾斜產(chǎn)生滑滑移打樁機導桿彎曲應應糾正；打樁樁場地應整平平夯壓堅實；；插樁要吊線線錘檢查，樁樁帽、樁身和和樁尖必須在在一條垂線上上方可施打；；樁身彎曲度度應不大于1%，過大的不不宜使用；開開始沉樁應臨臨時固定牢，并并輕錘慢擊；；施打時應使使樁錘、樁帽帽、樁身在同同一直線上，防防止受力偏心心；樁墊、錘錘墊應找平，樁樁帽與樁周圍圍的時間隙應應為5~10mmm，不宜過大大；接樁應吊吊線錘找直，垂垂直度偏差不不應大于0.5%；打樁順序序應按規(guī)定進進行。產(chǎn)生原原因7的防治措施施同“樁頂偏位”的防治措施施樁頂破碎（沉樁時時，樁頂出現(xiàn)現(xiàn)混凝土掉角角、碎裂或被被打碎，樁頂頂鋼筋局部或或大部分外露露）1．樁的制作質(zhì)量差差，混凝土強強度未達到要要求，或樁頭頭嚴重跑漿，存存在孔洞；或或蒸養(yǎng)制度不不當，引起脆脆性破壞2．搬運、吊裝、堆放放過程中碰撞撞損壞3．樁錘選用不當，錘錘過重，錘擊擊應力太大將將樁頭擊碎；；或錘太輕，錘錘擊次數(shù)增多多，使樁頂產(chǎn)產(chǎn)生疲勞破壞壞4．樁帽太小、太大、太太深或接頭尺尺寸偏差太大大5．遇到孤石、硬巖面面時繼續(xù)猛打打，或貫入度度要求太小或或總錘擊次數(shù)數(shù)過多，或每每米錘擊數(shù)過過多6．在厚粘性土層中停停歇時間過久久，再重新施施打時易將樁樁頭打壞加強樁制作質(zhì)量控控制，保證樁樁頭混凝土密密實性和強度度達到設計要要求；樁運輸輸、堆放、吊吊裝中防止碰碰撞損壞樁頭頭；合理選用用樁錘，不使使過重或過輕輕；樁帽宜做做成圓筒形，套套樁頭用的筒筒體深度宜為為35~400cm，內(nèi)徑應比比管徑大2~3cm，不使空隙隙過大；遇孤孤石可采用小小鉆孔再插管管樁的方法施施打；合理確確定貫入度或或總錘擊數(shù)，不不使過小或過過多；在厚粘粘性土層中停停歇時間不應應超過24h樁身斷裂（包括樁樁尖破損、接接頭開裂，樁樁身出現(xiàn)橫向向、豎向或斜斜向裂紋及斷斷裂）1．在砂土層中施打開開口管樁，下下端樁身有時時被擠產(chǎn)生劈劈裂2．遇孤石和裸露的巖巖面仍硬打，易易將樁尖擊碎碎3．接樁質(zhì)量差，引起起接頭開裂4．接頭電焊時自然冷冷卻時間不夠夠，焊后立即即施打，焊縫縫遇水脆裂；；或接縫間隙隙填塞鋼板太太少，錘擊時時應力集中，引引起接頭破損損5．管樁制作嚴重漏漿漿，或管壁太太薄，樁身強強度不夠或養(yǎng)養(yǎng)護制度不當當，樁身混凝凝土變脆6．打樁時未加樁墊或或樁墊太薄7．樁身預應力值不夠夠，不足以抵抵抗錘擊時的的拉應力而產(chǎn)產(chǎn)生橫向裂縫縫8．樁身自由段長細比比過大，沉入入時遇堅硬土土層，易使樁樁斷裂9．樁在堆放、吊裝和和搬運過程中中已裂縫或斷斷裂，未認真真檢查或加固固就使用在砂土層中沉樁，樁樁端應設樁靴靴，避免采用用開口管樁；；遇孤石和巖巖面避免硬打打；接樁要保保持上，下節(jié)節(jié)樁在同一軸軸線上，焊接接焊縫應飽滿滿，填塞鋼板板應緊密；焊焊后自然冷卻卻8~10mmin始可施打；；管樁制作嚴嚴格控制漏漿漿、管壁厚度度和樁身強度度；打樁時要要設合適樁墊墊，厚度不宜宜小于12cm；樁身制作作預應力值必必須符合設計計要求；沉樁樁樁身自由段段長細比不宜宜超過40；樁在堆放放、吊裝和搬搬運過程中避避免碰沖產(chǎn)生生裂縫或斷裂裂，沉樁前要要認真檢查，已已嚴重裂縫或或斷裂的樁，避避免使用沉樁達不到設計的的控制要求（沉沉樁未達到設設計標高或最最后貫入度及及錘擊數(shù)控制制指標要求）1．勘察資料太粗或或有誤2．設計選擇持力層不不當或設計要要求過嚴3．沉樁時遇到地下障障礙物或厚度度較大的硬夾夾層4．選用樁錘太小，或或柴油錘破舊舊，跳動不正正常5．樁尖遇到密實的粉粉土或粉細砂砂層時打樁會會產(chǎn)生“假凝”現(xiàn)象，但間間隔一段時間間以后，又可可繼續(xù)打下去去6．樁頭被擊碎或樁身身被打斷，無無法繼續(xù)施打打7．布樁密集或打樁順順序不當，使使后打的無法法達到設計深深度，并使先先打的樁上升升涌起8．打樁間隔時間過長長，摩阻力加加大詳細探明工程地質(zhì)質(zhì)情況，必要要時應作補勘勘；合理選擇擇持力層或標標高，使符合合地質(zhì)實際情情況；探明地地下降礙物和和硬夾層，并并清除掉或鉆鉆透或爆碎；；選用樁錘不不能太小，舊舊柴油錘應檢檢修合格方可可使用；樁頭頭被打碎，樁樁身被打斷應應停止施打，或或處理后再施施打；打樁應應注意順序，減減少向一側(cè)擠擠密；打樁應應連續(xù)進行，不不宜間歇時間間過長，必須須間歇時，不不宜超過24h14．質(zhì)量控制（1）施工前應檢查進入現(xiàn)場的成品樁，接樁用電焊條等產(chǎn)品質(zhì)量。（2）施工過程中應檢查樁的貫入情況、柱頂完整狀況、電焊接樁質(zhì)量、樁體垂直度、電焊后的停歇時間。重要工程應對電焊接頭作10%的焊縫探傷檢查。（3）施工結(jié)束后應作載荷試驗，以檢驗設計承載力，同時應作樁體質(zhì)量檢驗。載荷試驗及樁體質(zhì)量檢驗數(shù)量要求同7-2-4打（沉）入式混凝土預制樁施工。（4）先張法預應力管樁的質(zhì)量檢驗如表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)場僅對外形進行檢驗。先張法預應力管樁質(zhì)量檢驗標準表7-80項序檢查項目允許偏差或允許值值檢查方法單位數(shù)值主控項目1樁體質(zhì)量檢