先張預(yù)應(yīng)力管樁施工

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)，從成型到使用的最短時(shí)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(zhǎng)一般不超過(guò)15m，常用節(jié)長(zhǎng)8~12m，有時(shí)也生產(chǎn)長(zhǎng)達(dá)25~30m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5~6m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1/3~2/3,并節(jié)省鋼材。但也存在施工機(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(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4000~6800kN靜力壓樁機(jī)，可壓φ500、φ550mm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)樁的密集程度與周圍建（構(gòu)）筑物的關(guān)系，合理確定打樁順序。一般當(dāng)樁較密集且距周圍建（構(gòu)）筑物較遠(yuǎn)，施工場(chǎng)地較開闊時(shí)，宜從中間向四周對(duì)稱施打；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)開始向另一方向施打。若建（構(gòu)）筑物外圍設(shè)有支護(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)滿足以下要求：（1）能保證樁的承載力滿足設(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）滿足設(shè)計(jì)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(guò)2000~2500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)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(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0.5~1.0m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點(diǎn)焊4~6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、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(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)4~6m。設(shè)計(jì)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(fù)使用。13．管樁打（沉）樁常遇問題及預(yù)防處理方法，見表7-79。管樁打（沉）樁常遇問題及預(yù)防、處理方法表7-79名稱、現(xiàn)象產(chǎn)生原因預(yù)防措施及處理方方法樁頂偏位（在沉樁樁過(guò)程中，相相鄰的樁產(chǎn)生生橫向位移）1．測(cè)量放線有誤；或或插樁“對(duì)中”工作馬虎2．打樁順序不當(dāng)，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(dòng)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(cè)量放線應(yīng)經(jīng)復(fù)測(cè)測(cè)后使用；插插樁應(yīng)認(rèn)真對(duì)對(duì)中；打樁應(yīng)應(yīng)按規(guī)定順序序進(jìn)行；避免免打樁期間同同時(shí)開挖基坑坑；施工前用用洛陽(yáng)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(yīng)吊線找找直，垂直偏偏差應(yīng)控制在在0.5%以內(nèi)偏位過(guò)過(guò)大，應(yīng)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(guò)規(guī)范范規(guī)定）1．打樁機(jī)導(dǎo)桿彎曲或或場(chǎng)地不平，或或場(chǎng)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(guò)大或或樁身彎曲度度過(guò)大3．開始沉樁，樁未未站穩(wěn)就猛烈烈錘擊，或施施打時(shí)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(dāng)先打打的樁被擠斜斜7．遇孤石和堅(jiān)硬障礙礙物或樁尖沿沿傾斜產(chǎn)生滑滑移打樁機(jī)導(dǎo)桿彎曲應(yīng)應(yīng)糾正；打樁樁場(chǎng)地應(yīng)整平平夯壓堅(jiān)實(shí)；；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(yīng)不大于1%，過(guò)大的不不宜使用；開開始沉樁應(yīng)臨臨時(shí)固定牢，并并輕錘慢擊；；施打時(shí)應(yīng)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(yīng)找平，樁樁帽與樁周圍圍的時(shí)間隙應(yīng)應(yīng)為5~10mmm，不宜過(guò)大大；接樁應(yīng)吊吊線錘找直，垂垂直度偏差不不應(yīng)大于0.5%；打樁順序序應(yīng)按規(guī)定進(jìn)進(jìn)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(shí)時(shí)，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(qiáng)強(qiáng)度未達(dá)到要要求，或樁頭頭嚴(yán)重跑漿，存存在孔洞；或或蒸養(yǎng)制度不不當(dāng)，引起脆脆性破壞2．搬運(yùn)、吊裝、堆放放過(guò)程中碰撞撞損壞3．樁錘選用不當(dāng)，錘錘過(guò)重，錘擊擊應(yīng)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(shí)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(guò)多，或每每米錘擊數(shù)過(guò)過(guò)多6．在厚粘性土層中停停歇時(shí)間過(guò)久久，再重新施施打時(shí)易將樁樁頭打壞加強(qiáng)樁制作質(zhì)量控控制，保證樁樁頭混凝土密密實(shí)性和強(qiáng)度度達(dá)到設(shè)計(jì)要要求；樁運(yùn)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(guò)重或過(guò)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(yīng)比比管徑大2~3cm，不使空隙隙過(guò)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(guò)小或過(guò)過(guò)多；在厚粘粘性土層中停停歇時(shí)間不應(yīng)應(yīng)超過(guò)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(shí)時(shí)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(shí)自然冷冷卻時(shí)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(shí)時(shí)應(yīng)力集中，引引起接頭破損損5．管樁制作嚴(yán)重漏漿漿，或管壁太太薄，樁身強(qiáng)強(qiáng)度不夠或養(yǎng)養(yǎng)護(hù)制度不當(dāng)當(dāng)，樁身混凝凝土變脆6．打樁時(shí)未加樁墊或或樁墊太薄7．樁身預(yù)應(yīng)力值不夠夠，不足以抵抵抗錘擊時(shí)的的拉應(yīng)力而產(chǎn)產(chǎn)生橫向裂縫縫8．樁身自由段長(zhǎng)細(xì)比比過(guò)大，沉入入時(shí)遇堅(jiān)硬土土層，易使樁樁斷裂9．樁在堆放、吊裝和和搬運(yùn)過(guò)程中中已裂縫或斷斷裂，未認(rèn)真真檢查或加固固就使用在砂土層中沉樁，樁樁端應(yīng)設(shè)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(yīng)飽滿滿，填塞鋼板板應(yīng)緊密；焊焊后自然冷卻卻8~10mmin始可施打；；管樁制作嚴(yán)嚴(yán)格控制漏漿漿、管壁厚度度和樁身強(qiáng)度度；打樁時(shí)要要設(shè)合適樁墊墊，厚度不宜宜小于12cm；樁身制作作預(yù)應(yīng)力值必必須符合設(shè)計(jì)計(jì)要求；沉樁樁樁身自由段段長(zhǎng)細(xì)比不宜宜超過(guò)40；樁在堆放放、吊裝和搬搬運(yùn)過(guò)程中避避免碰沖產(chǎn)生生裂縫或斷裂裂，沉樁前要要認(rèn)真檢查，已已嚴(yán)重裂縫或或斷裂的樁，避避免使用沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)的的控制要求（沉沉樁未達(dá)到設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)高或最最后貫入度及及錘擊數(shù)控制制指標(biāo)要求）1．勘察資料太粗或或有誤2．設(shè)計(jì)選擇持力層不不當(dāng)或設(shè)計(jì)要要求過(guò)嚴(yán)3．沉樁時(shí)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(dòng)不正正常5．樁尖遇到密實(shí)的粉粉土或粉細(xì)砂砂層時(shí)打樁會(huì)會(huì)產(chǎn)生“假凝”現(xiàn)象，但間間隔一段時(shí)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(wú)無(wú)法繼續(xù)施打打7．布樁密集或打樁順順序不當(dāng)，使使后打的無(wú)法法達(dá)到設(shè)計(jì)深深度，并使先先打的樁上升升涌起8．打樁間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)長(zhǎng)，摩阻力加加大詳細(xì)探明工程地質(zhì)質(zhì)情況，必要要時(shí)應(yīng)作補(bǔ)勘勘；合理選擇擇持力層或標(biāo)標(biāo)高，使符合合地質(zhì)實(shí)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(yīng)檢檢修合格方可可使用；樁頭頭被打碎，樁樁身被打斷應(yīng)應(yīng)停止施打，或或處理后再施施打；打樁應(yīng)應(yīng)注意順序，減減少向一側(cè)擠擠密；打樁應(yīng)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不不宜間歇時(shí)間間過(guò)長(zhǎng)，必須須間歇時(shí)，不不宜超過(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值檢查方法單位數(shù)值主控項(xiàng)目1樁體質(zhì)量檢