預(yù)應(yīng)力管樁施工工藝及質(zhì)量控制

談云華

摘要：在工業(yè)及城市化建設(shè)工作中，大型廠房、高層建筑的數(shù)量呈現(xiàn)上漲趨勢(shì)，與傳統(tǒng)建筑相比較，大型廠房、高層建筑對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的要求更高，施工管理存在一定的難度。為保障大型廠房、高層建筑的安全性，需要做好基礎(chǔ)施工，采用在建筑工程中被廣泛應(yīng)用的預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)這種深基礎(chǔ)形式。一般情況下這種管樁需要進(jìn)行預(yù)制，其自身也具備造價(jià)成本低、穿透力強(qiáng)、單樁承載力高等優(yōu)勢(shì)，取得了較為良好的應(yīng)用效果。在建筑工程建設(shè)中預(yù)應(yīng)力管樁施工也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。本文將立足于實(shí)際情況，通過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁施工工藝、預(yù)應(yīng)力管樁常見(jiàn)問(wèn)題及處理策略等內(nèi)容的論述提升樁基礎(chǔ)施工的有效性，確保工程的順利進(jìn)行，文章僅供參考。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力管樁、工藝論述、質(zhì)量控制

引言

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁一般需要在工廠進(jìn)行預(yù)制，管樁屬于空心筒體，是利用預(yù)應(yīng)力和離心力的原理制成的混凝土構(gòu)件，主要由圓筒形樁身、端頭板和鋼套箍等組成。這種類型的管樁在建筑工程中比較常見(jiàn)，需要對(duì)施工工藝進(jìn)行詳細(xì)分析并采取相應(yīng)的質(zhì)量控制措施，從而保障整個(gè)工程建設(shè)的品質(zhì)以及建筑整體的穩(wěn)定性。因此，針對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁施工工藝及質(zhì)量控制進(jìn)行分析是非常必要的。

一、工程案例分析

馬來(lái)西亞RAPID P14樁基工程：

現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)不均勻，罐區(qū)（6150-T-001 A/B）場(chǎng)地一半為巖層，一為半軟土?，F(xiàn)場(chǎng)使用液壓錘擊沉樁方式進(jìn)行施工，在巖層中打預(yù)制樁比較困難，主要原因表現(xiàn)如下

1.成樁困難，樁容易傾斜、斷裂;

2.施工后承載力不滿足設(shè)計(jì)要求。

采取措施：在施工中采取了先引孔，再打樁，做檢測(cè)，再?gòu)?fù)打，再檢測(cè)的施工工藝。最后滿足了設(shè)計(jì)對(duì)承載力的相關(guān)要求。

二、預(yù)應(yīng)力管樁施工工藝

1. 預(yù)應(yīng)力管樁施工準(zhǔn)備

1.1現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

做好充足的事前準(zhǔn)備可以降低風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)良好的質(zhì)量控制效果，確保各項(xiàng)工作都可以順利進(jìn)行。為實(shí)現(xiàn)管理目標(biāo)需要做好以下幾個(gè)方面的工作。第一，深入施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，掌握詳細(xì)的地質(zhì)相關(guān)信息。也可以通過(guò)當(dāng)?shù)卣私饩唧w的地址情況。結(jié)合所采集的各種信息數(shù)據(jù)制定施工方案。第二，結(jié)合施工標(biāo)準(zhǔn)與建筑需求，需要將施工區(qū)域的地面進(jìn)行平整處理，利用碾壓機(jī)反復(fù)碾壓，確保壓實(shí)度達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)。第三，為確保排水效果，需要提前挖出排水溝，確保在暴雨暴雪天氣不會(huì)出現(xiàn)大量積水問(wèn)題而影響施工。第四，施工現(xiàn)場(chǎng)的合理規(guī)劃，做好設(shè)備的準(zhǔn)確定位，合理堆放材料。為提升管理效果可以在施工現(xiàn)場(chǎng)可以將區(qū)域劃分為施工區(qū)域、材料儲(chǔ)存區(qū)域與發(fā)電機(jī)停設(shè)區(qū)等。

1.2設(shè)備準(zhǔn)備及材料進(jìn)場(chǎng)

預(yù)應(yīng)力管樁的施工涉及到很多施工機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，正式施工之前應(yīng)當(dāng)對(duì)設(shè)備的性能進(jìn)行測(cè)試，后續(xù)使用階段要進(jìn)行良好的維修與保養(yǎng)工作，從而保障在施工期間設(shè)備可以真正發(fā)揮作用。而在管樁施工期間一般會(huì)使用靜力壓樁機(jī)、液壓錘打樁機(jī)、柴油錘打樁機(jī)、起重機(jī)、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等機(jī)械設(shè)備。正式進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)之前檢查規(guī)格、型號(hào)等，確保機(jī)械設(shè)備滿足使用要求。在材料管理方面，則應(yīng)當(dāng)選擇具備資質(zhì)的材料供應(yīng)商，從根本上保障施工質(zhì)量。

1.3成品樁的質(zhì)量檢驗(yàn)

上述內(nèi)容中提到預(yù)應(yīng)力管樁一般會(huì)在工廠中進(jìn)行預(yù)制，成品樁在進(jìn)場(chǎng)之前要對(duì)外觀、尺寸等方面進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，并查看出場(chǎng)合格證明等文件。與此同時(shí)，一定要進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)工作，嚴(yán)謹(jǐn)取樣，確保不存在質(zhì)量問(wèn)題且經(jīng)過(guò)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)之后才可以進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

2.預(yù)應(yīng)力管樁詳細(xì)施工工藝

2.1樁位放樣

利用機(jī)械設(shè)備完成整平作業(yè)之后，需要進(jìn)行垂直度測(cè)試并進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，再按照設(shè)計(jì)要求繪制布樁圖，確保放樣的準(zhǔn)確性。與此同時(shí)，利用鋼尺和全站儀等工具確定每一排樁位的軸線，利用石灰標(biāo)記樁位的具體位置。標(biāo)記之后做好相應(yīng)的防護(hù)措施，避免人員來(lái)往導(dǎo)致標(biāo)記模糊。在工作中測(cè)量人員還應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確填寫放樣記錄，經(jīng)過(guò)驗(yàn)收確保不存在質(zhì)量問(wèn)題之后進(jìn)行施工。面對(duì)大面積的群樁，要求在確保場(chǎng)地平整性的基礎(chǔ)上采用網(wǎng)格法進(jìn)行合理控制。

2.2樁機(jī)就位

清理好現(xiàn)場(chǎng)的碎石、垃圾等雜物之后要利用壓力機(jī)進(jìn)行碾壓，確保地面壓實(shí)度達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下，工程地基的壓實(shí)度應(yīng)當(dāng)大于85%以上。如此一來(lái)可以保障機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行期間不會(huì)出現(xiàn)沉陷問(wèn)題。如果遇到軟土地基，可以在機(jī)械位置的區(qū)域墊上一層鋼板，或者采用換填處理方式，用強(qiáng)度較大的砂石替換軟土地基，為設(shè)備的使用創(chuàng)造良好的環(huán)境。樁機(jī)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)之后要進(jìn)行設(shè)備測(cè)試，尤其是儀表的靈敏度。在施工期間要按照具體的壓樁順序?qū)稒C(jī)的位置進(jìn)行不斷調(diào)整，確保位置的準(zhǔn)確性。

2.3管樁的驗(yàn)收、堆放、吊運(yùn)及插樁

樁機(jī)入場(chǎng)之后需要將施工期間所用的管樁運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，按照施工要求對(duì)管樁的厚度、樁長(zhǎng)、直徑等進(jìn)行嚴(yán)格的數(shù)據(jù)檢查，確保規(guī)格滿足施工使用要求。同時(shí)，要檢查管樁的外觀，確保不存在裂縫等問(wèn)題，從根本上控制施工質(zhì)量。檢查完畢之后要填寫對(duì)應(yīng)的驗(yàn)收記錄，保存好產(chǎn)品出廠合格證明。面對(duì)存在質(zhì)量問(wèn)題的管樁，要及時(shí)清出施工現(xiàn)場(chǎng)并分析管樁出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的原因，如果是供應(yīng)商方面的質(zhì)量問(wèn)題則需要進(jìn)行索賠并更換質(zhì)量合格的管樁。管樁進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)之后要進(jìn)行合理堆放，清理好堆放場(chǎng)地之后在地面上鋪設(shè)一層防護(hù)層，堆放時(shí)不應(yīng)超過(guò)五層。如果堆放過(guò)高，樁堆不夠穩(wěn)定，容易造成管樁損壞的問(wèn)題，也會(huì)威脅周邊施工人員的安全。同時(shí)，充分考慮管樁的尺寸差異性，按照型號(hào)和規(guī)格進(jìn)行分類堆放，也便于工作人員進(jìn)行區(qū)分和應(yīng)用。如果這些管樁需要進(jìn)行二次倒運(yùn)，則需要利用吊機(jī)和平板車進(jìn)行操作，輕拿輕放并確保運(yùn)輸過(guò)程的平穩(wěn)性，避免在倒運(yùn)的過(guò)程中出現(xiàn)管樁損壞的問(wèn)題。

2.4壓樁

壓樁的過(guò)程中采用兩頭勾吊法進(jìn)行移動(dòng)操作，將管樁移動(dòng)到樁機(jī)，然后調(diào)平樁機(jī)，開(kāi)動(dòng)縱橫向油缸移動(dòng)樁機(jī)調(diào)整對(duì)中，可采用兩個(gè)線錘進(jìn)行垂直度控制。同時(shí)，利用樁機(jī)上的導(dǎo)架進(jìn)行不斷調(diào)整，找好位置之后進(jìn)行壓樁操作。第一節(jié)管樁入土大約40厘米之后要調(diào)整垂直度，再啟動(dòng)壓樁的裝置并記錄好壓力表的讀數(shù)和壓樁的具體時(shí)間。同時(shí)，要控制好壓樁的速度，采用連續(xù)性的壓樁方式按照規(guī)定順序進(jìn)行壓樁操作，在這個(gè)過(guò)程中注意檢查是否存在偏位現(xiàn)象的發(fā)生。上述操作完成之后利用錘球檢查管樁的入土深度并做好數(shù)據(jù)記錄。（找錘擊樁的施工方法）

2.5接樁及焊接

管樁進(jìn)入到土體一段距離之后要進(jìn)行接樁操作，接樁前下節(jié)樁的樁頭加上定位板，然后將上節(jié)吊放在下節(jié)樁端板上，依靠定位板將上下樁接直，確保兩個(gè)樁體的對(duì)齊的，錯(cuò)位偏差應(yīng)當(dāng)不大于2毫米。如果焊接的過(guò)程中兩個(gè)樁體之間存在較大的縫隙，可以在樁體之間使用楔形的鐵片再進(jìn)行焊接。在焊接之前還應(yīng)當(dāng)清理好管樁的焊接表面，提升焊接的效果。焊接完畢之后，接頭部分需要自然冷卻10分鐘左右，再涂抹熱瀝青，等待自然冷卻。

2.6終止壓樁

在正常的建筑工程建設(shè)期間，需要按照設(shè)計(jì)單樁容許承載力1.6～2.0倍送樁，停樁壓力不小于1.6倍的設(shè)計(jì)承載力。值得注意的是，在施工階段如果出現(xiàn)靜壓力明顯增大等異?，F(xiàn)象則需要及時(shí)停工，并及時(shí)上報(bào)及時(shí)處理。在管樁施工結(jié)束之后進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)工作，如果發(fā)現(xiàn)存在高于地面的樁頭，可以采取防護(hù)措施，避免出現(xiàn)機(jī)械碰撞的問(wèn)題。

2.7送樁

在送樁操作之前要做好強(qiáng)度測(cè)試，確保管樁強(qiáng)度與剛度可以達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。送樁的過(guò)程中，送樁器的軸線與樁身相吻合。送樁器上根據(jù)測(cè)定的局部地面高程，事先要標(biāo)出送樁深度，通過(guò)水準(zhǔn)儀跟蹤觀測(cè)，準(zhǔn)確地送樁至設(shè)計(jì)高程。同時(shí)送樁器上要標(biāo)出最后1m的位置線，詳細(xì)記錄最終壓力值。（錘擊樁不計(jì)壓力值，記錘擊數(shù)和貫入度）

2.8樁帽的施工

預(yù)應(yīng)力管樁施工完畢后要安排各方單位的質(zhì)量崗位人員進(jìn)行檢驗(yàn)與驗(yàn)收工作，之后再進(jìn)行裝帽的施工作業(yè)。而開(kāi)挖的深度、長(zhǎng)度和寬度相關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)按照樁帽設(shè)計(jì)尺寸和樁的頂部設(shè)計(jì)高程為主要依據(jù)，開(kāi)挖之后還應(yīng)當(dāng)做好修整工作。在樁頭向下30厘米左右的地方塞入木塞，并保障木塞不會(huì)出現(xiàn)移動(dòng)的現(xiàn)象。最后要按照施工方案中的要求依次綁扎管樁內(nèi)部的連接鋼筋籠和樁帽鋼筋，并設(shè)置一定厚度的保護(hù)層，再進(jìn)行后續(xù)的混凝土澆筑工作，注重混凝土的養(yǎng)護(hù)，避免出現(xiàn)裂縫等混凝土病害。（樁帽施工時(shí)土建單位的工作內(nèi)容，非樁基施工單位工作內(nèi)容。）

三、預(yù)應(yīng)力管樁常見(jiàn)問(wèn)題及處理策略

1.樁身破壞

在預(yù)應(yīng)力管樁使用的過(guò)程中，樁身破壞是經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，具體原因分析如下。第一，管樁自身就存在質(zhì)量問(wèn)題，供應(yīng)商所提供的管樁無(wú)法滿足施工使用需求，工作人員也沒(méi)有做好外觀檢查，導(dǎo)致質(zhì)量不合格管樁進(jìn)入了施工現(xiàn)場(chǎng)。第二，在管樁運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中沒(méi)有做好防護(hù)，在搬運(yùn)的過(guò)程中出現(xiàn)磕碰問(wèn)題。第三，施工期間出現(xiàn)斜樁的問(wèn)題，樁頂?shù)膽?yīng)力過(guò)于集中導(dǎo)致樁頭爆裂，無(wú)法再進(jìn)行使用。第四，樁機(jī)在使用之前沒(méi)有進(jìn)行合理調(diào)試，導(dǎo)致樁機(jī)的施工壓力值過(guò)大。第五，施工期間由于框架移動(dòng)的問(wèn)題導(dǎo)致樁身斷裂。為避免上述問(wèn)題的發(fā)生，在施工期間可以采取如下解決方法，首先，采購(gòu)人員遵循貨比三家的原則選擇具備資質(zhì)的管樁材料供應(yīng)商，并保障供應(yīng)商有著良好的售后服務(wù)。其次，在管樁的運(yùn)輸與儲(chǔ)存階段要采取防護(hù)措施，避免管樁在使用之前出現(xiàn)任何問(wèn)題。最后，開(kāi)展規(guī)范化的施工，做好細(xì)節(jié)處理并控制好樁身的垂直度。

2.擠土效應(yīng)和振動(dòng)影響

預(yù)應(yīng)力管樁的施工期間很容易出現(xiàn)擠土效應(yīng)，具體分析如下。在錘擊的過(guò)程中，如果地基的剛度不足可能會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力管樁周邊的土體被影響。產(chǎn)生土擠壓效應(yīng)。而在施工期間還普遍存在焊接時(shí)間長(zhǎng)、焊接質(zhì)量不好、施工順序不合理等問(wèn)題，增加了擠土效應(yīng)的發(fā)生概率。面對(duì)這種情況，可以采取如下解決措施。第一，采用鉆孔沉樁法，實(shí)現(xiàn)對(duì)于管樁的密度的合理控制。在具體施工期間可以一邊鉆孔一邊打樁。第二，結(jié)合樁體排布的密集程度決定順序，從中間向兩邊或者由兩邊向中間。第三，有效利用排水裝置或者開(kāi)挖地面排水溝，實(shí)現(xiàn)良好的排水效果從而避免出現(xiàn)土壤擠壓現(xiàn)象的發(fā)生。第四，合理控制施工的停歇時(shí)間，避免出現(xiàn)摩擦阻力增大的問(wèn)題，否則可能會(huì)導(dǎo)致打樁困難。

3.淺層障礙

淺層障礙也是制約管樁施工順利進(jìn)行的重要問(wèn)題，一般情況下管樁的下壓操作經(jīng)常會(huì)由于各種雜物的影響而延誤施工。為實(shí)現(xiàn)對(duì)于淺層障礙的合理控制，需要做好以下幾個(gè)方面的工作。第一，施工之前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察與清理工作，并進(jìn)行探樁操作。在這個(gè)過(guò)程中很多處于淺層的屏障可以被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，工作人員也可以快速進(jìn)行處理。施工不方便時(shí)，可通過(guò)鉆機(jī)進(jìn)行引孔，然后將樁插入孔中，嚴(yán)禁移動(dòng)樁架等強(qiáng)行回板的方法糾偏。第二，當(dāng)樁深到可以拉出時(shí)，可以用小鉆在管樁中間的孔中鉆孔，鉆完障礙物后繼續(xù)堆積。

4.樁身抬高

出現(xiàn)樁身抬高的根本原因是擠壓效應(yīng)。在管樁施工期間由于土體發(fā)生變形，對(duì)樁體有著力的作用，導(dǎo)致管樁被擠壓從而樁體上升。為避免這一類問(wèn)題的出現(xiàn)，在施工期間可以對(duì)施工方案進(jìn)行合理調(diào)整，連續(xù)抑制樁身三次左右。在施工之前也可以進(jìn)行靜壓實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)于擠壓效應(yīng)的良好控制。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，從以往大量的施工案例中可以發(fā)現(xiàn)，預(yù)應(yīng)力管樁的有效應(yīng)用存在較大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，具備造價(jià)低廉、施工便捷等優(yōu)點(diǎn)，在建筑工程建設(shè)中得到了推廣與應(yīng)用。然而，不可否認(rèn)的是在施工期間仍然頻發(fā)出現(xiàn)問(wèn)題，要求工作人員做好對(duì)于施工工藝的把握，并強(qiáng)化質(zhì)量控制意識(shí)，采取有效的質(zhì)量管控措施，提升預(yù)應(yīng)力管樁的施工質(zhì)量，保障建筑工程的穩(wěn)定性。

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