關于混凝土預制樁施工與質(zhì)量控制研究

　　一、混凝土預制樁的制作

　　樁基礎是最古老的基礎形式之一。按施工方法來劃分，樁可分為預制樁和灌注樁兩類。預制樁通常分混凝土預制方樁、預應力混凝土管樁以及鋼樁。在制作中，為了使混凝土預制樁達到規(guī)定要求的強度、剛度以及滿足施工現(xiàn)場的使用條件，工程技術和質(zhì)量管理人員需要對混凝土預制樁的制作過程進行必要的規(guī)范要求，其中包括混凝土的強度、樁配筋率及預制樁的尺徑。

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　　方樁的混凝土強度等級不應低于C30（使用靜壓法時不低于C20），以使強度達到使用要求?；炷凉軜吨饕譃轭A應力混凝土管樁（PC）和預應力高強混凝土管樁（PHC）兩類，PC混凝土強度為C60，PHC混凝土強度為C80。

　?。ǘ杜浣盥始邦A制樁的尺徑

　　預應力鋼筋沿樁身圓周均勻配置，最小配筋率不小于0.4%，且預應力鋼筋不少于6根?；炷练綐兜慕缑娑酁?00mm—500mm，單節(jié)長度不宜超過12m；混凝土管樁外徑為300mm—1000mm，壁厚60mm—100mm，管樁可由若干節(jié)樁連接而成，但接頭不宜超過4個，每節(jié)長度不超過13m。

　　二、混凝土預制樁的吊運

　　由于混凝土達到規(guī)定使用強度需要一定的時間，因此需要對混凝土預制樁進行適當?shù)酿B(yǎng)護，規(guī)定沉樁時的齡期需要大于14d。一般情況下，混凝土檢測強度達到設計強度的70%才可起吊，檢測強度100%通過后方能運輸與沉樁。在樁的吊運過程中，必須保持樁身的平穩(wěn)，并且不得損壞。與此同時，吊點也必須滿足相關要求，并且因起吊點數(shù)的不同而有不同的規(guī)定：一點起吊點通常距樁尾0.29L；兩點起吊點分別取距頭尾0.21L處；三點起吊點除中點外其余兩點距頭尾0.145L。為避免二次運輸對樁造成損壞，在運輸過程中，應盡量按照打樁順序排放整齊，避免二次搬運，同時確保堆放樁的地面平整、堅實，使用墊木距離與上述吊點相同，堆放層數(shù)不超過4層。此外，為了施工現(xiàn)場的規(guī)范，不同規(guī)格的樁應分開堆放。

　　三、混凝土預制樁的現(xiàn)場施工

　　按照土層的情況以及施工要求，混凝土預制樁的施工方法可分別使用錘擊法和靜力壓樁法兩種。

　　（一）錘擊法

　　錘擊法是工程建設中最常用的沉樁方法。顧名思義，錘擊法就是使用重型機械對樁施加壓力，使樁克服土的阻力，沉到預定深度。在錘擊法的具體操作上，有以下幾個方面需要注意：

　　1.錘擊前的準備

　　錘擊作業(yè)前，需要做好以下準備工作：保證場地的平整、清除高空及地下障礙物、確保排水順暢、供電供水系統(tǒng)正常，并且做好定位放線。定位放線尤為重要，因為其優(yōu)劣與否在很大程度上決定著樁基礎工程的施工質(zhì)量。

　　2.打樁機械的選用

　　為了避免捶打過程中可能出現(xiàn)的各種問題，如錘擊力度不足、動力損耗過高、樁架出現(xiàn)失穩(wěn)等，相關管理人員和技術人員需要對打樁機械做進一步的了解。打樁機械通常包括樁錘、樁架及動力裝置，其中樁錘包括落錘、蒸汽錘、柴油錘和液壓錘，因為柴油錘具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便和能源供應穩(wěn)定的優(yōu)點，故在工程實踐中比較常用。而樁架則起到支持樁身和樁錘的作用，目前應用較廣泛的是履帶式樁架。在施工作業(yè)中，為了保證施工的順利進行，需要對打樁機械進行日常的保養(yǎng)、維護以及安全檢驗。

　　3.打樁順序的確定

　　能否合理安排打樁順序，直接影響著打樁速度、打樁質(zhì)量及擠土方向。根據(jù)樁群的密集程度以及現(xiàn)場施工情況，可分別選用下面的打樁順序：從一側(cè)向單一方向進行；從中間向兩個方向?qū)ΨQ進行；從中間向四周進行。另外，根據(jù)樁及基礎的設計標高和樁的規(guī)格，為了避免出現(xiàn)后施工的樁對先施工的樁產(chǎn)生擠壓而發(fā)生樁位偏斜，可按照“先深后淺、先大后小、先長后短”的原則進行作業(yè)。

　　4.打樁方法

　　打樁過程中需要按照相應的步驟進行打樁：吊樁、穩(wěn)樁、打樁、接樁、送樁、中間驗收等。打樁機就位后，將樁錘和樁帽吊起，然后吊樁送至倒桿內(nèi)，垂直對準樁位，緩慢送至下插土中，插入時的垂直度偏差不得超過0.5%。樁入土后，可固定樁帽和樁錘，使其在同一鉛垂線上，確保樁垂直下沉，完成穩(wěn)樁。樁錘和樁帽間應加彈性襯墊，樁帽和樁頂周圍四邊應有5mm—10mm的間隙，防止損壞樁頂。打樁開始時，錘落距首先應小，并且力度要輕，待樁入土一定深度后，再使用重力錘擊。重力錘擊過程中，最大落距不宜超過1m。打樁過程中，如果遇到樁身傾斜、移位等突發(fā)情況，應立刻停止錘擊，及時研究分析并采取正確對策。完成了一節(jié)的沉樁后，需要對下一個樁進行接樁。接樁的方法有焊接、法蘭接以及機械連接三種，目前使用最多的是焊接接樁。在焊接過程中，應注意滿足焊接要求，確保焊縫質(zhì)量，在自然條件下，需冷卻10分鐘后才能繼續(xù)錘擊作業(yè)。當樁端位于一般土層時，如果達到了設計標高，即可停止錘擊；當樁打到堅硬的粘性土、中密度以上粉土、碎土、碎石類土時，以及打到貫入度的設計規(guī)定時，即可停止錘擊。如果打樁過程中，出現(xiàn)傾斜、移位、嚴重回彈、樁頂或樁身出現(xiàn)嚴重裂縫時，應立刻停止打樁，并認真分析原因，采取相關措施。打樁過程中，還應做好相關打樁記錄，以便工程驗收的需要。

　?。ǘ╈o力壓樁法

　　在錘擊法打樁的過程中，由于機械的猛烈撞擊，常常會產(chǎn)生巨大的震動和噪聲，從而影響到周圍環(huán)境。靜力壓樁的優(yōu)點是沒有震動和噪聲，但由于靜力壓樁法提供的沖擊力不足，故其適用范圍較窄，往往只適用于較軟土層。

　　靜力壓樁機有機械類和液壓類之分，目前使用較多的是液壓式靜力壓樁機，壓力可達6000kn以上。靜力壓樁機應根據(jù)土質(zhì)情況配足額定重量，由于靜力壓樁所產(chǎn)生的反力，地基承載力不應小于樁機壓力的1.2倍。其余施工順序和施工方法與錘擊法類似，不再一一論述。此外，如果壓樁出現(xiàn)異樣情況時，如樁難以穿越硬夾層、出現(xiàn)異響、壓力表示數(shù)出錯、樁身出現(xiàn)裂縫、壓樁機下沉，此時應立即暫停作業(yè)，分析原因，并及時采取相關補救措施。

　　四、混凝土預制樁的質(zhì)量控制

　　由于樁基礎要承受來自土層表面房屋的壓力以及土層中的各種應力，因此樁基礎的質(zhì)量問題就顯得尤為重要。為了保證混凝土預制樁能符合功能和安全的要求，十分有必要對樁基礎進行質(zhì)量檢測。樁的質(zhì)量控制包括打樁前、打樁過程中的控制及施工后的質(zhì)量檢查。

　?。ㄒ唬┦┕で暗馁|(zhì)量控制

　　施工前，需要對成品樁進行外觀與強度檢驗，接樁使用的焊條或硫磺膠泥需要有產(chǎn)品合格，必要時還應送到相關質(zhì)量檢驗部門進行檢測。按照有關要求，要使混凝土齡期和強度均達到要求才能進行施工錘擊。打樁開始前，還應對樁位的放樣進行驗收，樁群與單排樁的放樣允許偏差分別為20mm和10mm。

　?。ǘ┦┕み^程中的質(zhì)量控制

　　施工過程中，需要檢查樁的樁體垂直度、沉樁情況、灌入情況、樁頂完整情況、電焊接樁質(zhì)量、電焊后的停歇時間等。對于電焊接樁，有時是特別重要的工程，應對接頭做10％焊縫探傷檢查。遇到樁頂破碎或樁身嚴重裂縫的情況，應立即停止錘擊，在采取相應的技術措施后，方可繼續(xù)錘擊。此外，在軟土中打樁，在樁頂以下1/3樁長范圍內(nèi)常常出現(xiàn)因反射的張力波使樁身受拉而引起水平裂縫的情況，此時可降低重錘速度，采用較軟樁墊，以減少錘擊拉應力，減少水平裂縫的發(fā)生。

　　（三）施工結(jié)束后的質(zhì)量檢查

　　施工結(jié)束后，首先需要對樁基工程的樁位工程進行驗收，樁位偏差必須符合規(guī)范要求。其次，參考文獻對不少于總數(shù)1％（且不少于3根）的樁進行靜載荷試驗檢測。最后，對樁身質(zhì)量進行檢驗。通常使用的方法有：開挖檢查法、抽芯法、聲波檢測法及動測法，其中動測法又包括PDA等大應變動測、PIT和其他小應變動測。對于質(zhì)地較均勻的預制樁，這些測試結(jié)果往往都較為可靠。

　　五、結(jié)語

　　總之，鋼筋混凝土預制樁能承受較大的荷載、堅固耐久、施工速度快，但對周圍環(huán)境影響較大，是我國廣泛應用的樁型之一。