預應力高強混凝土管樁(簡(jiǎn)稱(chēng)PHC樁),是在近代高性能混凝土(HPC)和預應力技術(shù)的基礎上發(fā)展起來(lái)的混凝土預制構件,它是建設部科技成果重點(diǎn)推廣項目。PHC樁是專(zhuān)業(yè)工廠(chǎng)里采用先張法預應力和離心成型工藝,經(jīng)過(guò)蒸壓養護而制成的一種空心圓筒體的等截面構件,運往施工現場(chǎng)后,通過(guò)錘擊或靜壓的方法沉入地下作為建(構)筑物的基礎。這是一種新型的基樁,由于它的卓越性能,得到了建筑界人士的青睞,在國外發(fā)展迅速,日本、港澳地區及東南亞各國使用都很廣泛。廣泛應用在工業(yè)與民用建筑、橋梁、港口碼頭、水利工程等,在..建設中發(fā)揮了愈來(lái)愈大的作用。
2 PHC樁特點(diǎn)
(1)單樁承載力高,單位承載力價(jià)格便宜。樁身混凝土強度等級為C80,具有高強性能,φ600的PHC樁的單樁允許承載力達到2500~3200KN??勺鳛楦邔?、**層建筑的基礎。其單位承載力的造價(jià)比預制混凝土方樁和鉆孔灌注樁低,且僅為鋼樁的1/3~2/3,并節省鋼材。
(2) 抗彎性能好。PHC樁選用高強度、低松馳的陰螺紋鋼筋作為預應力主筋,使樁身具有較高的預壓應力,其抗彎、抗裂性能良好,PHC樁有卓絕的貫入性能,能穿透密實(shí)的砂層,能適應復雜的環(huán)境與地理條件。
(3) 質(zhì)量穩定可靠。由于采用工廠(chǎng)預制的生產(chǎn)方式,能利用..的工藝和設備,質(zhì)量容易控制,產(chǎn)品質(zhì)量容易..,且成樁質(zhì)量監測方便。
(4) 應用范圍廣。樁身耐防腐性能好,規格長(cháng)度容易調整,使設計選用范圍廣,容易布樁,對樁端持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適應性強。
(5) 施工速度快,工期短。PHC樁在工廠(chǎng)商品化生產(chǎn),能按施工要求及時(shí)供樁,施工前期準備時(shí)間短,一般能縮短工期一~二月。
(6) 施工現場(chǎng)文明。施工現場(chǎng)無(wú)砂石、水泥,無(wú)泥漿污染,對施工現場(chǎng)狹窄的工程特別有利?!?/p>
3 施工準備
3.1 PHC樁專(zhuān)項施工組織設計
PHC樁專(zhuān)項施工組織設計主要考慮施工方法、樁機與樁錘的選擇等而。
樁機可按PHC樁的設計長(cháng)度與施工成本,并結合實(shí)際現場(chǎng)情況選擇。
選擇樁錘時(shí),必須充分考慮樁的形狀、尺寸、重量、入土長(cháng)度、結構形式以及土質(zhì)、氣象等條件,并掌握各種錘的特性。樁錘的夯擊能量必須克服樁的貫入阻力,包括克服樁尖阻力、樁側摩阻力和樁的回彈產(chǎn)生的能量損失等。如果樁錘的能量不能滿(mǎn)足上述要求,則會(huì )引起樁頭部的局部壓曲,難以將樁送到設計標高。
施工方法:根據打樁施工區域內的地質(zhì)情況和基礎幾何形狀,要合理選擇打樁順序,對周?chē)ㄖ锊扇☆A防措施。
3.2 驗樁
PHC樁的質(zhì)量驗收項目主要有外觀(guān)質(zhì)量、尺寸偏差、砼抗壓強度和抗彎性能等四項。只根驗收合格的成品樁才可沉樁。
3.3 吊裝與運輸
PHC樁混凝土強度宜超過(guò)80%時(shí)才能吊裝,吊裝有兩種方法:當樁長(cháng)大于13m 的PHC 樁宜采用支點(diǎn)法,兩支點(diǎn)設在離樁兩端0.21L 處;當樁長(cháng)不大于13m時(shí),可采用直接進(jìn)行水平起吊,采用專(zhuān)用吊鉤鉤住管樁兩端內壁直接進(jìn)行水平起吊。
PHC樁強度達到..時(shí)方可運輸,樁在運輸過(guò)程中支承應滿(mǎn)足堆放的要求,并且要綁扎牢固。
PHC樁堆放場(chǎng)地要堅實(shí)平整,且..下層要在兩支點(diǎn)下放墊木,且墊木支撐點(diǎn)應在同一平面上。本工程PHC 樁的堆放層數不得超過(guò)四層。
PHC 樁的吊裝、運輸及堆放過(guò)程中應輕起輕放,應避免振動(dòng)、碰撞、滾落。
4 PHC 樁沉樁施工
4.1 施工順序
沉樁施工順序一般宜采用先長(cháng)樁后短樁,先大徑后小徑的原則,自中間分兩邊對稱(chēng)前進(jìn), 或自中間向四周進(jìn)行。
4.2 測放樁位
測放的樁位經(jīng)測量監理復測無(wú)誤后方可進(jìn)行沉樁,并且每天施工前要檢查即將施打的樁位與鄰樁之間的尺寸是否正確。為便于送樁高度控制設一定數量的水準點(diǎn)。
預應力高強混凝土管樁
4.3 樁機就位
檢查樁機,..設備正常運轉后移動(dòng)設備就位、對中、調直。
4.4 插樁
首先用吊車(chē)取樁,起吊前在樁身上劃出以米為單位的長(cháng)度標記并將開(kāi)口樁尖焊接到底樁上(短樁無(wú)樁尖),起吊支點(diǎn)宜在樁端(無(wú)樁尖)0.3L 處;將樁吊起后,緩緩得將樁一端送入樁帽中,對位準確后,再用兩臺經(jīng)緯儀(軸線(xiàn)互相垂直)雙向調整樁的垂直度,通過(guò)樁機導架的旋轉、滑動(dòng)及停留進(jìn)行調整;插入時(shí)的垂直度偏差不得超過(guò)0.5%,..位置及垂直度符合要求后先利用樁錘的自重將樁壓入土中。
4.5 錘擊沉樁
因地層較軟,初打時(shí)可能下沉量較大,宜低錘輕打,隨著(zhù)沉樁加深,沉速減慢,起錘高度可漸增。在整個(gè)打樁過(guò)程中,要使樁錘、樁帽、樁身盡量保持在同一軸線(xiàn)上。必要時(shí)應將樁錘及樁架導桿方向按樁身方向調整。要注意盡量不使管樁受到偏心錘打,以免管樁彎扭破壞。打樁較難下沉時(shí),要檢查落錘有無(wú)傾斜偏心,特別是要檢查樁墊樁帽是否合適。如果不合適,需更換或補充軟墊。每根樁宜連續一次打完,不要中斷,以免難以繼續打下。
4.6 接樁施工
接樁采用端板式焊接接頭。當下節樁的樁頭距地面0.6~0.8m 左右時(shí),開(kāi)始進(jìn)行接樁。先將焊接面清刷干凈,再在下節樁頭上安裝導向箍引導就位,當PHC樁對好后,對稱(chēng)點(diǎn)焊4~6點(diǎn)加以固定,然后拆除導向箍。由2名電焊工手工對稱(chēng)施焊,焊接層數應大于等于二層,內層焊渣必須清理干凈后再焊下一層,要..焊縫飽滿(mǎn)連續。焊條采用J422 焊條,焊條直徑為φ4.0mm、φ3.2mm。焊接具體操作與要求按FGJ94-94中的有關(guān)條款之規定執行。焊好的樁接頭應自然冷卻3~8 分鐘后方可錘擊沉樁。
4.7 在沉樁過(guò)程中碰到下列情況應暫停打樁,查明原因后再按處理方案施工:
(1) 沉樁過(guò)程中樁的貫入度發(fā)生突變;
(2) 樁頭混凝土剝落、破碎;
(3) 樁身突然傾斜、跑位;
(4) 地面明顯隆起、臨樁上浮或樁位水平移動(dòng)過(guò)大;
(5) 貫入度或錘擊數與試驗成果明顯不符;
(6) 樁身回彈曲線(xiàn)不規則。
5 成果記錄整理
打樁過(guò)程中應詳細記錄各種作業(yè)時(shí)間,每打入0.5~1m的錘擊數、樁位置的偏斜、..后10擊的平均貫入度和..后1m的錘擊數等。按規范要求整理成表并進(jìn)行質(zhì)量評價(jià),必要時(shí)進(jìn)行靜載與動(dòng)載試驗。
6 PHC管樁與基礎底板連接技術(shù)
為有效防止基礎上浮并..基礎和樁基的整體協(xié)同工作,PHC樁必須伸入基礎不少于10cm,同時(shí)在基礎鋼筋綁扎前,將PHC樁頂部的60cm高度內中間空部份灌入砼,砼不低于C40的砼,并微摻UEA膨脹劑(摻量10%),同時(shí)沿孔周邊設置錨筋。錨筋伸入基礎底板內,與底板砼剛接。
7施工體會(huì )
(1) PHC樁強度高,抗彎性能好,具有卓絕的貫入性能,施工速度快,工期短。
(2)PHC樁由于采用預應力螺旋筋,抗裂性好,因此成樁質(zhì)量可靠,不易損壞,實(shí)際施工中,無(wú)一根樁破裂報廢,這是其它預制樁所不具有的特點(diǎn)。
(3) 施工現場(chǎng)文明,特別適合工期短、城市環(huán)境條件下的樁基施工?!?/p>
(4)“重錘低打”能有效降低錘擊應力。樁錘對樁頭的錘擊速度越快,在樁身上產(chǎn)生的應力波強度也越高,即打樁應力與錘擊速度成正比,所以為降低錘擊應力并保持較好的貫入度,采用了較重的樁錘和較低的速度施打,效果良好。
(5)樁頭襯墊效應對錘擊應力也有直接影響。為延長(cháng)錘擊作用時(shí)間、降低錘擊速度,并借以降低錘擊應力,選用軟厚適宜的木樁墊,收到良好效果。
(6)選擇合理的打樁施工順序,能減小樁的側向位移,對周?chē)ㄖ锊粫?huì )有大的影響。應根據基礎形狀和長(cháng)應先里后外,先深后淺,由中心逐漸往外側對稱(chēng)施工。