預(yù)應(yīng)力管樁抗拔樁施工的質(zhì)量控制探討

文/林武 浙江嘉華建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 浙江溫州 325000

預(yù)應(yīng)力管樁在實(shí)際施工中應(yīng)用比較多，可分為PHC管樁與方樁，與常規(guī)鉆孔灌注樁相比，預(yù)制樁在承載力、造價(jià)及樁身質(zhì)量控制方面都存在諸多優(yōu)勢(shì)，所以在施工條件允許的情況下，預(yù)制樁施工方案經(jīng)常作為首選。與灌注樁相比，預(yù)制樁成本通常可節(jié)約40%左右，且統(tǒng)一預(yù)制，樁身質(zhì)量有保證，尤其是在工程樁比較多的情況下，預(yù)制樁擠土效果較明顯，施工周期也比較快。但由于預(yù)制實(shí)心方樁或鉆孔灌注樁的成本壓力較高，所以還需本著節(jié)約成本的原則開(kāi)展施工，這一背景下，對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁作為抗拔樁的應(yīng)用逐漸增多，但也出現(xiàn)了諸多質(zhì)量問(wèn)題，本問(wèn)也就提高預(yù)應(yīng)力管樁抗拔樁施工質(zhì)量的措施進(jìn)行多方面探討。

1、樁頭與基礎(chǔ)的連接

1.1 連接形式

通常在對(duì)樁頭和基礎(chǔ)連接時(shí)，設(shè)置兩道鋼筋，一道與樁端板焊接，包含若干根鋼筋，一道為置于管樁中間孔內(nèi)的鋼筋籠，由若干鋼筋組成，同時(shí)進(jìn)行灌芯，即澆筑一定深度的微膨脹混凝土，利用管樁內(nèi)壁與后澆筑混凝土間的摩擦力，對(duì)樁的上拔力進(jìn)行抵抗。實(shí)際工程中，焊接在樁端板上鋼筋焊接質(zhì)量容易出現(xiàn)問(wèn)題，一方面是焊接質(zhì)量問(wèn)題，一方面是因拔力過(guò)大可能導(dǎo)致端板損壞，所以只能作為一種安全儲(chǔ)備，主要由管內(nèi)壁與灌芯混凝土間的摩擦力承擔(dān)抗拔力。

1.2 灌芯前清孔質(zhì)量控制

根據(jù)上述內(nèi)容，管內(nèi)壁與灌芯混凝土間的摩擦力主要承擔(dān)管樁的抗拔力，所以整個(gè)接頭質(zhì)量是否可靠與灌芯質(zhì)量有直接關(guān)系。通常在施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)樁頭往往不會(huì)進(jìn)行任何的遮蓋，所以管樁內(nèi)部極易落入大量的土石，在樁孔開(kāi)挖后，至灌芯之前，對(duì)樁孔需進(jìn)行清孔處理。如果抗拔力比較大，則灌芯的深度可達(dá)到3～4m或更多。如果只是單純依靠人工清孔，尤其在樁孔較多的情況下，工作效率非常低，且清孔質(zhì)量也很難得到保證。諸多工作實(shí)踐表明，清孔質(zhì)量差是導(dǎo)致諸多抗拔樁出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的原因。針對(duì)上述情況，在清孔時(shí)可采取以下方法：首先，在樁頭部位點(diǎn)焊圓形鋼板，厚度5mm，盡可能的阻擋土石跌落到管樁內(nèi)，樁孔開(kāi)挖后進(jìn)行連接樁頭施工時(shí)，對(duì)鋼板進(jìn)行切割，還可作為灌芯混凝土的托板應(yīng)用；其次，對(duì)樁頭采用廢棄模板遮蓋，阻擋土石跌落。上述兩種方面均有一定的效果，但也都存在不足之處，第一種方法在實(shí)際操作中，步驟比較繁瑣，而第二種則采用木板，固定起來(lái)比較麻煩，一旦固定不好，保護(hù)效果也難以達(dá)到。所以，在樁基施工中，將一種可重復(fù)使用、可拆卸的鋼板蓋設(shè)置在樁頭，操作也比較簡(jiǎn)單，在成本方面，因?yàn)榭梢灾貜?fù)利用，所以成本也比較低。如圖1所示，在鋼板蓋邊緣設(shè)置四個(gè)對(duì)稱(chēng)彈性卡扣，卡在樁頭凹槽處，用塑料綁帶固定好即可。

圖1 可拆卸式鋼板蓋

2、樁節(jié)間的連接

2.1 樁節(jié)間焊接質(zhì)量

如果抗拔樁節(jié)段在2節(jié)以上，則對(duì)樁節(jié)間需現(xiàn)場(chǎng)焊接，焊接質(zhì)量也就對(duì)抗拔樁質(zhì)量有直接影響，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)焊接的質(zhì)量控制、焊接工藝都有更嚴(yán)格的要求：首先，保證接頭端板表面干燥、干凈，尤其是焊接部位要先做除銹處理，表面漏出金屬光澤后再行焊接；其次，下節(jié)樁樁頭處設(shè)置導(dǎo)向措施，如導(dǎo)向箍。上下管樁錯(cuò)位控制在2mm以?xún)?nèi)，保持垂直；第三，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是首選焊接方式，以?xún)膳_(tái)焊機(jī)對(duì)稱(chēng)焊接施工為主，保證焊縫飽滿(mǎn)；第四，如采用手工電弧焊，也需保證兩個(gè)焊工對(duì)稱(chēng)焊接，焊接層數(shù)為3層，下層焊接后見(jiàn)焊渣徹底清理后再行上層焊接；第五，樁頭焊縫冷卻后，繼續(xù)壓樁。通常二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊冷卻5min以上，手工電弧焊冷卻8min以上，嚴(yán)禁焊好即壓或用水冷卻；第六，焊接應(yīng)避免在砂土、砂質(zhì)粉土等硬土層中進(jìn)行，對(duì)樁長(zhǎng)組合合理制定。第七，接樁時(shí)，管樁中心上下偏差控制在2mm以?xún)?nèi)，管樁量端板間間隙控制在2mm內(nèi)，管樁樁身彎曲度控制在20mm內(nèi)，坡口錯(cuò)位控制在2mm內(nèi)；第八，焊接前，對(duì)端板除污、除銹，接樁時(shí)先固定，采用四角點(diǎn)焊方式，然后對(duì)稱(chēng)焊接，避免變形；焊縫要求飽滿(mǎn)連續(xù)，及時(shí)清理焊渣，不得漏焊、虛焊；經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收焊接接頭合格并自然冷卻后，再行繼續(xù)沉樁，如遇雨天、大風(fēng)天，在無(wú)防雨、防風(fēng)措施的情況下，不得焊接。

圖2 管樁機(jī)械連接

2.2 樁節(jié)間機(jī)械連接

雖然在樁節(jié)間進(jìn)行焊接時(shí)，對(duì)焊接質(zhì)量提出了諸多要求，來(lái)提高焊接質(zhì)量，但由于對(duì)焊接質(zhì)量產(chǎn)生影響的不可控因素仍比較多，所以業(yè)界公認(rèn)機(jī)械連接仍然是可靠的連接方式，如圖2所示，對(duì)諸多機(jī)械連接方式進(jìn)行參考，認(rèn)為下圖連接方式的可靠性更強(qiáng)，施工質(zhì)量控制效果更好。

3、管樁端板加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)

抗拔樁采用預(yù)應(yīng)力管樁時(shí)，還存在一個(gè)薄弱的部位，即管樁端板，盡管在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)端板會(huì)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的計(jì)算，但在實(shí)際施工中，仍存在端板與預(yù)應(yīng)力筋脫開(kāi)的情況。為了對(duì)這一質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行解決，需考慮對(duì)端板進(jìn)行加強(qiáng)，可采用錨固加強(qiáng)方法，進(jìn)行錨筋焊接。

結(jié)語(yǔ)：

盡管在實(shí)際應(yīng)用中，預(yù)應(yīng)力管樁抗拔樁施工質(zhì)量方面還存在諸多問(wèn)題，但其優(yōu)勢(shì)不可忽視，針對(duì)存在的質(zhì)量問(wèn)題，從管理水平、技術(shù)水平提高的角度入手，解決質(zhì)量問(wèn)題才是關(guān)鍵。本文也針對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁抗拔樁施工中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行了分析，并針對(duì)性的提出了解決的措施，以期預(yù)應(yīng)力管樁抗拔樁在實(shí)際施工應(yīng)用中，施工質(zhì)量控制效果越來(lái)越好，實(shí)現(xiàn)其最大的經(jīng)濟(jì)效益。