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摘 要:本文總結了錘擊式鋼筋混凝土預制樁的工藝特點及適用范圍,介紹了其工藝流程及預制樁施工技術要點。
關鍵詞:鋼筋混凝土預制樁;施工;不均勻沉降
Abstract: This paper summarizes the technology characteristics and scope of application of the hammer precast reinforced concrete pile, describes the process and the key points of the technology in the precast pile construction.
Key words: precast reinforced concrete pile; construction; uneven settlement
中圖分類號:TU7 文獻標識碼: A文章編號:2095-2104(2012)
工業與民用建筑中,對承載力大,變形要求嚴的建筑物,其基礎處理大多采用樁基。而在樁基中鋼筋混凝土預制樁占了相當大的比重。鋼筋混凝土預制樁施工工藝的最大特點是施工靈活,現場干作業,施工方便,機械化程度高。尤其是制樁,可以實現工業化流水作業,成批生產,成本降低。同時,該施工工藝對周圍土有擠密作用,且有消除濕陷性和液化場地的濕陷和液化的功能,能減少建筑物不均勻沉降,使建筑物整體沉降效果好,不失為一種良好的樁基礎施工。
1 適用范圍
此工法適用于各類建筑工程、港口、電力、水力等一般粘性土、粉土、濕陷性黃土、人工填土及軟弱土層等多種土質的地基,不受地下水位高低的限制,不適用于水上打樁及其他特殊情況下的打樁工程。
2 工藝特點
a.承載力高,能減少建筑物不均勻沉降。b.對地基土有擠密作用,提高樁的側摩阻力,對濕陷性和液化場地,有消除濕陷性和液化的功能。c.具有較好的抗震性能。d.施工靈活、方便,機械化程度高,工期短,施工效率高。e.施工占用場地少。f.干作業施工,避免了灌注樁的泥漿污染。
3 工藝流程及施工要點
3.1 工藝流程
鋼筋混凝土預制樁施工工藝流程見圖 1。
3.2 施工準備
3.2.1 正式開工前首先進行現場調查,清除地上地下建筑物、障
礙物,并做釬探。
3.2.2 編制施工方案,進行技術交底,熟悉圖紙、崗前培訓工作。
3.2.3 將給定的平面和高程控制點進行復測,并進行現場測量控制網的布置,控制點應設在便于施工且不受樁基施工影響處。
3.2.4 做好現場“三通一平”工作。組織隊伍、材料及機具設備
進場。
3.2.5 根據設計圖紙劃分施工流水段,對樁位編號、機具設備調試保養。
3.3 樁的制作
制樁工藝流程: 現場布置→整平壓實→制作胎模→綁扎鋼筋支模→安設吊環→澆筑混凝土→養護到 30% 強度拆模再支上層模→涂隔離劑→迭制→養護至 70% 強度起吊→100% 強度運輸、堆放。
3.3.1 鋼筋籠的制作
a.樁頂抗沖擊鋼筋網片應焊接牢固,以免樁端被打壞。b.縱向鋼筋接頭采用對焊,焊接強度不得低于鋼筋強度,相鄰鋼筋的接頭位置應錯開,其距離應不小于 35d,且不小于 500mm,在樁的同一截面內,接頭的截面面積不得超過主筋總截面面積的50%。c.箍筋與主筋交接點采用點焊法,鋼筋間距要劃線綁扎正確,相鄰鋼箍扣方向應相互錯開、綁扎牢固,嚴格保證鋼筋位置正確及樁的截面尺寸。d.吊環位置正確與樁主筋扎牢,并應使用 HPB235 鋼筋。e.骨架入模時,用臨時支架固定其位置,防止骨架撓曲,應嚴格保證鋼筋位置正確,樁尖應對準縱軸線。
3.3.2 模板支設
a.制樁場地要平整壓實。基底上鋪設一層磚胎模,表面用水泥砂漿抹平、壓光,作為制樁底模。b. 組合支設模板,要求模板平整、嚴密、牢靠、尺寸正確、整體性好。清理模板并刷好隔離劑。
3.3.3 混凝土澆筑
a.做好砂漿墊塊,確保混凝土的保護層。b.預制樁的混凝土應嚴格執行配比單,采用機械攪拌機械振搗。澆筑時,混凝土由樁頂向樁尖連續澆筑搗實,一次完成。混凝土的粗骨料應用碎石或卵石粒,直徑宜為 5mm~40mm。
3.3.4 混凝土的養護
根據現場條件,采用自然養護。對于普通混凝土應在澆筑后12h 內,在外露面上加以覆蓋和澆水。澆水養護的時間以達到標準條件下養護28 d強度的60%左右為度,不得少于7個晝夜。施工中摻和外加劑的混凝土不得少于 14個晝夜。澆水次數應能保持混凝土有足夠的潤濕狀態。
3.3.5 樁的制作質量要求
a.樁的表面平整、密實,掉角深度不應超過 10 mm,局部蜂窩和掉角缺陷的總面積不得超過該樁表面全部面積的0.5%,不得過分集中。b.混凝土收縮產生的裂縫,深度不得大于 20mm,寬度不得大于 0.25mm,橫向裂縫長度不得超過邊長的一半(管樁、多角樁不得超過直徑或對角線的 1/2)。c.樁頂或樁尖處不得有蜂窩、麻面、裂縫和掉角。d.制樁所用材料應有合格證,做試驗并有記錄,杜絕使用劣質材料。e.樁與鄰樁及底模之間的接觸面不得粘連。f.上層樁或鄰樁的澆筑,必須在下層樁或鄰樁的混凝土達到設計強度的 30%以后方可進行。g.重疊法制樁,樁的重疊層數視具體情況而定,不宜超過 4層。h.預制場地要設置排洪溝、防震設備等。
3.3.6樁的起吊、堆放和運輸
a.混凝土預制樁達設計強度的 70% 方可起吊,達到100% 方可運輸。b.樁起吊時,應采取相應措施,保持平衡,保護樁身質量。吊點應符合設計規定,鋼絲繩與樁之間應加襯墊,以免損壞楞角。起吊時,應平穩提升,吊點應同時離地。c.運樁可采用平板拖車或輕軌板車。應做到樁身平衡放置,無大的振動,嚴禁在地上以直接拖拉樁體的方式代替裝車運輸。經過搬運的樁還應進行觀感質量檢查。d.樁的堆放場地必須平整、堅實,墊木間距應根據吊點確定,各層墊木應位于同一垂直線上,最下層墊木應適當加寬,堆放層數不宜超過 4 層,不同規格的樁應分別堆放。
3.4打樁
3.4.1根據設計施工圖紙定位放線后用 25 的鋼釬打 30cm 深孔,并向孔內灌滿白灰并壓實,形成石灰簽標志。
3.4.2打樁前必須架空高壓線和處理地上地下障礙物,場地應平整,排水應暢通,并滿足打樁所需的地面承載力。
3.4.3 樁錘的選擇應根據地質條件、設計要求、樁型、樁的密集程度、單樁豎向承載力及現有施工條件等選擇。
3.4.4 打樁時應符合下列規定: a.樁機就位后,即可吊樁,進行喂樁。喂樁即采用履帶吊,主機副鉤起吊樁頂一端,副機起吊頂尖一端,緩緩起吊,戴上樁帽。待樁端喂入鋼帽后,樁尖垂直對準樁位中心,緩緩放入地基土中。樁插入地基土時的垂直度偏差不得超過樁長的0.5%,在樁機正面、側面 20m~40m處,各架設一臺經緯儀校正樁的垂直度,打樁過程中應隨時校正。b.錘與樁帽、樁帽與樁之間應加設彈性襯墊,如硬木、麻袋、草墊、紙片等。樁帽或送樁器與樁周圍的間隙應為 5 mm ~10 mm。樁錘、樁帽或送樁器應和樁身在同一中心線上。c.打樁時宜使用“重錘輕擊”,可取得良好效果,樁開始打入時,樁錘落差宜小(油門控制),樁正常入土,樁尖不宜發生偏移時,可適當增大落距并逐漸提高到規定數值,繼續錘擊。d.當遇到貫入度劇變,樁身突然發生傾斜、位移或有嚴重回彈,樁頂或樁身出現嚴重裂縫、破碎等情況時,應暫停打樁并分析原因,采取相應措施。e. 當遇到砂土和碎石土,打不下樁時,可采用水沖法,但水沖到最后 1 m~ 2m時,應停止射水,并用錘擊到設計標高。f.若需預鉆孔沉樁,孔徑約比樁徑小50 mm~100mm,鉆孔的深度應根據設計要求及樁距、土的密度、滲透性而定,深度宜為樁長 1/3 ~1/2。g.沉樁過程應加強鄰近建筑物、地下管線等觀測監護,必要時,開設防震溝,溝寬0.m~0.8m,深度根據設計土質邊坡而定。
3.4.5 打樁的順序應根據地基土質情況、樁基平面布置、尺寸密集程度等因素確定,一般按下列執行: a.對于密集樁群,自中間向兩個方向或向四周對稱施打。b.當一側毗鄰建筑時,由毗鄰建筑物處向另一方向施打。c.根據基礎的設計標高宜先深后淺。d.根據樁的規格,宜先大后小,先長后短。
3.4.6 樁停止錘擊控制原則: a.樁停止錘擊應按設計要求控制。b.樁的全斷面位于一般土層時,以控制樁端設計標高為主,貫入度可做參考。c.樁端達到堅硬、硬塑的粘性土、中密以上粉土、碎石類土、風化巖時,以貫入度控制為主,樁端標高可做參考。d.貫入度已達到而樁端標高未達到時,應繼續錘擊 3 振,按每振10擊的貫入度不大于設計規定的數值加以確定,必要時,施工控制貫入度應通過試樁確定。
3.5 接樁
樁長時,應根據設計要求進行接樁。接樁方法有焊接、法蘭及硫磺膠泥。焊接與法蘭方法可用于各種土層,硫磺膠泥適用于軟土層。
3.5.1 焊接接樁
焊接接樁的鋼板宜采用低碳鋼,焊條宜用 E43。焊接施工時,應注意以下要點:
a.上下節端頭預埋件表面應保持清潔,且下節端頭宜高出地面 0.5m。b.下節樁的樁頭處宜設導向箍。接樁時上下節樁段應保持順直,錯位偏差不宜大于 2mm。接樁就位糾偏時,不得采用大錘橫向敲打。c.焊接宜在樁四周對稱地進行,待上下樁節固定后拆除導向箍再分層施焊; 焊接層數不得少于2層,第一層焊完后必須把焊渣清理干凈,方可進行第二層的施焊,焊縫應連續、飽滿。d.焊好后的樁接頭應自然冷卻后方可繼續錘擊,自然冷卻時間不宜少于 8 min;嚴禁采用水冷卻或焊好即施打。e.焊接接頭的質量檢查,對于同一工程探傷抽樣檢驗不得少于 3 個接頭。
3.5.2 法蘭連接
法蘭連接的鋼板和螺栓宜用低碳鋼。連接時,上下節樁之間宜用石棉或氈襯墊,擰緊螺帽,經錘擊幾次后再次擰緊,并將螺帽焊死。
3.5.3 硫磺膠泥錨接樁
a.錨接前,應先將錨筋和錨筋孔清洗干凈,并將錨筋調直。b.接樁時,應將上下節樁對準,使錨筋均插入錨筋孔內,使兩樁軸線重合。c.要將錨筋孔和兩節樁頂面間灌滿硫磺膠泥,硫磺膠泥灌注時間不超過 2 min。e.硫磺膠泥配合比應通過試驗確定,膠泥試塊每班不得少于一組。
3.6 設計要求送樁時,應符合的規定
a.送樁的中心線應與樁身吻合一致,送樁深度不宜大于2.0m,送樁后遺留的樁孔應立即回填或覆蓋。b.當樁頂打至接近地面需要送樁時,應測出樁的垂直度并檢查樁頂質量,合格后應及時送樁。c.送樁的最后貫入度應參考相同條件下不送樁時的最后貫入度并修正。
參考文獻:
[1] JGJ 94-2008,建筑樁基技術規范[S].
[2] GB 50204-2002,混凝土結構工程施工質量驗收規范[S].
[3] 山西建筑工程總公司. 建筑工程施工細部做法[Z].