PHC樁施工技術(shù)

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預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁(簡稱PHC樁)，是在近代高性能混凝土(HPC)和預(yù)應(yīng)力技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的混凝土預(yù)制構(gòu)件，它是建設(shè)部科技成果重點推廣項目。PHC樁是專業(yè)工廠里采用先張法預(yù)應(yīng)力和離心成型工藝，經(jīng)過蒸壓養(yǎng)護而制成的一種空心圓筒體的等截面構(gòu)件，運往施工現(xiàn)場后，通過錘擊或靜壓的方法沉入地下作為建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)。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(qū)及東南亞各國使用都很廣泛。廣泛應(yīng)用在工業(yè)與民用建筑、橋梁、港口碼頭、水利工程等，在國家建設(shè)中發(fā)揮了愈來愈大的作用。杭州市京杭運河水上巴士是杭州市開發(fā)運河文化一個重要舉措，與之所設(shè)的碼頭工程由于施工場地狹窄、工期緊等要求，基礎(chǔ)工程全部采用12—15m長的PHC樁，使施工難度和造價均大大降低，工期、質(zhì)量也滿足了要求。
    2、PHC樁特點
    (1)單樁承載力高，單位承載力價格便宜。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。可作為高層、超高層建筑的基礎(chǔ)。其單位承載力的造價比預(yù)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(jié)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(yù)應(yīng)力主筋，使樁身具有較高的預(yù)壓應(yīng)力，其抗彎、抗裂性能良好，PHC樁有卓絕的貫入性能，能穿透密實的砂層，能適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境與地理條件。
    (3) 質(zhì)量穩(wěn)定可靠。由于采用工廠預(yù)制的生產(chǎn)方式，能利用先進的工藝和設(shè)備，質(zhì)量容易控制，產(chǎn)品質(zhì)量容易保證，且成樁質(zhì)量監(jiān)測方便。
    (4) 應(yīng)用范圍廣。樁身耐防腐性能好，規(guī)格長度容易調(diào)整，使設(shè)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(yīng)性強。
    (5) 施工速度快，工期短。PHC樁在工廠商品化生產(chǎn)，能按施工要求及時供樁，施工前期準備時間短，一般能縮短工期一～二月。
    (6) 施工現(xiàn)場文明。施工現(xiàn)場無砂石、水泥，無泥漿污染，對施工現(xiàn)場狹窄的工程特別有利?！?
    3、施工準備
    3.1 PHC樁專項施工組織設(shè)計
    PHC樁專項施工組織設(shè)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(shè)計長度與施工成本，并結(jié)合實際現(xiàn)場情況選擇。
    選擇樁錘時，必須充分考慮樁的形狀、尺寸、重量、入土長度、結(jié)構(gòu)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(cè)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足上述要求，則會引起樁頭部的局部壓曲，難以將樁送到設(shè)計標高。
    施工方法：根據(jù)打樁施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況和基礎(chǔ)幾何形狀，要合理選擇打樁順序，對周圍建筑物采取預(yù)防措施。
    3.2  驗樁
    PHC樁的質(zhì)量驗收項目主要有外觀質(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80%時才能吊裝，吊裝有兩種方法：當(dāng)樁長大于13m 的PHC 樁宜采用支點法，兩支點設(shè)在離樁兩端0.21L 處；當(dāng)樁長不大于13m時，可采用直接進行水平起吊，采用專用吊鉤鉤住管樁兩端內(nèi)壁直接進行水平起吊。
    PHC樁強度達到100%時方可運輸，樁在運輸過程中支承應(yīng)滿足堆放的要求，并且要綁扎牢固。 
    PHC樁堆放場地要堅實平整，且最下層要在兩支點下放墊木，且墊木支撐點應(yīng)在同一平面上。本工程PHC 樁的堆放層數(shù)不得超過四層。
    PHC 樁的吊裝、運輸及堆放過程中應(yīng)輕起輕放，應(yīng)避免振動、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樁后短樁，先大徑后小徑的原則，自中間分兩邊對稱前進， 或自中間向四周進行。 
    4.2 測放樁位 
    測放的樁位經(jīng)測量監(jiān)理復(fù)測無誤后方可進行沉樁，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(shè)一定數(shù)量的水準點。 
    4.3 樁機就位 
    檢查樁機，確保設(shè)備正常運轉(zhuǎn)后移動設(shè)備就位、對中、調(diào)直。 
    4.4 插樁 
    首先用吊車取樁，起吊前在樁身上劃出以米為單位的長度標記并將開口樁尖焊接到底樁上（短樁無樁尖），起吊支點宜在樁端（無樁尖）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（軸線互相垂直）雙向調(diào)整樁的垂直度，通過樁機導(dǎo)架的旋轉(zhuǎn)、滑動及停留進行調(diào)整；插入時的垂直度偏差不得超過0.5％，確保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，初打時可能下沉量較大，宜低錘輕打，隨著沉樁加深，沉速減慢，起錘高度可漸增。在整個打樁過程中，要使樁錘、樁帽、樁身盡量保持在同一軸線上。必要時應(yīng)將樁錘及樁架導(dǎo)桿方向按樁身方向調(diào)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?xí)r，要檢查落錘有無傾斜偏心，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(xù)一次打完，不要中斷，以免難以繼續(xù)打下。
    4.6 接樁施工 
    接樁采用端板式焊接接頭。當(dāng)下節(jié)樁的樁頭距地面0.6～0.8m 左右時，開始進行接樁。先將焊接面清刷干凈，再在下節(jié)樁頭上安裝導(dǎo)向箍引導(dǎo)就位，當(dāng)PHC樁對好后，對稱點焊4～6點加以固定，然后拆除導(dǎo)向箍。由2名電焊工手工對稱施焊，焊接層數(shù)應(yīng)大于等于二層，內(nèi)層焊渣必須清理干凈后再焊下一層，要保證焊縫飽滿連續(xù)。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(guī)定執(zhí)行。焊好的樁接頭應(yīng)自然冷卻3～8 分鐘后方可錘擊沉樁。 
    4.7  在沉樁過程中碰到下列情況應(yīng)暫停打樁，查明原因后再按處理方案施工：
    (1) 沉樁過程中樁的貫入度發(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過大； 
    (5) 貫入度或錘擊數(shù)與試驗成果明顯不符； 
    (6) 樁身回彈曲線不規(guī)則。
    5、成果記錄整理
    打樁過程中應(yīng)詳細記錄各種作業(yè)時間，每打入0.5～1m的錘擊數(shù)、樁位置的偏斜、最后10擊的平均貫入度和最后1m的錘擊數(shù)等。按規(guī)范要求整理成表并進行質(zhì)量評價，必要時進行靜載與動載試驗。
    6、PHC管樁與基礎(chǔ)底板連接技術(shù)
    為有效防止基礎(chǔ)上浮并保證基礎(chǔ)和樁基的整體協(xié)同工作，PHC樁必須伸入基礎(chǔ)不少于10cm，同時在基礎(chǔ)鋼筋綁扎前，將PHC樁頂部的60cm高度內(nèi)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%)，同時沿孔周邊設(shè)置錨筋。錨筋伸入基礎(chǔ)底板內(nèi)，與底板砼剛接。
    7、施工體會
    (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(yù)應(yīng)力螺旋筋，抗裂性好，因此成樁質(zhì)量可靠，不易損壞，實際施工中，無一根樁破裂報廢，這是其它預(yù)制樁所不具有的特點。
    (3) 施工現(xiàn)場文明，特別適合工期短、城市環(huán)境條件下的樁基施工?！?
    (4)“重錘低打”能有效降低錘擊應(yīng)力。樁錘對樁頭的錘擊速度越快，在樁身上產(chǎn)生的應(yīng)力波強度也越高，即打樁應(yīng)力與錘擊速度成正比，所以為降低錘擊應(yīng)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(yīng)對錘擊應(yīng)力也有直接影響。為延長錘擊作用時間、降低錘擊速度，并借以降低錘擊應(yīng)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(cè)向位移，對周圍建筑物不會有大的影響。應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)形狀和長應(yīng)先里后外，先深后淺，由中心逐漸往外側(cè)對稱施工。