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建筑施工中锤击式打桩法的问题与对策
发布时间:2018-06-02
本文摘要
  预应力管桩是一种基于力学工艺和离心原理法研制的一种空心圆筒形柱件, 主要由三部分构成,分别为圆柱形管体、端头板及钢套箍。其强度等级有两种,分别为 C60 及 C80,按照抗弯能力可细分为四种,分别为 A、AB、B、C 四种型号。 预应力管桩在建筑施工中的打桩方式可分为锤击式打桩及静压法打桩,比较两种打桩方式,锤击法在整体要求上较低,也更容易施行,而锤击法对地基耐力也没有特殊要求、进退转换便捷、施工进程迅速、穿透地层的整体性能高, 因此在建筑施工中运用最多。文章以锤击式打桩法为例进行深入研究,分析其在施工过程中容易引发风险的部分,并提出了能够改善此类风险的措施及建议[1]。
锤击式打桩法

  1、施工预备阶段

  1.1、深入研究设计图纸及相关设计资料

  正式施工前,施工技术人员必须认真研究分析岩土勘探报告与桩基础设计图,并以此作为编制施工方案的技术依据。 岩土勘探报告包括总说明、勘探点平面布置图、工程地质柱状图与工程地质剖面图等,这是地基基础设计的基本依据,具体内容主要包括:地形、地貌、地下水位、岩土物理力学性能指标值与标贯试验结果,并对滑坡、泥石流、岩溶、土洞等不良地质现象有明确的判断结论和防治措施。设计人员依据地质勘探报告计算并确定桩基承载力设计值、收锤标准、终压控制、桩尖型式、送桩深度等。一般情况下,施工必须按照设计要求执行,但在实际施工中,往往会碰到与设计不相符的地质情况,施工人员要提供详细数据并拍照,以便设计人员提出修改意见。由于预应力管桩在湖南地区使用时间不长,很多设计人员缺乏不同地质条件下的经验数据,或者以前没有接触过预应力管桩基础设计,所以设计往往偏于保守,这时有经验的施工技术人员在认真研究分析地质报告与设计图纸的基础上,可以提出设计修改意见,并采取新的施工方案。

  在施工工作开展前期,施工技术人员应当对土地勘察报告及相关设计资料进行深入研究,并将其作为施工计划编制的技术支持。 土地勘探报告应包含总体描述、勘探场地平面分布图,工程地质直方图和剖面图等,地基的设计正是基于此。 其主要内容有以下几点:地理形态,样貌、地下水含量、岩土的力学性能指标值和岩土基准测试结果,同时,还应当充分考虑到滑坡和泥石流等不良地质现象,并制定相应的预防措施。 设计者可参考地质考察报告对桩基础的承载力进行设计值的确定,对于锤的重量标准、最终压力控制、桩头类型和桩基输送深度等都应当进行确认。

  1.2、施工人员必须完整配备

  预应力管桩的施工虽是基础性作业,但对专业素质要求较高,施工单位应当基于此类考虑在施工现场配备专业素质较高的人才,这些人才应当具有一定的施工现场管理经验及实际的操作技术水平。目前,我国一些施工单位配备的技术人员素质不高且数量也不足,有时几十台桩机配备的施工人员不足 5 人, 这部分人员技术水平较低也缺乏现场经验,这对于施工来说是极其不利的。 焊工、桩机操作人员在未获得专业培训的情况下便立即上岗作业,这样便难以保证施工的要求进度及施工质量。 基于此类情况,施工方应当做到以下几点:保证 2 台/人的操作配置,配备 1 名技术管理人员负责每四台桩机, 还应该保证每台机器配备一名电焊工及维修工,只有保证以上几点,才能够保证整体施工安全有效的进行[2]。

  1.3、测量放线必须保证

  测量放线工作是施工过程的重点所在,是工程质量与施工效率共同进行的前提条件所在。 为了让施工过程质量得到有效控制,防止构件遭受偏心压力,那么就应该进行精确的测量放线步骤。 其操作步骤可分为:①管桩中心位置的测量确定;②在桩位中心位置安装一根直径 8 mm 左右, 长度 30 cm 左右的钢筋,钢筋高出地面约 6 cm 左右,并在钢筋上缚上醒目的绳条;③选择一块圆夹板,夹板直径与管桩直径差不多即可, 将夹板与钢筋插在一起;④在圆夹板周围涂上石灰;⑤将圆夹板去掉,此时地面上留下的圆圈便是管桩的安装位置。 这种方法比较简单快捷,准确度也较高,值得采纳。

  2、打桩过程

  2.1、严格遵守规范要求进行试打桩

  从目前我国的打桩规范来看,均要求进行试打桩, 试打桩数量要求大于 5 根且必须大于桩数的1%以上。 第一,要依据设计图纸要求,将桩位确定好,桩位的选择应当尽量具有代表性并尽可能均匀分布。 针对每一工地,应在四周及中心处进行试打桩,对于那些地质条件相对复杂的施工地点,试打桩可尽量多一点。 采取试打桩的手段能够确定以下几点:①确定相关参数,如打桩深度、锤击收锤标准、最后的压力数据、 桩尖样式是否和设计相符合;②试打桩是否能够有效满足设计要求;③预应力管桩的质量是否能够满足工程要求。 确定了以上内容后,可以给施工人员提供相关思路,以确定下一步施工方案的走向。 一些业主为了再次确定管桩质量,在试打已经满足设计要求后,还会要求往更深处进行试打,达到<10 mm/10 击的标准贯入度,这样的终压力值会超出规范要求较多。 笔者认为没有必要进行此类做法,因为实际施工时一般都是依据设计标准要求进行,不会依据业主的意愿进行,以免造成试桩结果与实际情况相差较远的状况发生[3]。

  2.2、送桩深度的确定应当考虑地质情况

  当管桩桩尖接触到持力层后,桩顶比设计要求高出太多不仅浪费资金,还会对桩机的移动产生阻碍,应当进行截断处理;当地面下方淤泥较多时,一般要求打桩的深度低于 2 m,当再次送桩时,深度也应当控制在 1 m 以内为宜,否则将会引发桩头损坏或桩顶偏移的现象。 送桩深度在 2 m 以上时,应当具备以下三点要求: ①打桩机必须是三面支撑履带式柴油打桩机;②持力层厚度应当要在 4 m 以上且桩端持力层顶面埋深标高持平,若持力层上方岩土属于较坚硬的材质时, 送桩深度应当要有所加深,但深度保持在 6 m 以内为宜;③应当保证能够将送桩器拔出。

  2.3、配桩的合理性

  首先,应当充分利用长单桩管桩。 制造长桩时,生产成本能够得到有效控制。 每个桩均具有 2 个端板,并且端板的成本更高。 在施工阶段,使用长桩可以减少部分的数量并减少焊接接头的数量,还能够降低焊接成本,缩短施工时间,能够明显提升施工效率。 此外,在安装桩时,焊接界面应尽可能相错,不应在同一个平面上聚集,因为焊接接头是刚性的,与混凝土桩身相比其抗挠性能要差得多。 其次,桩深也应当要进行充分评估,充分利用桩长。 由于地质条件纷繁,各项目地质情况差异较大,即便是施工开始前的试桩也难以代表整个工程的桩深,实际施工期间桩的插入深度也不一定与设计的桩长一致。 因此,现场施工管理人员应充分对地质条件进行评估,并结合施工经验对桩深进行预估,然后找到配桩规律,从而保证桩顶高度与达到持力层桩深时的标高不会差异太大。 如果情况允许,上部还可以使用锯切的额外桩长来降低成本。 如果由于桩长估算不正确而将桩发送到自然地面以下甚至低于标高,便会导致收锤困难或最终压力标准难以满足要求,挖掘后的修复成本会更高。

  2.4、焊接质量的重要性

  深基础的管桩大多由几节桩相接而成,所以焊接质量在某种程度上是非常重要的,尤其表现在承载水平、耐久性及可靠性方面。 首先,对桩节进行焊接之后,其焊接位置应当要有较高的力学性能,甚至要比桩身的结构力学性能还好出色,否则难以符合设计的初衷。 其次,桩尖要想快速入岩,就应当让桩尖与桩身具有出色的整体性能。 若焊接质量不能够满足要求,那么在实际的施工过程中就容易出现焊点故障,最终造成桩尖脱离现象的发生,桩尖就不再具备破岩贯的能力,从而严重损坏了桩的贯入能力,甚至出现断裂的情况。 因此,在施工过程中做好焊接质量的把关是极其必要的,应当引起施工人员的关注。

  2.5、打桩记录的完整性

  自动记录仪对信息的记录比人为记录更具可靠性,这能够有效杜绝虚假行为和笔误的发生。 自从施工单位使用自动记录仪之后,在验收时便能够发现施工的质量异常状况并快速进行原因查找,这对整体工程的进展及施工质量的保证具有重要作用,也能够有效降低工程造价。 目前,我国正处于信息化时代的进程中,施工单位配备一台打桩自动记录仪是完全有必要的。

  3、结语

  目前,我国的预应力管桩应用逐渐普及,其施工质量也有了显着的改善,但问题点也较多,因此,做好文章中提到的几点至关重要。 预应力管桩是基础工程,且隐蔽性大,施工单位应当要加强对施工过程的管理,及时排查质量隐患及查找原因,这对于工程质量与施工效率的提高有着极为重要的作用。

  参考文献:
  [1] 中国建筑标准设计研究院.国家建筑标准设计图集10G409《预应力混凝土管桩》[M].北京:中国建材工业出版社,2008.
  [2] 张彬.浅议预应力混凝土管桩锤击法施工技术[J].山西建筑,2011,37(1):58- 59.
  [3] 广东省住房和城乡建设厅.广东省标准 DBJ/ T 15- 22-2008《锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程》[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
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