預制混凝土管樁是采用預應力技術、離心成型和蒸汽養(yǎng)護制成的一種空心圓柱型的鋼筋混凝土預制樁，是混凝土預制成品新技術和新工藝的又一新成果。由于其具有質(zhì)量保證、施工方便、施工時間短、造價底、抗震性能好等等許多優(yōu)點，而被廣泛采用，特別在珠江三角洲地區(qū)發(fā)展迅速，隨著泛珠三角的經(jīng)濟發(fā)展，預混凝土管樁在建筑工程中仍然占據(jù)主導地位，因此對于預制混凝土管柱的質(zhì)量控制具有重要意。通過某學生宿舍的工程說明如何控制預制管樁施工的質(zhì)量。
1工程概況
某學生宿舍總建筑面積為1970平方米，由5個同樣的單體組成，每個單體共7層，現(xiàn)澆鋼筋砼框架結構，∮400mm預制C80砼管樁基礎，用錘擊法施工，設計平均樁長為20米，單樁抗壓為2400KN，抗撥為600KN，樁端持力層為散體狀強風化花崗巖。
2吊樁
我們都知道，砼管樁從生產(chǎn)到完成打樁是要經(jīng)過多次吊裝才能完成的，因此在這些過程中往往容易造成樁身出現(xiàn)裂縫，這些裂縫在打樁過程中，由于反復受到打樁壓應力的作用，極容易使其增大，而至損壞樁身，同時又不容易發(fā)現(xiàn)，地下水不斷地從裂縫中滲進樁身，這將加速樁內(nèi)的預應力鋼筋銹蝕，使預應力鋼筋斷裂、混凝土預應壓力喪失，降低管樁的承載能力并影響管樁的正常使用壽命。因此正確認識這一點非常重要，盡避免管樁在吊裝過程中出現(xiàn)橫向裂縫，同時也要避免管樁在運輸過程中出現(xiàn)橫向裂。在本工程中首先是選擇正確的起吊點（綁扎點）。經(jīng)研究表明：樁的端截面的控制彎距M的大小與L1（管樁離在端和吊點的之間的距離）/L（管樁的長度）的大小有著密切的關系：當Mmin＝0.293時，M取得最小值，其值為Mmin=0.043qL2（q=管樁的單位長度的重量）；面當國L2＝0或L2＝0.5L時，M取得最大值，其值為Mmax=0.125qL2。從中可以看出，Mmax≈3Mmin。也就是說，對一定長度的管樁，隨著L1變化，M將在一個很的范圍內(nèi)變化。因此，正確選擇一個起吊點，使它處于L1＝0.29起吊時的位置，那么可以使得起吊時的截面彎距變得最小，從而使樁身出現(xiàn)裂縫的機會最低，因此在本工程施工時嚴格要求選擇正確的起吊點。其次小心吊裝；在實際起吊過程中管樁受到的荷載為動荷載，因此就應該充分考濾動荷載有別于靜荷載帶來主影響。因為通常的作法是取一個動力系數(shù)K（規(guī)范中K取1.5），如果我們能夠在吊裝時有效咸小動力系數(shù)K的取值，使實際的K小于1.5，這必然可以使實際的載面最大彎矩值變小，取終可以降低樁身出現(xiàn)的機率。因此，在本工程中要求在吊裝過程中就要很小心，動作要輕、慢；同還要盡量避免管樁在起吊移動時與其它物體發(fā)生碰撞，尤其是劇烈碰撞。
3接樁
接樁是控制樁的管樁質(zhì)量的一個關鍵點。其實很多樁是接樁出現(xiàn)了問題，導至在做低應變檢測時的聲波反謝時在接樁的位置不能使反謝波有效通過，而至檢測到樁在該位置斷裂。在本工程接樁前，先保證上下兩節(jié)樁的順直，要求兩樁樁心的錯位偏差不宜大于2mm，為了保證順直，設置了接樁導向箍。本工程采用焊接法接樁法，首先是檢查在焊條是否要足要求，很多施工單位為了節(jié)省成本采用不符合要求的焊條來焊接，如果采用不符合要求的焊條來焊接，表面上好象質(zhì)量很好，實際上是達不到強度的要求，同樣會造成樁的質(zhì)量問題。要保證焊接質(zhì)量接前要求把兩節(jié)樁的端頭板用鋼刷清刷干凈，直至坡口露出金屬光澤，而且應該保證上節(jié)樁已經(jīng)垂直后方能焊接。本工程要求焊接第一層時，宜適當加大電流，加大熔深。第一層用ф3．2或ф4．0的E4320型焊條，第二層以后用ф4．0～ф5．0的E4320型焊條。焊接時要求兩個焊工同時進行，先在坡口圓周上對稱點焊4～6點，焊接層數(shù)不少于2層，每層焊渣必須清理干凈，保證焊縫連續(xù)飽滿，為了防止高溫的焊縫遇水變脆、開裂而被壓壞，按要求是采用自然冷卻約8～10分鐘、嚴禁用水冷卻或焊完即壓的。工程是采用手提鼓風機鼓風快速冷卻法，讓工人在焊接完畢后，用鼓風對準焊接處繞著管樁來連續(xù)鼓風3～4分鐘，這樣就可以保證焊接處的溫度降低到符合要求。
4控制打樁應力
在打樁過程中，管樁在高能量樁錘的反復作用下沖擊作用下，樁頂、樁身和樁尖都會產(chǎn)生打樁應力，應力的蜂值波動較大（壓力的蜂值多數(shù)在35～50MPa之間，拉應力一般不大，但有時會達到5MPa以上），很可能會超過樁靜態(tài)極限的允許應力，使頂混凝土破壞、樁身出現(xiàn)裂縫、樁尖開裂，這不僅會使打樁中斷，甚至還會危及樁的完整性，嚴重影響樁的承載力和耐久性。雖然打樁的應力產(chǎn)生是無法避免的，但對其進行有效控制卻是有可能也是必要的。因此在本工程中采用以下方法來控制：
4.1在樁的端部設置120mm厚的橡膠樁墊。采用適當?shù)臉秹|是減少打樁應力最有效方法，研究表明，沖擊力和墊層厚度成反比，墊層越少沖擊力越大。樁墊的作用是調(diào)節(jié)沖擊力，保護樁頭。
4.2選擇合理的樁錘。因樁機匹配的原因，很多時樁錘過大或過小，過大的樁錘會產(chǎn)生過高的打樁應力，樁頭容易被打碎，而且還會導致過大的最后貫入度；樁錘過小則會影響正常的沉樁速度，勢必要增加樁錘的沖程，這就同樣會產(chǎn)生過高的打樁應力以及不必要的能量損失。
5樁頭填芯的質(zhì)量控制
樁與上部結構的連接主要通過樁的承臺，如何保證樁與承臺的連接達到要求，是保證工程質(zhì)量的關鍵，因此樁頭嵌入承臺的長度不宜太短，有關管樁技術規(guī)范規(guī)定不宜小于10cm。本工程中在樁頭的樁管內(nèi)填充2500㎜高的C35細石混凝土，并在混凝土中均分插入6ф14鋼筋與承臺連接，在施工時首先清除樁頭和樁心內(nèi)的殘留物，目的是保證混凝土秘樁的粘結，并用鋼釬或震動棒震實。從日本樁基的典型震害實例調(diào)查中可知，有不少是由于樁嵌入承臺長度不足，抗拔不夠，因此在地震設防區(qū)有必要把樁嵌入承臺的長度加長，且樁頭的插筋長度也應加長及增加配筋量，樁頭填芯砼的強度等級應滿足規(guī)范要求和設計要求。這一環(huán)節(jié)的重要性顯而易見，工程有關技術管理人員應該加強這一環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。
隨著預制管樁在建筑工程中的大量應用，控制好預制管樁施工的質(zhì)量，是保證整個建筑工程質(zhì)量的前題。
1工程概況
某學生宿舍總建筑面積為1970平方米，由5個同樣的單體組成，每個單體共7層，現(xiàn)澆鋼筋砼框架結構，∮400mm預制C80砼管樁基礎，用錘擊法施工，設計平均樁長為20米，單樁抗壓為2400KN，抗撥為600KN，樁端持力層為散體狀強風化花崗巖。
2吊樁
我們都知道，砼管樁從生產(chǎn)到完成打樁是要經(jīng)過多次吊裝才能完成的，因此在這些過程中往往容易造成樁身出現(xiàn)裂縫，這些裂縫在打樁過程中，由于反復受到打樁壓應力的作用，極容易使其增大，而至損壞樁身，同時又不容易發(fā)現(xiàn)，地下水不斷地從裂縫中滲進樁身，這將加速樁內(nèi)的預應力鋼筋銹蝕，使預應力鋼筋斷裂、混凝土預應壓力喪失，降低管樁的承載能力并影響管樁的正常使用壽命。因此正確認識這一點非常重要，盡避免管樁在吊裝過程中出現(xiàn)橫向裂縫，同時也要避免管樁在運輸過程中出現(xiàn)橫向裂。在本工程中首先是選擇正確的起吊點（綁扎點）。經(jīng)研究表明：樁的端截面的控制彎距M的大小與L1（管樁離在端和吊點的之間的距離）/L（管樁的長度）的大小有著密切的關系：當Mmin＝0.293時，M取得最小值，其值為Mmin=0.043qL2（q=管樁的單位長度的重量）；面當國L2＝0或L2＝0.5L時，M取得最大值，其值為Mmax=0.125qL2。從中可以看出，Mmax≈3Mmin。也就是說，對一定長度的管樁，隨著L1變化，M將在一個很的范圍內(nèi)變化。因此，正確選擇一個起吊點，使它處于L1＝0.29起吊時的位置，那么可以使得起吊時的截面彎距變得最小，從而使樁身出現(xiàn)裂縫的機會最低，因此在本工程施工時嚴格要求選擇正確的起吊點。其次小心吊裝；在實際起吊過程中管樁受到的荷載為動荷載，因此就應該充分考濾動荷載有別于靜荷載帶來主影響。因為通常的作法是取一個動力系數(shù)K（規(guī)范中K取1.5），如果我們能夠在吊裝時有效咸小動力系數(shù)K的取值，使實際的K小于1.5，這必然可以使實際的載面最大彎矩值變小，取終可以降低樁身出現(xiàn)的機率。因此，在本工程中要求在吊裝過程中就要很小心，動作要輕、慢；同還要盡量避免管樁在起吊移動時與其它物體發(fā)生碰撞，尤其是劇烈碰撞。
3接樁
接樁是控制樁的管樁質(zhì)量的一個關鍵點。其實很多樁是接樁出現(xiàn)了問題，導至在做低應變檢測時的聲波反謝時在接樁的位置不能使反謝波有效通過，而至檢測到樁在該位置斷裂。在本工程接樁前，先保證上下兩節(jié)樁的順直，要求兩樁樁心的錯位偏差不宜大于2mm，為了保證順直，設置了接樁導向箍。本工程采用焊接法接樁法，首先是檢查在焊條是否要足要求，很多施工單位為了節(jié)省成本采用不符合要求的焊條來焊接，如果采用不符合要求的焊條來焊接，表面上好象質(zhì)量很好，實際上是達不到強度的要求，同樣會造成樁的質(zhì)量問題。要保證焊接質(zhì)量接前要求把兩節(jié)樁的端頭板用鋼刷清刷干凈，直至坡口露出金屬光澤，而且應該保證上節(jié)樁已經(jīng)垂直后方能焊接。本工程要求焊接第一層時，宜適當加大電流，加大熔深。第一層用ф3．2或ф4．0的E4320型焊條，第二層以后用ф4．0～ф5．0的E4320型焊條。焊接時要求兩個焊工同時進行，先在坡口圓周上對稱點焊4～6點，焊接層數(shù)不少于2層，每層焊渣必須清理干凈，保證焊縫連續(xù)飽滿，為了防止高溫的焊縫遇水變脆、開裂而被壓壞，按要求是采用自然冷卻約8～10分鐘、嚴禁用水冷卻或焊完即壓的。工程是采用手提鼓風機鼓風快速冷卻法，讓工人在焊接完畢后，用鼓風對準焊接處繞著管樁來連續(xù)鼓風3～4分鐘，這樣就可以保證焊接處的溫度降低到符合要求。
4控制打樁應力
在打樁過程中，管樁在高能量樁錘的反復作用下沖擊作用下，樁頂、樁身和樁尖都會產(chǎn)生打樁應力，應力的蜂值波動較大（壓力的蜂值多數(shù)在35～50MPa之間，拉應力一般不大，但有時會達到5MPa以上），很可能會超過樁靜態(tài)極限的允許應力，使頂混凝土破壞、樁身出現(xiàn)裂縫、樁尖開裂，這不僅會使打樁中斷，甚至還會危及樁的完整性，嚴重影響樁的承載力和耐久性。雖然打樁的應力產(chǎn)生是無法避免的，但對其進行有效控制卻是有可能也是必要的。因此在本工程中采用以下方法來控制：
4.1在樁的端部設置120mm厚的橡膠樁墊。采用適當?shù)臉秹|是減少打樁應力最有效方法，研究表明，沖擊力和墊層厚度成反比，墊層越少沖擊力越大。樁墊的作用是調(diào)節(jié)沖擊力，保護樁頭。
4.2選擇合理的樁錘。因樁機匹配的原因，很多時樁錘過大或過小，過大的樁錘會產(chǎn)生過高的打樁應力，樁頭容易被打碎，而且還會導致過大的最后貫入度；樁錘過小則會影響正常的沉樁速度，勢必要增加樁錘的沖程，這就同樣會產(chǎn)生過高的打樁應力以及不必要的能量損失。
5樁頭填芯的質(zhì)量控制
樁與上部結構的連接主要通過樁的承臺，如何保證樁與承臺的連接達到要求，是保證工程質(zhì)量的關鍵，因此樁頭嵌入承臺的長度不宜太短，有關管樁技術規(guī)范規(guī)定不宜小于10cm。本工程中在樁頭的樁管內(nèi)填充2500㎜高的C35細石混凝土，并在混凝土中均分插入6ф14鋼筋與承臺連接，在施工時首先清除樁頭和樁心內(nèi)的殘留物，目的是保證混凝土秘樁的粘結，并用鋼釬或震動棒震實。從日本樁基的典型震害實例調(diào)查中可知，有不少是由于樁嵌入承臺長度不足，抗拔不夠，因此在地震設防區(qū)有必要把樁嵌入承臺的長度加長，且樁頭的插筋長度也應加長及增加配筋量，樁頭填芯砼的強度等級應滿足規(guī)范要求和設計要求。這一環(huán)節(jié)的重要性顯而易見，工程有關技術管理人員應該加強這一環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。
隨著預制管樁在建筑工程中的大量應用，控制好預制管樁施工的質(zhì)量，是保證整個建筑工程質(zhì)量的前題。
