王 鹏
山西体育中心工程是我省扩大消费,拉动内需,为满足人民群众体育运动锻炼的需要于2009年6月1日开工,是2009年156项重点工程之一,10项重点工程之一,中博会投入使用项目之一。该工程位于太原市晋源区,南环高速公路以北,机场大道以南3 km处,西侧为新晋祠路,东侧为滨河西路。建筑规模:19.76万m2,其中自行车馆1.86万m2。投资目标:总投资16亿元,其中自行车馆1.47亿元。该馆为甲级中型体育建筑,占地面积11 314.5 m2,总建筑面积18 639 m2,地下1层,地上2层,局部3层。地基处理采用400根直径为500 mm的PHC预应力管桩。地基基础设计等级:甲级,桩基安全等级为一级。笔者有幸作为参与了该工程全过程的桩基、土建监理工作,对静压桩施工的施工工艺及质量控制有一些体会。现浅述如下。
本工程静压预制桩的施工采用了分段压入、逐段接长的方法。其工艺流程为:测量定位→压桩机就位→吊装喂桩→桩身对中调直→压桩→接桩→再压桩→送桩→终止压桩→切割桩头。项目监理部首先对进场管桩的吊运与堆放作了严格的控制,对静压管桩的外观质量以及外观尺寸的控制见表1,表2。
表1 静压管桩外观质量的验收标准
1)桩运至现场后,监理人员检查桩出厂时厂方提供产品合格证,其规格、批号、制作日期要与相应的验收批号内容一致。
2)桩在吊运过程中督促施工单位应轻吊轻放,保持平稳,避免碰撞。
表2 静压管桩尺寸验收标准
3)桩的现场堆放场地应平整坚实;项目监理部建议施工单位按桩的规格、长度及施工顺序分别堆放;现场堆放时宜单层堆放;叠层堆放时,堆放层数不宜超过2层。
4)监理人员对管桩的实体检查验收,除对桩的外观质量和桩身尺寸进行检验外,重点应对桩身在运输过程中是否产生裂缝及碰伤进行检查。质量不合格及在吊运过程中产生裂缝的桩严禁使用。为避免与合格的管桩混用,我们对不合格的管桩逐个用油漆做了标记,并限期让施工单位清退出场。
测量放线:根据山西省政府工程事务管理局提供的测量控制点,结合总平面图、桩平面布置图,引测准确的工程测量控制网。轴线、标高控制点宜布置在远离施工场地20 m以外不受沉桩影响的地方,并在每次测量桩位前依据控制点复核桩位控制点和桩位的变化情况作修正。然后按设计要求测设桩位,每个桩位用铁钉打入土内,并涂上醒目的标志,四周撒上白石粉,做到桩位一目了然。水准点:在现场四周设置施工用临时水准点,作为施工时控制标高的测量依据,引测过程采用闭合水准网。
经选定的压桩机进行安装调试就位后,行至桩位处,使桩机夹持钳口中心(可挂中心线陀)与地面上的样桩基本对准,调平压桩机后,再次校核无误,将长步履(长船)落地受力。
本工程使用的静压预制桩桩节长度为6 m~9 m,直接用压桩机上的工作调机自行吊装喂桩。当桩被运到压桩机附近后,采用单点吊法起吊,采用双千斤加小便担的起吊法使桩身竖直进入夹桩的钳口中。
当桩被吊入夹桩钳口后,由指挥员指挥司机将桩缓慢降到桩尖离地面10 cm左右为止,然后夹紧桩身,微调压桩机使桩尖对准桩位,并将桩压入土中0.5 m~1.0 m,暂停下压,再从桩的两个正交侧面校正桩身垂直度,当桩身垂直度偏差小于0.5%时才可正式压桩。
压桩是通过主机的压桩油缸伸程的力将桩压入土中,压桩油缸的最大行程因不同型号的压桩机而有所不同,一般为1.5 m~2.0 m,所以每一次下压,桩入土深度约为 1.5 m ~2.0 m,然后松夹具→上升→再夹紧→再压,如此反复进行,方可将一节桩压下去。当一节桩压到其桩顶离地面80 cm~100 cm时,可进行接桩或放入送桩器将桩压至设计标高。
根据太原市晋源区水文地质情况,本工程静压预制桩采用接头形式是电焊焊接,外涂硫磺胶泥保护的接头方式。电焊焊接施工时焊前须清理接口处砂浆、铁锈和油污等杂质,坡口表面要呈金属光泽,加上定位板。接头处如有孔隙,应用锲形铁片全部填实焊牢。焊接坡口槽分3层~4层焊接,每层焊渣应彻底清除,焊接采用人工对称堆焊,预防气泡和夹渣等焊接缺陷。焊缝应连续饱满,焊好接头自然冷却15 min后方可用硫磺胶泥外涂接头,确保了工程质量。
为保证工程质量、进度,安全施工,我们规定在遇下列情况时,要求施工单位暂停压桩作业及时与设计、建设单位、监理单位等协商处理:
1)压力表读数骤变或读数与地质报告中的土层性质明显不符;2)桩无法穿透软弱土层下的硬夹层时;3)实际桩长与设计桩长相差较大;4)桩身混凝土出现裂缝或破碎;5)土中桩身出现崩裂声等异常现象;6)桩头混凝土剥落、破裂;7)桩身突然倾斜、跑位;8)夹具机构打滑;9)邻桩上浮或桩头位移;10)压桩机下陷。
山西体育中心通过采用静压桩的施工工艺,极大的提高了工程进度,施工现场的安全文明形象明显好于周围的施工现场。仅用不到一个月的时间,圆满完成了400根静压桩的施工任务。后经山西勘察设计研究院检测,结果为合格。我认为这种方法具有低噪声、无振动、无冲击力等优点,适应性广;同时压桩桩型一般选用预应力管桩,该桩作基础具有工艺简明,质量可靠,造价低的特性。两者的结合便大大推动了静压管桩在我省广大地区的应用,使之有望成为今后桩基发展的主打产品,以提高工程建设进度。希望通过本文的浅述,能对静压桩的沉桩原理及工程实践中的应用有进一步的了解。
[1] 马 亮.静压预制桩复合地基在湿陷性黄土地区的尝试[J].山西建筑,2010,36(8):119-120.