淺析某建筑工程施工中靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)

王瑞輝

（十四冶建設(shè)集團(tuán)云南機(jī)械化工程有限公司，云南 昆明 650000）

1 工程概況

某工程地上26層，地下1層，建筑高度92.85m，由主樓(26層)、附屬樓(5層)及圓形裙樓(2層)三部分組成。建筑面積為31997.4m(地上27252.5m。地下4744.9m)。工程地質(zhì)情況：①人工回填土Qml4厚2.2m-4.2m；②全新統(tǒng)沖積層Qal4厚0.6m～3.2m；③全新統(tǒng)海積層Qm4厚0.3m-2.9m；④上更新統(tǒng)沖洪積層Qal-pl4厚1.9m-7.0m；⑤更新統(tǒng)殘積層Qel1.1m-23.9m；樁基工程安全等級(jí)為一級(jí)，靜壓500mm預(yù)應(yīng)力C80管樁，設(shè)計(jì)承載力：抗壓2800kN，抗拔600kN；極限承載力：抗壓5080kN，抗拔990kN。樁端持力層為7-a層的散體狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖,樁長為15m～25m。附樓的樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高為-6.5m，主樓的樁頂標(biāo)高為-7.5m，局部達(dá)-9.7m。

2 靜力樁施工技術(shù)操作

2.1 壓樁順序。對(duì)多于30根的群樁承臺(tái)應(yīng)考慮壓樁時(shí)的擠土效應(yīng)，應(yīng)先施壓，后壓群樁周邊較少樁的承臺(tái)；不同深度的樁基，應(yīng)先深后淺，先大后??；盡量避免因樁機(jī)多次行走擾動(dòng)地面土層，使地面沉陷；以經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)樁、喂樁方便為原則。本工程分ABCD4個(gè)施工區(qū)段，A、B區(qū)管樁采取逐排壓樁，D區(qū) (圓形裙房)采取自圓心向周邊壓樁(螺旋式)，C區(qū)的核心筒下的2個(gè)承臺(tái)的樁較密集，每個(gè)承臺(tái)在12.6m×19.2m平面內(nèi)的樁數(shù)為98根，橫縱樁距為3.2D、3.6D(D為樁徑)，采取由中部向外間隔逐排的壓樁方法。

2.2 機(jī)械選擇。壓樁機(jī)的選型一般按1.2倍一1.5倍管樁極限承載力取值，靜壓樁機(jī)采用抱壓式，本工程選用680型、700型2臺(tái)抱壓式樁機(jī)。樁機(jī)的夾具選擇長夾具，保證夾樁時(shí)。樁身側(cè)壓應(yīng)力較小，且更易控制樁的垂直度。壓樁速度為1.8m/min。樁機(jī)的壓力儀表按規(guī)定送檢。以確保夾樁及壓力控制準(zhǔn)確。送樁桿的長度根據(jù)壓樁機(jī)和送樁長度確定，應(yīng)考慮施工中有超深送樁。送樁一般宜按理論送樁長度加3m。選用10m和12m送樁桿。

2.3 工藝流程。樁位測量定位-樁機(jī)就位-吊樁-對(duì)中-焊樁尖-壓第1節(jié)樁-焊接接樁-壓第n節(jié)樁-(送樁)-終壓-(截樁)。

2.4 施工準(zhǔn)備

(1)場地要求現(xiàn)場的坡度不得大于1/100，地耐力應(yīng)不小于140kNPm。當(dāng)樁機(jī)上坡時(shí)，坡度應(yīng)控制在10%，上坡時(shí)卸掉樁機(jī)配重。對(duì)樁位處的地面有混凝土地坪及舊有建筑物基礎(chǔ)，應(yīng)予鑿除。樁機(jī)最小工作半徑：樁位中心距周邊建(構(gòu))筑物應(yīng)大于1/2壓樁機(jī)寬度+1.0m，且對(duì)建(構(gòu))筑物應(yīng)有保護(hù)措施。

(2)管樁堆放管樁進(jìn)場前應(yīng)有出廠合格證和檢驗(yàn)報(bào)告，強(qiáng)度應(yīng)達(dá)設(shè)計(jì)值的100%?，F(xiàn)場堆放不得超過4層。堆放在堅(jiān)實(shí)、平整的場地上，以防不均勻沉降造成損樁，并采取可靠的防滾、防滑措施。

(3)樁位測量定位根據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行放樣，將軸線控制點(diǎn)引出6in一8in，做好測量控制網(wǎng)。樁位可打短鋼筋并灑白石灰醒目標(biāo)識(shí)。樁位測量允許偏差值：單樁10rain，群樁20mm。

2.5 壓樁技術(shù)

2.5.1 樁機(jī)就位。樁機(jī)移至壓樁位置，將樁機(jī)調(diào)平，并使其夾持器的中心對(duì)正樁位中心。

2.5.2 管樁就位。用樁機(jī)上的吊車吊起就近的管樁，管樁在插入樁機(jī)的夾持箱內(nèi)時(shí)，壓樁機(jī)上的司機(jī)應(yīng)配合打開夾持箱的夾口，指揮員指令吊車慢慢把管樁放入夾持箱內(nèi)。當(dāng)管樁下放至地面10cm處停住，夾持器把管樁夾緊，吊車的吊鉤放松。夾樁的壓力不大于5MPa，并應(yīng)逐次加壓。管樁對(duì)中方法：將鋼筋制成的@500mm的模具放置在地面上，模具的中心對(duì)樁位中心，而管樁周邊與模具的周邊對(duì)齊。管樁對(duì)中后，提起管樁少許，進(jìn)行樁尖焊接，C區(qū)主樓群樁采用無樁尖的壓樁，其他采用十字式樁尖。

2.5.3 壓樁

(1)壓好第1節(jié)樁是保證整根壓樁質(zhì)量的關(guān)鍵，定位和垂直度應(yīng)嚴(yán)格控制，壓入時(shí)，先應(yīng)根據(jù)機(jī)上水平儀調(diào)平機(jī)臺(tái)，同時(shí)須在樁機(jī)的正面和側(cè)面分別設(shè)經(jīng)緯儀或吊線錘，監(jiān)控下樁垂直度，樁身垂直度偏差不宜大于0.5%。若樁身垂直度偏大，須拔出已壓入部分，并根據(jù)經(jīng)緯儀指示調(diào)整機(jī)臺(tái)水平度使樁身垂直，同時(shí)記錄此時(shí)機(jī)上水平儀的偏差量作為下次調(diào)平的修正值，再行壓入，并認(rèn)真注意壓樁時(shí)的樁身和壓力表的變化情況，如有異常偏移或傾斜立即分析原因，并采取校正措施，在確認(rèn)壓入方向無異常時(shí)，方可連續(xù)施壓。

(2)應(yīng)合理調(diào)配管節(jié)長度，盡量避免接樁時(shí)樁尖處于或接近硬持力層，管樁接頭數(shù)不宜超過4個(gè)。同一承臺(tái)樁的接頭位置應(yīng)相互錯(cuò)開。

(3)由于強(qiáng)風(fēng)化巖面起伏變化大，管樁終壓后會(huì)造成樁長不一，有砍樁與超送(后接樁)，露出地面的管樁應(yīng)及時(shí)截樁，截至地面以下300mm-500mm，以免樁機(jī)行走時(shí)損壞管樁。對(duì)超送樁的，待以后土方開挖后再進(jìn)行接樁，視超送的長度可采取人工挖孔、四周挖土接樁，或直接降低承臺(tái)墊層標(biāo)高，但應(yīng)確保樁頂嵌入承臺(tái)100mm。

(4)現(xiàn)場測量員對(duì)壓樁過程進(jìn)行全程測點(diǎn)測量，以保證樁的垂直度。

(5)遇下列情況之一時(shí)應(yīng)暫停壓樁，并及時(shí)與設(shè)計(jì)、監(jiān)理等有關(guān)人員研究處理：①壓力值突然下降，沉降量突然增大；②樁身混凝土剝落、破碎；③樁身突然傾斜、跑位，樁周涌水；④地面明顯隆起，鄰樁上浮或位移過大；⑤按設(shè)計(jì)圖上要求的樁長壓樁，壓樁力未達(dá)到設(shè)計(jì)值；⑥單樁承載力已滿足設(shè)計(jì)值，壓樁長度不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

(6)樁壓好后樁頭高出地面的部分及時(shí)截除，嚴(yán)禁施工機(jī)械碰撞或?qū)额^用作拉錨點(diǎn)，送樁遺留的孔洞，應(yīng)立即回填做好覆蓋。否則樁機(jī)行走后地面會(huì)沉陷。

(7)本工程在壓樁過程中認(rèn)真記好壓樁時(shí)間，壓入樁長所施壓力有讀數(shù)，以判斷樁的質(zhì)量和承載力，當(dāng)壓力表讀數(shù)突然上升或下降時(shí)，應(yīng)停機(jī)對(duì)照地質(zhì)資料進(jìn)行分析，看是否碰到障礙物，或產(chǎn)生斷樁等情況，施工中禁止間斷壓樁。

2.5.4 接樁。本工程的樁接頭采用CO2氣體保護(hù)焊，CO2純度要求不低于99、5%，否則會(huì)降低焊縫機(jī)械性能和產(chǎn)生氣孔。焊接作業(yè)區(qū)應(yīng)設(shè)篷布防風(fēng)措施。

(1)當(dāng)管樁需要接長時(shí)，其入土部分樁段的樁頭宜高出地面0.8m-1.0m，便于接樁焊接操作。

(2)接樁時(shí)上下節(jié)樁段應(yīng)保持順直，錯(cuò)位偏差不應(yīng)大于2mm。

(3)管樁對(duì)接前，上下端板表面應(yīng)用鐵刷子清刷干凈，坡口處應(yīng)刷至露出金屬光澤。'(4)管樁接樁一般為"U"形坡口，可采用JM-56型的 (屈服強(qiáng)度420MPa，抗拉強(qiáng)度500MPa，延伸率22%)2或 5焊絲。焊接時(shí)宜先在坡口圓周上對(duì)稱點(diǎn)焊4點(diǎn)～6點(diǎn)，再分層施焊，施焊宜由2個(gè)焊工對(duì)稱進(jìn)行。

(5)焊接層數(shù)不得小于3層，內(nèi)層焊渣必須清理干凈后方能焊外層，焊縫應(yīng)飽滿連續(xù)。每道焊接接頭必須超前引弧以免產(chǎn)生缺陷，根部必須焊透。焊接部分不得有凹痕、咬邊、焊瘤、夾渣、裂縫等有害缺陷。表面加強(qiáng)焊縫堆高宜≤Imm，焊接后應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，發(fā)現(xiàn)有缺陷應(yīng)返工修整，同一道焊縫返修次數(shù)不得超過2次。焊縫應(yīng)連續(xù)飽滿，樁端處間隙采用厚薄適當(dāng)、加工成楔形的鐵片填實(shí)焊牢。

(6)盡可能縮小接樁時(shí)間，焊好的樁接頭應(yīng)自然冷卻后才可繼續(xù)壓樁，自然冷卻時(shí)間不宜少于8min，嚴(yán)禁用水冷卻或焊好后立即施壓。焊接接樁應(yīng)按隱蔽工程進(jìn)行驗(yàn)收。

2.5.5 送樁。本工程送樁長度為5.4m一7.0m，局部為9.5m，當(dāng)樁頂壓至接近地面需要送樁時(shí)，應(yīng)測量出樁垂直度并檢查樁頂質(zhì)量，合格后立即送樁。送樁桿的中心與管樁中心線應(yīng)吻合一致。

2.5.6 終壓。正式壓樁前，根據(jù)不同的樁機(jī)需分別對(duì)不同的樁型進(jìn)行試壓樁，確定壓樁的終壓技術(shù)參數(shù)為：以壓樁力為主要控制指標(biāo)，有效樁長為參考參數(shù)。根據(jù)樁機(jī)類型，終壓分持荷復(fù)壓和非持荷復(fù)壓，680型樁機(jī)終壓值為18MPa(5212kN)，復(fù)壓3次，總沉降量不超過10mm；700型樁機(jī)的終壓值為20MPa(5540kN)，復(fù)壓 2 次，間隔 5min，每次持荷5s，總沉降量不超過10mm。，

2.5.7 截樁。樁頭截除應(yīng)采用鋸樁器截割，嚴(yán)禁用大錘橫向敲擊或強(qiáng)行扳拉截樁。樁頂標(biāo)高偏差不得大于10em。鋸樁器為自制分抱箍和電動(dòng)切割機(jī)2個(gè)部分，抱箍為2個(gè)半圓形抱箍通過螺栓連接，抱箍為2塊鋼板和橫向短筋連接，鋼板上均布鉆孔，以固定切割機(jī)用。電動(dòng)切割機(jī)通過螺栓連接固定在抱箍上，通過手柄，進(jìn)行割樁工作，割樁時(shí)需加水，操作時(shí)需更換幾個(gè)方向。

3 靜壓樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

(1)加強(qiáng)管樁的進(jìn)場檢查驗(yàn)收工作。管樁使用前應(yīng)進(jìn)行全數(shù)的外觀檢查(樁身裂縫、端板的外觀)。管樁的吊運(yùn)應(yīng)輕吊輕放，避免劇烈碰撞，進(jìn)場的管樁應(yīng)分類(長、短)堆放整齊，墊木宜用耐壓的枕木，不得用有棱角的金屬構(gòu)件替代。管樁堆放超過2層時(shí)，應(yīng)用吊機(jī)取樁，嚴(yán)禁拖樁。當(dāng)堆放管樁不超過2層時(shí)，可拖拉取樁，但拖地端應(yīng)用廢輪胎等彈性材料保護(hù)。

(2)壓樁施工過程中，應(yīng)對(duì)周圍建筑物的變形進(jìn)行監(jiān)測，并做好記錄。

(3)對(duì)群樁承臺(tái)壓樁時(shí)，應(yīng)考慮擠土效應(yīng)。主樓群樁設(shè)計(jì)為開口式樁尖，土方開挖后檢查樁芯內(nèi)擠土約為樁長的1/3，抵消了部分?jǐn)D土效應(yīng)。采取了合理的壓樁順序，由中心向外施壓。土方開挖時(shí)采取了由四周分層均勻開挖，樁間較密的土方采用小型反鏟開挖，則土層中的擠土應(yīng)力被均勻地釋放。

(4)地質(zhì)報(bào)告表明本工程的孤石較多，對(duì)有孤石樁位采取補(bǔ)勘措施，探明孤石的大小、位置。對(duì)小孤石也可采取用送樁桿進(jìn)行引孔。

(5)根據(jù)地質(zhì)報(bào)告和實(shí)際情況確定配樁計(jì)劃，并考慮同一承臺(tái)的樁接頭位置應(yīng)錯(cuò)開。

(6)第1節(jié)樁入土垂直度偏差應(yīng)控制在0.5%內(nèi)，樁身垂直度偏差小于1%。

(7)靜壓樁的樁位復(fù)核一般在土方開挖后進(jìn)行，而土方開挖施工中未注意樁的成品保護(hù)，對(duì)樁位的影響較大。考慮土體反彈，土方開挖宜在壓樁后的2周后進(jìn)行，應(yīng)采取分層均勻開挖，每次開挖的深度應(yīng)視土質(zhì)情況確定，粘土質(zhì)土一般控制開挖深度為1.5m～2.5m，淤泥質(zhì)土的開挖深度一般控制在0.5m～1.5m。

(8)管樁與承臺(tái)間的連接是靠管樁頂部的樁芯內(nèi)填鋼筋混凝土,錨筋伸入承臺(tái)內(nèi)。管樁頂部內(nèi)壁與樁芯混凝土之間為摩擦力作用。壓樁后的留孔宜用小木板進(jìn)行覆蓋，以免樁機(jī)行走或土方開挖時(shí)土石落入管芯內(nèi)，造成以后清理困難。

(9)終壓值的控制終壓值由設(shè)計(jì)確定，一般摩擦樁以樁長為控制條件：①大于21m的端承摩擦樁以樁長為主，終壓對(duì)照；②對(duì)于14m～21m長的樁，密實(shí)砂土持力層時(shí)，應(yīng)以終壓力達(dá)118倍一2倍的設(shè)計(jì)荷載為終壓控制條件，穩(wěn)壓不少于3次，每次1min；③對(duì)于長度小于14m樁，粘土持力層時(shí)，應(yīng)以終壓力為終壓控制條件；宜連續(xù)多次復(fù)壓，特別是對(duì)樁長小于8m短樁，連續(xù)復(fù)壓的次數(shù)應(yīng)適當(dāng)增加。

結(jié)語

工程結(jié)束后，對(duì)556根管樁其中的6根抗壓樁和3根抗拔樁實(shí)行的靜載試驗(yàn)，均符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)134根樁進(jìn)行高應(yīng)變動(dòng)測檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果1O1根符合I類樁，33根為Ⅱ類樁。樁基工程質(zhì)量合格。樁基設(shè)計(jì)時(shí)宜選用標(biāo)準(zhǔn)管樁，選用非標(biāo)品，將給采購、配樁、機(jī)械選擇帶來困難。對(duì)孤石較多處宜采取補(bǔ)勘措施，減少廢樁和補(bǔ)樁，降低工程造價(jià)。合理堆放管樁，減少二次搬運(yùn)；合理安排樁機(jī)的行走路線，提高樁機(jī)的工效。壓樁后的留孔宜用小木板進(jìn)行覆蓋，以免樁機(jī)行走或土方開挖時(shí)土石落入管芯內(nèi)，造成以后清理困難。