關于工程灌注樁試樁樁體與樁頭處理一次成型的施工工藝

何海峰 馬博恒 葛玉祥

摘要：工程灌注樁試樁樁體與樁頭處理一次成型的施工方法，涉及所有樁基工程的基樁可靠性試驗與檢測項目，以往工程試樁樁體與樁頭兩步成型制作，不可避免地存在兩者材料的不均一性和二者人為弱面問題，其試驗檢測結果受其缺陷因素影響與實際工程基樁工程力學特征具有一定的偏差，不同程度地影響了試驗結果的可靠度；其次樁頭養(yǎng)護的時間效應和必須投入的材料浪費極大地影響了工程總運營周期，造成的經濟損失巨大。樁體與樁頭處理一次成型的施工方法降低了兩步法的缺陷影響因素，極大地提高了試驗和檢測的可靠性，同時由于縮短試驗周期提高工程效率，兩者的綜合效應具有潛在與直接的顯著經濟效益。

關鍵詞：試樁 灌注樁樁頭 一次成型 運營周期

中圖分類號：TU74文獻標識碼：A 文章編號：

1.前言

用于不同目的的工程灌注樁，為保證基樁設計和施工質量的可靠性，或于施工前為修改設計參數提供依據，或于工后檢測施工質量是否可靠，均需根據樁基承載類型進行基樁極限承載力和樁體質量檢驗。

試樁檢測內容，包括：①基樁豎向極限承載力靜荷載試驗；②基樁水平極限靜荷載試驗；③基樁沉渣和樁體完整性檢驗。實踐證明，影響這些試驗和檢測質量可靠性的因素中，樁頭處理成型質量是關鍵因素，而樁頭成型制作工藝是決定其質量優(yōu)劣的決定因素。以往的樁頭成型制作工藝是，先按設計完成試樁樁體，待其具有一定強度后，將樁頭部位的樁頂鑿毛處理并洗凈，按樁頭設計要求澆注樁頭，之后養(yǎng)護至規(guī)定時間要求時，進行上述試驗。這種兩步法的弊端是：1)樁頭和樁體雖用同型號砼，但兩次是在不同時間完成的，材料性質、配比和凝固時間存在一定的差異性，致使兩部分的強度和變形存在一定的差異；2）兩部分界面雖經處理，但樁頭澆注凝固產生的漿體必賦存于界面。其綜合效應是接觸界面必為天然的弱面，其強度和變形直接影響檢測試驗質量，尤其是水平靜載試驗；3）兩步法必增加樁體和樁頭的養(yǎng)護時間，這對工程緊迫及氣候條件惡劣條件下的養(yǎng)護費用和工程工期影響極大。

由于上述弊端直接影響著試樁樁頭成型制作質量，試樁失敗實例屢見不鮮，如遇失敗會造成嚴重的不良后果。①尤其是大噸位試樁，做一組試驗需經費數十萬元，一旦失敗則會造成巨大的經濟損失；②時間效應問題：大噸位試樁，完成樁體至樁頭整個過程至少需1個多月。若失敗，再循環(huán)這一過程，2個月時間即白白浪費，作為大型工程，其經濟損失巨大。

鑒于上述，通過反復試驗探索，將試樁樁頭成型制作工法改成一步完成，可顯著降低兩步法弊端中1)和2）發(fā)生的概率，提高檢測質量，同時可大大縮短檢測周期，具有顯著的經濟效益。

2.樁體與樁頭一次成型工藝

2.1 施工過程簡述

為使試樁試驗的檢測結果更符合實際，縮短試驗的檢測周期，該工藝采用的方案是工程灌注樁試樁樁體與樁頭一次成型，其具體的施工過程如下：

第1步進行樁孔施工，保證各項指標滿足規(guī)范及設計要求。第2步通過先期檢驗在保證鋼筋籠材料與制作質量的前提下安設鋼筋籠。第3步安裝鋼護筒（鋼護筒壁厚4mm，長度1.5-2.0倍的樁徑，鋼護筒直徑與設計的樁徑相同，護筒示意見圖1），其技術要求：①將鋼護筒套于樁頂預留鋼筋籠外側，放平居中，四周應與鋼筋籠間隙一致；②鋼護筒與鋼筋籠頂端一致，二者用相當于砼保護層厚度一致的φ16的鋼筋點焊（均勻分布），在保證安全牢固的前提下焊點不宜太多，便于后期鋼護筒拆除。第4步在鋼筋籠下設和鋼護筒結束時，應進行測量標定，鋼護筒頂面一定要水平。第5步，混凝土澆筑按有關規(guī)范規(guī)程實施，水下混凝土澆筑時，導管盡量不要碰鋼筋籠及鋼護筒。待混凝土澆注至鋼護筒頂面時，澆筑直至混凝土把樁頂的沉渣、浮漿全部頂上來之后停澆。第6步人工清除樁頂浮漿，直到新鮮的混凝土，一般大約鋼護筒內的混凝土得清理掉0.5m。第7步用塑料布蓋住鋼護筒進行樁頂保護，以免提拔鉆孔的護筒等工作所帶泥皮等雜物落于鋼護筒內。第8步安裝鋼筋網片，此時繼續(xù)澆筑砼至安設鋼筋網片的高度，然后安放鋼筋網片，一般網片用φ10的鋼筋制作，網格間距10×10cm；通常需要安設2層鋼筋網片，首層位于鋼護筒下15cm，安好后邊澆邊振，安好第1層鋼筋網片待砼澆至鋼護筒頂下5cm時壓入第2層鋼筋網片。第9步待第2層鋼筋網片成功安放后，采用人工初步抹平樁頭頂面，用塑料布和草簾子覆蓋。待混凝土初凝后，一般約1小時左右，再次將樁頭抹平。第10步樁頭及其周圍防護，人工清理鋼護筒周圍砼，用干燥粉土回填，樁頂用塑料布、草簾覆蓋，其上覆土進入養(yǎng)護期。

圖1 樁頭鋼護筒大樣圖

2.2施工工藝流程

基于前述2.1節(jié)，具體施工工藝流程用框圖形式表示見圖2。

3. 效果對比

3.1采用一次成型的樁頭比采用二次成型的樁頭整體性強，工作連續(xù)，樁體不存在接茬，水平靜載等試驗效果好。

3.2省時省工，若冬季施工時養(yǎng)護的好，不易發(fā)生二次開挖后凍壞樁頭的現象；并且比做檢測時再做樁頭節(jié)省工期。

3.3節(jié)省材料，一般一次成型的樁頭制作不會浪費材料。而二次成型的樁頭在后期會有材料浪費，如采購高強混凝土、速凝劑等費用。

圖2 施工工藝框圖

4. 結論

該工藝有益效果是：樁頭質量可靠，減少了兩步法的弊端，檢測結果更符合實際，使樁基設計參數更可靠，施工質量更安全，保證了試驗的成功率；大大縮短了檢測周期和工程總運行周期，同時可節(jié)省二次成型樁頭制作高昂的材料浪費，具顯著的經濟效益和廣泛的社會效益。

注：文章內所有公式及圖表請用PDF形式查看。