某項目靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)分析

唐開清

廈門海滄城建開發(fā)有限公司（361026）

某項目靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)分析

唐開清

廈門海滄城建開發(fā)有限公司（361026）

隨著工程技術(shù)的不斷提高，預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)得到廣泛應(yīng)用和發(fā)展，這里對某項目預(yù)應(yīng)力管樁施工的質(zhì)量控制進(jìn)行論述。

靜壓；靜壓預(yù)應(yīng)力管樁；施工技術(shù)

由于靜壓樁施工具有低噪聲、無振動、無污染、施工快等特點，隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，靜壓預(yù)應(yīng)力管樁在工程上得到了應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力管樁由原來的低壓樁力、小規(guī)格管樁發(fā)展到目前高強(qiáng)度、高壓樁力、大規(guī)格的管樁，靜壓管樁的應(yīng)用更加廣泛，在大中型城市高層建筑工程中得到普遍應(yīng)用。

1 工程概況

某項目位于廈門市海滄新陽區(qū),上部為6棟11～15層小高層住宅、店面，下部設(shè)1層地下車庫、設(shè)備用房、戰(zhàn)時人防，地上總建筑面積45 243.76m2，地下建筑面積7 583.08m2,總建筑面積52 826.84m2。建筑樁基安全等級為二級，共有664根PHC500-125-A管樁、374根PHC400-95-AB管樁，抗壓承載力分別為2 000 kN和1 000 kN，抗拔承載力為350 kN。樁長為32～36m，樁頂端受力層是全風(fēng)化或強(qiáng)風(fēng)化花崗巖。標(biāo)高±0.000相當(dāng)于黃海高程7.400。

工程地質(zhì)情況如下：人工回填土3.2～10.0m；淤泥質(zhì)黏土Q4al0.9～1.2m;砂粉質(zhì)黏土、含泥中粗砂Q3al+pl11.5～16.5m；殘積砂質(zhì)黏性土Qel8.6～17.5m；全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖r510～18.5m。

2 施工技術(shù)

2.1 靜壓管樁壓樁順序

對于群體樁承臺,把擠土的反應(yīng)也考慮在內(nèi)，要先施壓，然后壓群體樁周圍少數(shù)樁的承臺；對于高低不同的樁基，按照先大樁后小樁、先深樁后淺樁的次序，盡可能地減少因為樁機(jī)不停走動給地面土層帶來的擾動，防止地面下沉；要方便喂樁、運樁，經(jīng)濟(jì)合理。這個工程分成了3個工作區(qū)域，分別為4#樓、7#樓及地下室區(qū)域，均采用一排壓樁完再下一排的逐排壓樁法。

2.2 壓樁機(jī)的選擇

壓裝機(jī)的選擇一般按1.2～1.5倍管樁極限承載力取值，靜壓樁基采用報壓式。本工程使用的壓樁機(jī)是700型和680型靜壓樁機(jī)。樁基的夾具選擇長夾具，保證夾樁時，更容易控制樁身的垂直度。壓樁的速度控制在每分鐘1.8m。為了保證壓力和夾樁的準(zhǔn)確性,樁機(jī)上的壓力表按照規(guī)定定期送檢。壓樁機(jī)送樁長度決定送樁桿的長度，考慮到壓樁過程中出現(xiàn)超過規(guī)定的送樁，所以要選擇10m和12m的送樁桿，比理論的壓樁桿長出3m。

2.3 壓樁機(jī)的流程

施工前的準(zhǔn)備→樁機(jī)的定位和測量→壓樁機(jī)就位→吊樁→對中→焊樁尖→壓樁→送樁→最終壓樁→截樁。

2.4 施工前的準(zhǔn)備

1）施工現(xiàn)場的要求：施工現(xiàn)場地面的水平度要小于1度，地面耐力要大于140 kN/m2。要鏟除樁位周圍舊建筑物的地基和混凝土地面。壓樁機(jī)要求的工作半徑以壓樁位置為中心,四周建筑物要大于1/2樁機(jī)寬度+1.0m,而且要提前保護(hù)好周圍的建筑物。

2）管樁的要求：管樁要有廠家的出場檢驗報告和合格證明，并且達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的百分之百才可以進(jìn)入施工現(xiàn)場。對管樁的外觀、樁徑、長度、壁厚、樁身彎曲度、樁端頭板的平整度、樁身強(qiáng)度以及樁身上的材料標(biāo)志等按規(guī)范進(jìn)行驗收，把好材料進(jìn)場驗收關(guān)。施工場地內(nèi)管樁的堆放要少于4層。管樁堆放在平坦、堅硬的地面上，防止因為地面問題造成管樁損壞，還要做好防滑、防滾工作。每批管樁進(jìn)場驗收合格后均進(jìn)行長度編號，以保證進(jìn)場樁數(shù)量與實際壓樁量一致。

3）樁位的定位和測量要求：放樣要依照基準(zhǔn)點，拉出6～8m的軸線控制點，把控制網(wǎng)做好以方便測量。樁位要做好明顯的標(biāo)志，樁位的測量可以有少許的偏差，單樁的偏差要保持在10mm以內(nèi)，群樁的偏差要保持在20mm以內(nèi)。

2.5 壓樁要求

2.5.1 壓樁機(jī)就位

將壓樁機(jī)移動到需要壓樁的位置，并保持水平，讓樁位與壓樁機(jī)夾具的中心相互對準(zhǔn)。

2.5.2 吊樁

吊車吊起附近的管樁，在把管樁插入壓樁機(jī)的夾具時，指揮人員指揮吊車緩緩地把管樁放進(jìn)夾具中，壓樁機(jī)師傅要適時打開夾具的夾口。在距離地面10 cm處時要停止放下管樁,夾具要夾緊管樁，放松吊鉤。夾具的壓力要小于5mPa，而且要逐次增加壓力。中心法：在地面上放置Φ50 cm的鋼筋模具，樁位和模具要中心相對，而且模具和管樁周邊也要對齊，微微提升管樁，焊接樁尖，現(xiàn)場均使用十字型樁尖。

2.5.3 壓樁

1）整根壓樁的好壞在于是否壓好第一節(jié)樁，嚴(yán)格要求管樁的角度和定位。管樁壓入時，首先依據(jù)壓樁機(jī)的水平儀把壓樁機(jī)調(diào)到水平位置，其次一定要在壓樁機(jī)的前方和左右兩側(cè)放置吊線錘或者經(jīng)緯儀，時刻監(jiān)控著管樁壓入時與水平面是否保持90度，管樁垂直度偏差要小于0．5%。如果管樁垂直度偏差大于0．5%，必須吊起壓入的管樁，依據(jù)經(jīng)緯儀的顯示調(diào)平壓樁機(jī)使管樁垂直，并且記錄經(jīng)緯儀的數(shù)值，作為下一次調(diào)平的數(shù)值。再次壓入管樁，時刻注意壓入時壓力表和管樁的變化。若出現(xiàn)異常傾斜和偏移馬上找到原因并糾正，確定壓樁角度沒有異常時，便可以逐漸增壓。

2）管節(jié)的長短要分配合理，在接樁時使樁尖遠(yuǎn)離硬持力層。管樁的接頭為2個，處于同一個承臺的接頭彼此間錯開。

3）強(qiáng)風(fēng)化巖面起伏變化大，也會使最終壓入后的管樁高低不一,這就要進(jìn)行接樁或者截樁。對于高出地面的管樁要及時截樁,截至水平面下30～50 cm，防止壓樁機(jī)來回走動給管樁帶來損壞。對于低于水平面的管樁,要等到以后挖開土地再采取接樁，根據(jù)接樁的長短采用周圍挖土接樁,或者人工挖孔等。本工程共16個承臺樁出現(xiàn)異常，經(jīng)報設(shè)計處理，需要接樁的數(shù)量為21根。

4）為了確保管樁的垂直度，壓樁過程中工作人員應(yīng)不停地測點測量。

5）壓好樁后及時砍除高出地面的管樁，禁止工作現(xiàn)場的機(jī)械碰撞樁頭。砍樁后地面留下的孔洞要及時填好，防止壓樁機(jī)走后導(dǎo)致地面沉陷。認(rèn)真記錄壓入管樁所使用壓力的讀數(shù)和壓樁的時間，以此判定管樁的承受力和質(zhì)量。

2.5.4 接樁

工程中接頭使用的是二氧化碳保護(hù)焊，二氧化碳純度要高于99．5%，否則會產(chǎn)生氣孔或者焊縫機(jī)的性能下降。篷布防風(fēng)措施要提前做好。接樁示意圖如圖1。

圖1 接樁示意圖

1）在給管樁增加長度時，管樁的樁頭高出水平面80～l00 cm，方便接樁的順利進(jìn)行。

2）接樁前，兩樁對接面用鐵刷子刷洗至露出金屬光澤。

3）接樁時兩樁中心對齊，錯位偏差控制在0．02 cm以內(nèi)。

4）接樁是“U”形坡口,使用JM—56型的Φ215焊絲。焊接時先在坡口對點焊4～6點，然后分層焊接，并由兩個焊工對點焊接。

5）焊接層數(shù)多于3層，外層焊接前清理干凈內(nèi)層的焊渣，焊縫連續(xù)充實。每道接頭提前引弧防止缺點的產(chǎn)生，根部焊透。焊接的位置不出現(xiàn)焊渣、焊瘤、裂縫等對接頭有害的缺點。加強(qiáng)焊縫不可以堆高超過1mm。焊接后應(yīng)對外表進(jìn)行檢查，如有缺點重新修整。

2.5.5 壓樁

工程中壓樁長度為30～34m，在管樁頂壓至水平面并且還要送樁時，檢查管樁頂質(zhì)量，測量管樁與水平面的垂直度，合格以后方可送樁。管樁與送樁桿中心線應(yīng)吻合。

由于現(xiàn)場地質(zhì)情況復(fù)雜,場地內(nèi)約有10m厚的人工填土還有大小各異的石塊等回填物。場地下15～25m深度范圍內(nèi)有砂質(zhì)黏性土，主要是由花崗巖原地風(fēng)化殘積而成，原巖結(jié)構(gòu)可掰，干強(qiáng)度及韌性中等，呈硬塑狀態(tài)。在試樁及4#樓剛開始壓樁階段尚為順利，但在隨后的壓樁過程中多處配樁2節(jié)約10～15m、配樁3節(jié)約20余米時，出現(xiàn)樁基壓力表的指數(shù)忽然升高、降低現(xiàn)象。后經(jīng)初步判斷可能遇見了地下障礙物，主要是為較厚的砂層，厚度大而無法順利穿透，導(dǎo)致樁身斷裂，無法施壓。針對此種地質(zhì)情況，及時召開設(shè)計、地勘等參建單位專題會議，根據(jù)施工現(xiàn)場出現(xiàn)的異常情況，在各方分析研究的基礎(chǔ)上，提出了相應(yīng)的解決方案：使用步履式長螺旋鉆機(jī)引孔設(shè)備,這種設(shè)備能360°自由旋轉(zhuǎn),自動式起架，采用三環(huán)動力頭提供轉(zhuǎn)速引孔，將場地下約22m深度范圍內(nèi)存在的砂層穿透，邊引孔邊跟進(jìn)壓樁。經(jīng)大面積引孔，雖然施工進(jìn)度受到了一定影響，但解決了無法壓樁問題，保質(zhì)保量地完成了施工任務(wù)。

2.5.6 最終壓樁

壓樁主控制參數(shù)為壓樁力，參考參數(shù)為有效樁長。PHC500-125-A管樁終壓力為4 200 kN，PHC400-95-AB管樁終壓力為2 300 kN。依據(jù)不同的壓樁機(jī)，經(jīng)3次復(fù)壓，總體沉降量少于4 cm。

2.5.7 截樁

樁頭的截除禁止使用大錘強(qiáng)行敲擊管樁，應(yīng)使用鋸樁器切割。管樁的標(biāo)準(zhǔn)高度偏差小于0.1m。鋸樁器由電動切割機(jī)和抱箍組成，抱箍由兩個螺旋的半圓連接，鋼板上均布鉆孔，鉆孔用來固定切割機(jī)。電動機(jī)切割機(jī)也螺旋連接在抱箍上，使用手柄截割樁頭，割樁時要多換幾個方向并不時加水。

3 靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工質(zhì)量控制要點

1）加強(qiáng)管樁進(jìn)入施工現(xiàn)場的驗收。管樁在使用前要進(jìn)行樁身、樁板、裂縫等外觀檢查。管樁的墊木要使用耐壓的枕木，不能使用金屬構(gòu)件。進(jìn)入施工現(xiàn)場的管樁要按長、短分開擺放整齊，調(diào)運要輕拿輕放，防止猛烈的碰撞。管樁堆積大于2層時，要使用吊機(jī)進(jìn)行取樁，不可以拖樁。堆積少于2層時，可以用有彈性的材料進(jìn)行保護(hù)然后拖拽。

2）在壓樁過程中，要認(rèn)真觀察四周建筑物是否變形，做好記錄。

3）本工程的孤石較多，對有孤石樁位采取補(bǔ)勘措施，探明孤石的大小、位置。對小孤石也可采取用送樁桿進(jìn)行引孔。

4）根據(jù)地質(zhì)報告和實際情況確定配樁計劃，同一承臺的樁接頭位置應(yīng)錯開。

5）第一節(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%。

6）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)，對樁位的影響較大?？紤]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，黏土質(zhì)土的開挖深度一般控制在1.5～2.5m，淤泥質(zhì)土的開挖深度一般控制在0.5～1.5m。

7）管樁與承臺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覆蓋，以免樁機(jī)行走或土方開挖時土石落入管芯內(nèi)，造成以后清理困難。

8）終壓值的控制：終壓值由設(shè)計確定，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，終壓對照。②對于14～21m長的樁，密實砂土持力層時，應(yīng)以終壓力達(dá)1.8～2倍的設(shè)計荷載為終壓控制條件。穩(wěn)壓不少于3次，每次1min。③對于長度小于14m樁，黏土持力層時，應(yīng)以終壓力為終壓控制條件，宜連續(xù)多次復(fù)壓，特別是對樁長小于8m短樁，連續(xù)復(fù)壓的次數(shù)應(yīng)適當(dāng)增加。

4 結(jié)語

在工程中靜壓預(yù)應(yīng)力管樁的質(zhì)量問題需要及時通過檢測分析，確定問題所在，采取適當(dāng)措施給予解決。對靜壓預(yù)應(yīng)力管樁問題要注重預(yù)防，在問題沒有出現(xiàn)之前就采取合理有效的預(yù)防措施來保障靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工安全，同時要對施工加強(qiáng)管理,最大限度地減少靜壓預(yù)應(yīng)力管樁質(zhì)量問題，確保工程能夠又快又好的進(jìn)行。

[1]王瑞輝.淺析某建筑工程施工中靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,201l(02)．

[2]陳亞東.靜壓預(yù)制樁施工及質(zhì)量控制[J].科技信息,2011 (08)．

[3]黃俊坤.靜壓預(yù)應(yīng)力管樁常見施工質(zhì)量問題及防治措施[J].中國城市經(jīng)濟(jì),2011(08).

取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，而且施工全過程處于安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的可控狀態(tài)，在安全生產(chǎn)、文明施工及環(huán)境保護(hù)等方面的管理都提升了一個層次，無安全事故、質(zhì)量事故發(fā)生，工程質(zhì)量和觀感效果得到有效保證。