濱海地區(qū)復(fù)雜軟基情況下超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)施工分析

謝澤輝

摘 要：在濱海地區(qū)復(fù)雜軟基土質(zhì)條件下進(jìn)行超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)工程施工，由于地質(zhì)情況比較復(fù)雜，施工中不可預(yù)見(jiàn)的因素也較多，難免出現(xiàn)異常情況，當(dāng)遇到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)長(zhǎng)徑比超過(guò)100的超長(zhǎng)預(yù)力管樁的施工時(shí)，異常情況將更為突出。因此具有針對(duì)性的施工工藝和質(zhì)量控制方法對(duì)保證施工質(zhì)量符合要求具有重要的意義。文章擬通過(guò)成功的施工案例介紹在濱海地區(qū)復(fù)雜軟基情況下如何進(jìn)行超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力管樁工程的施工，并提出保證施工質(zhì)量的防治措施。

關(guān)鍵詞：濱海地區(qū)復(fù)雜軟基；超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力管樁；施工質(zhì)量防治措施；軟基土方開(kāi)挖

中圖分類(lèi)號(hào)：TU753.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）23-0164-02

1 工程概況

珠?？萍紙@生話配套區(qū)（宿舍）一期工程，施工日期為2007年6月，該位于珠海洪灣變電廠東南側(cè)，總建筑面積約1.34萬(wàn) m2；總建筑高度為26.8 m。該工程地處濱海地區(qū)圍海回填區(qū)域，基礎(chǔ)采用Φ500 A型、Φ400 A型預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁基礎(chǔ)，共計(jì)252根，Φ500 A型樁端以強(qiáng)風(fēng)化花崗巖作為持力層，單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值為1 700 kN，Φ400 A樁端以作為持力層，單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值為1 500 kN，有效樁長(zhǎng)平均為55 m，樁端持力層進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化花崗巖≥1.5 m。地質(zhì)報(bào)告顯示：人工填土層厚度0.60～4.2 m，且未完成自重固結(jié)。其下為淤泥、粘土、淤泥質(zhì)粘土、粗砂、礫質(zhì)粘性、全風(fēng)化花崗巖、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖。其中對(duì)施工極為不利的土層為淤泥層，厚達(dá)15.1～33.3 m，和厚為2.10～8.80 m的粗砂層，呈稍密到中密狀態(tài)，給樁機(jī)施工帶來(lái)困難。

2 施工準(zhǔn)備階段情況分析

在施工準(zhǔn)備階段，通過(guò)對(duì)圖紙會(huì)審及地質(zhì)報(bào)告資料的查閱，本項(xiàng)目預(yù)應(yīng)力管樁的施工有二個(gè)特殊情況：一個(gè)是預(yù)應(yīng)力管樁設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為55 m，其長(zhǎng)徑比大于100，屬于超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力管樁；另一個(gè)是淤泥層厚達(dá)15.1～33.3 m。超長(zhǎng)管樁及超厚的淤泥層是本工程施工的難點(diǎn)，因此，施工前必須有針對(duì)性的落實(shí)可行的施工質(zhì)量控防治制措施，是保證施工質(zhì)量的前提。

本預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)工程與通常用只有二三節(jié)管樁長(zhǎng)度的普通管樁基礎(chǔ)工程相比，施工難度更大：

①樁身超長(zhǎng)，若采用錘擊樁機(jī)施工時(shí)因錘擊數(shù)次多而容易造成樁頭破壞和樁身電焊接頭損傷，對(duì)樁身造成損壞。

②樁身超長(zhǎng)及超厚的淤泥層容造成樁身傾斜，沉樁時(shí)因擠土效應(yīng)易造成樁位偏移和斷樁等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

③本基礎(chǔ)工程面層人工填土層厚薄不一（0.60～4.2 m），其下多為淤泥層，因此土方開(kāi)挖的時(shí)候土體容易蠕動(dòng)也會(huì)造成偏樁的情況出現(xiàn)。

3 施工階段針對(duì)性防治措施

建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位和設(shè)計(jì)單位應(yīng)積極配合和溝通，各方對(duì)重要工序的施工實(shí)施重點(diǎn)跟進(jìn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)與各方取得聯(lián)系，及時(shí)采取有效的防治措施。

3.1 預(yù)應(yīng)力管樁施工機(jī)械的選擇

為避免錘擊樁機(jī)施工時(shí)因錘擊數(shù)次多而容易造成樁頭破壞和樁身電焊接頭損傷的問(wèn)題，應(yīng)盡量在回填土等施工場(chǎng)地方面采取措施以改善條件以滿(mǎn)足靜壓樁基施工條件要求，采用靜壓樁機(jī)部分代替原先預(yù)計(jì)采用錘擊樁機(jī)；但對(duì)土質(zhì)為粗砂、礫質(zhì)粘性較厚的區(qū)域仍采用錘擊樁機(jī)；本工程采用靜力壓樁法和錘擊法相結(jié)合施工方法。

3.2 預(yù)應(yīng)力管樁材料的選擇

設(shè)計(jì)方除應(yīng)考慮承載要求外，還應(yīng)考慮到錘擊過(guò)程中可能會(huì)打爛樁頭，因此每根樁的最上面一節(jié)樁應(yīng)有加強(qiáng)措施（壁厚加大或用AB樁），以增加管樁的錘擊打耐受力，保證在不損壞管樁和接樁焊口的情況下達(dá)到設(shè)計(jì)要求的貫入度。

3.3 施工方案的選擇

本工程場(chǎng)地原狀土表層土為0.60～4.2 m厚的回填土，其承載能力大小不一致，根據(jù)施工圖紙的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，應(yīng)先進(jìn)行承臺(tái)基礎(chǔ)土方開(kāi)挖低于承臺(tái)底500 mm左右進(jìn)行換填處理后，再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁的施工。土方開(kāi)挖階段，為避免土方開(kāi)挖、機(jī)械移動(dòng)，設(shè)備的偏壓及先后開(kāi)挖形成的土體壓差，造成土體蠕動(dòng)，造成樁的位移和樁頂?shù)钠?；?yīng)采用長(zhǎng)臂挖土機(jī)結(jié)合人工挖土的方案，分段對(duì)承臺(tái)基礎(chǔ)和地梁土方進(jìn)行施工。

4 預(yù)應(yīng)力管樁的施工

4.1 沉樁順序

施工前制定合理的切實(shí)可行的施工順序，預(yù)應(yīng)力管樁在施壓或施打在承臺(tái)基礎(chǔ)土方開(kāi)挖和基底換填后進(jìn)行，同一幢樓先打設(shè)計(jì)深度較深的樁位，并按施工方案要求分區(qū)跳打。在同一區(qū)域內(nèi)打樁順序?yàn)橄壬詈鬁\、先密后疏、先中間后四周。

4.2 沉樁要點(diǎn)

樁基施工場(chǎng)地應(yīng)整平；樁機(jī)設(shè)備進(jìn)場(chǎng)安裝調(diào)試，樁機(jī)安放、移動(dòng)要平衡，保持樁機(jī)的垂直。

樁就位要準(zhǔn)確，壓樁或打樁前應(yīng)從正面及側(cè)面進(jìn)行垂直度調(diào)正，開(kāi)錘時(shí)應(yīng)低錘輕擊，待樁身入土1 m后要進(jìn)行二次校正。穿過(guò)淤泥層時(shí)一般會(huì)急速自由下沉，要控制好力度避免樁身打裂和損壞設(shè)備，穩(wěn)定后立刻進(jìn)行樁位及垂直度的校正。

4.3 接樁焊接

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁接樁時(shí)上下節(jié)樁段應(yīng)保持對(duì)直，錯(cuò)位偏差不宜大于2 mm。接頭焊接采用氣焊焊接，焊接時(shí)必須清理焊道，將鐵銹、泥土等雜物清理干凈方可焊接；焊接時(shí)焊縫應(yīng)飽滿(mǎn)、連續(xù)，且根部必須焊透，焊縫質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足二級(jí)焊縫的要求，若達(dá)不到要求，必須返工重焊；焊完后冷卻時(shí)間不得少于8 min，由專(zhuān)人來(lái)控制。

4.4 送 樁

在樁接近設(shè)計(jì)標(biāo)高的最后幾米時(shí)要控制好樁機(jī)終壓表讀數(shù)、錘擊力度和樁頂標(biāo)高，測(cè)定好樁的最后貫入度及樁頂標(biāo)高。

4.5 預(yù)應(yīng)力管樁施工過(guò)程中異常情況的處理措施

由于現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況比較復(fù)雜，施工中不可預(yù)見(jiàn)的因素也較多，施工時(shí)就難免出現(xiàn)異常情況，針對(duì)這種情況，我們認(rèn)真作好樁的原始記錄，監(jiān)理人員積極配合跟機(jī)旁站，從樁機(jī)就位、樁管起吊、插管、壓管、接管、送樁和樁機(jī)終壓表讀數(shù)、貫入度等幾個(gè)連續(xù)的施工過(guò)程，來(lái)嚴(yán)格控制靜壓樁成樁質(zhì)量，同時(shí)按照設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格控制樁的有效長(zhǎng)度。若發(fā)現(xiàn)管樁樁頭破碎、樁有效長(zhǎng)度不夠、成樁后樁位偏移等情況，應(yīng)立即停止施工，并通知設(shè)計(jì)單位到現(xiàn)場(chǎng)共同處理。在錘擊樁機(jī)施工過(guò)程中，進(jìn)場(chǎng)的管樁有四根樁樁頭出現(xiàn)破碎現(xiàn)象，被懷疑有質(zhì)量不穩(wěn)定的情況，經(jīng)我方匯同建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理四方共同研究，在樁基檢測(cè)時(shí)對(duì)這四根樁頭破碎的樁進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)。對(duì)因淤泥層較厚、回填土較薄，樁基施工樁頂在回填土以下致有2根樁偏位嚴(yán)重，建設(shè)、施工、監(jiān)理三方召開(kāi)工地現(xiàn)場(chǎng)辦公會(huì)，輔以“工程例會(huì)”和“專(zhuān)題例會(huì)”，及時(shí)解決施工過(guò)程中影響工程質(zhì)量的突發(fā)事件。

5 土方開(kāi)挖時(shí)的注意事項(xiàng)

①件進(jìn)入基礎(chǔ)承臺(tái)、地梁土方的開(kāi)挖階段，挖土施工方案以及采取的技術(shù)措施，都應(yīng)圍繞“避免土體應(yīng)力過(guò)快釋放，避免土體施工荷載過(guò)大，合理控制土體位移與應(yīng)力釋放”這樣的原則進(jìn)行。

②土方開(kāi)挖與樁基全部完成間隔時(shí)間應(yīng)在15 d以上。

③如遇土質(zhì)較差，宜采用人工挖土，避免挖機(jī)荷載及震動(dòng)對(duì)土體的影響。

④挖機(jī)、車(chē)輛選擇應(yīng)盡量避免采用大型設(shè)備。應(yīng)盡量選擇距離開(kāi)挖位置較遠(yuǎn)的長(zhǎng)臂挖土機(jī)及小型挖機(jī)配合開(kāi)挖，外運(yùn)土方運(yùn)輸車(chē)輛優(yōu)先選用5 t的裝載車(chē)。

⑤挖土部署中應(yīng)注意路線優(yōu)化，避免挖土機(jī)械來(lái)回重復(fù)行走。

6 目標(biāo)效果與效益

6.1 目標(biāo)效果

根據(jù)質(zhì)監(jiān)站和設(shè)計(jì)院的要求，樁基檢測(cè)項(xiàng)目如下：

①低應(yīng)變法檢測(cè)120根預(yù)應(yīng)力管樁。

②高應(yīng)變法檢Ф400預(yù)應(yīng)力管樁測(cè)9根、Ф500預(yù)應(yīng)力管樁6根。

樁基檢測(cè)結(jié)果為：

①低應(yīng)變法檢測(cè)120根預(yù)應(yīng)力管樁；樁身完整性類(lèi)別均為Ⅰ類(lèi)有107根，占受檢樁總數(shù)的89%，樁身完整性類(lèi)別均為Ⅱ類(lèi)有13根，占受檢樁總數(shù)的11%。檢測(cè)結(jié)果全部合格，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

②高應(yīng)變法檢Ф400 A型預(yù)應(yīng)力管樁測(cè)9根、Ф500 A型預(yù)應(yīng)力管樁6根。9根Ф400 A型預(yù)應(yīng)力管樁單樁豎向承載值均達(dá)到3 000 kN，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；5根Ф500 A型預(yù)應(yīng)力管樁單樁豎向承載值均達(dá)到3 400 kN，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。1根Ф500 A型預(yù)應(yīng)力管樁為Ⅲ類(lèi)樁，根據(jù)設(shè)計(jì)要求作補(bǔ)樁，并對(duì)補(bǔ)的樁作低應(yīng)變法檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果合格，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

6.2 目標(biāo)效益

實(shí)踐證明，在濱海地區(qū)復(fù)雜軟基土質(zhì)條件下進(jìn)行超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)工程的施工，采取有效的防治措施和合理的施工方法，從土方局部換填——預(yù)應(yīng)力管樁按施工方案施工——承臺(tái)基礎(chǔ)的施工整個(gè)過(guò)程均能有效地避免土體位移引起的管樁偏移、斷樁等現(xiàn)象的出現(xiàn)，在施工質(zhì)量、施工進(jìn)度及施工成本等方面均取得了良好的社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] GJ 94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 陳天豐.靜壓預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量控制和常見(jiàn)問(wèn)題的處理[J].福建建筑，2006，（2）.

[3] 陳振明，馬明.對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁錘擊法施工收錘標(biāo)準(zhǔn)的探討[J].混凝土與水泥制品，2002，（3）.

[4] 吳春菲，鄭水強(qiáng).軟土地基中預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)應(yīng)用的實(shí)踐[J].建筑結(jié)構(gòu)，2006，（11）.