靜壓管樁在某項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用

沈國(guó)裕

廈門(mén)高誠(chéng)建設(shè)監(jiān)理有限公司（361000）

靜壓管樁在某項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用

沈國(guó)裕

廈門(mén)高誠(chéng)建設(shè)監(jiān)理有限公司（361000）

主要結(jié)合某工程實(shí)例，針對(duì)靜壓管樁施工要點(diǎn)進(jìn)行分析與探討，重點(diǎn)針對(duì)復(fù)雜環(huán)境下靜壓管樁的施工技術(shù)進(jìn)行探討，并提出一些常遇問(wèn)題及控制辦法，以供實(shí)踐參考。

靜壓管樁;龍巖;應(yīng)用；斷樁

0 前言

預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)的施工主要有兩種方法，一種為錘擊管樁，一種為靜壓管樁。錘擊管樁具有設(shè)備簡(jiǎn)單、施工方便的優(yōu)點(diǎn)，但是對(duì)于樁的垂直度以及樁位偏差的控制不是十分精確，容易使樁頭破碎。相對(duì)而言，靜壓管樁具有較多的優(yōu)點(diǎn)，全液壓式壓樁機(jī)靜壓預(yù)制樁施工法是我國(guó)獨(dú)有的沉樁工法，對(duì)于樁的垂直度及樁位偏差的控制比較好，并且能夠在壓樁的過(guò)程中直接顯示壓力值，有利于對(duì)于單樁承載力的控制，但是樁機(jī)設(shè)備比較昂貴。近些年，隨著高層建筑在越來(lái)越多,靜壓管樁以其施工速度快、樁型造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。

1 工程概況

某工程建設(shè)項(xiàng)目總占地面積約為38公頃。

場(chǎng)地建筑的工程地質(zhì)條件為:素填土層，松散，強(qiáng)度不均勻，分布局限，不可做為擬建建筑物的基礎(chǔ)持力層。粉質(zhì)黏土層，軟塑～可塑，局部夾粉砂薄層，標(biāo)貫擊數(shù)0.9～3.8擊，平均2.0擊，具中等～高壓縮性。分布普遍，強(qiáng)度低，厚度小，多位于凍層之上，不宜作為建筑物的基礎(chǔ)持力層。粉砂夾粉質(zhì)黏土層松散，夾粉質(zhì)黏土薄層，軟塑～可塑，標(biāo)貫擊數(shù)1.8～13.2擊，平均4.4擊，中等～嚴(yán)重液化，分布不連續(xù)，不經(jīng)處理不可作為建筑物的基礎(chǔ)持力層。粉質(zhì)黏土粉砂互層，粉質(zhì)黏土軟塑，粉砂松散，標(biāo)貫擊數(shù)0.4～7.6，平均1.9擊，具中等～高壓縮性，分布普遍，為軟弱土層，作為下臥層時(shí)應(yīng)對(duì)其進(jìn)行變形和強(qiáng)度驗(yàn)算。粉砂夾粉質(zhì)黏土層，稍密，夾粉質(zhì)黏土薄層,軟塑～可塑,標(biāo)貫擊數(shù)3.6～25.1擊，平均9.2擊，具輕微液化，分布不連續(xù)，埋藏較深，為一般地基土。粉質(zhì)黏土層，可塑，局部硬塑，標(biāo)貫擊數(shù)2.8～19.6擊，平均5.8擊，具中等壓縮性，埋藏深，分布較普遍，為一般地基土，作為下臥層時(shí)應(yīng)對(duì)其進(jìn)行變形和強(qiáng)度驗(yàn)算。粉質(zhì)黏土夾粉砂層，可塑，底部硬塑，夾粉砂，中密，標(biāo)貫擊數(shù)4.9～36.4擊，平均12.0擊，強(qiáng)度較高，具中等壓縮性，埋藏深，為一般地基土。粉細(xì)砂層，中密～密實(shí)，標(biāo)貫擊數(shù)10.5～130.2擊，平均56.8擊，分布普遍，為較好的基土及樁基礎(chǔ)持力層。

2 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

由于有淤泥質(zhì)土層的存在，若采用鉆孔灌注樁，比較容易造成塌孔，成樁比較困難。采用靜壓管樁可以大大節(jié)省工期，還可以節(jié)省造價(jià)。因此本工程采用預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，其中除國(guó)際交流中心采用PHC－AB500(125)－39、主樓采用PHC－AB500(100)－27以外，其余單體均采用PHC－AB400(95)－27型管樁。樁數(shù)共計(jì)13 000余根。國(guó)際交流中心單樁豎向承載力特征值Ra=2000 kN,主樓單樁豎向承載力特征值Ra=970 kN，其余單體單樁豎向承載力特征值Ra=700 kN，樁頂標(biāo)高為－2.450 m±0.000，相當(dāng)于4.15 m。樁端持力層為粉細(xì)砂層。樁端進(jìn)入持力層不小于800 mm。

3 樁基礎(chǔ)施工

1）施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

靜力壓樁對(duì)于地基承載力有著較高的要求，一般樁機(jī)自重以及配重要達(dá)到單樁承載力特征值的2.5倍左右，以保證壓樁過(guò)程中樁機(jī)不會(huì)翹起。因此在管樁施工前，應(yīng)對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整，鋪設(shè)山皮石，滿足樁基行走和施工的要求。進(jìn)行圖紙會(huì)審，確認(rèn)圖紙無(wú)誤后方可施工。對(duì)進(jìn)場(chǎng)的管樁進(jìn)行檢驗(yàn)，并認(rèn)真作好記錄,對(duì)于不滿足要求的管樁應(yīng)立即返廠。并對(duì)施工需要的其他工具，比如全站儀、棱鏡、電焊機(jī)等進(jìn)行檢查。

2）測(cè)量放線

按照設(shè)計(jì)的點(diǎn)位，用全站儀采用絕對(duì)坐標(biāo)對(duì)樁位進(jìn)行放樣，并且對(duì)所放的軸線進(jìn)行復(fù)核?？梢圆捎娩摼沓邔?duì)樁位進(jìn)行加密，以節(jié)省工作量，放線的精度滿足施工要求。對(duì)于已經(jīng)確定的點(diǎn)位撒上白灰或者打上木樁。最后由專(zhuān)業(yè)監(jiān)理工程師進(jìn)行點(diǎn)位的復(fù)核，確認(rèn)無(wú)誤后方可進(jìn)行管樁的施工。

3）吊樁壓樁

樁機(jī)通過(guò)履帶行走到已放好的點(diǎn)位后，起吊管樁。管樁通常采用兩點(diǎn)或三點(diǎn)起吊，起吊過(guò)程中要保證管樁受力均勻，平穩(wěn)，防止管樁斷裂。管樁對(duì)準(zhǔn)樁位矯正以后，開(kāi)始進(jìn)行壓樁。壓樁過(guò)程中要注意控制沉樁的速度。沉樁速度不宜過(guò)快，以防止對(duì)地基土的擾動(dòng)過(guò)大，造成底面隆起，影響相鄰樁的施工。控制沉樁壓力值為兩倍的承載力特征值。在沉樁過(guò)程當(dāng)中，要隨時(shí)用全站儀或經(jīng)緯儀校驗(yàn)樁身的垂直度。施工宜采用隔一打一或隔二打一。

4）接樁

由于單根管樁最長(zhǎng)樁長(zhǎng)15米，因此一般施工前要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)配樁。接樁一般采用氣體保護(hù)焊進(jìn)行焊接。焊接前要對(duì)樁頭進(jìn)行清理，上下兩節(jié)樁對(duì)齊之后進(jìn)行施焊，保證焊縫飽滿。焊縫經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)監(jiān)理工程師檢查并記錄以后方可繼續(xù)壓樁。

5）送樁

由于樁頂標(biāo)高一般都在底面以下，因此最后還需要進(jìn)行送樁。當(dāng)樁頭離底面還有1 m左右時(shí)，加上定位板，送樁可以選用相同樁徑的管樁。送樁與壓樁間隔的時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以防止樁周土收到擾動(dòng)后重新固結(jié)，增加送樁的難度。

4 樁基礎(chǔ)檢測(cè)

樁基礎(chǔ)的檢測(cè)主要包括低應(yīng)變檢測(cè)樁身完整性以及樁身承載力的檢測(cè)兩部分。低應(yīng)變檢測(cè)的樁數(shù)量應(yīng)當(dāng)滿足JGJ 106－2003中3.34條的規(guī)定:

1）柱下三樁或三樁以下的承臺(tái)抽檢樁數(shù)不得少于1根。

2）設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，或地質(zhì)條件復(fù)雜、成樁質(zhì)量可靠性較低的灌注樁，抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的30%，且不得少于20根。其他樁基工程的抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的20%，且不得少于10根。

圖1 PHC-AB400(95)-27管樁Q-S曲線

樁基單樁豎向承載力的檢測(cè)采用靜載試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量為同一條件下不應(yīng)少于3根，且不宜少于總樁數(shù)的1%。當(dāng)工程樁總數(shù)在50根以下時(shí)，不應(yīng)少于2根。施工結(jié)束以后對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)管樁按照要求進(jìn)行了靜載檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果均滿足要求，PHC－AB400(95)－27管樁Q－S曲線見(jiàn)圖1。

根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94－2008)5.3.5規(guī)定:當(dāng)根據(jù)土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系確定單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，宜按按公式(1)進(jìn)行估算:

式中:qsik——樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值；ppk——極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；u——樁身周長(zhǎng)；li——樁周第i層土的厚度；Ap——樁端面積。

以PHC－AB400(95)－27為例，根據(jù)各層巖土地基承載力特征值（見(jiàn)表1），可以估算出管樁的單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為:

Quk=π×0.4×(13×2+14×13+16×5+22×2+23×3+ 40×2)+2 800×π×(0.22－0.152)=830.42 kN

對(duì)于PHC－AB400(95)－27型管樁設(shè)計(jì)要求的單樁豎向承載力特征值為:Ra=700 kN，而通過(guò)規(guī)范計(jì)算的單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值為830.42 kN,大于設(shè)計(jì)值，能夠滿足設(shè)計(jì)的要求。

5 靜壓管樁常遇問(wèn)題及控制辦法

5.1 樁身斷裂控制

該工程在沉樁過(guò)程中,樁身突然傾斜錯(cuò)位。當(dāng)樁端處土質(zhì)條件沒(méi)有特殊變化，而貫入度逐漸增大或突然增大，這時(shí)可能是樁身發(fā)生斷裂（見(jiàn)圖2）。本工程在實(shí)際操作中就遇到這種情況。

圖2 段樁示意圖

控制辦法:

表1 各層巖土地基承載力特征值一覽表

1）施工前應(yīng)將樁位下的障礙物清理干凈，必要時(shí)對(duì)每個(gè)樁位進(jìn)行釬探了解；

2）在穩(wěn)樁過(guò)程中,如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應(yīng)及時(shí)糾正，樁壓入一定深度后發(fā)生嚴(yán)重傾斜時(shí)，不得采用移機(jī)架的方法來(lái)校正；

3）樁在堆放、吊運(yùn)過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，發(fā)現(xiàn)樁開(kāi)裂超過(guò)有關(guān)規(guī)定時(shí)不得使用。

5.2 沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的控制

管樁設(shè)計(jì)時(shí)是以最終貫入度和最終樁長(zhǎng)為施工的最終控制。一般情況下，以一種控制標(biāo)準(zhǔn)為主，以另一種控制標(biāo)準(zhǔn)為參考，有時(shí)沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)的最終控制要求。

控制辦法:

1）詳細(xì)探明工程地質(zhì)情況，必要時(shí)應(yīng)補(bǔ)勘，合理選擇施工機(jī)械、施工方法及壓樁順序；

2）防止樁身斷裂。

5.3 樁頂位移控制

沉樁時(shí),相鄰的樁產(chǎn)生橫向位移或樁身上浮?？刂妻k法:

1）采取降水或排水措施；

2）采取先開(kāi)挖基坑后壓樁的措施。

5.4 接樁處松脫開(kāi)裂的控制

沉樁時(shí)接樁處出現(xiàn)松脫開(kāi)裂現(xiàn)象。