淺談預應力混凝土管樁施工中常見的質量問題及預防措施

王智勇

廈門市杏林建發(fā)工程監(jiān)理有限公司（361000）

淺談預應力混凝土管樁施工中常見的質量問題及預防措施

王智勇

廈門市杏林建發(fā)工程監(jiān)理有限公司（361000）

預應力混凝土管樁是一種相對成熟的基礎工程施工方法。該施工方法有PHC、PC、PTC三種工藝，且質量穩(wěn)定易于控制，單位承載力高，施工方便快速，價格合適，在珠三角和長三角應用很廣泛，。這里就預應力混凝土管樁施工常見的質量問題和預防措施作簡單介紹，以期給同行參考。

預應力混凝土管樁；質量；預防措施

0 引言

預應力混凝土管樁是當代混凝土施工技術進步與高新工藝水平發(fā)展相結合的一種預制混凝土樁。工程上對預應力混凝土管樁強度要求很高，一般最低是C60,在施工中只要保證其垂直度,預應力混凝土管樁是不會斷掉的。若管樁是C80的混凝土，強度可以達到100MPa[1]。

1 預應力混凝土管樁的發(fā)展現(xiàn)狀

近十年,預應力混凝土管樁在我國的長三角、珠江三角、渤海灣工業(yè)廠房、民用建筑中應用廣泛。預應力混凝土管樁施工工藝簡單、施工質量容易控制,多用于軟弱地基，在港口工程中應用較多。沉樁工藝有兩種:靜壓和錘擊。目前長三角地區(qū)以靜壓樁為主。就上海地區(qū)而言，PHC-500（100）管樁單樁豎向承載力可達2000kN。PHC-A500（100）管樁價格為105元/m，施工費用約為15元/m。

2 預應力混凝土管樁的設計

預應力混凝土管樁包括高強預應力混凝土(PHC)管樁、預應力混凝土(PC)管樁、預應力混凝土薄壁(PTC)管樁以及用于錨桿靜壓的短節(jié)預應力管樁。管樁直徑300～600mm，其制作要求應符合有關標準的規(guī)定[2]。

30層以上或高度超過100m的高層建筑，采用預應力混凝土管樁基礎時，應通過專門論證。

3 預應力混凝土管樁的施工

3.1 施工程序

測量定位→樁機就位→復核樁位→吊樁插樁→樁身調直對中→靜壓沉樁→接樁→再靜壓沉樁→送樁→終止壓樁→樁檢驗→切割樁頭→填充管樁內的細石混凝土。

3.2 施工要點

1）靜力壓樁單樁豎向承載力，可通過樁的終止壓力值來判斷，然后利用系數(shù)和終止壓力，求出單樁豎向承載力的標準值。如判斷的終止壓力值不能滿足設計要求，應立即采取送壓加深處理或補樁措施。壓力表的壓力達到單樁承載力2.7倍時，即停止壓樁。

2）壓樁應連續(xù)進行，采用硫磺膠泥接樁間歇不宜過長，接樁面應保持干凈，澆筑時間不應超過2 min。上下中心線應對齊，偏差不大于10mm。節(jié)點矢高不得大于1%樁長。

3）調校樁的垂直度是沉樁質量的關鍵。插樁在一般情況下入土30～50cm為宜，然后進行調校。在沉樁過程中應隨時觀察樁的進尺變化，如地質層有障礙物、樁桿偏移時，應采取措施逐漸調直。

3.3 沉樁線路的選定

為使壓樁中各樁的壓力阻力基本接近，入樁線路應選擇單向行進，不能從兩側往中間進行。這樣可避免地基土上溢使地表升高，又不致因土的擠壓造成部分樁身傾斜，保證了群樁的工作基本均勻并符合設計值。

3.4 管樁與承臺的連接方式

工程管樁與承臺采用剛接。管樁的樁頭采用專用工具鋸斷，斷口平齊，在樁頭的樁管內填充4200 mm高的C30細石混凝土，并在混凝土中均勻插入6Φ14鋼筋與承臺連接。

4 預應力混凝土管樁的質量問題

4.1 樁頭破碎

1）樁的質量問題。施工現(xiàn)場僅能根據(jù)施工規(guī)范對成品樁進行外觀質量檢查，但樁材內在質量問題施工現(xiàn)場是很難檢查的。施工現(xiàn)場應重點檢查預應

力主筋的墩頭是否高出樁端面以及樁法蘭盤附近是否出現(xiàn)空洞。對于樁法蘭盤附近是否出現(xiàn)空洞可根據(jù)敲擊聲音判斷。

2）打樁問題。在打樁過程中，樁身傾斜或者樁頂與接觸面不在同一個平面，容易引起樁的不均勻受力而發(fā)生破碎。打樁過程中樁頂受到適當均勻的錘擊力是順利沉樁的關鍵，正常施工時樁頂應均勻地承受錘擊。在樁頂局部面積受力或承受超允許數(shù)量錘擊的狀態(tài)下，超應力作用于樁頂易引起樁頭破碎。

3）施工疏忽。樁帽的接觸點沒有放置墊木，施工規(guī)范中要求樁帽與樁頭之間要設置墊木，避免樁頭與混凝土直接接觸。如果施工人員忘記放置墊木的話，就可能造成樁頭破碎。

4.2 樁身破損斷裂或出現(xiàn)裂紋

1）樁在制作過程中所存在的質量問題是導致打樁過程中出現(xiàn)樁身破損斷裂或出現(xiàn)縱向裂紋的主要原因。樁材內在質量缺陷則表現(xiàn)在混凝土強度不滿足設計要求、高壓蒸養(yǎng)等生產工藝欠佳和鋼材存在質量缺陷。某些斷樁或出現(xiàn)縱向裂紋等質量問題往往是由內在質量缺陷引發(fā)的。

2）打樁施工不當引起的斷樁或縱向紋裂。沉樁過程中若樁身傾斜過大，地面以上樁身因缺乏側向約束易出現(xiàn)樁身豎向失穩(wěn)而導致斷樁。多節(jié)樁接樁施工中，由于樁身不垂直、接樁不直，樁中心線成折線形，錘擊作用下可能斷樁。

3）地質及設計原因造成沉樁質量問題。地質勘察的勘探孔不可能做到與實際地質情況完全一致，有可能出現(xiàn)樁尖實際已進入持力層，而地質資料卻表明樁尖還未進入持力層的問題。在這種情況下，仍堅持原設計施工，則有可能出現(xiàn)樁因錘擊過大而斷樁。

4.3 沉樁達不到設計控制要求

1）勘察設計單位由于勘察資料太粗或有誤，與實際地質情況有較大的出入，使得樁尖實際已經(jīng)進入持力層，而從勘察資料方面反映沉樁還不到設計標高。

2）采用陳舊樁錘或長時間連續(xù)作業(yè)，使錘體發(fā)熱；樁帽緩沖層過厚，造成錘擊力不足；打樁錘太小，造成錘擊力不足。

3）沉樁時遇到堅硬的障礙物或較厚的硬隔層，樁頭被擊碎或樁身被打斷，無法繼續(xù)施打使得沉樁達不到設計控制要求,后打的樁無法達到設計深度，先打的樁上浮，嚴重時還造成斷樁。

5 預應力混凝土管樁的預防措施

1）按現(xiàn)行新編國家相關規(guī)范、標準規(guī)定，充分考慮到提高樁基的抗震性能，在樁頂與承臺的連接部位及有液化土層時軟硬土交接區(qū)段，要采取加強構造措施。

2）為便于工程選用樁型，不同規(guī)格和型號樁的樁身偏心受壓N-M曲線和管樁設計要根據(jù)示例圖來選用。

3）預應力混凝土管樁可用錨桿靜壓方法在建筑物內施工，樁段長度及配筋應視工程具體情況進行設計，樁徑宜為300～400mm。

4）樁豎向靜載荷試驗綜合確定。單樁豎向抗壓承載力特征值應通過單樁豎向靜載荷試驗確定。試驗數(shù)量不少于總樁數(shù)的1%且不應少于3根，總樁數(shù)50根以下者不應少于2根。對傾斜率超過1%的樁、低應變檢測樁身存在缺陷的樁、偏位超限的樁，未經(jīng)處理不得使用。

5）接樁處理時，受壓樁接樁時外包混凝土應延伸至樁頂以下一倍樁徑且不小于0.5m，混凝土強度等級應經(jīng)計算確定且不應低于C30，配筋及構造應符合相關標準的要求[4]。

6）樁基礎設計時，須根據(jù)上部荷載、工程地質條件等綜合考慮，多方案比較后方可采用。同一工程中樁的規(guī)格、型號不應太多，以免造成施工錯誤。

7）壓樁機應根據(jù)土質情況配足額重量或選用相應的液壓樁機。若采用焊接法接樁時，須分層均勻地將套箍對焊的焊縫填滿，焊畢停歇1min即可進行沉樁。

8）為減少靜力壓樁的擠土效應，可設置袋裝砂井、塑料排水板或隔離板樁，以消除部分超孔隙水壓力，減少擠土現(xiàn)象。在壓樁過程中應加強對鄰近建筑物、地下管線的觀測、監(jiān)護。

6 結語

國內外預應力混凝土管樁的發(fā)展情況已經(jīng)有十多年的實踐經(jīng)驗,預應力混凝土管樁的分類、原材料選擇、制造工藝與設備、結構設計方法等都得到了長足的發(fā)展，但是質量檢驗、常見質量弊病以及片面追求工期等問題還有待解決。

[1]張曙輝.關于預應力混凝土管樁承載力的探討[J].內蒙古質量技術監(jiān)督,2000(06).

[2]張明義,時偉,王崇革,彭林君.靜壓樁極限承載力的時效性[J].巖石力學與工程學報,2002(S2).

[3]叢欣福.預應力混凝土管樁在砂土中豎向承載力的研究[D].武漢理工大學,2007.

[4]聶重軍.預應力混凝土管樁成套技術研究[D].華中科技大學,2005.

[5]張曙輝.關于預應力混凝土管樁承載力的探討[J].內蒙古質量技術監(jiān)督,2000(06).