PHC 管樁施工過程中的質(zhì)量控制

■王雄星 ■廈門順承建設(shè)開發(fā)有限公司，福建 廈門 361000

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，PHC 管樁不僅會在建筑中得到更廣泛的應(yīng)用，靜壓法施工以其無污染，無振動，噪音小，對環(huán)境影響較小的特點(diǎn)，還有無論方樁還是管樁都是工廠化生產(chǎn)，加之施工速度快、土體恢復(fù)快、工程造價低等因素，與當(dāng)今社會提倡的綠色、節(jié)能、環(huán)保主題相一致，所以PHC 管樁越來越被設(shè)計院、業(yè)主和廣大工程技術(shù)人員重視和采用，并且已經(jīng)在很多區(qū)域得到了廣泛的應(yīng)用，本文就施工質(zhì)量控制做詳細(xì)介紹［1］。

1 簡述PHC管樁

所謂PHC 管樁，也就是具有高強(qiáng)度的混凝土管樁。它從外形來看，是一種直徑為300mm～800mm 之間的空心圓筒形狀，長達(dá)十米，具有較高的強(qiáng)度，其等級通常大于或等于C80。它可以按照不同的標(biāo)準(zhǔn)被劃分成不同的種類。常見的分類標(biāo)準(zhǔn)有以下三個:一是按混凝土的預(yù)壓值來劃分，可將其分為A 型、B 型、AB 型以及C 型;二是以混凝土的強(qiáng)度等級作為劃分標(biāo)準(zhǔn)，可劃分為:預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁兩種;三是按管樁的外徑來劃分，有300mm、400mm、500mm、600mm、700mm、800mm 以及1000mm、1200mm 等不同規(guī)格。

2 靜壓管樁在施工過程中存在的質(zhì)量問題

2.1 擠土效應(yīng)問題

由于靜壓管樁屬于擠土樁，所以在施工過程中，會出現(xiàn)一些擠土效應(yīng)。一方面，當(dāng)管樁壓入的地基較軟時，在壓樁時花費(fèi)時間較少，地基內(nèi)部會產(chǎn)生超孔隙水壓力，這種高壓力使得管樁的壓入變得困難，甚至?xí)a(chǎn)生樁身反彈的現(xiàn)象;另一方面，壓入過程可能會使地基內(nèi)部壓力發(fā)生變化，致使地基隆起或者向側(cè)向移動，這無疑不利于管樁的順利壓入，甚至?xí)霈F(xiàn)斷樁或浮樁現(xiàn)象［2］。

2.2 樁身裂縫或斷樁問題

導(dǎo)致這一問題的原因是多方面的，主要可歸納如下:(1)管樁質(zhì)量不合格，如預(yù)應(yīng)力值較低、混凝土強(qiáng)度不夠高、養(yǎng)護(hù)期未滿、保護(hù)層太厚等;(2)地質(zhì)過硬，如地基中有障礙物或堅硬的石塊、地基中夾層較厚等;(3)施工技術(shù)不過關(guān)，如施工過程中運(yùn)輸起吊不合理，抱夾力未能達(dá)到平衡，壓樁過深，截樁工作不規(guī)范，挖土過程未能正確處理挖掘機(jī)與土壤之間的相互作用關(guān)系等。

綜上所述，我們不難發(fā)現(xiàn)，很多方面的原因都可能造成樁身產(chǎn)生裂縫或者斷樁現(xiàn)象，因此，對于施工過程的嚴(yán)格控制顯得尤為重要。事實(shí)上，就目前來說，對于樁身裂縫的檢測并不嚴(yán)密，如果樁身裂縫不大的話，我們?nèi)詫⑵鋭澐譃镮I 類樁之列，如果我們將這些樁也計入樁身裂縫現(xiàn)象中，則其所占的比例更大了。產(chǎn)生斷樁這種情況在不同的工程中分布不一，以龍巖市某工程項(xiàng)目為例，這一工程占地面積約有38 公頃，其地質(zhì)比較復(fù)雜(圖1)。其工程框架主要采用了靜壓PHC 管樁，它們的長度都約有25m。在壓樁過程中，需要穿過以下幾種土層:雜填土、殘積礫質(zhì)粘性土、砂質(zhì)粘性土、風(fēng)化花崗巖、砂礫狀花崗巖等。這一過程開始于2010 年4 月，兩個月后，完成樁基工程任務(wù)，對一樓的管樁數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)其約有143 根，其中6 根樁在施工過程中遇到障礙物，發(fā)生斷樁情況，這一比例無疑是較大的。(圖2)

2.3 地基土層較軟問題

就龍巖地區(qū)來說，其地基土層較軟，通常分布在地表下0.5～2m之間。由于靜壓樁機(jī)比較重，其對地基產(chǎn)生的壓力也比較大，超過了軟土地基所能承載的壓力，同時，由于在壓樁過程中，不可避免的要擾動原有的土層，這就使得軟土地基受到破壞，產(chǎn)生地基隆起或者向側(cè)向移動現(xiàn)象。在這種情況下進(jìn)行管樁施工，很容易產(chǎn)生樁位移動、樁身裂縫甚至斷樁現(xiàn)象。這種由地基軟土造成的引工程質(zhì)量問題在龍巖地區(qū)也十分常見［3］。

2.4 接頭質(zhì)量問題

一般來說，該地區(qū)使用的管樁長度一般在15～25m 之間，這種管樁每根都需要2～3 個焊接接頭。對接頭的質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素有很多，無論是焊接工人所持的工作態(tài)度，還是焊接技術(shù)，都影響著接頭的質(zhì)量。就目前情況來看，大多數(shù)由于接頭質(zhì)量問題導(dǎo)致的斷樁現(xiàn)象多發(fā)生于III 類樁中。

以上所述是對施工過程中可能存在的一些質(zhì)量問題給予初步介紹和分析，下面我將針對這些質(zhì)量問題，提出一些可行性措施，控制質(zhì)量問題的發(fā)生頻率。

3 相關(guān)可行性控制措施

3.1 明確預(yù)控點(diǎn)

(1)要對相關(guān)的地質(zhì)勘察報告、施工圖、施工場地及施工條件進(jìn)行仔細(xì)的研究，提出明確的設(shè)計要求，指出這一工作存在的重點(diǎn)和難點(diǎn);(2)對提出的施工方案應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的審核，它作為一種指導(dǎo)性文件，對具體施工過程產(chǎn)生巨大作用，其中，要注意審核以下幾方面內(nèi)容:對于相關(guān)壓樁順序和相關(guān)路線的安排能否有效減弱擠土效應(yīng);壓樁速度和數(shù)量對超孔隙水壓力產(chǎn)生的影響;是否采取了有效措施來避免管樁的位移和上浮;壓樁對周邊路面可能造成的后果及相關(guān)處理措施;設(shè)備的選擇是否安全合理;地基土質(zhì)情況及其最大負(fù)重;周邊環(huán)境是否有利于壓樁工作的進(jìn)行;對于管樁可能發(fā)生的位移與上浮現(xiàn)象進(jìn)行及時的檢測等［4］;(3)在符合要求的地基上認(rèn)真進(jìn)行試沉樁或試驗(yàn)樁工作，并記錄相關(guān)的施工參數(shù)，積累經(jīng)驗(yàn)，為日后的施工工作提供指導(dǎo);(4)對于施工單位上交的管樁、接頭等質(zhì)量保證資料要進(jìn)行仔細(xì)的審查、檢查設(shè)備是否符合要求并對其施工能力進(jìn)行考察;(5)要注意檢查使用的管樁規(guī)格和型號是否符合要求;質(zhì)量是否過關(guān);有沒有按要求堆放;對其生產(chǎn)日期的檢查也要仔細(xì)，確保其達(dá)到施工要求;(6)仔細(xì)清理地下障礙物。

3.2 靜壓PHC管樁施工質(zhì)量控制點(diǎn)

(1)在進(jìn)行壓樁工作之前要再一次對樁位的軸線和高度進(jìn)行測量;(2)在進(jìn)行壓樁工作時，要注意保持設(shè)備的水平度和樁身的垂直度都小于0.5%;(3)要加強(qiáng)對樁位情況的檢測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)樁位位移和上浮時，要采取相關(guān)措施對其進(jìn)行控制，常見措施有減少超空隙水壓力和降低沉樁速率等;(4)對于接頭的焊接質(zhì)量要仔細(xì)檢查，并對接頭進(jìn)行防腐處理;(5)對終壓標(biāo)準(zhǔn)要進(jìn)行嚴(yán)格的控制。就目前而言，常用于衡量終壓的參數(shù)有樁長、終壓力、復(fù)壓次數(shù)、進(jìn)入硬土層的深度與下沉量等，要根據(jù)現(xiàn)實(shí)的場地條件靈活的確定終壓標(biāo)準(zhǔn)，在某些特殊情況下，還可通過極限承載力等來選擇控制參數(shù);(6)要使樁頂保持在低于地面200～300mm的位置，這樣可以避免樁機(jī)的底盤對樁頂形成巨大壓力，從而導(dǎo)致裂縫或斷樁現(xiàn)象出現(xiàn);(7)當(dāng)場地地表承載力不足以樁機(jī)行走時，應(yīng)采取路基箱、填土等技術(shù)措施;(8)基坑土方開挖時應(yīng)嚴(yán)格控制坑內(nèi)放坡坡度，分層開挖土方，防止坑內(nèi)土體滑動而推移工程樁，防止挖土機(jī)械壓歪或鉤壞管樁;(9)當(dāng)樁長、壓樁力、垂直度、樁位等出現(xiàn)異常情況時，應(yīng)及時分析原因，協(xié)同設(shè)計、施工和管樁供應(yīng)單位處理解決［5］。

4 結(jié)束語

PHC 管樁的打樁技術(shù)是現(xiàn)代建筑正在廣泛采用的建筑施工方法，推動了現(xiàn)代建筑行業(yè)的城市化建設(shè)進(jìn)程。靜壓PHC 管樁成樁在地下，它承擔(dān)著整個建筑物的荷載，若樁達(dá)不到設(shè)計要求的承載力或樁身質(zhì)量存在隱患，就會危及整個建筑物的安全，輕則發(fā)生不均勻沉降，使上部結(jié)構(gòu)開裂，重則使結(jié)構(gòu)發(fā)生傾斜，甚至倒塌，釀成事故。因此，施工應(yīng)嚴(yán)格按照現(xiàn)行的規(guī)范和設(shè)計要求。不少工程已經(jīng)證實(shí):擠土效應(yīng)、地表軟土、土方開挖等對PHC 管樁基礎(chǔ)可能帶來不良的后果，在工程實(shí)踐中一定要引起高度的重視，并應(yīng)有可靠的技術(shù)保證。

［1］高大釗.土力學(xué)與基礎(chǔ)工程［M］.中國建筑工業(yè)出版社.

［2］劉金勵.樁基礎(chǔ)工程技術(shù)［M］.中國建材工業(yè)出版社.

［3］左名麒，胡人禮，毛洪淵.樁基礎(chǔ)工程一設(shè)計、施工、檢測［M］.中國鐵路出版社.

［4］陶燕春.PHC 管樁施工常見問題的分析［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2003.

［5］王志強(qiáng).PHC 管樁的施工及發(fā)展［J］.山西建筑，2007，33(22):113-114.