預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁靜壓施工加固地基

李玉慧

【摘 要】預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁基是學(xué)校建筑樁基礎(chǔ)常選用的地基加固形式，采用靜壓法施工，工程造價(jià)低，材料損耗小，質(zhì)量易控制、施工速度快，特別是對(duì)周邊環(huán)境影響小，無噪音，無污染。筆者以學(xué)校理科教學(xué)樓選用的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁靜壓施工加固地基為例，詳盡介紹了整個(gè)施工過程，為今后同類工程建設(shè)提供一定的借鑒。

【關(guān)鍵詞】地基 管樁 靜壓施工 效益

1工程概況及地質(zhì)情況：

南通大學(xué)理科教學(xué)樓建筑面積30725平方米，包括教學(xué)樓三幢及連廊，1#教學(xué)樓地上5層，建筑高度21米，2#教學(xué)樓地上6層，建筑高度23.1米，3#教學(xué)樓地上11層，建筑高度43.2米，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度7度。理科教學(xué)樓位于南通大學(xué)主校區(qū)，場(chǎng)地處于長(zhǎng)江下游三角洲平原北翼，地表形態(tài)單一，勘探深度范圍內(nèi)地層除表層填土外，其余屬長(zhǎng)江沖積層。工程勘察報(bào)告描述如下：

（1）層雜填土：雜色，松散不均，以建筑垃圾及粉土、粉質(zhì)粘土為主。層厚0.90～3.40米；

（2）層素填土：雜色，松散～稍密，以粉質(zhì)粘土、粉土為主要成分，局部含建筑垃圾、植物根莖。層厚0.60～1.80米；

（3）層粉土夾粉質(zhì)粘土：黃褐～青灰色，稍密，很濕，含鐵錳質(zhì)斑痕。搖振反應(yīng)中等，無光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低～中等，韌性低～中等。層厚2.90～4.20米；

（4）層粉砂夾粉土：青灰色，中密，飽和，含少量云母碎片。層厚3.50～5.00米；

（5）層粉土：青灰色，很濕，中密。含少量云母碎片。搖振反應(yīng)中等，無光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低。層厚0.90～1.50米；

（6）層粉砂：青灰色，飽和，中密。層厚3.00～5.50米；

（7）層粉土夾粉砂：青灰色，很濕，中密。粉砂飽和，中密，搖振反應(yīng)迅速，無光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低。層厚2.10～4.90米；

（8）層粉砂：青灰色，飽和，中密，局部夾細(xì)砂。層厚15.00～15.70米；

（9）層粉砂—細(xì)砂：灰色～青灰色，飽和，中密～密實(shí)，含云母和貝殼碎片。該層土未鉆穿。

勘察深度范圍內(nèi)各層土層位穩(wěn)定。地基土均勻性較好，場(chǎng)地穩(wěn)定性良好。

2樁基選用

理科教學(xué)樓位于南通大學(xué)主校區(qū)東區(qū)，東側(cè)為范曾藝術(shù)館，西側(cè)為逸夫教學(xué)樓，北側(cè)為學(xué)生公寓，南臨一條校園內(nèi)主干道。根據(jù)過去樁基施工經(jīng)驗(yàn)，由于樁基施工震動(dòng)劇烈，噪音較大，既對(duì)周圍建筑物造成傷害，也對(duì)學(xué)校教學(xué)和學(xué)生生活造成影響，易引起教師和學(xué)生不滿情緒，影響教學(xué)科研、生活質(zhì)量，還在經(jīng)濟(jì)上造成不必要的直接損失和間接損失。

根據(jù)本工程巖土工程勘察報(bào)告，設(shè)計(jì)單位通過設(shè)計(jì)方案比較，最后選定采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土 管樁（PHC管樁）基礎(chǔ)，靜壓法施工。靜壓PHC管樁施工就是利用大噸位壓樁機(jī)對(duì)PHC管樁加力，克服樁與土之間的摩擦力，使樁達(dá)到設(shè)計(jì)要求的承載力和設(shè)計(jì)標(biāo)高，使樁周圍土層密實(shí)，提高地基強(qiáng)度，改善土質(zhì)性質(zhì)。同時(shí)，靜壓樁適合冬、雨季施工，施工過程中無振動(dòng)，無噪音，對(duì)環(huán)境無污染，對(duì)周圍建筑物影響很小。

本工程采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁共751根，樁徑500，管型為PHC-500-AB-125，樁長(zhǎng)12m、20m。

3施工準(zhǔn)備

（1）施工場(chǎng)地內(nèi)地上、地下、空中障礙物須清除，地面必須碾實(shí)壓實(shí)，強(qiáng)度不夠須加填碎石并壓實(shí)，場(chǎng)地應(yīng)開挖排水溝，有組織排水，無積水，場(chǎng)地內(nèi)外道路滿足運(yùn)輸承載力，運(yùn)行方向合理，施工用水、電、通信線路接至現(xiàn)場(chǎng)，保證暢通無阻。

（2）根據(jù)測(cè)繪單位提供的水準(zhǔn)點(diǎn)和設(shè)計(jì)施工圖，設(shè)置平面控制網(wǎng)，按水平放線定位，對(duì)每根樁位進(jìn)行編號(hào)，避免漏樁。

（3）施工機(jī)具的檢查和人員的匹配。本工程采用ZYJ1060T靜力壓樁機(jī)一臺(tái)套，機(jī)械設(shè)備證書齊全，配重合理，垂直度準(zhǔn)確，機(jī)械易損件現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有備件，以便損壞時(shí)及時(shí)更換，從而不影響施工進(jìn)度。項(xiàng)目經(jīng)理、五大員、17名施工人員匹配到位，崗位證書齊全，進(jìn)行施工技術(shù)交底，責(zé)任明確，確保施工質(zhì)量。

4工藝流程和壓樁流程

靜壓樁的工藝流程：測(cè)量放線、樁定位、打樁機(jī)就位、驗(yàn)樁、樁起吊、就位、豎樁與插樁、垂直度控制、壓樁、接樁、送樁、施工記錄。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況及周邊環(huán)境要求，合理安排施工順序，盡量減少對(duì)道路的影響。壓樁順序遵循先壓道路管線側(cè)一排樁，這樣可以起隔斷的作用，減輕壓樁施工對(duì)道路的擠壓；條形基礎(chǔ)隔樁跳打，由外向內(nèi)試壓，承臺(tái)獨(dú)立柱基，樁位在6根以下的可循樁中成對(duì)稱施壓，樁位8根的承臺(tái)宜先中間后周邊對(duì)稱施壓，以減小土體擠壓樁位偏差的影響。

壓樁過程中，記錄人員必須及時(shí)、認(rèn)真做好原始資料記錄、整理工作，樁位編號(hào)，隨壓隨填，以免發(fā)生差錯(cuò)，每換班打樁前后，都要核對(duì)樁位、樁數(shù)以防錯(cuò)壓和漏壓，準(zhǔn)確記錄每根樁入土深度和壓力表讀數(shù)的，做到樁樁有檔案。

5質(zhì)量控制

（1）預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁的質(zhì)量是整個(gè)樁基工程施工質(zhì)量的基礎(chǔ)。PHC管樁應(yīng)按總平面布局堆放在施工場(chǎng)地的合理位置，易單層堆放，多層堆放時(shí)不得超過二層。質(zhì)檢人員嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙、圖集和規(guī)范對(duì)進(jìn)場(chǎng)的PHC管樁驗(yàn)收，首先檢查樁外觀應(yīng)無粘皮、無麻面、無漏筋、無漏漿、無磕損、無裂縫、無露筋、無斷筋、無脫頭，樁端面平整，樁套箍無凹陷，樁內(nèi)表面無砼塌落、內(nèi)壁無浮漿。其次，用儀器檢測(cè)允許偏差： 樁徑±5mm，管壁壁厚±5mm，樁尖中心線<2mm，樁體彎曲<1/1000L，頂面平整度10mm。不合格產(chǎn)品嚴(yán)禁在工程中使用。

（2）試樁是保證樁基工程質(zhì)量的關(guān)鍵。通過試樁，能進(jìn)一步探明地質(zhì)情況，了解壓樁力與承載力的關(guān)系，了解施工過程中遇到的各種問題和反常情況。通過實(shí)踐來校核擬定的設(shè)計(jì)、壓樁方案、保證質(zhì)量措施和壓樁技術(shù)要求，進(jìn)一步優(yōu)化方案，以便更好地降低工程造價(jià)。因?yàn)楸竟こ陶嫉孛娣e較大，工程量大、樁數(shù)量多，又是靜壓法施工，所以，設(shè)計(jì)單位根據(jù)規(guī)范要求必須先試樁，試樁根數(shù)為7根（1#樓2根、2#樓2根、3#樓3根），采用靜載荷試驗(yàn)。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，選擇能代表工程地質(zhì)的樁位，由有資質(zhì)的檢測(cè)單位進(jìn)行試樁，試樁要做的詳細(xì)記錄，測(cè)出樁的承載力、壓樁時(shí)間，精確地測(cè)量出貫入深度，根據(jù)試樁結(jié)果，由勘察、設(shè)計(jì)單位制定終止壓樁條件。

（3）樁的垂直度控制。為了保證樁的垂直度，樁架應(yīng)平穩(wěn)，樁身必須垂直。當(dāng)樁尖進(jìn)入土層500mm后，用兩臺(tái)互成90o的經(jīng)緯儀調(diào)整樁機(jī)樁架處于垂直位置，然后再調(diào)整首節(jié)樁的垂直度，垂直度偏差不應(yīng)超過樁長(zhǎng)0.5%，即可壓樁，在壓樁過程中進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。如果發(fā)生超差，應(yīng)拔出管樁，以砂土回填后再進(jìn)行施工，不允許采取強(qiáng)扳的方法進(jìn)行快速糾偏，而將樁身拉裂、折斷。樁身的不垂直沉入，偏心受力容易將樁體壓碎裂而降低樁體承載力。

（4）樁頂標(biāo)高控制。送樁桿送樁時(shí)，施工人員應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求計(jì)算好送樁深度，并在送樁桿上做好醒目標(biāo)志，當(dāng)至距設(shè)計(jì)標(biāo)高1m左右時(shí)，減小送樁速度，觀測(cè)送樁情況，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)停止送樁。送樁過程中如有異常情況，應(yīng)立即報(bào)告勘察、設(shè)計(jì)單位，采取有效措施補(bǔ)救，保證樁的承載力。樁頂標(biāo)高允許偏差±50mm。

（5）壓樁力的控制。樁機(jī)組裝調(diào)試正常后，根據(jù)試樁情況，觀察土質(zhì)情況，校核壓樁力系數(shù)。當(dāng)壓樁力超過壓樁力系數(shù)較多時(shí)，基本達(dá)到壓樁機(jī)滿荷載值，接近樁身強(qiáng)度時(shí)，可終止壓樁。如終壓力不能滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)立即采取措施送樁加深處理或補(bǔ)樁。

6 質(zhì)量檢測(cè)

為了保證工程質(zhì)量，嚴(yán)格按施工圖設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求，必須對(duì)靜壓樁進(jìn)行單樁豎向（抗壓）靜荷載試驗(yàn)和樁基低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)，按照《建筑樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》中的有關(guān)條款進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析確定。本工程所有檢測(cè)的樁基都能滿足設(shè)計(jì)要求的承載力和樁頂標(biāo)高，符合設(shè)計(jì)要求，樁基工程一次驗(yàn)收合格，為主體優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)工程打下基礎(chǔ)。

7 綜合效益分析

（1）采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁與其它樁基工程（灌注樁、夯擴(kuò)樁）比較造價(jià)低，材料損耗小，質(zhì)量可靠，施工速度快，在工程質(zhì)量、工期、社會(huì)效益等方面有明顯的優(yōu)勢(shì)，值得在學(xué)校的基礎(chǔ)工程上使用。理科教學(xué)樓工程造價(jià)253.89萬元。

（2）靜壓管樁施工噪音很小，不受季節(jié)影響，可連續(xù)作業(yè)，縮短工期。理科教學(xué)樓施工工期僅用53天。

（3）靜壓管樁施工場(chǎng)地幾乎無噪音，周圍環(huán)境不受聲、震、泥漿、灰塵影響，保證學(xué)校教師和學(xué)生的正常教學(xué)科研和生活，對(duì)建設(shè)方來說，減少一筆巨大的開支，從而降低工程造價(jià)。

（4）施工時(shí)，施工人員根據(jù)儀表讀數(shù)能及時(shí)掌握壓樁力和送樁深度的情況，了解每根樁的施工情況。遇特殊情況，能及時(shí)采取補(bǔ)救措施，保證樁基的質(zhì)量。