預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁施工中常見質(zhì)量問題及對策

劉鵬宇河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（450009）

?

預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁施工中常見質(zhì)量問題及對策

劉鵬宇
河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（450009）

摘要:介紹了預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的特點(diǎn)，分析了施工中常見質(zhì)量問題及對策，可以為同類工程提供參考。

關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁；特點(diǎn)；質(zhì)量問題；對策

1預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的特點(diǎn)

近年來，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁作為一種較新型的基樁在全國范圍內(nèi)被大量采用。許多高層建筑原本采用的鉆孔灌注樁有不少已被預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁所替代。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的單位造價在各種樁型中較低,且綜合經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)也好于其他樁型。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁穿透土層的能力特別強(qiáng)，對持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)；成樁質(zhì)量可靠，監(jiān)理、建設(shè)單位檢測方便；施工周期短，噪聲小，無振動，無污染，符合環(huán)保要求，對土層及周邊建筑物的影響小。

2預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁常見的質(zhì)量問題及對策

2.1擠土效應(yīng)的產(chǎn)生及防治方法

原因分析:

靜壓法施工預(yù)應(yīng)力管樁屬于擠土類型，由于沉樁時樁四周的土體結(jié)構(gòu)受到擾動，改變了土體的應(yīng)力狀態(tài)，產(chǎn)生擠土效應(yīng)；樁機(jī)施工過程中焊接時間過長；樁的接頭較多，焊接質(zhì)量不好，樁端停歇在硬夾層；施工方法與施工順序不當(dāng)，每天成樁數(shù)量太多，壓樁速率太快，布樁過多過密，加劇了擠土效應(yīng)。

防治方法:

1）控制布樁密度，對樁距較密部分的管樁可采用預(yù)鉆孔沉樁方法,孔徑約比樁徑小50～100 mm,深度宜為樁長的1/3～1/2，施工時應(yīng)隨鉆隨打；或采用間隔跳打法，但在施工過程中嚴(yán)禁形成封閉樁。

2）控制沉樁速率，一般控制在1 m/min左右；制定有效的沉樁流水路線,并根據(jù)樁的入土深度，宜先長后短、先高后低。若樁較密集，且距建筑物較遠(yuǎn)，場地開闊時，宜從中間向四周進(jìn)行；若樁較密集，場地狹長，兩端距建筑物較遠(yuǎn)時，宜從中間向兩端進(jìn)行；若樁較密集，且一側(cè)靠近建筑物時，宜從相鄰建筑物的一側(cè)開始，由近向遠(yuǎn)進(jìn)行；樁數(shù)多于30根的群樁基礎(chǔ)，應(yīng)從中心位置向外施打；承臺邊緣的樁待承臺內(nèi)其他樁打完并重新測定樁位后，再插樁施打；有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的深基坑中的靜壓管樁，宜先壓樁后再做基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。這樣的施工順序可以避免基坑四周的圍護(hù)結(jié)構(gòu)造成壓樁的土體無法擴(kuò)散,造成先施工的管樁被后施工的管樁擠上來，使樁的承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，避免了在基坑的壓樁過程中土體擴(kuò)散而擠壞四周的圍護(hù)結(jié)構(gòu)及降低基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的止水效果；同時應(yīng)對日成樁量進(jìn)行必要的控制。

3）設(shè)置袋裝砂井或塑料排水板，消除部分超孔隙水壓力，減少擠土現(xiàn)象；設(shè)置隔離板樁或地下連續(xù)墻，開挖地面排土溝，消除擠土效應(yīng)。

4）沉樁過程中應(yīng)加強(qiáng)臨近建筑物、地下管線的觀測、監(jiān)護(hù)，對靠近特別重要的管線及建筑物處可改其他樁型。

5）控制施工過程中停歇時間，避免由于停歇時間過長、摩阻力增大影響樁機(jī)施工，造成沉樁困難。應(yīng)避免在砂質(zhì)粉土、砂土等硬土層中焊接，制定合理的樁長組合。樁機(jī)施工時應(yīng)注意同一承臺內(nèi)的群樁，需接樁的接頭不宜在同一截面內(nèi)，應(yīng)相互錯開，避免產(chǎn)生土壓力以及水壓力。應(yīng)認(rèn)真查看地質(zhì)報(bào)告，了解土層分布情況，合理確定樁體組合長度，避免接頭處于土層分界處及土層活動較多處，以防土層活動時對樁身產(chǎn)生破壞。

2.2無法繼續(xù)沉樁的原因及防治方法

原因分析:

地質(zhì)勘察報(bào)告中未能特別強(qiáng)調(diào)淺層障礙物及局部的土層分布深度和性質(zhì)，導(dǎo)致沉樁時遇到淺部（3～4 m）的老基礎(chǔ)、大孤石，較深部（20 m左右）的硬塑老黏土和非常密實(shí)砂層、沙礫石層等情況無法、施工。

防治辦法:

1）打樁前應(yīng)對場地原有建筑情況進(jìn)行詳細(xì)了解，安排進(jìn)行探樁施工；對淺層障礙物可采用挖土機(jī)挖除，當(dāng)挖土機(jī)無法施工時，可采用鉆機(jī)將障礙物鉆穿，然后在孔內(nèi)插樁后沉樁，嚴(yán)禁移動樁架等方法糾偏。

2）當(dāng)樁已入土較深，樁無法拔出時，可采用小型鉆機(jī)將鉆具放入管樁中間的空洞中鉆孔，將障礙物鉆穿后繼續(xù)沉樁。

3）選用的樁機(jī)能量大小應(yīng)與設(shè)計(jì)要求、樁徑、樁長及地質(zhì)條件相匹配，即樁機(jī)選型、配重應(yīng)符合施工要求。

2.3斜樁的原因及防治方法

原因分析:

1）靜壓樁機(jī)機(jī)械維修不及時，如液壓系統(tǒng)漏油導(dǎo)致樁機(jī)支撐下滑。

2）靜壓樁機(jī)自重加配重總重量大，樁機(jī)基礎(chǔ)如不平整堅(jiān)硬，沉樁過程中，樁機(jī)容易產(chǎn)生不均勻沉降，樁身極易發(fā)生偏移。

3）施工中樁身不垂直，樁帽、樁身不在同一直線上。

4）接樁時樁身、樁帽不在同一直線上。

5）施工順序不當(dāng)，導(dǎo)致應(yīng)力擴(kuò)散不均勻。尤其是有地下室深基坑的承臺相鄰樁身過近、過密,使先施工的一邊已有孔洞，再施工另一邊時樁身極易滑動。6）沉樁過程中遇到大塊堅(jiān)硬物,把樁擠向一側(cè)。7）采用預(yù)鉆孔法時，鉆孔垂直偏差較大,沉樁過程樁又沿著鉆孔傾斜方向發(fā)生偏移。

8）樁布置過多、過密，沉樁時發(fā)生擠土效應(yīng)。

9）基坑開挖方法不當(dāng)，一次性開挖深度太深，使樁的一側(cè)承受很大的土壓力，使樁身彎曲變形。

防治方法:

1）靜壓樁樁機(jī)施工前注意機(jī)械設(shè)備的維修，以免影響施工質(zhì)量。

2）場地要平整堅(jiān)硬，在較軟的場地中適當(dāng)鋪設(shè)道渣，不能使樁機(jī)在打樁過程中產(chǎn)生不均勻沉降。靜壓樁樁機(jī)對施工場地要求較高，由于樁機(jī)及配重達(dá)500 t，為防止樁機(jī)下陷造成樁身傾斜、樁機(jī)擠壓對樁位的影響，必須對施工場地進(jìn)行局部回填平整，采取必要的措施提高地基承載力，使其達(dá)到靜壓樁施工要求。

3）施工過程中要嚴(yán)格控制好樁身垂直度,重點(diǎn)應(yīng)放在第一節(jié)樁上，垂直度偏差不得超過樁長的0.5%，樁帽、樁身及送樁桿應(yīng)在同一直線上。沉樁時宜設(shè)置經(jīng)緯儀在兩個方向上進(jìn)行校準(zhǔn)。

4）盡量減少接樁,預(yù)制管樁接頭不宜超過3個，接樁宜在樁尖進(jìn)入硬土層后進(jìn)行。接樁時上、下段樁的中心線偏差不宜大于2 mm，節(jié)點(diǎn)彎曲矢高不得大于樁段的0.1%。

5）制定合理的施工順序，樁基施工后的孔洞應(yīng)及時回填，施工過程中加強(qiáng)對垂直度的控制。

6）當(dāng)遇到障礙物時應(yīng)及時排除后再進(jìn)行沉樁；沉樁時發(fā)現(xiàn)不垂直應(yīng)及時糾正，必要時應(yīng)把樁拔出重打。樁進(jìn)入一定深度后，不宜采用移動機(jī)架進(jìn)行校正，以免發(fā)生斷樁，應(yīng)采取其他措施。

7）采用預(yù)鉆孔法時，嚴(yán)格控制鉆孔垂直度。

8）合理布置樁位，樁與樁的中心距不小于3倍樁徑。

9）樁基施工后應(yīng)在停歇期后再進(jìn)行基坑開挖施工，基坑開挖應(yīng)分層均勻進(jìn)行，必須加強(qiáng)圍護(hù)措施，防止土體對樁的側(cè)壓力在樁身上產(chǎn)生附加彎矩，以確保樁基工程的樁身結(jié)構(gòu)的完整性。

2.4樁身破壞的原因及防治方法

原因分析:

1）施工過程中由于斜樁現(xiàn)象的出現(xiàn)或樁端、送樁桿不平整導(dǎo)致樁端應(yīng)力集中，使樁帽滑落或樁頭爆裂。

2）樁機(jī)施工壓力值超高。

3）樁機(jī)施工過程中，擅自移動機(jī)架進(jìn)行校正樁位、樁身垂直度，導(dǎo)致樁身斷裂；施工結(jié)束后人工鑿樁野蠻施工，樁機(jī)施工后土方開挖不合理。

4）樁身材料質(zhì)量。

防治方法:

1）選用樁機(jī)合理有效的施工方法，控制樁身的垂直度，避免斜樁的發(fā)生。

2）控制好樁機(jī)施工終止條件:對純摩擦樁，終止條件宜以設(shè)計(jì)樁長為控制條件；對樁長大于21 m的端承摩擦樁，宜以設(shè)計(jì)樁長控制為主，終壓力值作對照；對樁長14～21 m靜壓樁，應(yīng)以終壓力達(dá)滿載值為控制條件，開挖后采用截樁處理；當(dāng)壓力值未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,但樁頂標(biāo)高已達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，宜繼續(xù)送樁（1 m范圍內(nèi)），直至壓力值達(dá)到設(shè)計(jì)要求，施工結(jié)束后及時與設(shè)計(jì)單位聯(lián)系，出具處理方案。

3）樁機(jī)施工結(jié)束后合理地進(jìn)行土方開挖以及鑿樁施工。必須強(qiáng)調(diào)，土方開挖過程中的施工質(zhì)量與水平，將直接關(guān)系到樁基成功的關(guān)鍵，施工過程中要慎之又慎。

4）施工過程中應(yīng)加強(qiáng)對樁身原材料的檢查驗(yàn)收。

施工中發(fā)生樁身破壞，宜采用小應(yīng)變等有效的手段檢測樁身情況，確定處理方法。

2.5樁身抬高的原因及防治方法

原因分析:

施工過程中，擠土效應(yīng)可能引起局部樁身抬高，尤其是端承樁或端承摩擦樁會由此引起基礎(chǔ)不均勻沉降。

防治方法:

1）樁基完成后宜對樁身進(jìn)行復(fù)壓1～2次，甚至多次，即所謂“跑機(jī)”。同時，樁基完成以后應(yīng)在嵌固期后才能進(jìn)行土方施工。嵌固期根據(jù)土質(zhì)有不同要求，一般7～21 d。

2）樁基施工完成后宜進(jìn)行必要的靜載檢測，以檢驗(yàn)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。