PHC管樁靜壓施工質(zhì)量管理探討

高俊

摘 要：文章以工程實例切入點，開展施工質(zhì)控工作時，遵循事前控制基本工作思路，項目建設(shè)前對地質(zhì)、場地等因素進(jìn)行仔細(xì)研究，對PHC管樁靜壓施工過程中潛在的或可能碰到的部里進(jìn)行剖析，如壓樁機下陷、樁位不正、壓樁次序錯亂等問題，擬定相應(yīng)的技術(shù)、質(zhì)量解決 方案，讓所有關(guān)鍵性施工環(huán)節(jié)均可能在事前得到全方位把控，確保工程建設(shè)效果。

關(guān)鍵詞：PHC管樁；靜壓法施工；事前控制；質(zhì)量通病

中圖分類號：TV523 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）12-0159-02

1 概 述

PHC管樁具有如下優(yōu)點：施工過程中產(chǎn)生的噪音小，不污染環(huán)境，速度快，建設(shè)周期不長，價格低廉，樁身具有較高的強度，能夠大范圍適用，具有較強的耐沖性及穿透能力，等等。所以，其在工民建、橋梁、水利建設(shè)等方面得到廣泛運用，在國民基建工程中作用突出。從有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，在各類樁型的運用中，PHC管樁使用率超過八成。不過，PHC管樁也有缺點，如：施工不當(dāng)，出現(xiàn)質(zhì)量通病的概率較大。經(jīng)過對建設(shè)項目場地、地質(zhì)等條件進(jìn)行仔細(xì)研究后，分析潛在質(zhì)量問題，并給出針對性的技術(shù)、質(zhì)量解決方案，讓所有關(guān)鍵性施工環(huán)節(jié)均可能在事前得到全方位把控，確保工程建設(shè)效果。從樁基及沉降環(huán)節(jié)的檢測可知，在本工程建設(shè)中，PHC管樁施工質(zhì)量良好，符合建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，符合預(yù)期期望。

2 工程總體情況

本工程設(shè)計過程中，私用了PHC樁基礎(chǔ)。在鉆探后了解到場地情況，其巖土層從上往下依次為：

①填土：松散稍密，厚0.60～8.10 m；

②粉質(zhì)粘土：可～硬塑，厚0.60～8.40 m；

③砂：稍密狀為主、局部松散，飽和，厚0.30～6.60 m；

④砂：稍密狀為主，厚0.90～3.40 m；

⑤積粘性土：可～硬塑，厚度1.30～21.50 m；

⑥全風(fēng)化花崗巖：散體狀結(jié)構(gòu)，厚0.65～9.10 m，主要成份為長石風(fēng)化的粉粘粒（部分未完全風(fēng)化），石英顆粒和少量云母碎屑組成：

⑦強風(fēng)化花崗巖：散體狀結(jié)構(gòu)，厚0.65～15.45 m，主要成份為未盡風(fēng)化長石顆粒、石英砂礫及少量云母碎屑組成。這一巖土層具有很強的力學(xué)強度，且達(dá)到工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

設(shè)計樁端持力層為⑥全風(fēng)化花崗巖，總樁數(shù)115根，均為PHC400—95一A樁；PHC400—95一A樁的其單樁豎向承載力設(shè)計值為1 600 kN，設(shè)計壓樁力應(yīng)>3 200 kN。

3 施工技術(shù)及質(zhì)量監(jiān)管措施

3.1 壓樁機沉陷問題

就本工程選擇的是抱壓式靜力壓樁設(shè)備，在作業(yè)過程中，其總重極大值超過7 kN，這就意味著土層承受載荷的能力必須要強，不得少于70 kP。不過，土層密實度不夠的新填土，厚度在0.8～1.7 m范圍之間，承受載荷能力不強，不符合施工標(biāo)準(zhǔn)。與此同時，該土層下部屬于厚度較大的淤泥層，如果未進(jìn)行夯實處理，一定會樁機下陷，并對完成埋設(shè)的管樁產(chǎn)生影響，如偏移、斷裂等。在認(rèn)真分析地質(zhì)材料及建設(shè)圖的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)一個問題，場地標(biāo)高和室外設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)相比較，有1 m的差距。

在仔細(xì)運算后，給出具體解決方案，即用砂把場地進(jìn)行回填，高度為0.7 m，同時進(jìn)行夯實處理。在達(dá)到壓樁設(shè)備作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，最大程度降低后面基坑作業(yè)挖掘的嘗試，減少土方量。在項目建設(shè)過程中嚴(yán)格落實這些措施后，有序有力推進(jìn)了PHC樁施工作業(yè)，在沉樁作業(yè)時，沒有發(fā)生樁機下陷。

3.2 樁過長或過短問題

因為地質(zhì)均勻性差，影響PHC管樁的施工，極有可能出現(xiàn)太長、太短的情況。配備的管樁太長，一定要砍短，出現(xiàn)浪費，尤其是砍去部分較長、數(shù)量較多時，浪費十分嚴(yán)重。與此同時，砍樁時也許會影響樁身質(zhì)量，導(dǎo)致其承載力大大減少。配備的樁管太短，就會出現(xiàn)送樁太長的情況，加大了后面進(jìn)行承臺建設(shè)的難度，同時加大了挖樁量。

在本工程中，PHC管樁的第六層屬于持力層。在深入研究地質(zhì)圖可知，這一層管樁的埋藏深度相對均勻，以地面為起始點，深度在13.7～24 m范圍內(nèi)。因此，按照“雙控”標(biāo)準(zhǔn)，第一步選用1根工程樁當(dāng)作試配，并進(jìn)行試壓作業(yè)。在分析地質(zhì)剖面圖的基礎(chǔ)上，將2#樁位在持力層埋設(shè)的尺寸確定為20.6 m，配26 m（10 m+8 m+8 m）、（含樁尖高度0.15 m）。結(jié)果如下：在埋設(shè)深度為20.6 m位置處，2#樁進(jìn)到持力層內(nèi)，然后沉樁到25.7 m，此時的壓樁力為3 470 kN。在深入研究后，各方一致同把對該樁當(dāng)作終樁的意見。因此，在對地質(zhì)剖面進(jìn)行認(rèn)真分析的基礎(chǔ)上，對所有樁位持力層埋設(shè)的尺寸進(jìn)行估測，增添0.5～1 m當(dāng)作配樁參考值。

3.3 樁的偏位問題

如果樁出現(xiàn)位置偏移量太大，將對其受力情況產(chǎn)生影響，導(dǎo)致其承受超過承受限度的附加彎矩，可能出現(xiàn)施工事故；或者必須采取措施進(jìn)一步加大承受平臺及基礎(chǔ)梁的強度，同時增強相應(yīng)的剛度，不過，這要加大建設(shè)資金的投入。

一般而言，樁出現(xiàn)位置偏移的原因有兩個：第一，定位不準(zhǔn)確，放樣出現(xiàn)偏差；第二，沉樁作業(yè)時出現(xiàn)偏差。針對這種情況，我們擬定了相應(yīng)的解決方案。

要盡可能確保定位及放樣準(zhǔn)確性，可采取如下措施：第一，按照測繪時給出的定位點，設(shè)置建筑物及相應(yīng)的控制軸線，將對基準(zhǔn)點予以重點保護(hù)，同時做好控制點的保護(hù)管理工作。第二，控制點一定要與沉樁部位保持一定距離，在出現(xiàn)擠土與震動時，不會受到影響；第三，以控制點及相應(yīng)軸線為基礎(chǔ)，在項目建設(shè)區(qū)域內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的控制方格網(wǎng)，然后根據(jù)圖紙標(biāo)識的尺寸，一一設(shè)置樁位；第四，施工作業(yè)時，要通過多種設(shè)備多次對樁位的尺寸進(jìn)行核驗，通過這樣的方式減少由于擠土及設(shè)備誤差造成的差錯。

要掌控由于沉樁作業(yè)造成的偏差，給出如下技術(shù)解決方案：第一，施工作業(yè)前，確保壓樁設(shè)備平臺處于水平狀態(tài)；第二，施工作業(yè)過程中，確保壓樁設(shè)備的立柱及平臺與水平面呈90 °角；第三，插樁作業(yè)中，必須保證對中誤差不超過10 mm，同時通過2臺經(jīng)度緯度測量儀，在兩兩呈90 °角的位置對樁的垂直度進(jìn)行調(diào)整處理。

3.4 壓樁順序問題

在PHC樁施工過程中，其需要穿透的基本上是粘土。工程選用的是擠土樁，因為淤泥層滲透能力不強，進(jìn)行沉樁作業(yè)時，一定會出現(xiàn)擠土情況，所以，一定要擬定科學(xué)的壓樁作業(yè)技術(shù)規(guī)范。

本工程壓樁作業(yè)遵循的基本原則是：單一方向1進(jìn)，先從內(nèi)作業(yè)后向外作業(yè)，先從中間位置開始作業(yè)后到兩邊作業(yè)，切忌不可先從兩邊作業(yè)再到中間作業(yè)，最大程度上選用“走長線匪樁”。如此作業(yè)順序可以上超靜孔隙水壓力相互疊加，盡可能降低由于擠土造成的破壞程度，從而防止出現(xiàn)“閉鎖”行為，使樁的側(cè)向出現(xiàn)的擠壓力切實得到控制。

3.5 樁的上浮問題

從上可知，因為擠土原因，在PHC管樁在靜壓沉樁施工時，已經(jīng)飽和的淤泥層會出現(xiàn)十分大的超靜孔隙水壓力，從而導(dǎo)致有效應(yīng)力減弱，出現(xiàn)如下后果：導(dǎo)致沉樁出現(xiàn)側(cè)向壓力，樁位不正外斜，或由于基土上浮，導(dǎo)致沉樁起夯實作用的持力層出現(xiàn)脫離，從而出現(xiàn)大面積沉降。這時，對上浮樁來說，其靜載Q—s曲線將出現(xiàn)變化，呈現(xiàn)陡降趨勢。若滿足終壓力條件，增加一定持荷量，可以切實防止出現(xiàn)樁體上浮的情況。由于持荷原因出現(xiàn)的超靜孔隙水壓力，將對土體造成破壞，減小其強度，同時出現(xiàn)重塑，縮小了卸除持荷時樁身回彈量。所以，在建設(shè)過程中，持荷時長必須嚴(yán)格把控，且必須超過5 min。

4 工程實施效果

4.1 配樁情況

經(jīng)認(rèn)真配樁，在總共115根樁中，有36根樁出現(xiàn)砍樁，僅占31.3%，其中砍樁長度在0.3 m以內(nèi)的占33.3%，送樁長度絕大多數(shù)在1m以內(nèi)，最大的為3.1 m，達(dá)到了較理想的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果?？硺兜木唧w情況，見表1。

4.2 樁位偏差情況

經(jīng)靜壓樁竣工測量，在總共115根樁中，樁的最大偏位均不超過100 mm，均滿足規(guī)范允許值要求，效果相當(dāng)理想。

4.3 基樁完整性情況

在總共115根樁中，共選96根基樁進(jìn)行低應(yīng)變動力檢測，結(jié)果I類樁88根，占91.7%；II類樁6根，占6.3%；Ⅲ類樁2根，占2%。基樁低應(yīng)變動的詳細(xì)情況及結(jié)果，見表2。

4.4 單樁承載力情況

在總共115根樁中，共選3根PHC400—95一A基樁進(jìn)行豎向抗壓靜載檢測試驗。

結(jié)果當(dāng)荷載加到設(shè)計要求的極限承載力水平時，所有試樁的樁頂沉降均小于40 mm（最大20.70 arm），Q—a曲線均呈緩變型未出現(xiàn)明顯沉降增大現(xiàn)象，s—l曲線尾部均未出現(xiàn)明顯向下彎曲，因此所有試樁均未達(dá)到極限承載狀態(tài)，單樁豎向承載力完全滿足設(shè)計要求。各試樁的靜載試驗情況及結(jié)果，見表3。

4.5 工后沉降情況

根據(jù)2012年2月份工程完成二層梁板混凝土澆筑后沉降觀測結(jié)果，所有沉降觀測點的累計沉降量均為0 mm，詳見表3，因本工程的基樁屬于摩擦端承樁，樁端土層為全風(fēng)化花崗巖層，因此工程在使用階段的工后沉降必然很小。

5 結(jié) 語

PHC管樁的靜壓法施工很容易發(fā)生各種質(zhì)量通病，作為項日部，應(yīng)增加工作的主動性，將工作重點放在事前和控制上，在施工準(zhǔn)備階段，應(yīng)積極主動地與設(shè)計單位，監(jiān)理單位共同研究地質(zhì)、場地、環(huán)境等條件及特點，分析PHC管樁靜壓法施工可能出現(xiàn)或存在的質(zhì)量問題，有針對性地制定施工技術(shù)措施和質(zhì)量監(jiān)管工作計劃，并認(rèn)真嚴(yán)格地付諸實施，就能確保施工過程的順利進(jìn)行，最大限度地減少工程質(zhì)量問題或質(zhì)量通病。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳立輝.PHC管樁靜壓施工質(zhì)量管理探討[J].福建建設(shè)科技，2007，（6）.