淺談球形倉PHC管樁群樁施工技術(shù)

陳百斌

摘 要：鹽城濱海煤炭碼頭球形倉樁基工程，單倉樁基由1727根PHC管樁、30根灌注樁組成的的群樁工程，且本工程地質(zhì)條件復(fù)雜，施工點(diǎn)零星、分散，質(zhì)量控制難度大。本文結(jié)合球形倉樁基工程特點(diǎn)，系統(tǒng)總結(jié)了PHC管樁群樁工程施工工藝的施工要點(diǎn)和重點(diǎn)控制措施。

關(guān)鍵詞：球形倉 群樁 PHC管樁 施工要點(diǎn)

球形倉工程樁基施工作業(yè)量大，單倉1727根PHC管樁，總長54217m，由于為閉口樁，相當(dāng)于在原土中增加1.5萬方體積，故擠土效應(yīng)嚴(yán)重，超孔隙水壓力問題也比較突出。到時(shí)可能出現(xiàn)兩個(gè)問題，一是后期施工樁無法沉樁，二是因?yàn)閿D土效應(yīng)可能會(huì)影響中心柱、地下廊道、環(huán)基等工程主體，導(dǎo)致其位移、隆起、開裂等質(zhì)量事故。本文結(jié)合球形倉工程特點(diǎn)，重點(diǎn)闡述PHC預(yù)應(yīng)力管樁群樁施工要點(diǎn)與方法，提出了管樁施壓質(zhì)量通病的控制措施。

1、PHC管樁施工工藝流程及施工要點(diǎn)

1.1 PHC管樁群樁施工（圖1）

1.2工程設(shè)計(jì)

（1）本煤炭碼頭工程共有2座球形倉，單倉的直徑為120m，建筑面積11569.3m2，堆煤峰線約33m高，單倉儲(chǔ)煤量約18萬噸。該工程地基基礎(chǔ)采用PHC管樁（單倉1727根）和鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，球型倉管樁樁型多、單樁進(jìn)尺較深，樁型分為PHC 500 B 125-30、PHC 600 B 130-29、PHC 600 B 130-31和PHC 600 C 130-33、PHC 600 C 130-34等等，共3454根樁，管樁總長約10萬米。

（2）球形倉工程位于濱海港廢黃河口附近的海邊灘及鹽田和海產(chǎn)養(yǎng)殖池中，該處防潮堤外側(cè)地貌形態(tài)平緩，近岸為潮間帶，天然泥面高潮時(shí)淹沒，低潮時(shí)裸露，為較典型的濱海及河口三角洲相沉積特征；地質(zhì)條件復(fù)雜，且樁基由摩擦樁組成的群樁基礎(chǔ)，通過樁側(cè)摩擦力將上部荷載傳遞到樁周及樁端土層中，因樁數(shù)較多，間距較小，為閉口樁，此時(shí)群樁中各樁的工作狀態(tài)與單樁的顯著不同，其承載力小于各單樁承載力之和，沉降量大于單樁沉降量，因此會(huì)產(chǎn)生群樁效應(yīng)。

1.3技術(shù)準(zhǔn)備

（1）通過地質(zhì)報(bào)告掌握本工程地質(zhì)、水文特征及其他情況，確定樁機(jī)型號及規(guī)格。

（2）施工場地要求：三通一平，工地的水、電便利，由于設(shè)備自重較大，對場地平整度要求較高，開工前對施工場地進(jìn)行平整，使其滿足施工要求。

（3）施工放線：采用全站儀定樁位，軸線定位誤差≤±2㎜，并經(jīng)甲方代表、監(jiān)理人員復(fù)核、簽證，用水準(zhǔn)儀測定施工場地的地面標(biāo)高。

（4）施工措施：本工程為群樁工程，為減少群樁效應(yīng)，項(xiàng)目部采用分區(qū)跳打施工，留泄壓區(qū)，設(shè)減震溝，當(dāng)發(fā)生擠土效應(yīng)嚴(yán)重?zé)o法正常沉樁時(shí)通過引孔等措施保證正常施工。

（5）技術(shù)交底：項(xiàng)目工程師向施工員進(jìn)行技術(shù)交底，施工員向工人進(jìn)行技術(shù)交底。

1.4 群樁施工部署及要點(diǎn)

（1）施工工藝流程：

場地平整→樁位測量放線→樁機(jī)就位→吊裝插管焊樁尖→對中調(diào)直→錘擊沉樁→接樁焊接→再次沉樁、送樁→成樁

（2）在樁基施工過程中，以樁施工為關(guān)鍵線路，穿插進(jìn)行中心柱及廊道部位降水土方開挖、結(jié)構(gòu)施工、基坑回填、倉內(nèi)復(fù)合地基回填工作。

（3）本工程為群樁工程，為環(huán)形樁施工，從n1～n21環(huán)，每環(huán)間距3m，每根樁間距3m，為減少群樁施工期間相互影響，減小孔隙水壓力、避免土體隆起，同時(shí)減少環(huán)基部分PHC樁先施工對倉內(nèi)后施工PHC樁的影響，項(xiàng)目部采取跳打的施工方法，同時(shí)從最內(nèi)圈PHC樁開始，向外每三圈PHC樁挖一道0.5m×1m的防震溝。

（4）為保證安全施工，在施工過程中應(yīng)跟蹤監(jiān)測，對已施工的管樁，選取代表性樁用全站儀、經(jīng)緯儀進(jìn)行平面位移監(jiān)測，用水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程監(jiān)測，并根據(jù)需要用孔隙水壓力計(jì)監(jiān)測打樁引起的孔隙水壓力情況，其他監(jiān)測項(xiàng)目視需要而定，按相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。其中水平位移報(bào)警值為：30mm；豎向位移報(bào)警值為：30mm；孔隙水壓力報(bào)警值為：50%的上覆土層有效自重。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有較大位移或樁頂標(biāo)高提升時(shí)，暫停樁基施工，并采取降低打樁速度、引孔、打砂井，泄壓孔等方法解決，必要時(shí)可普遍實(shí)施一遍復(fù)打。

（5）本工程地質(zhì)條件復(fù)雜，PHC群樁采用錘擊方法施工，會(huì)對樁周圍土層產(chǎn)生很大的擾動(dòng)，致使飽和軟黏土結(jié)構(gòu)被破壞，強(qiáng)度降低，地表隆起及地基側(cè)移，同時(shí)在飽和軟黏土層中產(chǎn)生較大的超空隙水壓力，因此通過觀測打樁期間的超靜空隙水壓力的變化，反映群樁施工過程空隙水壓力產(chǎn)生及消散過程，提出減小超靜空隙水壓力的施工措施：a、制定合理的沉樁順序，沉樁按由內(nèi)及外，有近至遠(yuǎn)的原則，分區(qū)跳打，留出卸載區(qū)域；b、控制沉樁速度。

（6）施工順序：本球形倉群樁工程，為環(huán)形樁施工，從n1～n21環(huán)，每環(huán)間距3m，每根樁間距3m，根據(jù)本工程地質(zhì)條件及群樁工程特點(diǎn)，我項(xiàng)目部采用如下施工順序，順利解決了擠土效應(yīng)、無法沉樁及群樁效應(yīng)產(chǎn)生的系列問題。

2、整個(gè)過程樁體檢測、土體、水監(jiān)測按要求同步進(jìn)行

1.5 PHC管樁施工要點(diǎn)

（1）打樁機(jī)應(yīng)按設(shè)計(jì)及有關(guān)規(guī)定配備樁機(jī)型號、樁機(jī)重量，滿足沉樁的要求。

（2）施工過程中反復(fù)核對軸線和樁位，樁機(jī)就位施打前，施工人員要重新核對。

（3）樁機(jī)就位前要先找平地面，務(wù)必樁身和機(jī)體平穩(wěn)、垂直，方能吊裝管樁。

（4）對準(zhǔn)備沉壓的管樁要檢查確認(rèn)其外觀質(zhì)量符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求方可使用，起吊前要在管樁上畫上以米為單位的長度標(biāo)志，以便于進(jìn)行記錄和了解各土層的施打反應(yīng)。

（5）管樁吊放對點(diǎn)就位后，用經(jīng)緯儀在正側(cè)兩面反復(fù)校核，使樁能在同一直線上，防止偏打。

（6）在沉樁過程中，首節(jié)樁入土?xí)r，若遇地表面有弧石，必須注意樁與地表面之間是否移位，如發(fā)現(xiàn)移位馬上終止本根樁的施工作業(yè)，待排除障礙后再施打；若樁與地表面之間沒有明顯移位，樁身打入土中1米左右時(shí)，再核對樁身的垂直度，使首節(jié)樁的垂直度偏差保持在0.5%之內(nèi)。

（7）樁段接樁是在上一節(jié)打至距地面0.5m左右時(shí)進(jìn)行，端面焊接時(shí)要將樁端鐵板清理干凈，坡口處應(yīng)刷至露出金屬光澤，并使其接面調(diào)平接直，確定樁身自然垂直后方可焊接，焊接宜在樁四周對稱施焊，坡口尺寸比《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》規(guī)定的坡口尺寸加大1mm，接頭焊縫厚度比普通連接焊縫增加2mm，層數(shù)不得少于4層，第一層焊完后必須把焊渣清理干凈，方可進(jìn)行第二層的施焊，焊好后的樁接頭應(yīng)自然冷卻后方可繼續(xù)錘擊，自然冷卻時(shí)間不宜少于8分鐘，不得在施焊后矯正樁身垂直度偏差。

（8） 打樁機(jī)具的控制，在替打下面墊上樁墊，樁墊可采用紙墊或者膠合板等材料，檢查樁墊是否完好，是否發(fā)生偏移，以防止錘擊過程中對樁造成損傷，因樁墊在錘擊過程中要壓縮，所以在施打時(shí)視其程度及時(shí)更換樁墊和材質(zhì)，保證樁墊的厚度不小于120mm。經(jīng)常檢查鋼絲繩是否有斷絲，發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重磨損應(yīng)及時(shí)更換。

（9） 樁接頭施工質(zhì)量的監(jiān)控，上下節(jié)樁接頭表面應(yīng)用鋼絲刷清理干凈并保持干燥，坡口處應(yīng)刷至露出金屬光澤，接樁時(shí)上下節(jié)樁身應(yīng)對中，錯(cuò)位不宜大于2mm，兩端面應(yīng)緊密貼合，不得在接頭處出現(xiàn)間隙，對稱施焊，焊縫飽滿均勻。當(dāng)?shù)谝还?jié)樁打設(shè)完成后，將樁錘慢慢提起，然后樁架重新豎直，提樁，然后再將樁套入替打，與下節(jié)樁對接時(shí)，尤為注意。在上節(jié)樁頭端頭的鐵板上焊接3個(gè)4cm鋼筋頭，讓上下節(jié)樁頭靠緊鋼筋頭，然后樁架慢慢傾斜至一定的角度，保證上下節(jié)樁頭接縫靠緊，接縫寬度均勻，對接錯(cuò)位在規(guī)范允許范圍內(nèi)，然后對稱施焊，焊縫從低向高分層焊接，焊縫均勻飽滿。

（10）斜樁控制要點(diǎn)：球形倉工程斜樁直徑為600mm，單根長度最長34m，所以在選用樁機(jī)時(shí)尤為重要，一般樁機(jī)最大傾斜角度可以達(dá)到7度，要求本樁機(jī)傾斜要達(dá)到11.31°，而且考慮樁機(jī)的重心問題，本工程選用筒錘。斜樁應(yīng)重點(diǎn)做好以下工作：a、樁的平面控制，對樁位原地面標(biāo)高進(jìn)行測量，根據(jù)傾斜角度計(jì)算實(shí)際施打位置坐標(biāo)；樁的傾斜方向控制，在圖紙上標(biāo)識(shí)另外一點(diǎn)，以兩點(diǎn)確定方向來確定樁的傾斜方向；樁的傾斜角度的控制，根據(jù)樁機(jī)樁架的傾角來確定樁的傾角，在樁架上定位一點(diǎn)，距離樁機(jī)底盤面高度為5m，焊接一個(gè)螺母，在螺母上系一個(gè)重為1kg的線錘，根據(jù)三角函數(shù)的關(guān)系，確定直角邊長為0.98m，在樁機(jī)的底盤上，距樁架0.98米處焊接一鋼筋頭，每次樁架傾斜至線錘靠上鋼筋頭上，樁架則滿足傾斜角度11.31°。

（11） 收錘的監(jiān)控，施打過程中測量人員應(yīng)通過水準(zhǔn)儀，利用樁面上的讀數(shù)、替打讀數(shù)，結(jié)合標(biāo)高對所沉樁進(jìn)行觀察與記錄，本工程管樁以樁頂標(biāo)高控制為主，貫入度控制為輔的原則進(jìn)行控制，直至錘擊到設(shè)計(jì)所要求的樁頂標(biāo)高或貫入度時(shí)收錘。

1.6 PHC管樁的質(zhì)量通病及控制

（1）在預(yù)應(yīng)力PHC管樁施工過程中，常見的有質(zhì)量通病有：樁身斷裂、樁頭爆裂、沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)要求、樁頂位移和樁身傾斜等。預(yù)防措施： ①個(gè)別沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高的管樁，經(jīng)比對地勘資料，樁端進(jìn)入局部隆起的土層（可作為持力層）且不下于1.5倍樁徑，以最后三陣10擊的平均貫入度不大于30mm作為停錘標(biāo)準(zhǔn)；②對于樁身傾斜問題，施工時(shí)檢查樁架是否垂直；穩(wěn)樁時(shí)樁帽、樁錘、樁是否在同一直線；接樁時(shí)保證在兩樁在同一直線；避免邊打樁邊在附近挖土，造成側(cè)移；③嚴(yán)格控制沉樁順序和沉樁中樁的垂直度及接樁時(shí)的焊接質(zhì)量，并通過成立QC控制小組，有效控制管樁施工的質(zhì)量通病，并達(dá)到預(yù)期的效果。

（2）樁基的質(zhì)量控制：a、施工前應(yīng)檢查進(jìn)入現(xiàn)場的成品樁，接樁用電焊條等產(chǎn)品質(zhì)量。b、施工過程中檢查樁的貫入情況、樁頂完整狀況、電焊接樁質(zhì)量、樁體垂直度、電焊后的停歇時(shí)間c、樁基施工完成后，根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94和《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106對樁基進(jìn)行高應(yīng)變、低應(yīng)變和聲波透射檢測。低應(yīng)變檢測混凝土樁的樁身完整性，判定樁身缺陷的程度及位置。高應(yīng)變測定與判定單樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求，檢測樁身缺陷及其位置，判定樁身完整性類別，分析樁側(cè)和樁端土阻力分布情況。通過對PHC管樁檢測與控制，有效的避免質(zhì)量通病，并使樁基施工質(zhì)量有較大的提高。

2、結(jié)束語

項(xiàng)目部通過創(chuàng)新，打破常規(guī)，見縫插針，在大的工序間實(shí)現(xiàn)立體施工，小的工序甚至同一工序間也實(shí)現(xiàn)立體施工，優(yōu)化了樁基施工工藝，體現(xiàn)了樁基基礎(chǔ)、土方開挖回填、主體施工之間良好銜接，在施工工期方面減少了窩工、返工現(xiàn)象，同時(shí)提高了勞動(dòng)效率。在質(zhì)量方面樁身垂直度及接樁質(zhì)量有了明顯的提高，樁位偏差和樁體完整性得到有效的控制，通過樁基檢測無斷樁、上浮等現(xiàn)象，有效的避免了質(zhì)量通病和群樁效應(yīng)。

參考文獻(xiàn)

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[2]《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106-2014.

[3]《建筑地基基礎(chǔ)工程施工規(guī)范》GB51004- 2015.