淺談?lì)A(yù)應(yīng)力混凝土管樁復(fù)合地基施工

何穎彥

（中鐵二十五局集團(tuán)第一工程有限公司 518000）

1 引言

深圳國(guó)際會(huì)展中心項(xiàng)目位于深圳市寶安區(qū)的寶安機(jī)場(chǎng)以北、空港新城南部，位于傳統(tǒng)意義上的臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)。深圳國(guó)際會(huì)展中心（一期）軟基處理方案主要采用管樁復(fù)合地基，其中管樁復(fù)合地基分為樁網(wǎng)復(fù)合地基和剛性樁復(fù)合地基。

根據(jù)本區(qū)域地質(zhì)資料和勘察成果，場(chǎng)地地層從上到下有：第四系人工堆質(zhì)層、第四系海積層、第四系沖洪積層、第四系風(fēng)化殘積層、下伏基巖為加里東期混合花崗巖。本工程管樁基本為摩擦端承樁，樁端持力層為強(qiáng)風(fēng)化混合花崗巖，平均樁長(zhǎng)為25～30m。

管樁分為室內(nèi)展廳區(qū)和室外區(qū)。室外區(qū)域經(jīng)場(chǎng)地平整處理后填筑至高程4.1m，然后對(duì)各地段有序?qū)嵤╈o壓沉樁，管樁頂部設(shè)樁帽、加筋層和回填碾壓墊層，形成整體樁網(wǎng)復(fù)合地基；采用φ300mm，壁厚70mm的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80，管樁布置間距2.0～2.2m，采用正方形布置。樁網(wǎng)復(fù)合地基典型剖面圖如圖1。

圖1

室內(nèi)展廳區(qū)域經(jīng)回填碾壓至5.7m高程后實(shí)施管樁，樁頂設(shè)碎石墊層，形成剛性樁復(fù)合地基。采用φ500mm，壁厚125mm的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80，管樁布置間距2.5m，采用正方形布置，四根管樁共用一個(gè)平臺(tái)，平臺(tái)之間中心距離9m。

2 樁網(wǎng)復(fù)合地基施工

樁網(wǎng)復(fù)合地基采用靜壓沉樁方式進(jìn)行樁基施工。

2.1 工藝流程

施工工序：樁位測(cè)量放線→樁機(jī)定位→吊樁→壓樁→喂樁、電焊接樁→壓樁→終壓力達(dá)標(biāo)后送樁→樁機(jī)移位。

2.2 施工準(zhǔn)備

（1）施工前，施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)“四通一平”即：場(chǎng)內(nèi)道路，施工用水，施工用電，現(xiàn)場(chǎng)通信，施工場(chǎng)地壓實(shí)、平整。

（2）組織樁機(jī)、機(jī)械設(shè)備及人員進(jìn)場(chǎng)。

（3）根據(jù)設(shè)計(jì)提供的坐標(biāo)控制點(diǎn)進(jìn)行軸線的復(fù)核和標(biāo)高的引測(cè)，保護(hù)好原有的控制軸線做好建筑軸線和樁位的定位工作。

（4）管樁進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)對(duì)管樁的外觀、樁徑、長(zhǎng)度、壁厚、樁身強(qiáng)度以及樁身上的材料標(biāo)識(shí)等按規(guī)范進(jìn)行自檢和驗(yàn)收，并檢查出廠合格證，嚴(yán)禁將不符合規(guī)范要求的管樁進(jìn)場(chǎng)。

管樁現(xiàn)場(chǎng)堆放平整，不超過(guò)三層，采用木墊按二點(diǎn)法做相應(yīng)支墊，應(yīng)設(shè)在距兩端0.21倍樁長(zhǎng)處，且支撐點(diǎn)大致在同一水平面上，見(jiàn)圖2。

圖2 兩點(diǎn)支墊示意圖

2.3 施工工藝

2.3.1 管樁試樁

首先根據(jù)施工圖紙中的設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)確定配樁的根數(shù)和每根樁的長(zhǎng)度。按所選樁機(jī)型號(hào)對(duì)管樁進(jìn)行試樁，通過(guò)試樁確定壓樁的終壓技術(shù)參數(shù)、校驗(yàn)靜壓樁設(shè)備的技術(shù)性能、工藝參數(shù)及技術(shù)措施的適應(yīng)性，確定荷載-沉降曲線，每個(gè)區(qū)域試樁3根。

2.3.2 樁位放樣

沉樁前由導(dǎo)線點(diǎn)施測(cè)出樁位軸線，定出樁位中心，以鋼筋或小竹片樁標(biāo)志。在每一縱、橫排樁位中心延線上設(shè)置控制樁，以方木樁標(biāo)志，木樁加固保護(hù)。

2.3.3 樁機(jī)就位

機(jī)械、人員、設(shè)備進(jìn)場(chǎng)向監(jiān)理單位報(bào)驗(yàn)。檢查機(jī)械的出廠證明，機(jī)械性能須良好，樁機(jī)自帶的壓力表符合規(guī)范要求。

2.3.4 吊樁喂樁

吊樁時(shí)將管樁上端4m處的用鋼絲繩固定，緩慢升起管樁至垂直狀態(tài)，放入壓樁機(jī)內(nèi)的固定裝置內(nèi)，調(diào)整好管樁垂直度后，固定裝置夾住管樁，離地面約50cm后靜止，進(jìn)行樁尖焊接，為沉樁做好準(zhǔn)備。

2.3.5 樁身檢查

用目測(cè)法觀察樁身有無(wú)裂縫，用角尺檢查樁端與樁身是否垂直及直徑、壁厚、法蘭盤是否滿足要求，用弦線拉直觀看樁身是否順直，用回彈儀檢查樁身混凝土強(qiáng)度是否合格，并要填好交接記錄。

2.3.6 靜力壓樁

首節(jié)管樁被壓裝機(jī)夾穩(wěn)固定，在離地面50cm處?kù)o止，安排電焊工將十字型鋼樁尖與管樁端頭的法蘭盤進(jìn)行焊接，然后緩慢將管樁壓入地下，待管樁露出地面100cm后停止壓樁。一般情況下，首節(jié)管樁下壓入土過(guò)程中所遇地質(zhì)情況較好，均能垂直壓入土內(nèi)。

2.3.7 接樁

吊上第二節(jié)樁，壓樁機(jī)夾穩(wěn)管樁緩慢下降，距首節(jié)管樁端頭50cm處?kù)o止，安排人員將上下段樁的法蘭盤用鋼絲刷清理干凈，應(yīng)刷至露出金屬光澤，然后把第二節(jié)樁吊放在首節(jié)樁端板上，法蘭盤應(yīng)完全重合，拼接處坡口槽電焊分兩次對(duì)稱焊接，焊后清除焊渣，焊縫連續(xù)飽滿（滿足二級(jí)焊縫），焊接采用二氧化碳保護(hù)焊，焊好的焊縫應(yīng)自然冷卻5min后方可繼續(xù)施壓。待樁沉入到距地面100cm左右時(shí)，停止沉樁，吊上第三節(jié)樁，重復(fù)沉樁。

末節(jié)樁沉樁時(shí)，當(dāng)終壓力達(dá)到每根樁的單樁豎向抗壓承載力特征值的2倍且不小于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)時(shí)可以停止下壓，進(jìn)行下一根樁施工。最后穩(wěn)定壓樁力不得小于終壓力，穩(wěn)定壓樁的時(shí)間宜為5～10s。

2.3.8 截樁

當(dāng)末節(jié)樁壓完后，若有露出地面的樁段必須在移機(jī)前截去，管樁應(yīng)用鋸樁機(jī)截割，嚴(yán)禁利用壓樁機(jī)行走推力強(qiáng)行將樁扳斷的作法。

3 剛性樁復(fù)合地基施工

剛性樁復(fù)合地基采用錘擊沉樁方式進(jìn)行樁基施工。

3.1 工藝流程

圖3 錘擊樁施工流程圖

3.2 錘擊樁施工方法

3.2.1 管樁的吊運(yùn)及插樁

單根管樁吊運(yùn)時(shí)采用兩頭勾吊法，豎起時(shí)采用單點(diǎn)法，見(jiàn)圖4。管樁起吊運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)平緩輕放，以免大幅搖擺碰撞。

圖4 管樁起吊示意圖

管樁吊起后，扶正處于垂直靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，根據(jù)要求焊接十字型樁尖，然后將樁插入土中1m后，采用兩個(gè)線錘進(jìn)行垂直度控制，確保管樁位置和垂直度符合要求后壓樁。

3.2.2 錘擊沉樁

樁就位前在樁身上作出以米為單位的長(zhǎng)度標(biāo)記。

樁就位后雙向校正垂直度，發(fā)現(xiàn)垂直偏差有效值超出單節(jié)樁長(zhǎng)的0.5%時(shí)，應(yīng)停止打樁及時(shí)糾正，以保證樁身垂直度，用水準(zhǔn)儀控制標(biāo)高，以保證樁頂標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高一致。

沉樁：開(kāi)始時(shí)輕放樁錘，使樁均勻緩慢下沉，并檢查樁的垂直度（偏差不大于0.5%）；打樁時(shí)重錘低擊，落錘的起錘高度小于0.5m，起始時(shí)管樁下沉較大，隨著沉樁加深，下沉速度緩慢，起錘高度宜漸增，最終穩(wěn)定在高度約1m處錘擊。在整個(gè)打樁過(guò)程中，保持樁身的垂直度，避免樁身傾斜并發(fā)生位移。每根樁宜連續(xù)一次打完，不要中斷，采用兩個(gè)線錘進(jìn)行垂直觀測(cè)，確保樁的垂直度（打樁架的垂直度不大于1%），并控制樁頂偏差不大于5cm；沉樁中設(shè)專人進(jìn)行測(cè)量并記錄標(biāo)高、貫入度。

3.2.3 接樁

第一節(jié)樁頂離地面0.5m左右時(shí)，即可進(jìn)行接樁。

接樁前，安排人員將上下段樁的法蘭盤用鋼絲刷清理干凈，應(yīng)刷至露出金屬光澤。上下兩節(jié)樁的法蘭胖應(yīng)重合，并應(yīng)保證上下兩節(jié)樁的垂直度。若下節(jié)樁身略有傾斜，上節(jié)樁身應(yīng)與下節(jié)樁身保持順直，兩端身應(yīng)緊密貼合，不得在接頭處出現(xiàn)間隙；嚴(yán)禁在接頭處空隙處塞填鐵片、鐵絲等雜物。

施焊采用兩臺(tái)焊機(jī)對(duì)稱焊接，焊接時(shí)要采取防風(fēng)措施，減少焊接變形。焊后清除焊渣，檢查焊縫飽滿程度，自檢合格后方可繼續(xù)沉樁，焊好的焊縫應(yīng)自然冷卻5min后方可繼續(xù)施壓。

3.2.4 送樁

送樁時(shí)上下樁的法蘭盤應(yīng)重合，使接觸面緊貼。施工中，時(shí)刻用水準(zhǔn)儀觀察樁頂標(biāo)高，符合設(shè)計(jì)要求后停止錘擊，并將上段樁孔用木板塊及時(shí)回填覆蓋，以防泥土石塊掉入，同時(shí)確保安全。

3.2.5 管樁的收錘

管樁施工收錘標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)通過(guò)靜載試驗(yàn)樁或試打樁確定，以達(dá)到樁端持力層（定性）和最后貫入度或最后1～3m的每米沉樁錘擊數(shù)（定量）作為主要的收錘控制指標(biāo)。試打樁時(shí)最后三陣錘（每陣10擊）的貫入度控制值為常用收錘貫入度25mm/10擊，打樁過(guò)程中詳細(xì)記錄每1m的錘擊數(shù)、最后一陣（10擊）的貫入度。

每根樁的總錘擊數(shù)及最后1m沉樁錘擊數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定：PHC樁總錘擊數(shù)不宜超過(guò)2500，最后1m沉樁錘擊數(shù)不宜超過(guò)300。

4 質(zhì)量檢測(cè)

4.1 樁身完整性檢測(cè)

所有試樁均進(jìn)行低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法試驗(yàn)，檢測(cè)管樁的完整性。抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的10%，且不小于三根。

4.2 單樁豎向承載力檢測(cè)

所有試樁均進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)，抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的0.5%，且不小于3根。室外展場(chǎng)、貨運(yùn)通道及卸貨區(qū)的單樁承載力特征值不小于520kN，室內(nèi)展廳及室外其他配套設(shè)施場(chǎng)地單樁承載力特征值不小于360kN。

圖5

4.3 一般項(xiàng)目檢測(cè)

表1

5 質(zhì)量控制

5.1 測(cè)量定位

根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的控制點(diǎn)，測(cè)量工程師進(jìn)行管樁幾何中心點(diǎn)的放線測(cè)量，插上短鋼筋作為標(biāo)記，以短鋼筋為圓心撒放圓形白灰，使管樁外輪廓與之重合，從而確定樁位。測(cè)量工程師收集測(cè)量定位放線的原始資料，以備報(bào)審和內(nèi)業(yè)資料的編制。

5.2 樁身垂直度

采用兩個(gè)線錘進(jìn)行垂直度控制，壓樁時(shí)施工人員必須經(jīng)常從兩個(gè)線錘的垂直方向進(jìn)行觀測(cè)樁身的垂直度，發(fā)現(xiàn)傾斜必須及時(shí)調(diào)整。晚上不適宜施工，照明不足且避免噪音污染。

5.3 樁位偏移

測(cè)量工程師復(fù)核已完成管樁樁位，觀察是否偏移，如發(fā)現(xiàn)偏移則立即找出原因并采取相應(yīng)措施；樁機(jī)移位時(shí)應(yīng)盡量避免碰觸已完工的管樁，造成偏移。

5.4 接樁焊接

采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，焊接前樁端處的法蘭盤進(jìn)行除銹，露出金屬光澤；電焊工在對(duì)接處四周焊接4個(gè)焊點(diǎn)用以固定，然后沿著焊點(diǎn)逐步焊接相連，要求焊縫飽滿；焊接完畢后待焊縫自然冷卻5min后方可施工；焊接過(guò)程必須連續(xù)流暢，整個(gè)過(guò)程不得超28min，以免樁周土體回彈，導(dǎo)致沉樁困難。

6 結(jié)語(yǔ)

深圳國(guó)際會(huì)展中心（一期）軟基處理工程管樁施工進(jìn)度快，檢測(cè)指標(biāo)合格，質(zhì)量?jī)?yōu)良。

高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PHC樁）具有承載力高、質(zhì)量穩(wěn)定、耐久性好、錘擊性好、施工方便、無(wú)污染、便于運(yùn)輸?shù)跹b等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)被廣泛采用。沉樁的施工方法一般為靜壓或錘擊，錘沉樁引起的噪聲大，所以近年來(lái)已經(jīng)很少使用，但錘擊沉樁施工成本低，地基承載力要求不高，在不太密集，對(duì)環(huán)境要求不高的情況下可能仍然會(huì)采用。

通過(guò)對(duì)靜壓沉樁和錘擊沉樁施工工藝的初步探討，嚴(yán)格控制施工中每個(gè)工序環(huán)節(jié)，保證施工質(zhì)量，提高管樁施工技術(shù)水平，從而在實(shí)踐中提高施工效率，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目順利完成。

[1]林晉宏.樁基工程的質(zhì)量控制[J].太原科技，2014，6.

[2]《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2014）[S].

[3]《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50202-2002）[S].

[4]《先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁》（GB13476-2009）[S].