預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁樁基工程的質(zhì)量控制

文／ 朱光耀 劉文陽(yáng)白晶晶 馮啟磊

預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁，代號(hào)為PHC樁，是一種新型的節(jié)能型建筑材料。它運(yùn)用的是離心成型的先張法預(yù)壓應(yīng)力，管形樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C80，沉樁的常見(jiàn)方法有靜壓法與錘擊法。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁由骨架、高強(qiáng)混凝土、鋼結(jié)構(gòu)等幾個(gè)部分組合而成，具有無(wú)污染、穿透性強(qiáng)、耐性持久、質(zhì)量穩(wěn)固、施工周期短等多種優(yōu)勢(shì)，因此廣受建筑行業(yè)的喜愛(ài)。本人結(jié)合自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就《規(guī)程》要求來(lái)談?wù)撊绾巫龊妙A(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁樁基工程質(zhì)量的保障措施，以控制工程的質(zhì)量達(dá)到最佳。

一、PHC樁的工程準(zhǔn)備

1.PHC樁的適用的地質(zhì)條件

在持力層很厚的全風(fēng)化巖層或強(qiáng)風(fēng)層、堅(jiān)硬的黏土層、沙礫層以及緊密碎石的場(chǎng)地，PHC樁非常適用。PHC樁在進(jìn)入上述土層后，能在一定的深度且成為端承摩擦樁從而讓其強(qiáng)度高的特點(diǎn)充分發(fā)揮，以此使樁的承載力和經(jīng)濟(jì)效益得以提升。但我們必須要清楚的是，中分層和微風(fēng)化層是PHC樁不可打入的，PHC樁可進(jìn)入的程度一般為N=50～60強(qiáng)風(fēng)化層的1～3米，即便如此，PHC的承載力也是有絕對(duì)的保障的，這正是PHC樁的采用能減少樁長(zhǎng)從而節(jié)約成本的方面。就某些沿海地區(qū)而言，許多地區(qū)的基巖大約只有10～25米，埋藏程度較淺，且風(fēng)化程度較嚴(yán)重，強(qiáng)風(fēng)化層與殘積層較厚，而上面覆蓋的基本為沖積層（淤泥層、黏土層、砂層等）和填土層，這樣的地質(zhì)條件，特別符合采用PHC樁。

2.PHC樁不適用的地質(zhì)條件

PHC樁雖有許多優(yōu)點(diǎn)，但其局限性也不容小視，若操作不當(dāng)，往往會(huì)有施工困難，甚至釀成事故的情況出現(xiàn)。因此在使用時(shí)，應(yīng)注意以下不適用的地質(zhì)條件：

（1）地層中混凝土塊等其他障礙物較多

當(dāng)PHC樁樁尖碰到混凝土塊、孤石、舊基礎(chǔ)等障礙物時(shí)，不能繼續(xù)做沉樁的操作，否則將會(huì)由于樁長(zhǎng)間的差距較大而產(chǎn)生傾斜、跑位、斷樁、樁頭破損等多種事故的出現(xiàn)。因此，在運(yùn)用PHC樁時(shí)，當(dāng)碰到不能清除地層中的障礙物的場(chǎng)地時(shí)，不宜去使用PHC樁。

（2）場(chǎng)地的中間層含有堅(jiān)硬夾層

若場(chǎng)地中含有堅(jiān)硬夾層且厚度小的地層，不僅不能將其選為持力層，而且最好不宜使用或慎用。若想貫穿整個(gè)堅(jiān)硬夾層，就必須加大沉樁的能量。對(duì)于錘擊樁而言，錘擊數(shù)加大就可能使得樁身的混凝土?xí)霈F(xiàn)疲勞損壞或樁頭打爛的問(wèn)題；且在強(qiáng)烈的打擊過(guò)后，有些樁雖然表面上看著完好無(wú)損，但實(shí)際上“內(nèi)傷”已經(jīng)出現(xiàn)，這導(dǎo)致樁整體的耐久性和承載力都會(huì)有不好的影響。而對(duì)于靜樁而言，就可能會(huì)產(chǎn)生有的樁不能貫穿夾層，有的則能，這就可能會(huì)導(dǎo)致在同一個(gè)樁承臺(tái)中樁的長(zhǎng)度相差懸殊的情況出現(xiàn)。

（3）地層上軟下硬，軟硬突變

由于某些地層的基層表面的強(qiáng)風(fēng)化層與殘積層只有幾十厘米厚甚至沒(méi)有，且上面的是松軟的覆土層，若是在這樣的場(chǎng)地上去做打樁的工作，樁尖在穿過(guò)松軟的覆土層后，并沒(méi)有進(jìn)入有緩沖帶也就是殘積層或者強(qiáng)風(fēng)化層，而是直接進(jìn)入到堅(jiān)硬的中風(fēng)化巖層，這就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)樁身的緩沖力巨大，于是就有樁頭、樁尖打爛、樁身打折的情況出現(xiàn)。另外，因?yàn)闃都鉀](méi)有進(jìn)入到較穩(wěn)定的巖層，那樁尖就沒(méi)有得到嵌套固定的作用，當(dāng)覆土層較松軟時(shí)，就會(huì)有以下的情況發(fā)生：一是樁尖容易出現(xiàn)滑動(dòng)的現(xiàn)象；二是樁的長(zhǎng)細(xì)較多且穩(wěn)定性不強(qiáng)，在受荷時(shí)就易發(fā)生折斷的現(xiàn)象。由此可見(jiàn)，即使樁能勉強(qiáng)完成，若其承載力不強(qiáng)，也是不經(jīng)濟(jì)不值得使用的。

（4）石灰?guī)r存在的地區(qū)

首先，石灰?guī)r的覆土層之下就是堅(jiān)硬的巖面，沒(méi)有較為明顯的緩沖層，這屬于上面我們提到過(guò)的“上軟下硬，軟硬突變”的地質(zhì)情況。

其次，石灰?guī)r地區(qū)的巖層中溶洞、溶溝、裂隙、石筍相當(dāng)發(fā)育，巖面不平整的情況下容易出現(xiàn)以下問(wèn)題：由于樁尖是不進(jìn)入或穿透石灰?guī)r層，因此當(dāng)樁尖落在溶洞頂板較薄的地方時(shí)，在荷載長(zhǎng)期的集中作用力下，溶洞的頂板會(huì)出現(xiàn)坍塌的可能性；而當(dāng)樁尖碰到了巖面不平整的情況時(shí)，受荷后易產(chǎn)生滑移的現(xiàn)象，從而會(huì)出現(xiàn)將樁扳斷或者樁尖一部分在巖面上而另外部分懸空的情況出現(xiàn)，這就很難保證整個(gè)樁的承受力；且在同一個(gè)承臺(tái)中，某些樁會(huì)輕易的就進(jìn)入溶溝，而其他的樁則不然，這會(huì)導(dǎo)致樁長(zhǎng)度的參差不齊的現(xiàn)象，施工也會(huì)出現(xiàn)配樁困難。

總而言之，若要在石灰?guī)r地區(qū)使用PHC樁，不管是打樁還是壓樁，樁的破損率以及質(zhì)量是難以控制的。

二、工程地質(zhì)勘察的質(zhì)量要求

工程地質(zhì)勘察是工程設(shè)計(jì)和施工的重要依據(jù)，錯(cuò)誤的勘探會(huì)對(duì)整個(gè)施工方案造成不當(dāng)?shù)挠绊憽Ｒ虼薖HC樁基的勘探應(yīng)符合以下幾點(diǎn)：

（1）12～24米是勘探點(diǎn)間最佳間距，且每個(gè)單位工程的勘探點(diǎn)的分布應(yīng)在5個(gè)或5個(gè)以上，當(dāng)然某些工程可根據(jù)實(shí)際情況減少；若地層的持力層面坡度超過(guò)10%且地層的變化復(fù)雜多變時(shí)，應(yīng)按情況加密勘探布點(diǎn)。

（2）貫入度測(cè)試各主要土層都需進(jìn)行。當(dāng)遇見(jiàn)中密～密實(shí)砂層、硬塑～堅(jiān)硬黏土層、殘積土層以及全風(fēng)化巖層時(shí)，應(yīng)大概每2米進(jìn)行一次測(cè)試，而樁端持力層的巖土層大約每1米進(jìn)行一次測(cè)試【2】。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)者與施工者能通過(guò)一系列的分析，確定最終終壓的標(biāo)準(zhǔn)。

（3）建筑場(chǎng)地的不良現(xiàn)象也應(yīng)及時(shí)做成工程地質(zhì)報(bào)告，以供設(shè)計(jì)人員對(duì)樁基最終選型以及確定其持力層。

三、管樁施工時(shí)常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題的預(yù)防

1.樁身斷裂

（1）首先全面檢查樁身的質(zhì)量，測(cè)量并記錄管樁的壁厚、外徑等相關(guān)尺寸，若發(fā)現(xiàn)超過(guò)規(guī)定時(shí)則不能使用。且嚴(yán)格執(zhí)行樁的堆放、吊運(yùn)規(guī)定。

（2）穩(wěn)樁時(shí)要及時(shí)糾正樁不垂直的現(xiàn)象，若樁壓入一定深度后有嚴(yán)重傾斜的現(xiàn)象，不可使用移架方法。

（3）施工前要清理樁位下的障礙；保證施工的場(chǎng)地排水措施完好，場(chǎng)地平整，機(jī)臺(tái)施壓時(shí)機(jī)身也能保持平穩(wěn)的狀態(tài)。

2.樁頂位移

（1）施工前要清理樁下障礙物，檢查樁構(gòu)件，不使用不符規(guī)定樁構(gòu)件。

（2）降水使用井點(diǎn)降水、盲溝或者排水措施。

（3）沉樁后應(yīng)視地質(zhì)、基坑深度、面積等來(lái)確定基坑開(kāi)挖時(shí)間。

3.沉樁且設(shè)計(jì)深度不能達(dá)到

當(dāng)有管樁不能沉下去的情況出現(xiàn)時(shí)，在查明地質(zhì)情況下準(zhǔn)確選定持力層或標(biāo)高，選擇合理的施工方法和壓樁順序，分析原因，找出對(duì)策以保證施工的進(jìn)行【3】。

總結(jié)：

不斷的積累施工、設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)際情況改進(jìn)施工機(jī)械，最終能做到杜絕工程問(wèn)題的出現(xiàn)，以此滿足工程質(zhì)量的要求。