預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁（PHC）施工的質(zhì)量控制及問題防治措施

黎 鵬 閆 超 趙麗敏

河南大學(xué)土木建筑學(xué)院（475000）

0 引言

預(yù)應(yīng)力管樁是專業(yè)生產(chǎn)廠家采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝和離心成型技術(shù)制作，再經(jīng)蒸汽養(yǎng)護而成的一種空心圓柱形鋼筋混凝土預(yù)制樁。預(yù)應(yīng)力管樁與傳統(tǒng)的沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和現(xiàn)場預(yù)制方樁相比，具有樁身質(zhì)量可靠、施工工期短、承載力高、造價低、對環(huán)境污染小等顯著的優(yōu)點。樁基工程質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響建筑的正常使用甚至影響到結(jié)構(gòu)安全。做好樁基施工質(zhì)量控制與經(jīng)驗總結(jié)具有重要意義。文章就PHC樁基施工中發(fā)生的質(zhì)量問題的原因進行分析，以減少經(jīng)濟損失。

1 靜壓PHC樁施工技術(shù)及質(zhì)量控制

錘擊預(yù)應(yīng)力管樁適用于各種黏性土、粉土，當(dāng)需要穿透較厚砂性土中間夾層或含礫卵石較多的硬夾層時，采用錘擊管樁效果更佳，但因噪聲大，目前在城市建設(shè)中已經(jīng)限制使用。而靜壓管樁樁基工程的施工應(yīng)全面考慮各種可能影響因素，細(xì)致地做好各項事前控制工作，將隱患扼殺在搖籃中，同時也有利于工程進度和造價的控制。

1.1 靜壓PHC樁施工工藝流程

定樁位（測量、編號、復(fù)合）→壓樁機到位（確定型號、標(biāo)定技術(shù)參數(shù)）→吊樁、對中（控制吊點、垂直度）→焊樁尖（查焊接）→壓第一節(jié)樁（確保樁垂直度）→焊接接樁（查電焊工資質(zhì)、焊條、焊序、焊接層數(shù)、質(zhì)量、自然冷卻時間等）→壓第N節(jié)樁（進行全過程測量、調(diào)控）→送樁、終樁（對送樁壓力與標(biāo)高進行雙控）→移機（地壓耐力、壓樁順序）→截樁（鋸樁器截割）→記錄、核查壓樁及樁基檢測相關(guān)資料。

1.2 靜壓PHC樁施工質(zhì)量控制措施

1）壓樁前的質(zhì)量控制

注意審核施工方案，查看其施工人員配備及持證上崗情況，方案中質(zhì)量、安全、控制措施是否到位等；現(xiàn)場檢查壓樁機工作性能，施工現(xiàn)場架空和地下障礙物做好處理；管樁進場時應(yīng)檢查其出廠合格證、檢驗報告和產(chǎn)品說明按不同規(guī)格、長度；檢查電焊條、焊絲、樁尖等其他進場材料質(zhì)量證明文件，并現(xiàn)場核對實物；復(fù)核軸線、樁位、控制標(biāo)高的準(zhǔn)確性。

2）壓樁過程中的質(zhì)量控制

樁在起吊時應(yīng)保持平穩(wěn)，保護樁身質(zhì)量，避免砸、撞、拖造成斷裂；嚴(yán)格按照施工方案及有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求進行施工。施工順序應(yīng)考慮群樁的擠土效應(yīng)，一般不同的樁基應(yīng)先深后淺、先大后小、先長后短；沉樁過程中應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料和設(shè)計圖紙要求進行控制。沉樁速度不能過快，一般控制在1.8 m/min左右為宜；收樁是整個壓樁過程的關(guān)鍵，應(yīng)嚴(yán)格按照工藝試樁確定的收樁標(biāo)準(zhǔn)要求進行。

3）基坑開挖階段的質(zhì)量控制

基坑開挖時可根據(jù)樁的分布密度，利用不同型號的挖掘機與人工挖土相結(jié)合的方法進行。挖土過程中機械設(shè)備嚴(yán)禁靠近樁身；深基坑壓樁完成2周以后才允許開挖，并應(yīng)采取分層、均勻、對稱方法開挖，及時去除樁間土；嚴(yán)禁將土堆放在基坑邊坡附近，以減少樁側(cè)土的側(cè)向位移，防止樁位移或折斷。

2 PHC樁施工質(zhì)量問題防治

2.1 PHC樁常見問題及原因分析

1）樁身斷裂。樁在沉入過程中，樁身突然傾斜錯位，當(dāng)樁尖處土質(zhì)條件沒有特殊變化而貫入度突然增大，施壓油缸的油壓顯示突然下降引起機臺抖動，這時可能是樁身斷裂。

原因分析：①樁制作時，樁身彎曲超過規(guī)定，樁尖偏離樁的縱軸線較大，沉入過程中樁身發(fā)生傾斜或彎曲；②樁入土后，遇到大塊堅硬的障礙物，把樁尖擠向一側(cè)；③穩(wěn)樁不垂直，壓入地下一定深度后，再用走架方法校正，使樁身產(chǎn)生彎曲；④兩節(jié)樁或多節(jié)樁施工時，相接的兩節(jié)樁不在同一軸線上，產(chǎn)生了曲折；⑤制作樁的混凝土強度不夠，樁在堆放、吊運過程中產(chǎn)生裂紋或斷裂未被發(fā)現(xiàn)。

2）樁頂?shù)艚?。在沉樁過程中，樁頂出現(xiàn)掉角。

原因分析：①預(yù)制的混凝土配比不良，施工控制不嚴(yán)，振搗不密實等或養(yǎng)護時間短，養(yǎng)護措施不合理；②樁頂面不平，樁頂平面與樁軸線不垂直、樁頂保護層過厚；③樁頂與樁帽的接觸面不平，樁沉入時不垂直，使樁頂面傾斜，造成樁頂面局部受集中應(yīng)力而掉角；④沉樁時，樁頂襯墊已損壞未及時更換。

3）沉樁樁長達不到要求。樁設(shè)計是以壓樁力和樁長作為施工的最終控制。以壓樁力控制為主，結(jié)合樁長控制為輔，有時沉樁樁長達不到設(shè)計要求。

原因分析：①勘探點不夠或勘探資料粗，對工程地質(zhì)情況不明，尤其是對持力層起伏標(biāo)高不明，致使設(shè)計考慮持力層和選擇樁長有誤；②勘探工作是以點帶面，對局部硬夾層、軟夾層不可能全部了解清楚，尤其在復(fù)雜的工程地質(zhì)條件下，還有地下障礙物，如大塊石頭、混凝土塊等。壓樁施工遇到這種情況，就會達不到設(shè)計要求的控制標(biāo)準(zhǔn)；③對于新近代砂層為持力層時或穿越較厚的砂夾層，由于其結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定，同一層土的強度差異很大，樁沉入到該層時，進入持力層較深才能達到貫入度和容易穿越砂夾層，但群樁施工時，砂層越擠越密，最后出現(xiàn)沉不下去的現(xiàn)象。

4）樁頂位移。在沉樁過程中，相鄰的樁產(chǎn)生橫向位移和樁身上浮。

原因分析：①樁入土后，遇到大塊堅硬障礙物，把樁尖擠向一側(cè)；②兩節(jié)樁或多節(jié)樁施工時，相接的兩樁不在同一軸線上，產(chǎn)生了曲折；③樁數(shù)較多，土飽和密實，樁間距較小，在沉樁時土被擠到極限密實度而向上隆起，相鄰的樁被浮起；④在軟土地基施工較密集的群樁時，由于沉樁引起的孔隙水壓力把相鄰的樁推向一側(cè)或浮起。

2.2 PHC樁常見問題預(yù)防措施

1）樁身斷裂的預(yù)防措施。①施工前應(yīng)對樁位下的障礙物清理干凈。對樁構(gòu)件要進行檢查，發(fā)現(xiàn)樁身彎曲超過規(guī)定（L/1 000且≤20 mm）或樁尖不在樁縱軸線上的不宜使用；②在壓樁過程中如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應(yīng)及時糾正，樁壓入一定深度發(fā)生嚴(yán)重傾斜時，不宜采用移架方法來校正。接樁時要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上，接頭處應(yīng)嚴(yán)格按照操作要求執(zhí)行；③樁在堆放、吊運過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，發(fā)現(xiàn)樁開裂超過有關(guān)驗收規(guī)定時不得使用。

2）樁頂?shù)艚堑念A(yù)防措施。①樁制作時，要振倒密實，樁頂?shù)募用芄拷钜ＷC位置準(zhǔn)確；樁成型后要嚴(yán)格加強養(yǎng)護；②沉樁前應(yīng)對樁構(gòu)件進行檢查，檢查樁頂有無凹凸現(xiàn)象，樁頂面是否垂直于軸線，樁尖有否偏斜，對不符合規(guī)范要求的樁不宜使用，或經(jīng)過修補等處理后才能使用；③沉樁時穩(wěn)樁要垂直，樁頂要有襯墊，如襯墊失效或不符合要求時要更換。

3）沉樁樁長達不到要求的預(yù)防措施。①詳細(xì)查明工程地質(zhì)情況，必要時應(yīng)作補勘，正確選擇持力層或標(biāo)高；②根據(jù)工程地質(zhì)條件，合理地選擇施工方法及壓樁順序；③但有樁底達不到設(shè)計標(biāo)高時，及時做好記錄，并與設(shè)計單位聯(lián)系以確認(rèn)是否需要采取處理措施。

4）樁頂位移的預(yù)防措施。①施工前應(yīng)對樁位下的障礙物清理干凈，對樁構(gòu)件要進行檢查，發(fā)現(xiàn)樁身彎曲超過規(guī)定（L/1 000且≤20 mm）或樁尖不在樁縱軸線上的不宜使用；②在沉樁過程中，如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應(yīng)及時糾正，接樁時要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上，接頭處應(yīng)嚴(yán)格按照操作要求執(zhí)行；③采用井點降水或排水措施；④沉樁期間不得開挖基坑，需要沉樁完畢后相隔適當(dāng)時間方可開挖，相隔時間應(yīng)視具體地質(zhì)情況、基坑開挖深度、面積、樁的密集程度及孔隙水壓力消散情況來確實，一般宜兩周左右。

3 結(jié)語

PHC樁作為采用高強混凝土和預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)展的一種混凝土構(gòu)件，由于其自身的特殊性和隱蔽性，一旦質(zhì)量出現(xiàn)問題則無法采取補救措施和達到設(shè)計要求，所以施工前、施工中的質(zhì)量控制尤為重要。同時，要對常見的病害原因進行分析研究，落實現(xiàn)有各項技術(shù)規(guī)范及措施，嚴(yán)格控制靜壓PHC樁的工程質(zhì)量，減少不必要的經(jīng)濟損失。