PC工法組合鋼管樁的應(yīng)用及施工監(jiān)理要點(diǎn)淺析

蔡士文（上海市工程建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司， 上海 200433）

0 引 言

PC工法組合鋼管樁被稱為裝配式的組合圍護(hù)，是指通過(guò)U型鎖扣將鋼管樁與拉森樁相互嚙合，組合在一起連接形成一個(gè)完整的、可以重復(fù)回收的全鋼式圍護(hù)結(jié)構(gòu)。PC工法組合鋼管樁主要適用于柔性軟土、粉砂、黏土、淤填土等多種土層，具有無(wú)泥漿排放、無(wú)大噪聲、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，且圍護(hù)可全回收并重復(fù)利用，綠色環(huán)保、性價(jià)比高。黃家花園綠色建筑（第一期）項(xiàng)目基坑圍護(hù)采用PC工法組合鋼管樁（鋼管+拉森板樁）圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式，為上海地區(qū)類似工程提供經(jīng)驗(yàn)參考。

1 工程概況

該項(xiàng)目位于上海市普陀區(qū)，真南路與武威東路交匯處西南側(cè)，三千里花苑小區(qū)西二門正對(duì)面。本工程為1棟地上5層、地下2層，總高度25.2 m的綠色技術(shù)體驗(yàn)中心。用地面積3 422 m2，總建筑面積約12 100 m2，地下建筑面積5 512 m2。工程基坑平面尺寸約為55 m×54 m，基坑面積為2 970 m2，總周長(zhǎng)218 m?；悠毡殚_挖深度為10.15 m，承臺(tái)區(qū)域?yàn)?0.4 m，電梯井、集水井局部落深為1.3 m～ 1.5 m。

2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案選型

由于本工程為綠色建筑示范工程，為契合綠色建筑理念，同時(shí)考慮到基坑形狀方正、環(huán)境保護(hù)要求不高。故采用“PC工法組合鋼管樁圍護(hù)結(jié)合兩道預(yù)應(yīng)力型鋼組合支撐”的支護(hù)解決方案。PC鋼管樁圍護(hù)在地下室施工完成后可拔出回收利用，組合型鋼支撐可通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力有效控制基坑變形，且各構(gòu)件拆除后也可全部重復(fù)利用，該方案經(jīng)濟(jì)環(huán)保，可實(shí)現(xiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)全回收，達(dá)到綠色施工、縮短工期及節(jié)約造價(jià)的目標(biāo)。

PC工法組合鋼管樁的組合形式為鋼管+拉森鋼板樁，鋼管為φ915×14＠1385×長(zhǎng)24 m，拉森鋼板樁為Ⅳ型，長(zhǎng)18 m。鋼管與拉森板樁皆為整根出廠，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)拼接。鋼管樁與拉森鋼板樁之間連接采用U型止水鎖扣（小齒口）連接，形成一個(gè)整體的連續(xù)鋼質(zhì)墻體，該墻體兼作止水帷幕。U型止水鎖扣（小齒口）采用鋼材軋制成型，對(duì)稱焊接于鋼管外側(cè)。

3 施工方法及工藝流程圖

3.1 施工方法

PC工法組合鋼管樁沉樁施工主要為振動(dòng)法施工，打拔設(shè)備采用高頻免共振液壓錘（ICE），以減少施工對(duì)周邊環(huán)境的影響。拉森板樁采用機(jī)械手振動(dòng)插拔。

3.2 工藝流程圖

圖1 工藝流程圖

4 施工監(jiān)理要點(diǎn)

4.1 施工準(zhǔn)備階段監(jiān)理要點(diǎn)

4.1.1 設(shè)計(jì)技術(shù)交底

（1）檢查建設(shè)單位提供施工圖紙的有效性。

（2）指導(dǎo)并督促總包及PC工法組合管樁施工分包各單位向有關(guān)單位提交設(shè)計(jì)施工圖的書面意見(jiàn)。

（3）熟悉設(shè)計(jì)圖紙，并且能夠?qū)υO(shè)計(jì)圖紙做出書面意見(jiàn)與建議。

（4）監(jiān)理參加設(shè)計(jì)技術(shù)交底會(huì)議。

（5）總監(jiān)理工程師對(duì)設(shè)計(jì)技術(shù)交底會(huì)議紀(jì)要進(jìn)行簽認(rèn)。

4.1.2 分包單位資質(zhì)審查

（1）檢查“營(yíng)業(yè)執(zhí)照”“建筑業(yè)企業(yè)資質(zhì)證書”“施工企業(yè)經(jīng)營(yíng)手冊(cè)”“安全生產(chǎn)許可證”和“特種作業(yè)人員操作證”等相關(guān)資質(zhì)文件。

（2）審批“分包單位資格報(bào)審表”。

4.1.3 施工方案審批

（1）檢查各個(gè)分包單位及總包單位對(duì)施工方案的審批手續(xù)是否齊全。

（2）施工方案是否符合設(shè)計(jì)及有關(guān)規(guī)范、規(guī)程的要求。

（3）提出對(duì)施工方案的書面審批意見(jiàn)。

4.1.4 施工設(shè)備檢查

（1）施工設(shè)備的型號(hào)、性能、數(shù)量是否符合施工組織設(shè)計(jì)（方案）要求。

（2）檢查施工設(shè)備完好的證明文件。

4.1.5 場(chǎng)地布置檢查

（1）場(chǎng)地布置是否合理且與施工組織設(shè)計(jì)（方案）要求相適應(yīng)。

（2）施工場(chǎng)地應(yīng)事先清除地上、地下障礙物并予以平整。鋼管樁樁堆場(chǎng)、水、電、施工便道等是否滿足施工要求。

4.1.6 材料質(zhì)量控制

（1）檢查鋼管樁供應(yīng)單位的經(jīng)營(yíng)執(zhí)照、企業(yè)資質(zhì)證書等有關(guān)資質(zhì)文件。

（2）鋼管樁、拉森板樁必須有產(chǎn)品合格證及出廠檢驗(yàn)報(bào)告。

4.1.7 測(cè)量質(zhì)量控制

（1）檢查專職測(cè)量人員上崗證。

（2）檢查測(cè)量?jī)x器檢定證書及其有效期。

（3）對(duì)基準(zhǔn)線、軸線、水準(zhǔn)基點(diǎn)、樁的定位點(diǎn)，以及平面、高程控制網(wǎng)等進(jìn)行復(fù)核。

4.2 施工過(guò)程監(jiān)理要點(diǎn)

4.2.1 鋼管（板）樁成品質(zhì)量控制

鋼管（板）樁成品進(jìn)場(chǎng)后，檢查鋼管（板）壁厚、樁徑、樁長(zhǎng)及順直度，檢查外觀質(zhì)量。鋼管樁上的鎖扣要對(duì)稱位于鋼管的同一直徑上。

4.2.2 鋼管（板）樁運(yùn)輸和堆放

（1）施工時(shí)的堆放區(qū)域要做到平整、牢固、排水流通。

（2）樁的兩端要設(shè)置適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，鋼管樁應(yīng)設(shè)保護(hù)圈。

（3）在搬運(yùn)過(guò)程中要注意防止由于樁體撞擊引起樁端、樁體損壞或彎曲。

（4）鋼管樁堆放層數(shù)一般不宜超過(guò)3層，鋼管樁兩側(cè)均應(yīng)用木楔塞住。

4.2.3 樁的定位

（1）在開始進(jìn)行施工沉樁前應(yīng)根據(jù)樁位平面布置圖對(duì)施工單位的測(cè)量放樣進(jìn)行復(fù)核檢查，并且要求施工單位根據(jù)確定的施工順序安排鋼管樁、拉森鋼板樁等物資進(jìn)場(chǎng)放置的位置。

（2）根據(jù)PC工法組合鋼管樁的軸線要求施工單位開挖導(dǎo)向溝，并在溝槽邊設(shè)置鋼管樁和拉森鋼板樁定位型鋼，并在定位型鋼上標(biāo)出鋼管樁和拉森鋼板樁的插入位置。

4.2.4 沉樁順序控制

總體打入順序宜為從環(huán)境條件稍嚴(yán)格的區(qū)域至環(huán)境寬松的區(qū)域施打，即從東側(cè)開始打入；整排打入順序宜為先施打第一根定位鋼管樁，然后沿基坑邊依次交替插入拉森樁和鋼管樁，插入時(shí)注意確保拉森樁與鋼管樁的鎖扣咬合質(zhì)量。

4.2.5 沉樁質(zhì)量控制

（1）沉樁施工主要采用振動(dòng)方式進(jìn)行施工，在施工前按照建設(shè)工程的實(shí)際情況、周邊環(huán)境、地質(zhì)條件等選擇合適的沉樁機(jī)械，三支點(diǎn)樁基底盤應(yīng)保持水平，平面允許偏差為±20 mm，立柱導(dǎo)向架垂直度偏差不應(yīng)大于1/250。

（2）要嚴(yán)格確保鋼管樁的平整度與垂直度，不允許有任何的扭曲現(xiàn)象，在插入時(shí)要保證鋼管樁的垂直度，每根鋼管樁各項(xiàng)允許偏差如下：頂標(biāo)高±50.0 mm、平面位置50.0 mm（平行基坑方向）/10.0 mm（垂直基坑方向）、樁身垂直度≤1/250、樁身擾度2°。

（3）必須嚴(yán)格控制第一根用于定位的下沉鋼管樁在打入時(shí)的垂直度，應(yīng)適當(dāng)減慢下沉的施打速度，每打入1/4設(shè)計(jì)深度時(shí)即可暫停沉樁施工，檢查樁身的垂直度，若垂直度達(dá)到規(guī)定要求，則可以繼續(xù)施工，開啟高頻免共振液壓錘繼續(xù)沉樁，否則就要拔出再次重新施打。在確保第一根定位樁垂直度滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，其他位置的樁每插打5根做一次檢查，確保樁身垂直度滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

（4）鋼管樁與拉森樁之間的沉入流程：鋼管樁沉入部分樁長(zhǎng)（例如1/3或1/2樁長(zhǎng)）時(shí)，將相鄰拉森樁沉入一部分，再沉入部分樁長(zhǎng)的鋼管樁，隨后沉入部分樁長(zhǎng)的拉森樁，……；直至沉入全部樁長(zhǎng)的1組鋼管樁+拉森樁，以確保鋼管樁與拉森樁之間鎖扣咬合嚴(yán)密。

（5）PC工法組合鋼管樁中的鋼管沉樁時(shí)應(yīng)控制好均勻下沉的速度，鋼管樁下沉速度不宜大于1 m/min。

（6）應(yīng)做好信息化措施，必要時(shí)調(diào)整施工參數(shù)、降低沉樁速度，避免對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生影響。

（7）在沉樁過(guò)程中出現(xiàn)樁身傾斜、位移、樁身破損或沉樁困難等異常情況時(shí)，應(yīng)立即停止沉樁施工，待查明原因并進(jìn)行必要處理滿足要求后才可以繼續(xù)施工。

4.2.6 抗?jié)B控制

（1）鋼管樁采用機(jī)械振動(dòng)沉樁工藝，沉樁時(shí)，須控制垂直度，避免U型鎖扣的損壞、損量及疲勞變形等，避免造成因鎖扣咬合不嚴(yán)而產(chǎn)生的滲漏水現(xiàn)象。因此沉樁施工時(shí)，必須嚴(yán)格按順序施工，由專人指揮控制雙向垂直度。

（2）鋼管樁和拉森樁進(jìn)場(chǎng)后，需由專人進(jìn)行檢查驗(yàn)收，特別是U型鎖扣部位，在沉樁前必須做到100%過(guò)目檢查，發(fā)現(xiàn)有缺陷，立即修復(fù)或更換，確保鎖扣完好。

（3）在沉樁施工前應(yīng)在與鋼管連接的U型鎖扣（小齒口）內(nèi)嵌填黃油、瀝青或其他密封止水材料。

（4）出現(xiàn)滲漏水的補(bǔ)救措施：若圍護(hù)墻體出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，一般情況下可以在鎖扣接縫處塞填油質(zhì)麻絲或棉織物，也可安插導(dǎo)向引流管，有效進(jìn)行止水堵漏；情況較嚴(yán)重時(shí)，可在基坑外側(cè)沿水流方向進(jìn)行局部分層注漿堵漏。

4.2.7 質(zhì)量與驗(yàn)收

（1）PC工法組合鋼管樁的質(zhì)量檢查與驗(yàn)收，可按要求將其分為施工期間過(guò)程控制質(zhì)量檢查、成墻質(zhì)量驗(yàn)收和基坑開挖期施工質(zhì)量檢查三個(gè)階段。

（2）施工期間過(guò)程控制質(zhì)量檢查的內(nèi)容包括：驗(yàn)證施工機(jī)械性能，材料質(zhì)量，檢查鋼管樁和拉森鋼板樁的規(guī)格、長(zhǎng)度，檢查小齒口的焊接質(zhì)量，檢查鋼管樁與拉森板樁的標(biāo)高、垂直度，檢查施工沉樁速度等。

（3）成墻質(zhì)量驗(yàn)收的內(nèi)容包括：檢查拉森板樁與鋼管樁連接的小齒口搭接狀況，檢查鋼管樁和拉森板樁位置偏差等。

（4）基坑開挖期施工質(zhì)量檢查包括：檢查鋼管樁和拉森板樁連接的小齒口的垂直度及滲透水等情況。

（5）PC工法組合鋼管樁的樁身材料允許偏差為：截面直徑±5.0 mm，壁厚±0.5 mm，樁身長(zhǎng)度±50 mm，樁身?yè)隙萀/500。

（6）PC工法組合鋼管樁的插入允許偏差為：頂標(biāo)高±50 mm，平面位置50 mm（平行基坑方向）、10 mm（垂直基坑方向），樁身垂直度≤1/250。

4.2.8 拔除及回收

（1）鋼管樁拔除施工應(yīng)等待基坑回填至壓頂梁并壓實(shí)后進(jìn)行，應(yīng)注意確保基坑肥槽（即圍護(hù)樁與地下室外墻之間的空擋）回填密實(shí)度符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。各側(cè)肥槽采用黃砂密實(shí)回填，減少拔樁對(duì)周邊環(huán)境安全的影響。

（2）在進(jìn)行起拔前應(yīng)認(rèn)真做好起拔專項(xiàng)組織方案，宜按照規(guī)定順序分別起拔鋼管樁和拉森鋼板樁。在將鋼管（板）樁拔除前應(yīng)先破碎壓頂梁，拔樁起點(diǎn)位置應(yīng)離開角樁5根以上。PC組合鋼管樁樁體回收施工整體順序?yàn)槭紫劝纬摪鍢叮缓筇位厥珍摴軜丁?/p>

（3）應(yīng)勻速拔除鋼管樁，速度不宜大于1 m/min。

（4）拔樁過(guò)程中應(yīng)避免撞擊建筑主體結(jié)構(gòu)，并應(yīng)布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)周邊環(huán)境和主體結(jié)構(gòu)的信息化監(jiān)測(cè)。

（5）PC鋼管樁拔除回收階段的注漿分兩次進(jìn)行。每根拉森板樁及鋼管樁拔除后，應(yīng)及時(shí)用注漿管對(duì)每個(gè)孔內(nèi)實(shí)施注漿措施（拔拉森板樁→每根拉森板樁部位注漿→拔鋼管樁→每根鋼管樁部位注漿），以填充鋼管樁及拉森板樁拔除后造成的土體空隙，確保周邊環(huán)境安全。注漿所用材料可使用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥配制漿液，水灰比為0.55，水泥使用量一般不小于25 kg/m3，漿液流量一般不得大于20 L/min，注漿壓力一般控制在0.5 MPa～1.0 MPa之間。樁孔注漿深度為自樁底至自然地面，待孔口出現(xiàn)冒漿后即可停止注漿，2 h后再進(jìn)行補(bǔ)漿，注漿完成后應(yīng)及時(shí)沖洗注漿管。

（6）拔除后的鋼管樁和拉森鋼板樁宜安全可靠地放置在現(xiàn)場(chǎng)指定的位置，并盡快將其運(yùn)離施工現(xiàn)場(chǎng)。

5 結(jié) 語(yǔ)

PC工法組合鋼管樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)具備樁身剛度大、施工速度快、不需要泥漿排放、噪聲不太大、止水效果好、可全部回收并重復(fù)利用且綠色環(huán)保、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。上海地區(qū)在本工程之前只有少數(shù)地下一層基坑采用此圍護(hù)結(jié)構(gòu)，因此PC工法組合鋼管樁作為一種新型綠色環(huán)保圍護(hù)結(jié)構(gòu)，具有一定的推廣價(jià)值。