PC鋼管樁施工工藝與質(zhì)量控制措施研究

梁 毅（定襄縣建筑工程安全質(zhì)量服務(wù)站，山西 定襄 035400）

隨著我國城市化建設(shè)的不斷發(fā)展，人們的生活質(zhì)量水平不斷提高，但是，各個城市的土地資源面臨短缺的現(xiàn)狀，因此，為了緩解土地資源貧乏的現(xiàn)象，城市建設(shè)逐步向高空和地下延伸。在現(xiàn)代建筑工程中，深基坑項目逐漸增多，同時，有關(guān)部門對深基坑的支護(hù)安全、深基坑的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)成本要求愈加嚴(yán)格。

PC鋼管樁是在傳統(tǒng)拉森鋼板樁的基礎(chǔ)上不斷更新而來的，主要通過鋼管樁承受荷載，利用拉伸鋼板樁來彌補(bǔ)傳統(tǒng)拉森鋼板樁剛度低、易變形等缺點，也可以起到止水帷幕、擋土墻的作用。此外，PC鋼管樁主要應(yīng)用于深基坑工程，同時也能用于圍堰、地鐵基坑等工程，并且PC鋼管樁主要利用鋼管、型鋼、拉森鋼板等鋼材料。近些年，我國深基坑工程在利用PC鋼管樁技術(shù)時，通常采用鋼管樁和拉森鋼板樁、鋼管樁和型鋼等組合形式，同時，PC鋼管樁技術(shù)憑借其剛度大、施工便捷、止水性好等優(yōu)點，被廣泛利用于深基坑工程中[1]。

1 PC鋼管樁

1.1 施工工藝

在深基坑工程中，PC鋼管樁支護(hù)是利用鋼管樁與拉森鋼管樁連接為一個鋼質(zhì)連續(xù)墻的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，其中包括多個圓形鋼管、鋼板樁，同時，在連續(xù)墻兩側(cè)設(shè)置鋼材軋制而成鉤狀形式的止水鎖扣，這樣不僅便于鋼管植入，還可以在回收后保持原來的鉤狀結(jié)構(gòu)，便于二次利用。PC鋼管樁的施工關(guān)鍵主要是利用止水鎖扣的咬合連接，鋼管樁的長度、直徑可以依據(jù)基坑設(shè)計進(jìn)行布置。此外，在鋼管樁施工中，可以根據(jù)基坑土質(zhì)和開挖深度，適當(dāng)在相鄰鋼管樁之間插入拉森鋼板樁，利用鋼管樁的抗彎性能好等特點，增強(qiáng)其對深基坑的支護(hù)能力。

1.2 使用條件及特點

PC鋼管樁通過在鋼管樁與拉森鋼板樁之間布置企口將其連接，進(jìn)而形成圍護(hù)樁，對深基坑起到支護(hù)作用，適用于各種復(fù)雜土質(zhì)，并且在土質(zhì)較差的深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中效果最佳。同時，PC鋼管樁技術(shù)主要具有以下特點：第一，施工便捷、二次利用率高。鋼管樁與拉森鋼板樁組合形成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，也可以作為止水帷幕，利用機(jī)械設(shè)備壓入土體，且通過鉤狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，后期回收時可直接再利用，屬于新型綠色環(huán)保的圍護(hù)連續(xù)墻[2]。第二，止水效果佳。鋼管樁與拉森鋼板樁通過止水鎖扣咬合連接，并利用管井降水，解決了粉土層基坑周邊滲水、管涌等現(xiàn)象，止水效果良好。第三，節(jié)能環(huán)保。鋼管樁和拉森鋼板樁形成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生泥漿，現(xiàn)場施工場地較為清潔，施工工藝較為簡單，靈活性強(qiáng)，無任何污染，施工速度快。第四，安全性強(qiáng)。鋼管樁與拉森鋼板樁形成的鋼質(zhì)連續(xù)墻，整體穩(wěn)定性較好，同時，鋼管樁的產(chǎn)品質(zhì)量可以控制，可以有效降低人工或地質(zhì)對支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響，且施工時不會對土體產(chǎn)生擠壓作用，并在拔出后對其進(jìn)行注漿。第五，經(jīng)濟(jì)性高。相鄰鋼管樁之間插入拉森鋼板樁，可以有效降低施工成本，施工速度快，可以有效縮短施工工期，且無需養(yǎng)護(hù)，減少機(jī)械的租賃資金。

2 工程案例

2.1 工程概況

某高層建筑位于某城市經(jīng)濟(jì)中心，占地面積1071m2，總建筑面積32130m2，地下三層為人防層，地下一、二層為車庫，地上一、二層商場，地上三層以上為住宅，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑長邊約為51m，短邊約為21m，深基坑主要土層如下：雜填土，土質(zhì)不均，混凝土基礎(chǔ)；素填土；粉質(zhì)黏土；粉土，局部有黏性土；淤泥質(zhì)黏土，局部為淤泥；黏土，局部為粉質(zhì)黏土?；油临|(zhì)整體較弱，采用由鋼管樁和拉森鋼板樁組成的PC鋼管樁。

2.2 工程特點

通過分析本工程所處位置、地質(zhì)條件、周圍環(huán)境等信息，本工程具有以下特點：第一，基坑開挖面積較大，約1200m2，圍護(hù)結(jié)構(gòu)周長約144m；第二，基坑局部承臺、電梯井、集水井等開挖深度較深；第三，實際現(xiàn)場有較厚的填土和淤泥分布，基坑后期受到堆荷載時，極易產(chǎn)生變形，并且基坑內(nèi)有飽和的粉土，后期施工時容易發(fā)生震動液化；第四，地形地貌為平原，地表有建筑垃圾，局部出現(xiàn)大塊混凝土，施工前需要掌握施工區(qū)域的地質(zhì)情況，并對其進(jìn)行清理，避免出現(xiàn)工期延誤的情況；第五，施工區(qū)域下方有電纜，應(yīng)聯(lián)系相關(guān)部門，在施工前進(jìn)行遷移。

3 PC鋼管樁的關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1 準(zhǔn)備工作

PC鋼管樁在施工前，需要對場地進(jìn)行平整，清除施工區(qū)域內(nèi)的建筑垃圾等障礙物，同時遷移地下的給排水管道和高壓電纜，盡量避免施工期間出現(xiàn)停工、窩工等現(xiàn)象，保證建筑施工的連續(xù)進(jìn)行。實際施工現(xiàn)場內(nèi)的臨時施工道路應(yīng)分層夯實后鋪設(shè)路基，確保道路的承載能力，加快建筑工程的施工工期。

3.2 開挖溝槽施工

施工人員利用全站儀對深基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行邊線控制，利用PC200的挖土機(jī)機(jī)械進(jìn)行溝槽的開挖，溝槽寬1.2m，深1.5m。此外，在溝槽開挖時應(yīng)及時對溝槽內(nèi)的障礙物進(jìn)行清理，以便于后續(xù)施工。

3.3 型鋼定位

溝槽開挖后，在平行溝槽的位置布置兩根H300×300的定位型鋼，垂直于溝槽的位置布置兩根H200×200定位型鋼，同時，施工人員對其進(jìn)行焊接處理，保證定位型鋼的整體穩(wěn)定性。

3.4 沉樁施工

依據(jù)PC鋼管樁周圍環(huán)境，由管理人員統(tǒng)一指揮，組織施工人員對鋼管樁的樁位進(jìn)行定位，在核對無誤后，將定位型鋼標(biāo)記出鋼管樁與拉森鋼板樁的插打位置。同時，為了保證PC鋼管樁的施工質(zhì)量，機(jī)械就位后，利用全站儀校準(zhǔn)垂直度，保證其偏差不能大于樁長的1/200。在打樁時，將鋼管樁與拉森鋼板樁交替沉樁，施工人員通過扶正對準(zhǔn)企口，啟動振動錘勻速加壓，之后送至預(yù)定標(biāo)高的沉樁位置，若出現(xiàn)樁身傾斜、側(cè)移等異常情況時，應(yīng)立即停止沉樁，查清原因并處理后，再繼續(xù)沉樁施工[3]。

3.5 圍護(hù)結(jié)構(gòu)合龍施工

在圍護(hù)結(jié)構(gòu)合龍施工前，沉樁到最后5根樁時，測量剩余缺口的寬度，進(jìn)而準(zhǔn)確計算出各個合龍樁的外徑，并在加工廠加工到設(shè)計尺寸后，再運輸至施工現(xiàn)場進(jìn)行沉樁。此外，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩端相距15根樁距時，每次打入一根樁后，施工人員均需要采用全站儀對樁身垂直度進(jìn)行檢查，如若出現(xiàn)樁身傾斜，應(yīng)立即糾正，減少合龍難度，提高鋼管樁的施工質(zhì)量。

3.6 企口縫施工

企口縫的止水施工應(yīng)采用內(nèi)填筑的方式，進(jìn)而體現(xiàn)出PC鋼管樁防水效果的關(guān)鍵施工措施。施工時，防水砂漿通過灌漿導(dǎo)管從企口底部向上灌注，邊灌邊提升導(dǎo)管，直到企口頂部溢出砂漿為止，進(jìn)而達(dá)到企口止水的目的。

3.7 質(zhì)量驗收

PC鋼管樁的質(zhì)量驗收分為施工過程控制、成墻質(zhì)量驗收、基坑開挖期間的檢查三個階段。在施工過程控制中，主要包括驗收機(jī)械性能、材料質(zhì)量、定位工作、樁尺寸、沉樁速度等內(nèi)容；在成墻質(zhì)量驗收中，主要包括鋼管樁與拉森鋼板樁的企口形狀、位置偏差等內(nèi)容；在基坑開挖期間的檢查中，包括鋼管樁與拉森鋼板樁的企口搭接狀況、垂直度、滲水情況等。

4 PC鋼管樁的質(zhì)量控制

4.1 PC鋼管樁的施工質(zhì)量控制

在鋼管焊接時宜采用坡口焊接形式，并且質(zhì)量要求不應(yīng)低于二級，其中單根鋼管焊接接頭不宜超過2個，盡量避開彎矩最大處，同時，鋼管的焊接形式可以根據(jù)實際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。在沉樁施工中，施工人員應(yīng)填寫施工記錄表，其中應(yīng)詳細(xì)的記錄樁長、時間等，同時，施工過程中，施工單位還應(yīng)完善管理制度，以便應(yīng)對突發(fā)狀況。此外，本工程中施工單位應(yīng)建立地上地下、施工過程等保障方案，進(jìn)而確保本項目的順利進(jìn)行。

4.2 建立驗收程序

在對深基坑進(jìn)行質(zhì)量驗收時，相關(guān)單位應(yīng)采取先驗收、后交接的驗收原則。相關(guān)單位在驗收后，建設(shè)單位再對其進(jìn)行現(xiàn)場交接、資料交接等工作。資料應(yīng)以協(xié)調(diào)驗收為主，最終完成書面交接，保證PC鋼管樁的施工質(zhì)量，提高鋼管樁的應(yīng)用[4]。

5 結(jié)語

PC鋼管樁憑借樁體強(qiáng)度高、抗彎性能好、抗剪性能強(qiáng)等優(yōu)點，可以有效控制深基坑變形、坍塌等風(fēng)險，確保深基坑的整體穩(wěn)定性。同時，鋼管樁通過利用可循環(huán)材料，減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的成本投入，縮減基坑的施工工期。鋼管樁作為臨時圍護(hù)結(jié)構(gòu)，可以充分利用土地資源，減少泥漿等建筑垃圾的產(chǎn)生，施工噪音小，無污染，符合國家的環(huán)保政策。