管樁在城市軌道工程中的施工質(zhì)量控制與缺陷處理探討

劉金偉，司孫義，張禹康，畢承偉，周豪，管騰飛

（江蘇省建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司，江蘇 南京 210028）

0 引言

隨著我國城市軌道交通工程近幾年的迅速發(fā)展， 地鐵車輛的行駛終端均會修建車輛段或停車場。 運(yùn)用庫、工程車庫、洗車鏇輪庫及軌行道岔區(qū)等作為車輛段或停車場的必備功能區(qū)， 其地基基礎(chǔ)通常采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁進(jìn)行加固處理。 采用靜壓施工工藝， 目前常用管樁為PHC-400-AB-95 型高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁， 其各項(xiàng)性能均符合GB13476—2009 《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》的技術(shù)要求[1]。

1 地質(zhì)概況

本工程地質(zhì)地表多為填土， 填土厚度一般在1～10 m 左右，以黏性土為主，流塑、軟塑、可塑、硬塑狀不等、軟塑-流塑狀厚度一般為2.10～22.30 m；局部分布少量粉砂土層，厚度不大，呈透晶體狀分布。 下伏基巖為象山群砂巖，受地質(zhì)構(gòu)造和風(fēng)化作用的影響，局部裂隙較為發(fā)育，巖石強(qiáng)度變化大。

2 管樁施工質(zhì)量控制

2.1 試樁

按照圖紙設(shè)計要求，選擇具有代表性的地段進(jìn)行工藝性試樁試驗(yàn)，以復(fù)核地質(zhì)資料、各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)和實(shí)際成樁效果， 以便下一步管樁大規(guī)模施工時能滿足質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)要求。 試樁檢測合格后編制試樁總結(jié)報告， 作為管樁施工的控制依據(jù)和操作規(guī)程，并按此嚴(yán)格執(zhí)行，最終保證管樁的施工質(zhì)量。

2.2 施工工藝

本工程采用液壓靜力壓樁機(jī)， 其施工工藝流程： 施工準(zhǔn)備→測量放線、 控制樁軸線→樁機(jī)就位→預(yù)應(yīng)力混凝土管樁驗(yàn)收與吊裝→樁尖焊接→焊接質(zhì)量驗(yàn)收→壓樁→接樁及檢查驗(yàn)收→壓樁→樁頂標(biāo)高復(fù)核→轉(zhuǎn)移樁機(jī)→樁基檢測→管樁填芯及樁帽制作。

2.3 施工質(zhì)量控制措施

（1） 預(yù)應(yīng)力管樁的樁身質(zhì)量應(yīng)符合GB13476—2009《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》的規(guī)定；施工質(zhì)量應(yīng)按JGJ 106—2014 《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》 及GB 50202—2018 《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。

（2）預(yù)制樁施工應(yīng)合理安排施工順序，當(dāng)持力層埋深或樁的入土深度較大時，優(yōu)先施工長樁后施壓短樁。

（3）混凝土預(yù)制樁的混凝土強(qiáng)度等級達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度等級的70%方可起吊。

（4）混凝土預(yù)制樁的混凝土強(qiáng)度等級達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度等級的100%才能運(yùn)輸和施壓作業(yè)。

（5）當(dāng)樁基施工可能影響周圍建（構(gòu)）筑物，地下管線邊坡道路等正常使用和安全時，應(yīng)預(yù)先采取有效的保護(hù)措施，并跟蹤監(jiān)測。

3 管樁施工常見質(zhì)量通病

3.1 預(yù)應(yīng)力管樁樁身斷裂

主要原因：①一節(jié)樁的細(xì)長比過大，沉入時，又遇到較硬的土層；②樁制作時，樁身彎曲超過規(guī)定，樁尖偏離樁的縱軸線較大，沉入時樁身發(fā)生傾斜或彎曲；③樁人土后，遇到大塊堅硬障礙物，將樁尖擠向一側(cè)；④穩(wěn)樁時不垂直，打入地下一定深度后，再用走樁架的方法校正，使樁身產(chǎn)生彎曲；⑤兩節(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，或接樁方法不當(dāng)。

3.2 樁頂位移

主要原因：①樁數(shù)較多，土層飽和密實(shí)，樁間距較小， 在沉樁時土被擠到極限密實(shí)度而向上隆起，相鄰的樁一起被涌起；②在軟土地基施工較密集的群樁時，由于沉樁引起的空隙壓力將相鄰的樁推向一側(cè)或涌起；③樁位放得不準(zhǔn)，偏差過大；施工中樁位標(biāo)志丟失或擠壓偏離，施工人員隨意定位；樁位標(biāo)志與墻、柱軸線標(biāo)志混淆搞錯等，造成樁位錯位較大；④選擇的行車路線不合理；⑤特別是摩擦樁，樁尖落在軟弱土層中，布樁過密或遇到不密實(shí)的回填土，在靜壓的影響下使樁頂有所下沉。

3.3 樁身傾斜

主要原因：①打樁機(jī)架挺桿導(dǎo)向固定垂直于底盤，不能作前后左右微調(diào)，或雖能微調(diào)，但使用不便。 ②在沉樁過程中，如果場地不平，有較大坡度，挺桿導(dǎo)向也隨著傾斜，則樁在沉入過程中隨著挺桿導(dǎo)向也會產(chǎn)生傾斜。

3.4 接樁處松脫開裂

主要原因： ①連接處的表面沒有清理干凈，留有雜質(zhì)、雨水和油污等；②采用焊接或法蘭連接時，連接鐵件不平及法蘭平面不平，有較大間隙，造成焊接不牢或螺栓擰不緊；③焊接質(zhì)量不好，焊縫不連續(xù)、不飽滿，焊肉中央有焊渣等雜物，接樁方法有誤，時間效應(yīng)與冷卻時間等因素影響；④兩節(jié)樁不在同一直線上，在接樁處產(chǎn)生曲折，接樁處局部產(chǎn)生集中應(yīng)力而破壞連接，上下樁對接時，未作嚴(yán)格的雙向校正，兩樁頂間存在縫隙。

4 成樁后低應(yīng)變檢測結(jié)果分析

低應(yīng)變法主要可以用來檢測樁身的缺陷有：接樁處焊縫質(zhì)量較差、斷裂、離析、夾泥、縮徑、擴(kuò)徑、膠結(jié)不良以及樁底浮渣較多等。

本工程前期共施工1 200 根管樁，按照相關(guān)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求需抽測20%的小應(yīng)變， 即需檢測240根，經(jīng)過隨機(jī)抽測，發(fā)現(xiàn)部分樁存在明顯缺陷，如圖1 所示。

圖1 某工程XXX 樁小應(yīng)變波形

由圖1 可知，波形圖反映約5.6 m 處存在明顯缺陷；而本根樁設(shè)計長度為16 m，采用的是10 m+6 m 的兩個樁接樁而成， 缺陷基本體現(xiàn)在接樁處。為進(jìn)一步保證工程質(zhì)量， 確保地基強(qiáng)度滿足設(shè)計、規(guī)范要求。 處理意見如下：首先對本批次施工范圍內(nèi)的樁基采取擴(kuò)大頻率進(jìn)行再抽檢；其次對檢測出現(xiàn)明顯缺陷的樁基對管樁空心部分進(jìn)行鋼筋混凝土填充；最后對缺陷樁四周的9 根樁基墩帽采用整體式澆筑，以達(dá)到整體受力的作用。 針對檢測結(jié)果出現(xiàn)的缺陷， 施工方組織相關(guān)人員進(jìn)行原因分析，避免在后期施工過程中再次出現(xiàn)此類問題。

5 結(jié)語

文章主要闡述管樁在城市軌道工程中的廣泛應(yīng)用，管樁作為城市軌道交通工程中停車場或車輛段地基加固處理的一種主要措施。分析施工過程的質(zhì)量控制要點(diǎn)， 及影響管樁施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素，并結(jié)合具體事例針對管樁施工過程中出現(xiàn)的問題，研究出處理問題的具體方案。對同行業(yè)內(nèi)的相關(guān)單位作為參考，從根本上保證工程質(zhì)量。