建筑施工中預(yù)應(yīng)力管樁施工質(zhì)量問題及處理的研究

李然

（云南省房地產(chǎn)開發(fā)經(jīng)營公司，云南 昆明 650051）

1 預(yù)應(yīng)力管樁的適用范圍

預(yù)應(yīng)力管樁適用于基巖埋藏深、強(qiáng)風(fēng)化巖層或風(fēng)化殘積土層厚的地質(zhì)條件。管樁持力層一般選在強(qiáng)風(fēng)化巖層中，樁尖進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖層1~2m，一般可滿足設(shè)計承載力要求，且其沉降量與沖、鉆孔灌注樁差不多。在下列條件下不宜采用預(yù)應(yīng)管樁：（1）孤石和障礙物；(2）有堅硬隔層的地區(qū)；（3）石灰?guī)r地區(qū)；（4）多的地層；從軟塑層突變到特別堅硬層地區(qū)。

2 預(yù)應(yīng)力管樁的構(gòu)造

預(yù)應(yīng)力管樁是一種空心圓柱形細(xì)長桿件，主要由圓筒形樁身、端頭板和鋼套箍等組成。端頭板是管樁頂端的一塊圓環(huán)形鐵板,厚度一般為18mm～22mm，端板外緣一周留有坡，供對接時燒焊之用。

管樁按外徑可分為:300mm、400mm、500mm、550mm、600mm、800mm、1000mm 等規(guī)格，壁厚為60mm～130mm，視管徑、設(shè)計承載力大小而不同。

3 預(yù)應(yīng)力管樁的承載特性

預(yù)應(yīng)力管樁的底樁端部的樁尖（靴）形式主要有十字型、圓錐型和開口型。前兩種屬于封口型。采用封口型樁尖的預(yù)應(yīng)力管樁的承載性能與鋼筋混凝土預(yù)制樁的承載性能相似，其承載力主要由樁周的側(cè)摩阻力及樁端的端阻力組成；采用開口型樁靴的預(yù)應(yīng)力管樁則在沉樁過程中樁身下部1/3～1/2樁長的內(nèi)腔被土體充塞，擠土作用大大減少，但是內(nèi)腔土塞卻為管樁提供了內(nèi)側(cè)摩阻力，使得管樁的承載力的組成變得更為復(fù)雜。影響預(yù)應(yīng)力管樁承載特性的因素很多，比如樁側(cè)土性、樁端土性、樁徑、開口管樁的壁厚、入土深度、施工順序等。

4 預(yù)應(yīng)力管樁施工中的質(zhì)量問題

4.1 樁身斷裂

樁身斷裂是一種較為常見的質(zhì)量問題，在施打過程中一般不易被發(fā)現(xiàn)，很多情況下都是在打樁完成后通過檢測才能發(fā)現(xiàn)，引起的原因有以下幾個方面。首先預(yù)應(yīng)力管樁制作時所用原材料如水泥、砂、石不符合要求致使樁身局部強(qiáng)度不夠，樁身在制作時就存在薄弱部位，施打時薄弱部位易出現(xiàn)斷裂，或者制作時幾何尺寸偏差過大，樁身彎曲超過規(guī)范要求，這樣樁尖偏離樁縱軸線，錘擊沉樁時因彎曲導(dǎo)致斷裂。其次地層中存在管樁難以穿過的堅硬障礙物，或者存在較厚松軟的上覆土層，而強(qiáng)風(fēng)化層很薄甚至沒有，施打時樁尖直接進(jìn)入堅硬的中風(fēng)化層，這些情況下施打時反彈特別強(qiáng)烈，有時樁尖被擠向一側(cè)，容易出現(xiàn)斷裂。再從預(yù)應(yīng)力管樁的力學(xué)性能分析，樁在反復(fù)施打過程中，樁身承受拉、壓應(yīng)力作用，當(dāng)拉應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度樁身會出現(xiàn)裂縫，甚至發(fā)生破碎。另外收錘標(biāo)準(zhǔn)過嚴(yán)，設(shè)計樁尖持力層不當(dāng)或進(jìn)入持力層深度過大也是原因之一。

4.2 樁頂碎裂

樁頂碎裂也即接施打中樁頂混凝土被打碎，主要有以下幾個方面的原因。首先樁頂局部抗沖擊強(qiáng)度不夠，樁頂面凹凸不平，沉樁時未加緩沖墊、緩沖墊不符合要求或者緩沖墊損壞后未及時更換。其次施工機(jī)具選擇與操作不當(dāng)，例如選用樁錘自由落距過大，都會導(dǎo)致樁頂承受過大的沖擊荷載而碎裂。未充分參考地質(zhì)條件和當(dāng)?shù)氐某晒?jīng)驗，選擇收錘標(biāo)準(zhǔn)過嚴(yán)、設(shè)計選擇樁尖持力層不當(dāng)或要求進(jìn)入持力層深度過多也是造成樁頂碎裂的一個重要原因。

4.3 樁頂位移

樁頂位移也即樁發(fā)生過大的橫向位移或者樁身上升，主要是由于樁位放線不準(zhǔn)、偏差過大或者放線后管理不嚴(yán)，樁位標(biāo)志丟失、偏移，這些都會造成樁位錯位過大。其次本地區(qū)軟土地基較多，如樁較密施工中沉樁引起的空隙壓力把相鄰的樁推向一側(cè)或涌起，同時沉樁時土被擠密而向上隆起，相鄰樁也會被涌起。

4.4 樁身傾斜

樁身傾斜即樁身垂直偏差過大，主要原因是打樁機(jī)架固定時不垂直或者施工過程中發(fā)生傾斜而未及時糾正，穩(wěn)樁時樁不垂直或者樁帽、樁錘和樁不在同一直線上。

4.5 接樁處脫裂

接樁處脫裂也接樁處經(jīng)過錘擊后，因焊接質(zhì)量不符合要求，出現(xiàn)松脫開裂等現(xiàn)象，主要原因是焊接時未嚴(yán)格按焊接操作規(guī)程進(jìn)行，導(dǎo)致焊接質(zhì)量不好或者接樁時兩節(jié)樁不在同一軸線上，接樁處產(chǎn)生偏位，錘擊時接樁處局部產(chǎn)生應(yīng)力集中而破壞連接。

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4.6 收錘控制達(dá)不到設(shè)計要求

本地區(qū)預(yù)應(yīng)力管樁的收錘標(biāo)準(zhǔn)一般以控制最后三擊貫入度為主，同時參考入土深度，總錘擊數(shù)，最后一米錘數(shù)，但在實際工程中有時達(dá)不到設(shè)計要最終控制要求，這主要有以下幾個方面的原因，首先地質(zhì)勘探資料不準(zhǔn)確或不詳細(xì)，未能全面反映地質(zhì)情況，或者地質(zhì)情況較復(fù)雜，存在障礙物、夾層等地質(zhì)資料未能說明，這些都會導(dǎo)致施工時不能達(dá)到設(shè)計控制標(biāo)準(zhǔn)要求。其次群樁施工會引起被擠密，這樣后施工的樁有時不能達(dá)到入土深度的要求，另外如樁錘選擇太小也會使沉樁達(dá)不到設(shè)計控制要求。

5預(yù)應(yīng)力管樁施工中的質(zhì)量控制與處理

預(yù)應(yīng)力管樁施工質(zhì)量控制主要包括樁身質(zhì)量和打樁機(jī)具、樁位、打樁順序、樁身垂直度、收錘標(biāo)準(zhǔn)、樁的連接和加強(qiáng)施工質(zhì)量管理等方面的質(zhì)量控制。

5.1 樁身質(zhì)量和打樁機(jī)具

樁身質(zhì)量是預(yù)應(yīng)力管樁工程質(zhì)量的基礎(chǔ)，應(yīng)按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定和設(shè)計要求進(jìn)行現(xiàn)場檢查，并檢查出廠合格證；打樁機(jī)具必須能正常準(zhǔn)確地操作并且通過年檢合格。

5.2 樁位

5.3 打樁順序

為防止出現(xiàn)過大的樁頂位移應(yīng)選擇正確的打樁順序，一般宜先深后淺樁，先大樁后小樁，先中間施打后向四周施打或隔行施打。

5.4 樁身垂直度

打樁機(jī)保持穩(wěn)固垂直，樁錘、樁帽和樁身保持在同一軸線上，同時施工過程中經(jīng)常進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)偏斜及時糾正。

5.5 收錘標(biāo)準(zhǔn)

收錘標(biāo)準(zhǔn)必須根據(jù)工程地質(zhì)情況和當(dāng)?shù)匾酝慕?jīng)驗通過試打樁確定，一般以貫入度作為主要控制標(biāo)準(zhǔn)，同時也要考慮實際入土深度和總錘擊數(shù)、最后一米錘擊數(shù)。同時如施打過程中遇到:貫入度突變，樁身突然發(fā)生傾斜、移位、下沉或施打時嚴(yán)重回彈，樁身破壞等情況應(yīng)立即停止施打，待會同設(shè)計、監(jiān)理、監(jiān)督等單位共同處理后再繼續(xù)下一工序。

5.6 接樁

目前本地區(qū)一般采用焊接接樁，焊接質(zhì)量很大程度上決定了接樁的質(zhì)量，因此應(yīng)嚴(yán)格按焊接操作規(guī)程進(jìn)行焊接，同時控制上下兩節(jié)樁連接的中心偏差。

5.7 施工質(zhì)量管理

實際工程中相當(dāng)一部分質(zhì)量問題都是由施工中的人為因素引起，如施工人員未做到持證上崗，不具備相應(yīng)資質(zhì)，管理人員責(zé)任心不強(qiáng)，技術(shù)素養(yǎng)不夠，建設(shè)、施工、設(shè)計、監(jiān)理和監(jiān)督單位職責(zé)不清，未能形成良好的質(zhì)保體系，對此應(yīng)加強(qiáng)管理，有關(guān)各方必須嚴(yán)格按有關(guān)法規(guī)進(jìn)行操作，建立起相應(yīng)的質(zhì)保體系。

[1]《巖土工程手冊》編寫委員會.巖土工程手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1994

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[5]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范(JGJ106-2003)[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2003