靜壓預應力管樁的施工工藝及質量控制

陳鈺 劉彬 盧巖

我國城市人口逐年遞增導致的對民用住宅需求量的增加已成為每座城市要面對的重大問題。人口密度的增大加大了城市住宅逐漸向高層發展的需求，對工程基礎的要求也越來越高。靜壓預應力混凝土管樁以其噪聲小、無污染、成本低、工序簡單、功效高等優點在城市基礎建設中得到迅速的推廣。

1 工程概況

本住宅樓位于聊城市東昌府區建設路，地下 2層，地上 18層，框剪結構。本工程采用預應力管樁基礎，樁基設計等級為甲級，管樁類型為 PHC-A 400(95)，總樁數為 288根。有效樁長 17 m～21m，樁端持力層在粉細砂中。

2 場地土層地質條件

本工程場地為黃河沖積平原，地貌單元單一，場地地形平坦。建筑場地地基土共分 10層，具體如下:①雜填土，雜色，稍密，上部局部有垃圾;②粉土，中密，干強度低，韌性低;③粉土粘土，較軟，性質較差;④粉土，中密，干強度低，韌性低;⑤粉質粘土，干強度中等，韌性中等;⑥粉細砂，層位穩定，土性較好;⑦粉質粘土，干強度中等，韌性中等;⑧粉土，中密，干強度低，韌性低;⑨粉質粘土，干強度中等，韌性中等;⑩粉細砂，層位穩定，土性較好。

3 預制管樁施工

3.1 施工準備工作

1)熟悉圖紙，理解設計意圖，做好圖紙會審和設計交底工作，收集相關的水文地質資料及地下障礙物和管網的資料，做好障礙物的清除與管線的保護工作，保證施工場地平整，排水暢通。

2)認真做好軸線的引測工作，現場設置兩個以上控制點，用混凝土保護好。將校驗的水準點引測到基坑周邊的建筑物上。

3)開工前向所有參與施工的技術及操作人員進行圖紙和施工方案的技術交底、安全交底。進行測量基準交底、復測和驗收工作。

4)開工前對進場的全液壓靜力壓樁機做全面系統的檢查工作，做好各部位的保養和潤滑。其他需要購買或校準的儀器、設備、工具有:全站儀、水準儀、長卷尺、米尺、電焊機、焊條、鐵釘等。

3.2 靜壓管樁施工工藝

1)樁位放樣:用全站儀將樁位坐標在場地內放出，由建設方與監理單位驗線后開始壓樁。2)靜壓樁機就位:樁機就位時，應對準樁位，啟動平臺支腿油缸，校正平臺處于水平狀態。3)起吊預制樁:先拴好吊樁用的鋼絲繩及索具，啟動吊車吊樁，管樁在施工中起吊位置距樁頭 0.29L，將預制樁吊至靜壓樁機機具中，對準樁位，夾緊放入土中，調整靜壓樁機至水平使樁尖垂直對準樁位中心，微微啟動壓樁油缸，當樁入土至 50 cm時，啟動壓樁油缸，進入壓樁狀態。4)壓樁:啟動壓樁油缸，把樁徐徐壓下，控制施壓速度，一般不超過 2m/min，達到壓樁力的要求以后，必須持荷穩定。壓樁時注意壓力表的變化并做記錄。5)接樁:采用焊接法接樁，接樁前應將端板及樁套箍端板坡口處表面的銹蝕清除干凈，表面呈金屬光澤后方可焊接，接樁一般在距離地面 1m左右進行，上、下兩塊端板軸向錯位量應小于2mm，坡口根部間隙應小于 4mm，焊條選用 E4303型，焊接道數不少于 3道，焊縫應滿焊，確保焊縫高度。 6)送樁:樁底設計標高為 -7.2m，地面標高為 -1.6m，因此需要用送樁器將樁送到設計標高。移動到下一根樁位處，重復以上操作。

4 靜壓預應力管樁施工質量控制

4.1 擠土效應

靜壓法施工預應力管樁屬于擠土類型，本工程管樁底不外加封口樁尖，樁體排開的土體實測表明進入管樁內的土芯長度一般為樁長的 1/3左右，擠土效應很明顯;擠土效應可以提高樁身的側摩阻力，增加單樁承載力，但同時會造成沉樁困難;并且還會使周圍樁體上浮，造成單樁承載力降低;擠土效應還會造成周邊建筑物和構筑物開裂、地面隆起;地下管線側移、斷裂等事故。施工方法與施工順序不當，每天成樁數量太多、壓樁速率太快、布樁過密，都會加劇擠土效應。

預防措施:1)壓同一根樁應盡量減少停歇時間，避免由于停歇時間過長，摩阻力增大，造成沉樁困難。在進行兩節樁的對接焊接時，應避免下節樁樁端落在粉土、粉砂等硬土層中，為此施工前應認真查看地質報告，了解土層分布情況，合理確定樁體組合長度;2)制定合理的沉樁順序，保證土體應力順利的向施工場地外圍或沒有相鄰建筑物的方向擴散;遇同一場地樁長差異較大或樁徑不同時，沉樁應遵循先難后易的原則，以避免由于擠土效應造成沉樁困難;3)根據地質資料，控制沉樁速率，一般控制在 1m/m in左右，同時日成樁數量不宜過多;4)在樁基設計時要控制好布樁密度，管樁最小中心距不應小于 3.0d;當排數不少于 3排且樁數不少于 9根時，不應小于 3.5d;獨立承臺內樁數超過 30根或大面積群樁，不應小于 4.0d;5)對布樁較密部分的管樁可適當降低施工速度，使土體應力有時間消散;6)施工過程中應對臨近建筑物、地下管線進行跟蹤觀測、監護。

4.2 沉樁達不到設計要求

沉樁達不到設計要求一般是由以下幾個原因造成的:1)淺部土層中留有大石塊或老基礎等地下障礙物，壓樁時遇到這些障礙物后無法施工;2)局部土層存在堅硬透鏡體，導致沉樁時無法穿越該層;3)靜壓樁機上配重太少;4)勘探點不夠或勘探資料粗略，對工程地質情況不明，尤其是持力層的起伏標高不明，致使設計考慮持力層或選擇樁有誤;5)樁身斷裂，致使樁不能繼續壓入。

預防措施:1)探明地表淺層存在的障礙物后，應進行開挖處理;2)在存在透鏡體的部位采用預鉆孔沉樁的措施;3)根據壓樁力配足配重;4)詳細探明工程地質情況，必要時應補勘;5)壓樁前嚴格控制樁體的垂直度，送樁時保證送樁器與工程樁樁心重合，送樁時速度適當減慢。

4.3 接樁處松脫、開裂

牢固的接樁是保證預制管樁施工質量的重要內容，松脫開裂一般是由以下情況造成的:1)連接處表面沒有處理干凈，留有雜質、雨水、油污等;2)連接件不平，有較大空隙，造成焊接不牢;3)焊接質量不好，焊縫不連續、不飽滿或有夾渣;4)兩節樁不在同一直線上，接樁處產生曲折，沉樁時接樁處產生集中應力而破壞連接。

預防措施:1)接樁前對連接部位上的雜質、油污等必須清理干凈，保證連接部位清潔;2)檢查連接部件是否牢固平整和符合設計要求，如有問題，必須進行修正;3)焊接接樁時，應先將四周點焊固定，然后對稱焊接，并確保焊縫質量和設計尺寸。焊接的材質均應符合設計要求，焊接件應做好防腐處理;4)接樁時，兩節樁應在同一軸線上，上下節樁的中心線偏差不大于 10 mm，節點彎曲矢高不大于 1%，樁長焊接預埋件應平整服貼，焊接后，認真檢查后再繼續壓樁。

5 質量檢查

1)承載力的檢測。打樁結束以后，按樁基規范要求由監理單位隨機抽檢 1%且不少于 3根樁進行單樁靜載荷試驗，以確定單樁豎向承載力極限值。本工程共有 288根樁，共抽檢 3根工程樁，在最大的試驗荷載作用下，樁頂沉降值均沒有超過 40 mm，樁基承載力全部滿足設計要求。

2)樁身完整性檢測。采用低應變動力檢測方法，按規范規定抽檢不少于 20%且不少于 10根，本工程隨機抽檢 58根，檢測結果表明，樁身質量滿足設計要求:Ⅰ類樁占 55根，Ⅱ類樁 3根。

3)樁位偏差校核。完工后對樁位逐一進行量測，最大偏位6 cm，符合設計和施工驗收規范要求。

4)沉降觀測。建筑物的沉降觀測隨建筑物施工進度進行監控，竣工驗收前觀測的最大沉降量，沉降差及沉降速度均在規范規定范圍之內，滿足設計要求。

6 結語

PHC預應力管樁質量可靠、工序簡單、工期快、承載力高，杜絕了施工噪聲，在市區施工中占有很大的優勢。但在實際的施工中，由于各種因素造成的擠土、壓樁深度達不到設計要求以及接樁不牢固等質量問題經常困擾施工人員，本文從理論和實踐的角度，闡述了靜壓預應力管樁施工工藝及施工過程中應采取的質量控制措施，為同類工程提供參考。

[1] 楊志武，劉國亮，楊雄建.靜壓預應力管樁施工中的常見問題分析與防治[J].山西建筑，2009，35(8):116-117.

[2] 劉京川.淺談 PHC預應力管樁靜壓法施工與質量控制[J].山西建筑，2009，35(7):127-128.

[3] 肖緒文，王玉嶺.地基與基礎工程施工工藝標準[M].北京:中國建筑工業出版社，2006.

[4] 莊少堅.靜壓 PHC管樁施工問題分析與討論[J].福建建筑，2010，142(4):93-95.

[5] 郭煒鋒.靜壓預應力混凝土管樁的主要施工方法和質量控制[J].建筑安全，2009(12):23-26.