淺析某建筑工程施工中靜壓預應力管樁施工技術

王瑞輝

（十四冶建設集團云南機械化工程有限公司，云南 昆明 650000）

1 工程概況

某工程地上26層，地下1層，建筑高度92.85m，由主樓(26層)、附屬樓(5層)及圓形裙樓(2層)三部分組成。建筑面積為31997.4m(地上27252.5m。地下4744.9m)。工程地質情況：①人工回填土Qml4厚2.2m-4.2m；②全新統沖積層Qal4厚0.6m～3.2m；③全新統海積層Qm4厚0.3m-2.9m；④上更新統沖洪積層Qal-pl4厚1.9m-7.0m；⑤更新統殘積層Qel1.1m-23.9m；樁基工程安全等級為一級，靜壓500mm預應力C80管樁，設計承載力：抗壓2800kN，抗拔600kN；極限承載力：抗壓5080kN，抗拔990kN。樁端持力層為7-a層的散體狀強風化花崗巖,樁長為15m～25m。附樓的樁頂設計標高為-6.5m，主樓的樁頂標高為-7.5m，局部達-9.7m。

2 靜力樁施工技術操作

2.1 壓樁順序。對多于30根的群樁承臺應考慮壓樁時的擠土效應，應先施壓，后壓群樁周邊較少樁的承臺；不同深度的樁基，應先深后淺，先大后小；盡量避免因樁機多次行走擾動地面土層，使地面沉陷；以經濟合理、運樁、喂樁方便為原則。本工程分ABCD4個施工區段，A、B區管樁采取逐排壓樁，D區 (圓形裙房)采取自圓心向周邊壓樁(螺旋式)，C區的核心筒下的2個承臺的樁較密集，每個承臺在12.6m×19.2m平面內的樁數為98根，橫縱樁距為3.2D、3.6D(D為樁徑)，采取由中部向外間隔逐排的壓樁方法。

2.2 機械選擇。壓樁機的選型一般按1.2倍一1.5倍管樁極限承載力取值，靜壓樁機采用抱壓式，本工程選用680型、700型2臺抱壓式樁機。樁機的夾具選擇長夾具，保證夾樁時。樁身側壓應力較小，且更易控制樁的垂直度。壓樁速度為1.8m/min。樁機的壓力儀表按規定送檢。以確保夾樁及壓力控制準確。送樁桿的長度根據壓樁機和送樁長度確定，應考慮施工中有超深送樁。送樁一般宜按理論送樁長度加3m。選用10m和12m送樁桿。

2.3 工藝流程。樁位測量定位-樁機就位-吊樁-對中-焊樁尖-壓第1節樁-焊接接樁-壓第n節樁-(送樁)-終壓-(截樁)。

2.4 施工準備

(1)場地要求現場的坡度不得大于1/100，地耐力應不小于140kNPm。當樁機上坡時，坡度應控制在10%，上坡時卸掉樁機配重。對樁位處的地面有混凝土地坪及舊有建筑物基礎，應予鑿除。樁機最小工作半徑：樁位中心距周邊建(構)筑物應大于1/2壓樁機寬度+1.0m，且對建(構)筑物應有保護措施。

(2)管樁堆放管樁進場前應有出廠合格證和檢驗報告，強度應達設計值的100%?，F場堆放不得超過4層。堆放在堅實、平整的場地上，以防不均勻沉降造成損樁，并采取可靠的防滾、防滑措施。

(3)樁位測量定位根據基準點進行放樣，將軸線控制點引出6in一8in，做好測量控制網。樁位可打短鋼筋并灑白石灰醒目標識。樁位測量允許偏差值：單樁10rain，群樁20mm。

2.5 壓樁技術

2.5.1 樁機就位。樁機移至壓樁位置，將樁機調平，并使其夾持器的中心對正樁位中心。

2.5.2 管樁就位。用樁機上的吊車吊起就近的管樁，管樁在插入樁機的夾持箱內時，壓樁機上的司機應配合打開夾持箱的夾口，指揮員指令吊車慢慢把管樁放入夾持箱內。當管樁下放至地面10cm處停住，夾持器把管樁夾緊，吊車的吊鉤放松。夾樁的壓力不大于5MPa，并應逐次加壓。管樁對中方法：將鋼筋制成的@500mm的模具放置在地面上，模具的中心對樁位中心，而管樁周邊與模具的周邊對齊。管樁對中后，提起管樁少許，進行樁尖焊接，C區主樓群樁采用無樁尖的壓樁，其他采用十字式樁尖。

2.5.3 壓樁

(1)壓好第1節樁是保證整根壓樁質量的關鍵，定位和垂直度應嚴格控制，壓入時，先應根據機上水平儀調平機臺，同時須在樁機的正面和側面分別設經緯儀或吊線錘，監控下樁垂直度，樁身垂直度偏差不宜大于0.5%。若樁身垂直度偏大，須拔出已壓入部分，并根據經緯儀指示調整機臺水平度使樁身垂直，同時記錄此時機上水平儀的偏差量作為下次調平的修正值，再行壓入，并認真注意壓樁時的樁身和壓力表的變化情況，如有異常偏移或傾斜立即分析原因，并采取校正措施，在確認壓入方向無異常時，方可連續施壓。

(2)應合理調配管節長度，盡量避免接樁時樁尖處于或接近硬持力層，管樁接頭數不宜超過4個。同一承臺樁的接頭位置應相互錯開。

(3)由于強風化巖面起伏變化大，管樁終壓后會造成樁長不一，有砍樁與超送(后接樁)，露出地面的管樁應及時截樁，截至地面以下300mm-500mm，以免樁機行走時損壞管樁。對超送樁的，待以后土方開挖后再進行接樁，視超送的長度可采取人工挖孔、四周挖土接樁，或直接降低承臺墊層標高，但應確保樁頂嵌入承臺100mm。

(4)現場測量員對壓樁過程進行全程測點測量，以保證樁的垂直度。

(5)遇下列情況之一時應暫停壓樁，并及時與設計、監理等有關人員研究處理：①壓力值突然下降，沉降量突然增大；②樁身混凝土剝落、破碎；③樁身突然傾斜、跑位，樁周涌水；④地面明顯隆起，鄰樁上浮或位移過大；⑤按設計圖上要求的樁長壓樁，壓樁力未達到設計值；⑥單樁承載力已滿足設計值，壓樁長度不能達到設計要求。

(6)樁壓好后樁頭高出地面的部分及時截除，嚴禁施工機械碰撞或將樁頭用作拉錨點，送樁遺留的孔洞，應立即回填做好覆蓋。否則樁機行走后地面會沉陷。

(7)本工程在壓樁過程中認真記好壓樁時間，壓入樁長所施壓力有讀數，以判斷樁的質量和承載力，當壓力表讀數突然上升或下降時，應停機對照地質資料進行分析，看是否碰到障礙物，或產生斷樁等情況，施工中禁止間斷壓樁。

2.5.4 接樁。本工程的樁接頭采用CO2氣體保護焊，CO2純度要求不低于99、5%，否則會降低焊縫機械性能和產生氣孔。焊接作業區應設篷布防風措施。

(1)當管樁需要接長時，其入土部分樁段的樁頭宜高出地面0.8m-1.0m，便于接樁焊接操作。

(2)接樁時上下節樁段應保持順直，錯位偏差不應大于2mm。

(3)管樁對接前，上下端板表面應用鐵刷子清刷干凈，坡口處應刷至露出金屬光澤。'(4)管樁接樁一般為"U"形坡口，可采用JM-56型的 (屈服強度420MPa，抗拉強度500MPa，延伸率22%)2或 5焊絲。焊接時宜先在坡口圓周上對稱點焊4點～6點，再分層施焊，施焊宜由2個焊工對稱進行。

(5)焊接層數不得小于3層，內層焊渣必須清理干凈后方能焊外層，焊縫應飽滿連續。每道焊接接頭必須超前引弧以免產生缺陷，根部必須焊透。焊接部分不得有凹痕、咬邊、焊瘤、夾渣、裂縫等有害缺陷。表面加強焊縫堆高宜≤Imm，焊接后應進行外觀檢查，發現有缺陷應返工修整，同一道焊縫返修次數不得超過2次。焊縫應連續飽滿，樁端處間隙采用厚薄適當、加工成楔形的鐵片填實焊牢。

(6)盡可能縮小接樁時間，焊好的樁接頭應自然冷卻后才可繼續壓樁，自然冷卻時間不宜少于8min，嚴禁用水冷卻或焊好后立即施壓。焊接接樁應按隱蔽工程進行驗收。

2.5.5 送樁。本工程送樁長度為5.4m一7.0m，局部為9.5m，當樁頂壓至接近地面需要送樁時，應測量出樁垂直度并檢查樁頂質量，合格后立即送樁。送樁桿的中心與管樁中心線應吻合一致。

2.5.6 終壓。正式壓樁前，根據不同的樁機需分別對不同的樁型進行試壓樁，確定壓樁的終壓技術參數為：以壓樁力為主要控制指標，有效樁長為參考參數。根據樁機類型，終壓分持荷復壓和非持荷復壓，680型樁機終壓值為18MPa(5212kN)，復壓3次，總沉降量不超過10mm；700型樁機的終壓值為20MPa(5540kN)，復壓 2 次，間隔 5min，每次持荷5s，總沉降量不超過10mm。，

2.5.7 截樁。樁頭截除應采用鋸樁器截割，嚴禁用大錘橫向敲擊或強行扳拉截樁。樁頂標高偏差不得大于10em。鋸樁器為自制分抱箍和電動切割機2個部分，抱箍為2個半圓形抱箍通過螺栓連接，抱箍為2塊鋼板和橫向短筋連接，鋼板上均布鉆孔，以固定切割機用。電動切割機通過螺栓連接固定在抱箍上，通過手柄，進行割樁工作，割樁時需加水，操作時需更換幾個方向。

3 靜壓樁施工質量控制要點

(1)加強管樁的進場檢查驗收工作。管樁使用前應進行全數的外觀檢查(樁身裂縫、端板的外觀)。管樁的吊運應輕吊輕放，避免劇烈碰撞，進場的管樁應分類(長、短)堆放整齊，墊木宜用耐壓的枕木，不得用有棱角的金屬構件替代。管樁堆放超過2層時，應用吊機取樁，嚴禁拖樁。當堆放管樁不超過2層時，可拖拉取樁，但拖地端應用廢輪胎等彈性材料保護。

(2)壓樁施工過程中，應對周圍建筑物的變形進行監測，并做好記錄。

(3)對群樁承臺壓樁時，應考慮擠土效應。主樓群樁設計為開口式樁尖，土方開挖后檢查樁芯內擠土約為樁長的1/3，抵消了部分擠土效應。采取了合理的壓樁順序，由中心向外施壓。土方開挖時采取了由四周分層均勻開挖，樁間較密的土方采用小型反鏟開挖，則土層中的擠土應力被均勻地釋放。

(4)地質報告表明本工程的孤石較多，對有孤石樁位采取補勘措施，探明孤石的大小、位置。對小孤石也可采取用送樁桿進行引孔。

(5)根據地質報告和實際情況確定配樁計劃，并考慮同一承臺的樁接頭位置應錯開。

(6)第1節樁入土垂直度偏差應控制在0.5%內，樁身垂直度偏差小于1%。

(7)靜壓樁的樁位復核一般在土方開挖后進行，而土方開挖施工中未注意樁的成品保護，對樁位的影響較大?？紤]土體反彈，土方開挖宜在壓樁后的2周后進行，應采取分層均勻開挖，每次開挖的深度應視土質情況確定，粘土質土一般控制開挖深度為1.5m～2.5m，淤泥質土的開挖深度一般控制在0.5m～1.5m。

(8)管樁與承臺間的連接是靠管樁頂部的樁芯內填鋼筋混凝土,錨筋伸入承臺內。管樁頂部內壁與樁芯混凝土之間為摩擦力作用。壓樁后的留孔宜用小木板進行覆蓋，以免樁機行走或土方開挖時土石落入管芯內，造成以后清理困難。

(9)終壓值的控制終壓值由設計確定，一般摩擦樁以樁長為控制條件：①大于21m的端承摩擦樁以樁長為主，終壓對照；②對于14m～21m長的樁，密實砂土持力層時，應以終壓力達118倍一2倍的設計荷載為終壓控制條件，穩壓不少于3次，每次1min；③對于長度小于14m樁，粘土持力層時，應以終壓力為終壓控制條件；宜連續多次復壓，特別是對樁長小于8m短樁，連續復壓的次數應適當增加。

結語

工程結束后，對556根管樁其中的6根抗壓樁和3根抗拔樁實行的靜載試驗，均符合設計要求。對134根樁進行高應變動測檢驗，檢驗結果1O1根符合I類樁，33根為Ⅱ類樁。樁基工程質量合格。樁基設計時宜選用標準管樁，選用非標品，將給采購、配樁、機械選擇帶來困難。對孤石較多處宜采取補勘措施，減少廢樁和補樁，降低工程造價。合理堆放管樁，減少二次搬運；合理安排樁機的行走路線，提高樁機的工效。壓樁后的留孔宜用小木板進行覆蓋，以免樁機行走或土方開挖時土石落入管芯內，造成以后清理困難。