預應力管樁在軟基中的施工問題

1.引言

PHC樁是在近代高性能混凝土和預應力技術的基礎上發展起來的混凝土預制構件。PHC樁本身具有耐打、耐壓，耐久性好，造價適宜，施工工期短，施工施工現場文明整潔等特點，受到業主、施工單位和設計人員的普遍歡迎。但是PHC樁在施工過程中也暴露出了不少的問題，在土性復雜，特別是在土質較差的軟弱地基的基坑開挖施工過程中，由于樁身為空心，其抗剪和抗裂性能相對較差，尤其是薄壁PHC樁在施工中更加容易造成樁體偏移，樁身開裂甚至斷樁的問題。廣東沿海地區某工程，地表10～28m范圍內為淤泥質粘土或淤泥質粉質粘土，設計持力層為粉質粘土層。采用薄壁PHC樁，施工中按常規手段施工，結果斷樁率很高，45%為Ⅲ類樁。因此如何保證軟弱地基中的施工質量，以及對施工質量故障的補救成為一個急需解決的問題。

2.管樁在軟土地基中出現斷裂的原因

2.1 工程地質原因

軟土地基土質較差，PHC樁身范圍一般處于粉質粘土，或者淤泥質粘土層中。這類軟土層一般處于飽和狀態，土體本身透水性極差，抗剪強度很低，處于高流動，高敏感狀態。在樁體打壓的過程中，樁體不斷擠壓土體，使其內部不斷積蓄能量。當在基坑開挖過程中，處于上部樁體的土被挖走，對下部軟土的約束作用減小，高流動性的土體產生涌動來釋放能量，對樁身造成擠壓。但是處于樁身下部的土體依然處于高壓縮狀態，這樣上下部就會產生剪切作用。即使是同一標高處的土層，由于壓力釋放極度不均勻，也會產生不同程度的剪切力。

2.2 打樁過程中障礙物的影響

（1）一種情況是在勘察過程中，勘察深度不夠，沒有發現樁身下部的堅硬障礙物，如孤石、塊石等。在打樁的過程中樁尖先接觸到障礙物，發生偏移，在隨后的過程中樁身不斷受到擠壓，混凝土隨之產生裂縫甚至斷裂。

（2）另一種情況是樁身上層土體為軟土，下層土體為堅硬土質。當打樁過程中，樁身突然由軟土進入硬土層，打樁強度沒有改變，導致硬土層對樁身產生巨大的沖擊，往往會使樁身偏移或者斷裂。

2.3 施工工藝的影響

（1）首先是施工過程中打樁順序的不合理安排。例如對于開闊密集的打樁地帶，沒有合理安排順序，導致由四周向中間逐漸打樁，會使得樁的擠土效應不斷的向中間疊加，最終導致中部的樁體受到過大的擠壓作用而破壞。

（2）其次是邊坡對樁體的影響。這一點往往被忽視，邊坡的偶然失穩會導致巨大的水平推力，使樁體開裂甚至出現斷樁。

（3）還有施工過程中偶然局部荷載。這部分荷載來自過往滿載車輛或者是局部堆放的土方，例如推土機產生的水平推力，這部分荷載加載過程很迅速，往往會對樁體產生極大的破壞作用。

3.施工工藝建議

3.1 確定合理的打樁順序

要根據樁的密集程度及周圍建（構）筑物的關系，合理安排打樁順序。

3.2 控制土方開挖工程

（1）對于工程量較大的場地，應該劃分區域施工。施工前應對施工區域內的障礙物進行清理。施工區域附近受到施工影響的建筑物、管線應事先查明，委派專人負責采取加固和監測措施，防止發生意外。運土車行駛路線設置于基坑外的市政道路范圍內，嚴禁道路外行駛；若因條件所限挖機和運土車輛須設的臨時行進路面采用磚渣填實且臨時行進道路要遠離樁基；有條件時，要盡可能采用小型的長臂挖土機械和運輸車輛，以免對基坑帶來不利影響。

（2）在毗鄰邊坡打樁時，應隨時注意打樁對邊坡的影響。

（3）土方開挖時宜機械與人工相配合。

（4）挖土機和運土機械在路基平面上行走，應設立指揮。挖土過程中嚴禁機械碰撞工程樁或太靠近工程樁，嚴禁超載，挖至設計標高以上30 cm改用人工修土并且修土一塊墊層及時施工一塊，以避免因土體卸荷后而產生的壓力差造成涌土等不良現象。

3.3 合理的打（壓）樁流程

（1）首先確定施工前已打試樁，試樁數應滿足工程要求，并且確定貫入度及樁長，并校驗打樁設備和施工工藝及技術措施是否符合要求。

（2）根據樁位平面圖、總平面圖及建設方提供的坐標控制點進行樁位測放。

（3）多段樁施工時，可采用端板焊接連接接樁。

（4）壓樁應連續進行，當壓樁力已達到兩倍設計荷載或樁端已到達持力層時，應隨即進行穩壓。當樁頂高出設計標高須截樁時，宜采用機械切割，應先將不需要截除的樁身端部用鋼抱箍箍緊，然后進行切割。嚴禁用大錘砸。

4.工程質量故障補救措施

對工程中出現的樁身質量問題，應該根據具體的情況結合實際處理。一般處理方法有：補沉法、補樁法、送補結合法、糾偏法、擴大承臺法、復合地基法等。

5.結語

隨著預應力管樁在軟土地區的廣泛應用，相應的工程質量問題也隨之出現。避免該問題的最好辦法是施工過程中預測到軟土地區中可能引發的工程質量問題，預先采取必要的措施加以防范。并且要充分認識到影響預應力管樁施工質量的因素是多方面的，有地質方面的，有樁身質量方面的，有勘察設計方面的，有施工方面的，所以施工質量控制應采取符合工程實際的針對性的預案和措施，嚴格執行相關規范規程，確保樁基質量及周圍環境的安全。隨著預應力管樁理論研究的進步和工程實踐的不斷積累，預應力管樁施工應用水平必將得到更大的提高。