淺談預應力混凝土管樁施工質量控制

【摘 要】本文結合實際工程，對預應力混凝土管樁的施工質量控制方法進行分析，并提出施工中常見質量問題與防范措施。

【關鍵詞】預應力；混凝土管樁；施工質量；問題；防范

經大量工程實踐表明，通過應用預應力混凝土管樁可實現工廠化生產，提高樁材生產的速度，便于沉樁施工、有效節約建筑材料，同時保障施工質量；當前，該種方法已經廣泛地用于高層建筑、工業廠房、市政設施、碼頭、煙囪以及各類高塔、碑等工業與民用建構筑物的樁基礎施工中。根據樁身混凝土設計強度等級，可將預應力混凝土管樁分為預應力混凝土管樁（PC樁）和高強度預應力混凝土管樁（PHC樁）；根據其樁尖的型式又可分為敞口型樁和閉口型樁；根據樁身配筋情況有A型、AB型和B型樁。預應力混凝土管樁由于其圓柱型形狀和單樁設計承載力較高的特點，沉樁施工采用打入式和靜壓式。本文結合江蘇常州某電廠試樁施工的情況，對錘擊打入式預應力混凝土管樁施工的質量控制等問題進行分析。

1 工程概況

本工程試樁采用高強度預應力混凝土管樁（PHC樁），沉樁方式為錘擊打入式，樁錘選用DELMAG-80型筒式柴油打樁錘，共施打試樁、錨樁等56根，樁長37m，每根樁由三節樁組成，接樁形式為CO ₂ 氣體保護半自動焊接；其中樁身完整的39根，其余17根樁出現不同程度的質量問題，其中深層斷裂13根、樁頂破碎2根、沉樁困難無法達到設計標高2根。沉樁錘擊數3根超過2000擊，最高錘擊數為T8樁2426擊，其余都在1200—2000擊之間。對于深層斷裂的樁，4根樁的錘擊數在1000擊以下。

2 預應力混凝土管樁施工質量控制

2.1 材料質量檢測

當預應力混凝土管樁進場之后，除了檢查產品廠家的資質、產品檢驗報告與合格證、附件檢驗報告等基本內容以外，還應在施工現場對樁身的質量進行檢查，并做好相關記錄；包括管徑尺寸偏差、管樁的樁身裂縫、樁帽是否存在空鼓等。通過仔細檢查管樁的混凝土外觀質量，為后期施工奠定基礎；如果存在問題，則應進行抽樣調查，并送至檢測單位開展超聲波檢查，直到材料合格后方可使用。

2.2 打樁順序的優化

在正式打樁之前，應對施工現場土地進行平整，將明河或者暗河中的雜填土、淤泥清理干凈，根據設計的需求進行回填處理，以符合打樁機的移動要求；如果施工場地不平整，就需要在打樁機的行走輪中設置墊板，確保打樁機的底盤保持水平狀態；在實際施工過程中，由于回填土或者表層土質以中軟素填土為主，因此避免在移動打樁機過程中出現斷樁問題，需要在建筑物的基礎四周給打樁機留有作業余地；如果施工現場與建筑物相近，那么就應該從建筑物的方向朝向另一方施工，結合設計圖紙中的基礎底標高參數，遵循“先深后淺”原則，完成沉樁過程。另外，在實際施工作業過程中，還應注意對沉樁數的控制，通過沉樁的擠土效應，將土體中含有的孔隙水壓力釋放出來，避免出現土體隆起問題。

2.3 控制打樁力

在施工過程中，由于管樁的截面積與實心預制樁相比偏小，因此需加強對打樁力的控制。在錘擊沉樁過程中，產生的應力會通過應力波的形式傳輸到樁端位置，再經過反射。通過周期性的拉應力、壓應力等作用，為了避免產生環向裂縫問題，應該確保在錘擊過程中壓應力小于預應力混凝土管樁的抗壓限值，而拉應力則小于預應力混凝土管樁的抗拉限值。在施工作業過程中，應結合施工現場實際情況，加強對預應力混凝土管樁樁端的鋼筋力。一般情況下，在打樁過程中以夾層橡膠板作為緩沖墊，可避免在落錘時對管樁造成破壞。

2.4 管樁試驗過程

對于預應力混凝土管樁施工，可通過無損測樁法進行檢測，以確保管樁的完整性，提高承載能力；或者通過聲波檢測方法，在不同強度的混凝土中，通過判斷超聲波強度，檢測管樁質量水平。有關預應力混凝土管樁的檢測數量，一般情況下應占總樁數量的10%，并且在10根以上；在地質情況較為復雜的施工現場，應酌情增加檢測樁的數量。檢測預應力混凝土管樁的承載力，多以靜荷載試驗為主，加壓部分則利用慢速加載方法，應注意控制每個級別加載的極限荷載量，最終合理確定管樁極限荷載力。

3 施工中的質量問題與防范措施

3.1 沉樁設計問題

原因分析：一方面，由于在地質勘察報告中沒有對淺層障礙物進行特別強調，也沒有明確局部土層分布狀況，因此造成沉樁過程中遇到大孤石、老基礎等問題，對正常施工造成影響；另一方面，由于樁機的配重過大或者過小，因此樁沉與設計要求不相符，影響施工質量。

防范措施：其一，充分了解工程地質狀況，在必要條件下做好補勘處理，合理確定標高以及持力層；其二，選擇樁機的大小應該與設計要求相一致，同時考慮到樁長、樁徑等參數要求。

3.2 樁身斷裂問題

原因分析：其一，在制作管樁過程中，由于混凝土的強度不達標、管壁薄厚不均、樁尖偏離樁中縱軸線過大等問題，對質量產生影響；在堆放管樁或者吊運管樁過程中，產生裂縫卻沒有及時發現；其二，在沉樁過程中，發生樁身彎曲、傾斜等問題，或者由于接樁位置的焊接不飽滿，焊后冷卻時間不足，發生管樁曲折現象；其三，如果地質土層的軟硬發生變化或者存在較為堅硬的障礙物，就可能將樁尖擠到另一側；其四，由于施工現場的地面不平，積水過多，因此壓樁過程中機身失穩。

防范措施：首先，全面檢查樁身質量狀況，按照規定對管樁進行堆放或吊運；其次，在施工之前，應全面清理樁位的障礙物，確保施工場地干凈、平整；再次，在壓樁過程中，應注意對樁身垂直度的控制，如果發現樁身的垂直度出現偏差，應及時查明原因并采取糾正措施。

3.3 樁頂位移問題

原因分析：其一，由于測量定位過程中的放線不準確，因此樁位產生較大偏差；其二，由于施工中采用的樁數較多，而樁間距偏小，因此造成土體隆起；其三，由于土方開挖的順序錯誤，因此造成樁身傾斜問題。

防范措施：其一，根據施工設計圖紙的需求，確定樁位，并且樹立明顯的標志，便于后期復查；其二，選擇合適的壓樁路線，如果發現樁身上浮問題，應該做好復壓處理；其三，制定嚴謹的基坑開挖施工方案，在壓樁過程中，不能同時進行基坑開挖工藝，一般間隔時間為兩周。

由上可見，雖然當前預應力混凝土管樁的設計較為成熟，但是在施工中仍會遇到各種問題，隨著預應力管樁技術的不斷發展與完善，再加上不斷豐富的預應力管樁施工理論與實踐，今后施工質量水平將穩步提升，更好地實現工程效益。

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