PHC靜壓管樁施工工藝和質量控制

摘 要：本文結合工程實例，詳細介紹了PHC靜壓管樁施工施工工藝與方法，包括施工工藝的控制要點，通過合理樁長選配，達到節約節約樁材、方便施工；同時，通過先引孔后壓樁、合理送樁和施工監測，避免破壞止水帷幕，防止對周邊建筑物和管線產生影響，對同類工程有借鑒意義。

關鍵詞：PHC管樁 施工工藝 質量控制

中圖分類號：TU7文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（b）-0129-02

1 工程概況

某4棟高層住宅樓位于蚌埠市蚌山區宏業路，地上34層，地下2層，框架剪力墻結構，總建筑面積73770m。基礎設計為管樁，樁型為PHC-600（130）-18AB，樁身砼強度C80，樁頂嵌入基梁為100mm；單樁豎向承載力特征值為3200km，單樁豎向承載力極限值分別為6400kN，樁間持力層為第8層中風化花崗巖混合巖；采用靜力壓樁法施工，共計PHC管樁372根。因該工程離周圍建筑物及地下管線較近，故特委托專業監測公司進行壓樁期間的地下水位及土體側移的監測。

2 工程地質條件

根據外業鉆探揭露，場地地面下30.0m深度范圍內，可分為8個工程地質層，主要土（巖）性為粘性土、粉土及花崗混合巖。地基土各層的特征按自上而下分別描述如下：①層人工填土：雜色，松散，稍濕，層厚1.2～2.3m。②層粉質粘土：灰黃、褐黃色，韌性高，干強度高，層厚2.5～3.9m。③層粉土：深黃色，韌性低，干強度低，厚度3.4～5.1m。④層粉質粘土：灰黃、深黃、褐黃色，韌性中等，干強度中等，最大揭露層厚7.7m。⑤層粉質黏土：棕黃、灰黃、深黃、褐黃色，韌性高，干強度高，光滑，最大揭露層厚7.2m。⑥層全風化花崗混合巖：褐黃、灰白色，組織結構基本破壞，層厚0.6～2.1m。⑦層強風化花崗混合巖：褐白、灰白色，結構大部分破壞，層厚0.7～2.4m。⑧層中風化花崗混合巖：灰白色、粗粒等粒結構、塊狀構造，本層未鉆穿，控制厚度5.0m。

3 施工工藝

3.1 樁機選擇

因設計600mm樁的單樁承載力為3200kN，故選擇ZYC800B型抱壓式靜壓樁機，最大壓樁力可達8000kN。

3.2 工藝流程

樁位測量→樁機就位→吊樁、插樁→樁身對中調直→靜壓第一節樁→樁焊接→壓第二節樁→送樁至樁頂到設計標高→成樁移機。

①施工測量：根據設計圖紙采用全站儀測放平面位置，水準儀控制送樁深度，自查合格后報業主和監理工程師復查，復查合格后開始壓樁。

②樁機就位：指揮員根據現場已測好的位置讓其就位。就位后應先進行樁位復核，準確無誤后方可進入下道工序。

③吊樁落位：樁機大致就位后，將下樁吊起，使樁尖對準樁位，然后調平壓樁機，雙向調整樁身的垂直度，第一節樁插入地面時的垂直度偏差應≤0.5%，樁頭對位偏差<20mm。

④壓樁施工：開始壓樁后，要仔細的把每節樁入土深度和相應的壓力表讀數記載下來，壓樁速度控制在1～2m/min。壓樁期間應設專人采用經緯儀觀測樁身垂直度。

⑤接樁：本工程采用端板焊接方式接樁。當下節樁沉至地面0.5m～0.8m左右時，起吊上節樁，對接前，上下端板表面應用鐵刷子清刷干凈，調整上下節樁中心線重合（錯位偏差≤2mm），連接處吻合對齊后，先在坡口圓周上對稱點焊4～6點，待上下節樁固定后拆除導向箍再分層對稱施焊，焊接層數為三層，內層焊渣必須清理干凈后方能施焊外一層，焊縫應飽滿連續，焊好的接頭自然冷卻后才可施壓沉樁。

⑥送樁：送樁器應有足夠的強度和剛度，并與所選管樁規格匹配，其長度應滿足送樁深度要求。當樁頂接近地面時需采用送樁器送樁，送樁前必須檢查樁的垂直度和樁頂質量，合格后調整送樁器與樁頂平面吻合后將樁送入至設計標高。

⑦壓樁終止條件：本工程為端承樁，施工時以終壓力控制為主，樁長控制為輔。當樁長達到設計樁長，且終壓力〉6400kN時并持荷3～5min可終止壓樁；樁長未達到設計樁長，但終壓力〉6400KN時并持荷3～5min也可終止壓樁。

⑧施工資料整理：真實、認真地做好施工日記、原始記錄及隱蔽工程驗收單，隨時注意施工過程中的變化，每施工完一根樁后在圖紙上做好標記，以免錯漏。

4 PHC管樁質量控制

4.1 樁長選配

基礎PHC管樁屬端承樁，由于持力層起伏變化較大，樁長的選配合理與否對于節約樁材、方便施工十分重要。雖然PHC樁具有可靈活選用樁長的優點，但節長仍為定尺生產，選用過長將造成浪費，選用過短會造成接樁困難甚至整根樁報廢。樁長的選配依據如下：

（1）詳細分析地質資料，草劃出持力層標高變化的曲線圖，對于地質較復雜、地質鉆孔不足以全面反映持力層情況時，應補加鉆孔。詳細了解持力層分布情況是合理選配樁的前提條件。

（2）依據持力層標高變化曲線圖，確定理論配樁長度，作為樁材定貨和試沉樁的依據，然后再依照沉樁情況進行區域樁長調整。遇有地質情況復雜時，應逐根進行相鄰樁的樁長調整。

（3）經過區域性沉樁后，再結合持力層標高變化曲線來綜合確定合理的配樁長度。

本工程統計出沉樁入土深度為20～23m，扣除設計樁頂到自然地坪的高度，配樁長21～24m。現場實施效果比較理想。

4.2 樁材運輸、堆放和檢查

因PHC管樁橫向剛度較脆弱而不能受強烈的撞擊或震動，故當運輸或堆放不適時，易出現結構裂縫；同時在反復施壓產生的拉、壓力作用下，裂縫會有所發展并造成樁身破損。因此在每節樁出廠時及靜壓入土前都要進行樁身外觀質量、尺寸的檢查，不讓一根有缺陷的樁在工程中使用。

4.3 PHC樁的垂直度控制

（1）施工前和過程中要加強施工機械的檢查維修，保持機械在施工過程處于良好狀態。

（2）場地要平整堅硬，不能使樁機在壓樁過程中產生不均勻沉降。

（3）沉樁施工時，當樁身剛插入土時，利用經緯儀監測，控制傾斜度在0.5%之內，否則通過調整樁機或在樁側加墊進行調整或拔起重壓（當樁尖進入硬土層時后，嚴禁用移動樁機等強行回扳的方法糾偏）。

4.4 管樁接樁處焊接質量控制

管樁接樁處焊接質量的好壞決定了接頭是否會松脫、開裂，能否保證沉樁施工質量。本項目PHC管樁采用法蘭焊接，焊縫高12mm，在樁沉至地面上0.5～0.8m進行接樁。焊接前，清除焊縫上下30cm范圍內及法蘭端面的泥土、油污雜物。在兩法蘭間存在縫隙時，則插入備用鍥形鐵（見圖1a），上節樁就位后沿接口四周先對稱點焊數點臨時固定，然后以相同方向焊接（見圖1b）。施焊第一層時，采用較大電流，以促進熔深；第二層后改用稍大直徑焊條。樁接頭焊接完成后待焊縫自然冷卻8min后再行靜壓，以防止焊接破壞，嚴禁采用水冷卻或焊接好后立即沉樁。

4.5 擠土效應控制

靜壓管樁的施工，其原理是依靠設備的重量和配重，將預制好的管樁壓入到設計標高處，讓其達到設計承載力的要求。PHC樁作為端承樁并承受較大荷載時，由于擠土效應，沉樁過程中會產生樁頂上浮和樁身位移，并對周圍建筑及地下管線有一定影響，所以在施工前要做好防治措施。

（1）選擇合理的打樁順序。遵循先深后淺、先長樁后短樁、先大直徑樁后小直徑樁、先施工大承臺樁后施工小承臺樁、自中間向兩頭對稱推進或自中間向四周的施工原則。根據工程實際情況，采取壓樁流水如圖2所示，以盡量減少對周邊管線和建筑物的影響。

（2）每根樁一次性連續打（壓）到底，接樁、送樁連續進行，盡量減少中間停歇時間。在此還要控制沉樁速度。

（3）沉樁過程中，出現貫入度反常、樁身傾斜、位移、樁身或樁頂破損等異常情況時，先停止沉樁，待查明原因并進行必要的處理后，方可繼續進行施工。

（4）先引孔后壓樁。本工程是兩層地下室，基坑支護形式為鉆孔灌注樁加預應力錨桿（鉆孔灌注樁的直徑為Ф600）支護結構，支護樁間加一根Ф700高壓旋噴樁作止水帷幕。由于先施工了基坑圍護，防止管樁的擠土效應對鉆孔灌注樁及高壓旋噴樁產生一定的擠壓，從而造成整個止水帷幕的破壞。因此，對臨近基坑圍護樁的兩排管樁，采取先引孔后壓樁措施，引孔深度為高壓旋噴樁樁底標高下2m，引孔直徑為Ф600。

（5）控制沉樁速度。壓樁速度一般控制在1～2m/min。壓樁過程中，當樁尖碰到需要穿過硬夾層時，樁端阻力可能突然增大，甚至超過壓樁機能力而使樁機上抬：這時用最大的壓樁力作用于樁頂，采取停車再開、忽停忽開的辦法，使樁有可能緩慢下沉穿過；當壓樁至接近設計標高時，不可過早停壓，當施工達到規定的油壓值后緩慢卸壓。

（6）壓樁期間的地下水位及土體側移的監測。壓樁前，請監測公司在場地四周埋設土體位移測斜管及水位管各14只，深層土體每日位移以7mm為預警值，施工時根據情況每日觀測1～3次，當發現深層土體日位移≥7mm時，即采取在擠土效應集中區進行鉆孔取土與限制打樁數量的措施，釋放、緩解土應力，以減小擠土效應。根據打樁流水及施工經驗，判斷每根樁的樁身位移方向，預留0～150mm的位移尺寸。通過以上一系列防治措施和動態管理及信息化施工后，樁頂上浮及樁身位移均控制在規范允許范圍之內，周邊管道和建筑物受到的影響也被控制在最低限度之內。

4.6 截樁質量控制

由于PHC樁樁身較脆，所以在沉樁完成后截除多余樁身時，需采取措施以確保截樁的管樁質量，避免影響樁的使用。

（1）采用專用的PHC樁環形切割機切割。

（2）采取工具鋼套箍，緊箍在切口下部樁身上，再沿套箍鑿出一道溝槽，然后再行擴大、切斷，截樁時嚴禁用大錘敲砸。

4.7 斷樁處理

在沉樁過程中，樁身突然傾斜錯位，當樁端處土質條件沒有特殊變化，而樁機壓力表讀數逐漸減小或突然減小時（或貫入度逐漸增大或突然增大），這時可能是樁身發生斷裂。發生斷樁后，應及時報告設計、監理單位，并采取補樁處理。

5 結語

工程結束后，進行靜載試驗和低應變動測檢驗，檢測結果表明，樁基工程質量全部達到設計和規范要求。由于經驗不足，本項目在管樁施工前，先施工了止水帷幕，雖采取了先引孔后壓樁的控制措施，基坑土方開挖后，基坑圍護樁局部地方仍存在漏水現象，最終采取堵漏措施得到控制，但增加了施工成本和周期。

參考文獻

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