靜壓預應力管樁在路基工程中的施工質量控制

何軍美

(中鐵十六局集團第三工程有限公司，浙江湖州 313000)

1 工程概況

寧波繞城高速公路東段5A標軟土路基工程采用先張法預應力管樁進行加固處理，處理深度為30 m～35 m，采用PTC 400(60)AB型管樁，樁位采用正三角形(梅花形)布置，樁中心間距為3.0 m ～3.5 m，總計:6 240根，203 492 m。因本軟土路基工程緊鄰居民區，為減小噪聲，縮短建設工期，采用靜壓法施工。根據施工工期安排，采用2臺YZY-200(頂壓式)全液壓式靜力壓樁機。

2 靜壓預應力管樁施工步驟及方法

2.1 場地整理

進場后首先進行施工場地的整理，清理表層淤泥換填宕渣，整平并碾壓結實。

2.2 樁位測設

根據設計圖紙繪制樁位平面布置圖，測量放線在實地定出樁位中心點，設立明顯的標志，標出樁位編號。在壓樁時，管樁中心須與所定樁位中心點吻合，確保樁位準確。

2.3 試壓樁

靜壓法壓樁宜做試壓樁，在有代表性的地基位置，先施工2根～3根樁。本工程在F匝道路基(軟土地基)上進行試壓樁5根，F匝道路基管樁設計:單樁長30 m，設計壓力值為400 kN，樁端進入持力層。試壓樁樁長按2 m一級增加控制，分別為:30 m，32 m，34 m，34 m，34 m，其試壓結果相對應的壓力值為:298 kN，356 kN，408 kN，426 kN，418 kN。為滿足施工質量要求，即確定F匝道路基(軟土地基)管樁按試壓樁樁長34 m，壓力值不小于400 kN進行施工質量控制。

2.4 壓樁

管樁施工前應逐根檢查混凝土樁有無外觀缺陷，對管樁兩端應清理干凈，施焊面上有油漆、雜物等污染時，應用鋼絲刷清刷干凈。

當樁尖插入樁位，扣好樁帽后，微微啟動壓樁油缸，當樁入土50 cm時，再次校正樁的垂直度和平臺的水平度，保證樁的縱橫雙向垂直偏差不得超過0.5%。然后啟動壓樁油缸，把樁緩慢下壓，控制壓樁速度，一般不宜超過2 m/min。

壓樁的順序要根據地質及地形樁基的設計布置密度進行，在亞粘土及粘土地基施工，應盡量避免沿單一方向進行，以避免其向一邊擠壓造成壓入深度不一，地基擠密程度不均，以免管樁受彎，造成樁身破壞。

2.5 接樁

管樁接樁采用樁端板焊接法，焊條選用J422焊條。管樁接長時，其入土部分樁身的樁頭高出地面1.0 m，接樁前先將下節樁的接頭清理干凈，接樁采用的焊接材料按設計要求。焊縫連續飽滿，其外觀質量應符合二級焊縫的要求。施焊完成的樁接頭應自然冷卻后才能連續壓樁，接樁處的焊縫自然冷卻10 min～15 min后，不得用水冷卻和焊好即沉。對外露的鐵件刷防腐漆后，繼續壓入土中。

接樁一般在距地面1 m左右進行。上下樁的中心線偏差應小于5 mm，節點彎曲矢高不得大于0.1%樁長。

2.6 截樁

管樁一般不宜截樁，如遇特殊情況需要截樁時，應采取有效措施確保截樁后的管樁質量。截樁采用鋸樁器，嚴禁采用大錘橫向敲擊截樁或強行扳拉截樁。

3 靜壓預應力管樁施工中常見質量問題分析與處理

在整個施工過程中，雖嚴格按照施工方案精心組織施工，但仍然出現一些問題。經現場研究并參閱相關資料，均將出現的問題圓滿解決。經總結，有以下五點施工經驗。

3.1 擠土效應和振動影響

預應力管樁在沉樁過程中，樁周四面土體結構受到擾動，改變了土體的應力狀態，即產生擠土效應。使周邊建筑物遭到破壞，如房屋傾斜，道路起拱。本路基工程場地狹長，臨近建筑物，為避免此類問題發生，采取了調整打樁順序、降低沉樁速度、間隔跳打、開挖土溝等方法，有效的控制了擠土效應對鄰邊建筑物破壞的現象。

合理選擇打樁順序，先里后外，先中心后兩邊。先打臨近鄉村道路和居民房屋的樁，后打遠離此建筑的樁，先打路基中心帶的樁，后打路基邊緣帶的樁。

嚴格控制沉樁速率，一般控制在1 m/min左右，并根據樁長樁位，宜先長后短、先高后低。

間隔跳打就是依照樁位平面布置圖選擇以單樁或單排間隔壓樁(即先打①，③，⑤，⑦，后打②，④，⑥，⑧)的施工方法。

在路基邊緣帶，開挖地面排土溝，排解土層內應力，消除擠土效應。

3.2 沉樁時遇到障礙無法繼續沉樁

主要是由于壓樁過程中遇到地下障礙物、孤石和斜巖等。在沉樁前應仔細查看施工圖紙并且進行實際的探樁，要進行嚴格的沉樁觀測，遇到問題，應立即停樁，分析原因查找問題，不得盲目強行壓入，以免造成不必要的斷樁和質量問題。

施工過程中嚴格控制停歇時間，時常檢修設備，避免因設備故障或其他特殊原因，致使壓樁過程突然中斷，延長停歇時間，從而使摩阻力增大造成沉樁困難。同時避免在砂質粉土、砂土等硬土層中焊接接長管樁，應制定合理的樁長組合。

選用的樁機能量大小要與樁徑、樁長及地質條件相匹配，即樁機選型、配重必須符合施工要求。

3.3 樁傾斜

管樁初壓即有較大幅度的樁端走位和傾斜。碰到此種情況，很可能在地面下不遠處有障礙物或兩節樁不同心、土體密度不勻。處理的措施主要是在壓樁施工前先進行探路，將地面下舊建筑物老基礎、塊石等障礙物徹底清理干凈，此方法一般適用于地表下3 m以內查探。為防止樁機不均勻下陷而造成樁身傾斜，需對施工場地進行平整密實，以達到靜壓樁施工要求。

樁身垂直度不得超過樁長的0.5%，如施工中樁出現較大偏斜，深度超過3 m的必須拔出重新對中調直或重新調整壓樁順序。

3.4 樁端(尖)達不到設計深度

地質資料不明確致使設計選擇樁長有誤，有可能導致樁端達不到設計深度。發生此類情況時，應立即停止壓樁，冷靜思考理性分析，地質詳探，正確選擇持力層或標高，找出對策后方可繼續施工，切不要盲目加大壓樁力強行壓樁。

3.5 樁身上浮

當管樁較短或管樁較密集時容易發生樁身上浮的情況，此時采取復壓是一種比較有效的補救措施，其收效明顯。所謂復壓是指已經壓好(樁身上浮)的樁再用送樁器進行靜壓頂送的一種措施。為了避免工后樁身上浮，在管樁施工過程中可預先采取如下方法:

1)控制壓樁速率過快，對最后一節樁的壓樁速度放慢，壓至接近或達到設計樁頂標高時，在原位保持壓力(以不進尺為限，若保持壓力下仍進尺則適當卸荷撤壓)持續2 min～3 min，以抵消或削減持力土層因上部突然撤力的即時反彈。

2)減少日進尺量，單機日進尺量控制在500 m為宜。

3)間隔壓樁，宜跳打或隔日進尺。

4)對樁位特別密集的，可在樁周邊適當布設應力釋放孔，以排解深層土較大內應力。

4 成樁質量檢查

4.1 樁長、樁身豎直度及樁身質量的檢查

管樁樁長采用吊繩量測，并且不小于設計樁長。管樁樁身的豎直度用吊垂線法來量測，豎直度應小于設計樁長的0.5%。對于配置閉口型樁尖的管樁，樁身質量的檢查可以直觀檢查，即將低壓電燈泡沉入管樁內腔檢查(正常情況下，管樁內腔無土、無水)。如果管樁內腔完整干燥，說明樁身基本完好、焊接質量完好、樁尖無損壞，這種情形下可以不另行檢查;反之，則采取其他方法另行檢查。

4.2 樁頂標高及偏位情況的檢查

在基坑開挖完成后，應對樁頂標高以及樁的偏位情況進行測量。對于樁頂標高高于設計標高的管樁，應用鋸樁器法均勻地截去多余的樁段，嚴禁采用大錘橫向敲擊截樁。對于樁位偏差大于設計要求的，應記錄好數據報設計單位，由設計單位提出針對性方案。

4.3 單樁豎向承載力的檢測

目前主要采用靜荷載試驗的方法來檢測成樁的單樁豎向承載力(檢查樁數不應少于總成樁數的1%，且不應少于3根，當總樁數少于50根時，不應少于2根)。首先保證現場的“三通一平”工作，試驗場地要求平整，試驗樁頭要求挖開并鑿平，露出地面100 mm。其次從成樁到開始試驗的間歇時間，不少于28 d，最后按照檢測程序上報相關部門，并由第三方有資質的檢測機構進行檢測。

5 結語

靜壓預應力管樁在寧波繞城高速公路東段5A標的軟基典型地質應用是成功的，不僅增強了地基承載力，也對路基長期穩定提供了良好保證。在整個工程施工過程中該標段在質量、安全、進度方面得到業主、設計、監理等單位的一致好評。同時寧波繞城高速公路于2011年12月27日全線順利通車運營。

［1］DB 33/1016-2004，先張法預應力混凝土管樁基礎技術規程［S］.

［2］GB 50202-2002，建筑地基基礎工程施工質量驗收規范［S］.

［3］JTG F10-2006，公路路基施工技術規范［S］.