PCC樁在軟土地基加固工程中的施工技術

摘 要：振動沉模大直徑現澆砼簿壁管樁（簡稱PCC樁），具有樁直徑大，樁距大，砼用量省，單樁承載力高，工后沉降小，樁身強度高，可處理深層軟土等優點，是一項比較新型適合軟基處理的技術。

關鍵詞：PCC樁；軟土地基；加固工程；施工技術

1 工程概況

天津南港工業區通用碼頭后方堆場項目2#倉庫面積6200m2，堆載區荷載120KN/m2，要求地基承載力特征值不小于150KPa，根據地質勘察報告采用復合地基處理方案，地基采用現澆砼薄壁筒樁（PCC）加固，樁頂設樁帽。現澆砼薄壁筒樁樁徑1000mm，壁厚120mm，樁長22m，梅花形布置，加固面積6200m2，根數791根，工期要求45天，樁身為C20砼，樁帽為C30砼，單樁豎向極限承載力標準值Quk為1750KN。

2 PCC樁施工工藝

2.1 成樁原理

本工程使用的PCC樁施工機械中其振動空腔套管由兩層剛性套管組成，下設活瓣控制內腔，內管與外管直徑相差12cm，振動下沉時對樁側土體排土作用較小，并形成環形空腔。澆注入砼后，振動提拔鋼管，同時砼從環形腔體模板下落到腔底部，靠振動及砼自重把活瓣打開，從而形成環形砼管，PCC樁就是采用樁機振動下沉形成套管空腔、澆注、振動提拔一次性直接成管樁的施工技術。

2.1.1 模板作用。在套管和管頂振動裝置自重及振動力的共同作用下，套管沉入土中，澆注砼；當套管靠鋼繩提拔時，砼依靠自重及振動力從套管下端打開活瓣注入環形空腔土內，套管內外壁起到護壁作用，由于砼注入和套管上升同時進行因此不會出現縮壁和塌壁現象。

2.1.2 振搗作用。套管在振動上升時，對空腔內的砼有連續振搗作用，使注入土體空腔內的砼振動密實。同時又使砼向兩側擠壓注入砼的厚度增加。

2.1.3 密實作用。PCC樁在施工過程中由于土體內增加砼、振動、擠壓等原因，明顯起到對樁間存土起到密實作用。擠密范圍與套管空腔砼厚度及土體特征有關。

2.2 施工工藝準備工作

樁機就位空腔套管到位灌注砼到管頂砼澆筑留置試塊振動撥管移機至下一根樁施工調整樁機的水平度及垂直度養護。PCC樁技術采取振動套管下沉擠排土上升灌砼而成，具體步驟是依靠套管、上部結構自重和錘頭的振動力將形空腔套管形成的環形腔體在活 瓣的保護下沉入到設計深度，在空腔內現成澆注砼，之后振動上拔，在環形空腔體與外部的土壁之間便形成砼樁。

2.2.1 施工前期。施工前應提前進場解決動力電源及施工場地。施工現場要求清除軟基地表及樁深范圍內地下障礙物，場地平整壓實，場地承載力滿足樁基在上面施工要求。施工前落實商品砼及其他材料，確保使用材料合格，保證PCC樁的質量與進度。

2.2.2 樁機定位。樁基進場前嚴格按設計要求在軟基上進行樁位放樣定點，樁機到達指定樁位，對中，應使樁基底座保持水平。應保證樁機的平整度和套管的垂直度，使樁機主腿的垂直度偏差不得超過1%，樁機就位，套管中心與設計樁心偏差控制在小于150mm。使套管在自由狀態下對準放樣點，樁位對好后，不能再移動樁機。

2.2.3 樁身套管成孔。開機時必須保證機架垂直，偏差小于1%，同時樁機架底座水平。在打樁過程中如發現有地下障礙應及時清除或清除不了時聯系設計更改樁位。沉管前在空腔套管上標注設計樁長的明顯標志。利用空腔套管自重壓入土中一定深度，一般為50～100cm。然后依靠上部振動錘振動作用將空腔套管沉入至設計樁深。空腔套管至設計樁底高程應測量孔底有無地下水進入或活瓣打開土體進入套管，內如有應在空腔套管下沉前灌入大于1米的與樁身同級砼，防止泥水進入套管內。

2.2.4 砼澆筑?？涨惶坠苤猎O計底高程后應及時灌入砼，不能停留時間過長，避免土的環抱加緊致使拔管時困難。砼施工配合比由試驗室根據砼用料試驗確定?，F場灌注砼坍落度控制在8～12cm。砼適當超灌，根據設計要求一般控制在50cm，施工樁帽前鑿除樁頂預留長度后仍滿足設計要求。空腔套管內灌滿砼后先振動10s，再灌注砼，灌入的多少可根據試打樁的參數決定。詳細地記錄灌注砼量，充盈系數一般為1.1～1.2。

2.2.5 振動上拔成樁。在一般土層內拔樁速度控制在1.2～1.5m/min，在軟弱土層中，宜控制在0.6～0.8m/min。管內灌注砼后，先振動10s，再開始拔管，應邊振邊拔，每拔1m應停拔并振動5～10s，如此反復，直至空腔套管全部拔出。在拔管過程中根據現場的實際情況添加砼，最終要滿足樁頂砼（含樁帽施工鑿除長度）標高。

3 PCC樁施工質量檢測

（1）空腔套管達不到設計底標高：a、樁位地質復雜（存在地下障礙物）-清除障礙物或更改樁位；b、套管及結構自重或振動力不足-選擇合理樁機或加強振動裝置；c、空腔套管偏斜-及時校正；d、由于樁施工順序原因造成群樁擠土影響-嚴格按設計要求施工順序打樁。（2）埋管：a、起重能力不夠-選擇合理樁機或配置輔助設備；b、空腔套管到位以后，耽誤時間過長-合理控制灌入度，做好材料準備工作；c、地下水位-偏高時提前灌入砼（在粘土層較厚或地下水位較低的地段施工，在樁管下端加焊14鋼筋圓箍）。（3）PCC樁砼不連續或縮頸：a、管內砼振落或拔管速度偏快，樁身砼成型不規則或斷樁-控制拔管速度及調整砼灌入量及時間；b、在流態的淤泥質土層中孔壁不能直立，砼在土層中坍落-注意鄰樁施工擠土影響，合理控制打樁間隔時長；c、管內進水，造成夾泥-提前灌入一定量砼并控制較低的空腔套管提升速度，一般控制60～80cm/min。（4）樁頂與設計位置位置偏差大：a、受鄰樁施工擠土影響-加強測量復測定位；b、地下障礙物影響，空腔套管發生偏移-加強垂直度測量及時調整和清除障礙；c、機架垂直度偏差大，發生斜沉現象-加強垂直度測量及時調整。（5）樁頂標高比設計高程偏低：a、砼灌入量不足-保證砼匯入量，充分考慮充盈系數；b、樁位地層屬流態淤泥等軟弱地層-樁頂一定深度開挖立模用同標號砼現澆接樁。（6）砼用量超出依據充盈系數計算量較大：a、遇有地下枯井、墳坑、下水道、防空洞等洞穴，使砼灌注時流失-地質分析、打試樁，及時補充砼；b、在飽和淤泥或淤泥質軟土中施工，使砼灌注擴散，樁身擴大-如有條件預先開挖清理并用素土回填，保證砼用量條件下控制好沉管和拔管速度。（7）冒漿提升速度，注漿量適當增加提升速度和注漿量控制，使孔口微微翻漿。

4 PCC樁質量檢測

4.1 現場開挖及壁厚測量

現場開挖是PCC樁質量最直觀、最有效的方法，由于其內部為空腔，故可且直徑也足夠滿足用人工開挖條件，可以直接通過肉眼、鉆孔等非常直觀檢測方法來觀察砼的質量。

4.2 樁身強度檢測

評定PCC太樁砼強度是否達到設計值，最直接檢測就是從樁身取芯樣進行抗壓試驗，從管樁中抽取芯樣制作成標準試樣，進行單軸抗壓強度試驗。

4.3 低應變檢測

樁身結構完整性、成樁類型主要采用反射波法進行檢測（和檢測實體方樁一樣）；通過樁的彈性波振動的時域曲線和頻域曲線的表現特征，分析樁身砼質量及樁身完整性，對樁身完整性作出檢測評定。

4.4 靜載荷試驗

PCC樁施工完成，樁身砼強度達到設計標號后，根據設計檢測要求和《建筑樁基技術規范》要對PCC樁進行單樁靜載試驗和復合地基試驗。復合地基試驗時，對樁頂進行封頂處理，封頂前在樁心土體的頂部和樁邊頂部中預埋壓力盒，通過上部加壓預制砼塊，測試在上部荷載的作用下土芯與樁邊上土分擔的壓力。

5 結束語

PCC樁吸收了眾多樁型技術的優點，南港工業區通用泊位陸域堆場2#倉庫地基加固施工PCC樁樁身強度高，且施工工藝簡單，可操作性強，在施工中質量可控，單樁承載力高、工程造價相對較低。綜上所述，PCC樁具有剛性樁的質量和效果，又有柔性樁的加固費用，在軟土地基加固處理方面前景廣闊，值得大力推廣。