預應力靜壓管樁質量控制的施工體會

周炳泉　曹晨　周巾　阮振方

摘 要：根據浙江北部水鄉地區典型的軟弱土的特點，針對靜壓預應力混凝土管樁施工常見的質量問題，進行了分析，提出了相對有效的控制樁基質量的方法和相關施工措施，提高了樁基驗收的合格率。

關鍵詞：靜壓管樁；軟弱土質；樁身傾斜；偏位斷樁；質量控制

湖州市區是屬于比較典型的軟弱土地區，淤泥質土層厚達20～30米，含水量高達50%左右，由于預應力混凝土管樁具有施工工期短、單樁承載力造價便宜、施工速度快等優點，因此，被廣泛運用樁基礎工程，但是，預應力混凝土管樁在工業與民用建筑上大量使用，同時存在較大的隱患，經常出現樁位偏移、傾斜倒樁、斷樁等重大質量事故。我們通過幾年來的實踐，建立了一套比較行之有效的施工管理和技術措施，通過對施工方案、技術措施等多方面手段，在工程質量控制有了一定的掌控能力，以下是我們的一些體會，供大家參考。

1.概述

預應力混凝土管樁是經過先張預應力、離心成型及高壓蒸養等工藝工藝生產而成的一種空心環形等截面管樁，管樁由于在工廠規模生產，具有質量可靠、施工便捷、檢測方便以及價格低廉等諸多優點。它的適用范圍比較廣，一般軟弱土層如人工填土、粘性土、粉土都能適用。

管樁是通過外力將樁強行打入土中，因而產生擠土效應。由于管樁體中空，產生土塞效應，樁端的承載力也得到了發揮。管樁的施工方法主要有錘擊法和靜壓法，可根據場地條件合理選擇施工方法。因此，施工前應認真編制施工組織設計，在施工中采取有效措施，避免因施工不當而造成質量問題。預應力混凝土管樁作為一種樁型，具有較好的經濟效益和工程應用前景，是值得廣泛應用的一種樁型。由于靜壓法沉樁施工具有施工現場噪聲小的優點，越來越普遍使用，但由此產生的質量問題也倍受工程專業技術人員的關注。

2.靜壓沉樁原理及技術特點

靜壓沉樁原理是借助樁架自重和配重，應用液壓傳動技術將整個樁架自重和配重，以電動油泵液壓方式施加在樁頂或樁身上，將管樁打入土層。管樁在垂直靜壓力的作用下，樁尖刺入土體使其產生沖剪破壞，且伴隨對樁周土體產生擠土效應，從而引起地基土的側向應力增加。在軟弱地基土中，孔隙水受此沖剪擠壓作用，形成不均勻水頭，產生超靜孔隙水壓力，破壞了土體的正常結構，使在樁徑一倍以上范圍內土體抗剪強度大幅度降低，土體產生軟化或液化，樁側摩阻力隨之大幅度降低形成滑動摩阻，從而將管樁壓入很深的土層中。壓樁過程終止后，土體中孔隙水壓力隨時間的延續逐漸消散，樁周土隨之產生徑向固結，土的密度增加，樁側摩阻力恢復，最終達到設計的承載目的。

3.靜壓預應力混凝土管樁具有以下優缺點：

（1）樁身混凝土質量可靠，樁身承載力較高，樁身質量的可靠度遠大于鉆孔樁或沉管灌注樁，避免了灌注樁縮頸、隔渣、離析、膠結不良等質量通病。

（2）設計選用范圍廣。管樁規格多，有不同的口徑與壁厚和長度。對持力層起伏變化大的地質中適應性強?？筛鶕軜稑豆濋L短，靈活搭配組合，以節省材料。

（3）單樁承載力造價便宜。

（4）符合環保要求。管樁是工廠化生產的，現場施工可避免施工噪聲。

（5）施工速度快。工廠生產的的管樁不要養護期，工廠直接運至現場，靜壓樁與鉆孔灌注樁相比，工效大大提高。

（6）預應力混凝土管樁主要缺點，所需的機械設備投資大，進退場費用大。不宜在孤石和障礙物多和較厚的砂土層中運用。由于施工機械自重大，施工場地地耐力要求高。

4.靜壓管樁施工過程的質量管理主要要素

4.1壓樁前的準備工作

（1）充分分析施工工程的地質勘察報告，了解本場地地質狀況，必須根據工程的地質資料、設計單樁承載力、樁長和管樁直徑要求，以及相類似土層的施工經驗，合理地選擇壓樁機械。一般情況下，樁機的壓樁力應不小于單樁豎向極限承載力標準值的1.2～1.3倍左右。

（2）認真領會設計意圖及要求，了解工程施工質量的控制點。

（3）認真編制施工組織設計或施工方案。

（4）組織圖紙會審，明確沉樁質量標準，明確樁頂標高的控制要求。

（5）加強對施工放線與定位樁質量控制。項目技術人員應會同業主、監理工程師對已定位的軸線進行校核，對已定位樁定位點進行復核簽字后方可施工，施工過程中，要經常對控制點進行復核，防止人為破壞。

（6）對進場的管樁查驗出廠合格證，并對樁身質量進行檢查，特別是管樁端板處，由于靜壓法施工中的壓樁力較大，管樁端板處混凝土不密實很容易把樁壓碎。同時應對樁身外觀質量按規范要求進行仔細地查驗，檢查樁身是否粘皮麻面、內外表面是否露筋、表面是否有裂縫、是否斷頭脫頭、樁套箍是否凹陷、表面砼是否坍落等情況，不符合管樁規范要求的一律退貨處理。

（7）試沉樁，試沉樁必須由業主會同設計、地質勘探、監理和施工單位一同參加，并簽署試沉樁報告，確定設計單樁承載力與終壓值等了工程樁施工主要參數。

4.2壓樁施工過程中的質量管理

（1）雖然在放線與定樁位時已經核查過，但是由于施工場地受到機械設備移動、打樁后土體擠壓產生位移情況是較多的，而經驗不足或技術水平不高的施工技術人員往往對偏離原定的樁位標志，沒有進行打樁前的再次復核，從而導致成樁的偏位。為此，在每個樁沉樁前，對每個樁位進行校核，確保成樁樁位的偏位在規范要求內。

（2）樁身垂直度的控制。調校樁的垂直度是沉樁質量的關鍵，特別是下接樁的垂直度，須高度重視，插樁在一般情況下入土0.5-0.8m為宜，然后再進行調校，一般采用經緯儀和線錘共同校核垂直度。在沉樁過程中施工員應隨時觀察樁的入土進尺變化，如遇地質層有障礙物，樁傾斜時，應分析情況，可以調正的，要調直后，再繼續施工。

（3）沉檢查樁身垂直度的方法，沉樁時，在樁架立柱橫向成90°架設一臺經緯儀，樁架立柱吊掛線錘，確保沉樁垂直度偏差以及上下節樁中心線偏差不超過規范要求。

（4）接樁及焊縫質量控制，接樁前，應保證上下兩節樁的順直，而且兩樁樁心的錯位偏差不宜大于2mm。管樁在焊接前應該把兩節樁的端頭板用鋼刷清刷干凈，在保證上節樁已經垂直后能焊接。焊接時要求兩個焊工同時對稱施焊，先在坡口圓周上對稱點焊4-6點，焊接層數不少于2層，每層焊渣必須清理干凈，保證焊縫連續飽滿，根據施工氣候情況，自然冷卻約1～10分鐘，方可繼續壓樁。

（5）終壓的控制，應根據試沉樁的控制參數進行控制工程樁終壓。為了便于控制終止壓樁力，施工時必須詳細記錄壓樁過程的壓力與樁端入土深度，了解樁端進入持力層深度是否滿足設計要求以及樁穿過各土層時的壓力值。

4.3成樁的質量檢查。

（1）工程樁施工結束后，現場施工技術人員應根據工程地質情況和工程樁沉樁過程情況提出對工程基坑開挖的具體要求或建議，向總承包單位或監理單位提供書面資料，防止由于基坑開挖的不合理、基坑圍護質量等因素而引發已施工的工程樁發生樁位位移、傾斜倒樁、斷樁等質量事故。

（2）樁頂標高及偏位情況的檢查，基礎開挖后，應對樁頂標高及樁的偏位情況進行測量，并把記錄資料報送設計單位，對樁頂標高、樁位偏差超過施工驗收規范要求的由設計單位提出整改方案，監理單位監督施工單位實施進行，并經驗收合格后方可進入下道工序的施工。

5.常見質量問題分析與處理辦法

5.1樁身傾斜，插樁初壓即有較大幅度的樁端走位和傾斜。碰到此種情況，很可能在地面下有障礙物。處理的措施，在壓樁施工前，將地面下樁位范圍內的舊建筑物基礎、塊石等障礙物徹底清理干凈。

5.2樁端達不到設計深度，靜壓管樁施工時，若發生個別樁長達不到設計要求深度時，其原因可能是：

（1）樁尖碰到了局部的較厚夾層或由樁端帶入土中的大塊石及其他硬土層。

（2）沉樁過程中停息時間過長，造成沉樁阻力增加，如接樁時，樁尖正處于硬土層中，間隙時間過長，繼續沉樁就會很困難，使樁無法沉到設計深度。發生管樁沉不下去時，應會同設計院、監理工程師和施工單位的技術負責人認真分析原因，找出對策才能繼續施工。

（3）基坑開挖不當引起大面積群樁傾斜情況，由于挖土不慎引起基樁的傾斜在軟弱土層中較多，基坑較深，雖然有基坑圍護措施，但是坑內土體開挖的線路、分段、分層開挖的措施不當，坑內運土車輛、挖土機械等在樁位上行走或將挖出的土堆放在基坑邊坡附近，都會產生側向壓力，加上淤泥本身的流動性以及土體中未消散的超孔隙水壓力乘機向開挖方向釋放，加劇了淤泥向開挖方向流動，而管樁對水平力的抵抗能力極小，造成樁頂大量位移時有發生，而且樁身傾斜一般會向先開挖土方的方向傾斜。防止的主要措施是合理組織土方開挖，挖土宜逐層均勻進行，樁周土體高差不宜超過1m；保證基坑圍護結構或邊坡土體的穩定，基坑頂部周邊不得堆土或堆放其他重物，坑內的主要道路要進行必要的加固，機械不能在樁頂位置附近行走等。發生這樣的事故處理方法，先要進行調查分析，弄清哪些樁報廢，哪些樁還可以用，哪些樁應折減其承載力，然后根據實際情況，提交設計單位，提出補樁方案。

（4）樁身上浮，當工程樁較短或樁較密集時，施工速度過快較容易發生樁身上浮的情況，一般要降低樁入土的密度速率，設置一定數量的泄水孔，可防止出現樁身上浮現象，處理辦法，可在施工完成前，對上浮的樁采取復壓的補救措施。

6.結束語

靜壓管樁的施工質量是建筑大廈的基礎，受到施工過程中各個環節影響，施工階段的質量控制，要求各方人員積極配合，在整個施工過程做好事前控制、事中控制和事后控制，針對特殊環節、特殊工序采取相應的施工措施，確保施工質量。由于沉樁過程中與軟硬土層的土質、土層的排列、厚度、樁的密度、樁距、施工順序、沉樁速度等有關。認真分析不同地質狀況，按實際編制施工方案，控制施工工藝的關鍵點，對樁基工程質量起著關鍵性的作用，而后期挖土施工等是保證最終樁基工程達到安全的不可缺少的保障措施。