濱海地區(qū)復雜軟基情況下超長預應力管樁基礎施工分析

謝澤輝

摘 要：在濱海地區(qū)復雜軟基土質(zhì)條件下進行超長預應力管樁基礎工程施工，由于地質(zhì)情況比較復雜，施工中不可預見的因素也較多，難免出現(xiàn)異常情況，當遇到設計樁長長徑比超過100的超長預力管樁的施工時，異常情況將更為突出。因此具有針對性的施工工藝和質(zhì)量控制方法對保證施工質(zhì)量符合要求具有重要的意義。文章擬通過成功的施工案例介紹在濱海地區(qū)復雜軟基情況下如何進行超長預應力管樁工程的施工，并提出保證施工質(zhì)量的防治措施。

關鍵詞：濱海地區(qū)復雜軟基；超長預應力管樁；施工質(zhì)量防治措施；軟基土方開挖

中圖分類號：TU753.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）23-0164-02

1 工程概況

珠海科技園生話配套區(qū)（宿舍）一期工程，施工日期為2007年6月，該位于珠海洪灣變電廠東南側，總建筑面積約1.34萬 m2；總建筑高度為26.8 m。該工程地處濱海地區(qū)圍海回填區(qū)域，基礎采用Φ500 A型、Φ400 A型預應力高強砼管樁基礎，共計252根，Φ500 A型樁端以強風化花崗巖作為持力層，單樁承載力標準值為1 700 kN，Φ400 A樁端以作為持力層，單樁承載力標準值為1 500 kN，有效樁長平均為55 m，樁端持力層進入強風化花崗巖≥1.5 m。地質(zhì)報告顯示：人工填土層厚度0.60～4.2 m，且未完成自重固結。其下為淤泥、粘土、淤泥質(zhì)粘土、粗砂、礫質(zhì)粘性、全風化花崗巖、強風化花崗巖。其中對施工極為不利的土層為淤泥層，厚達15.1～33.3 m，和厚為2.10～8.80 m的粗砂層，呈稍密到中密狀態(tài)，給樁機施工帶來困難。

2 施工準備階段情況分析

在施工準備階段，通過對圖紙會審及地質(zhì)報告資料的查閱，本項目預應力管樁的施工有二個特殊情況：一個是預應力管樁設計樁長為55 m，其長徑比大于100，屬于超長預應力管樁；另一個是淤泥層厚達15.1～33.3 m。超長管樁及超厚的淤泥層是本工程施工的難點，因此，施工前必須有針對性的落實可行的施工質(zhì)量控防治制措施，是保證施工質(zhì)量的前提。

本預應力管樁基礎工程與通常用只有二三節(jié)管樁長度的普通管樁基礎工程相比，施工難度更大：

①樁身超長，若采用錘擊樁機施工時因錘擊數(shù)次多而容易造成樁頭破壞和樁身電焊接頭損傷，對樁身造成損壞。

②樁身超長及超厚的淤泥層容造成樁身傾斜，沉樁時因擠土效應易造成樁位偏移和斷樁等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

③本基礎工程面層人工填土層厚薄不一（0.60～4.2 m），其下多為淤泥層，因此土方開挖的時候土體容易蠕動也會造成偏樁的情況出現(xiàn)。

3 施工階段針對性防治措施

建設單位、施工單位、監(jiān)理單位和設計單位應積極配合和溝通，各方對重要工序的施工實施重點跟進，發(fā)現(xiàn)問題及時與各方取得聯(lián)系，及時采取有效的防治措施。

3.1 預應力管樁施工機械的選擇

為避免錘擊樁機施工時因錘擊數(shù)次多而容易造成樁頭破壞和樁身電焊接頭損傷的問題，應盡量在回填土等施工場地方面采取措施以改善條件以滿足靜壓樁基施工條件要求，采用靜壓樁機部分代替原先預計采用錘擊樁機；但對土質(zhì)為粗砂、礫質(zhì)粘性較厚的區(qū)域仍采用錘擊樁機；本工程采用靜力壓樁法和錘擊法相結合施工方法。

3.2 預應力管樁材料的選擇

設計方除應考慮承載要求外，還應考慮到錘擊過程中可能會打爛樁頭，因此每根樁的最上面一節(jié)樁應有加強措施（壁厚加大或用AB樁），以增加管樁的錘擊打耐受力，保證在不損壞管樁和接樁焊口的情況下達到設計要求的貫入度。

3.3 施工方案的選擇

本工程場地原狀土表層土為0.60～4.2 m厚的回填土，其承載能力大小不一致，根據(jù)施工圖紙的設計特點，應先進行承臺基礎土方開挖低于承臺底500 mm左右進行換填處理后，再進行預應力管樁的施工。土方開挖階段，為避免土方開挖、機械移動，設備的偏壓及先后開挖形成的土體壓差，造成土體蠕動，造成樁的位移和樁頂?shù)钠疲粦捎瞄L臂挖土機結合人工挖土的方案，分段對承臺基礎和地梁土方進行施工。

4 預應力管樁的施工

4.1 沉樁順序

施工前制定合理的切實可行的施工順序，預應力管樁在施壓或施打在承臺基礎土方開挖和基底換填后進行，同一幢樓先打設計深度較深的樁位，并按施工方案要求分區(qū)跳打。在同一區(qū)域內(nèi)打樁順序為先深后淺、先密后疏、先中間后四周。

4.2 沉樁要點

樁基施工場地應整平；樁機設備進場安裝調(diào)試，樁機安放、移動要平衡，保持樁機的垂直。

樁就位要準確，壓樁或打樁前應從正面及側面進行垂直度調(diào)正，開錘時應低錘輕擊，待樁身入土1 m后要進行二次校正。穿過淤泥層時一般會急速自由下沉，要控制好力度避免樁身打裂和損壞設備，穩(wěn)定后立刻進行樁位及垂直度的校正。

4.3 接樁焊接

預應力混凝土管樁接樁時上下節(jié)樁段應保持對直，錯位偏差不宜大于2 mm。接頭焊接采用氣焊焊接，焊接時必須清理焊道，將鐵銹、泥土等雜物清理干凈方可焊接；焊接時焊縫應飽滿、連續(xù)，且根部必須焊透，焊縫質(zhì)量應滿足二級焊縫的要求，若達不到要求，必須返工重焊；焊完后冷卻時間不得少于8 min，由專人來控制。

4.4 送 樁

在樁接近設計標高的最后幾米時要控制好樁機終壓表讀數(shù)、錘擊力度和樁頂標高，測定好樁的最后貫入度及樁頂標高。

4.5 預應力管樁施工過程中異常情況的處理措施

由于現(xiàn)場地質(zhì)情況比較復雜，施工中不可預見的因素也較多，施工時就難免出現(xiàn)異常情況，針對這種情況，我們認真作好樁的原始記錄，監(jiān)理人員積極配合跟機旁站，從樁機就位、樁管起吊、插管、壓管、接管、送樁和樁機終壓表讀數(shù)、貫入度等幾個連續(xù)的施工過程，來嚴格控制靜壓樁成樁質(zhì)量，同時按照設計要求嚴格控制樁的有效長度。若發(fā)現(xiàn)管樁樁頭破碎、樁有效長度不夠、成樁后樁位偏移等情況，應立即停止施工，并通知設計單位到現(xiàn)場共同處理。在錘擊樁機施工過程中，進場的管樁有四根樁樁頭出現(xiàn)破碎現(xiàn)象，被懷疑有質(zhì)量不穩(wěn)定的情況，經(jīng)我方匯同建設、設計、監(jiān)理四方共同研究，在樁基檢測時對這四根樁頭破碎的樁進行重點檢測。對因淤泥層較厚、回填土較薄，樁基施工樁頂在回填土以下致有2根樁偏位嚴重，建設、施工、監(jiān)理三方召開工地現(xiàn)場辦公會，輔以“工程例會”和“專題例會”，及時解決施工過程中影響工程質(zhì)量的突發(fā)事件。

5 土方開挖時的注意事項

①件進入基礎承臺、地梁土方的開挖階段，挖土施工方案以及采取的技術措施，都應圍繞“避免土體應力過快釋放，避免土體施工荷載過大，合理控制土體位移與應力釋放”這樣的原則進行。

②土方開挖與樁基全部完成間隔時間應在15 d以上。

③如遇土質(zhì)較差，宜采用人工挖土，避免挖機荷載及震動對土體的影響。

④挖機、車輛選擇應盡量避免采用大型設備。應盡量選擇距離開挖位置較遠的長臂挖土機及小型挖機配合開挖，外運土方運輸車輛優(yōu)先選用5 t的裝載車。

⑤挖土部署中應注意路線優(yōu)化，避免挖土機械來回重復行走。

6 目標效果與效益

6.1 目標效果

根據(jù)質(zhì)監(jiān)站和設計院的要求，樁基檢測項目如下：

①低應變法檢測120根預應力管樁。

②高應變法檢Ф400預應力管樁測9根、Ф500預應力管樁6根。

樁基檢測結果為：

①低應變法檢測120根預應力管樁；樁身完整性類別均為Ⅰ類有107根，占受檢樁總數(shù)的89%，樁身完整性類別均為Ⅱ類有13根，占受檢樁總數(shù)的11%。檢測結果全部合格，滿足設計要求。

②高應變法檢Ф400 A型預應力管樁測9根、Ф500 A型預應力管樁6根。9根Ф400 A型預應力管樁單樁豎向承載值均達到3 000 kN，滿足設計要求；5根Ф500 A型預應力管樁單樁豎向承載值均達到3 400 kN，滿足設計要求。1根Ф500 A型預應力管樁為Ⅲ類樁，根據(jù)設計要求作補樁，并對補的樁作低應變法檢測，檢測結果合格，滿足設計要求。

6.2 目標效益

實踐證明，在濱海地區(qū)復雜軟基土質(zhì)條件下進行超長預應力管樁基礎工程的施工，采取有效的防治措施和合理的施工方法，從土方局部換填——預應力管樁按施工方案施工——承臺基礎的施工整個過程均能有效地避免土體位移引起的管樁偏移、斷樁等現(xiàn)象的出現(xiàn)，在施工質(zhì)量、施工進度及施工成本等方面均取得了良好的社會效益。

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