淺談?lì)A(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工中常見的質(zhì)量問題及預(yù)防措施

王智勇

廈門市杏林建發(fā)工程監(jiān)理有限公司（361000）

淺談?lì)A(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工中常見的質(zhì)量問題及預(yù)防措施

王智勇

廈門市杏林建發(fā)工程監(jiān)理有限公司（361000）

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是一種相對(duì)成熟的基礎(chǔ)工程施工方法。該施工方法有PHC、PC、PTC三種工藝，且質(zhì)量穩(wěn)定易于控制，單位承載力高，施工方便快速，價(jià)格合適，在珠三角和長三角應(yīng)用很廣泛，。這里就預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工常見的質(zhì)量問題和預(yù)防措施作簡單介紹，以期給同行參考。

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁；質(zhì)量；預(yù)防措施

0 引言

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是當(dāng)代混凝土施工技術(shù)進(jìn)步與高新工藝水平發(fā)展相結(jié)合的一種預(yù)制混凝土樁。工程上對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁強(qiáng)度要求很高，一般最低是C60,在施工中只要保證其垂直度,預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是不會(huì)斷掉的。若管樁是C80的混凝土，強(qiáng)度可以達(dá)到100MPa[1]。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的發(fā)展現(xiàn)狀

近十年,預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在我國的長三角、珠江三角、渤海灣工業(yè)廠房、民用建筑中應(yīng)用廣泛。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工工藝簡單、施工質(zhì)量容易控制,多用于軟弱地基，在港口工程中應(yīng)用較多。沉樁工藝有兩種:靜壓和錘擊。目前長三角地區(qū)以靜壓樁為主。就上海地區(qū)而言，PHC-500（100）管樁單樁豎向承載力可達(dá)2000kN。PHC-A500（100）管樁價(jià)格為105元/m，施工費(fèi)用約為15元/m。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的設(shè)計(jì)

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁包括高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土(PHC)管樁、預(yù)應(yīng)力混凝土(PC)管樁、預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁(PTC)管樁以及用于錨桿靜壓的短節(jié)預(yù)應(yīng)力管樁。管樁直徑300～600mm，其制作要求應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定[2]。

30層以上或高度超過100m的高層建筑，采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)通過專門論證。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的施工

3.1 施工程序

測(cè)量定位→樁機(jī)就位→復(fù)核樁位→吊樁插樁→樁身調(diào)直對(duì)中→靜壓沉樁→接樁→再靜壓沉樁→送樁→終止壓樁→樁檢驗(yàn)→切割樁頭→填充管樁內(nèi)的細(xì)石混凝土。

3.2 施工要點(diǎn)

1）靜力壓樁單樁豎向承載力，可通過樁的終止壓力值來判斷，然后利用系數(shù)和終止壓力，求出單樁豎向承載力的標(biāo)準(zhǔn)值。如判斷的終止壓力值不能滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)立即采取送壓加深處理或補(bǔ)樁措施。壓力表的壓力達(dá)到單樁承載力2.7倍時(shí)，即停止壓樁。

2）壓樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，采用硫磺膠泥接樁間歇不宜過長，接樁面應(yīng)保持干凈，澆筑時(shí)間不應(yīng)超過2 min。上下中心線應(yīng)對(duì)齊，偏差不大于10mm。節(jié)點(diǎn)矢高不得大于1%樁長。

3）調(diào)校樁的垂直度是沉樁質(zhì)量的關(guān)鍵。插樁在一般情況下入土30～50cm為宜，然后進(jìn)行調(diào)校。在沉樁過程中應(yīng)隨時(shí)觀察樁的進(jìn)尺變化，如地質(zhì)層有障礙物、樁桿偏移時(shí)，應(yīng)采取措施逐漸調(diào)直。

3.3 沉樁線路的選定

為使壓樁中各樁的壓力阻力基本接近，入樁線路應(yīng)選擇單向行進(jìn)，不能從兩側(cè)往中間進(jìn)行。這樣可避免地基土上溢使地表升高，又不致因土的擠壓造成部分樁身傾斜，保證了群樁的工作基本均勻并符合設(shè)計(jì)值。

3.4 管樁與承臺(tái)的連接方式

工程管樁與承臺(tái)采用剛接。管樁的樁頭采用專用工具鋸斷，斷口平齊，在樁頭的樁管內(nèi)填充4200 mm高的C30細(xì)石混凝土，并在混凝土中均勻插入6Φ14鋼筋與承臺(tái)連接。

4 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的質(zhì)量問題

4.1 樁頭破碎

1）樁的質(zhì)量問題。施工現(xiàn)場(chǎng)僅能根據(jù)施工規(guī)范對(duì)成品樁進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查，但樁材內(nèi)在質(zhì)量問題施工現(xiàn)場(chǎng)是很難檢查的。施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)重點(diǎn)檢查預(yù)應(yīng)

力主筋的墩頭是否高出樁端面以及樁法蘭盤附近是否出現(xiàn)空洞。對(duì)于樁法蘭盤附近是否出現(xiàn)空洞可根據(jù)敲擊聲音判斷。

2）打樁問題。在打樁過程中，樁身傾斜或者樁頂與接觸面不在同一個(gè)平面，容易引起樁的不均勻受力而發(fā)生破碎。打樁過程中樁頂受到適當(dāng)均勻的錘擊力是順利沉樁的關(guān)鍵，正常施工時(shí)樁頂應(yīng)均勻地承受錘擊。在樁頂局部面積受力或承受超允許數(shù)量錘擊的狀態(tài)下，超應(yīng)力作用于樁頂易引起樁頭破碎。

3）施工疏忽。樁帽的接觸點(diǎn)沒有放置墊木，施工規(guī)范中要求樁帽與樁頭之間要設(shè)置墊木，避免樁頭與混凝土直接接觸。如果施工人員忘記放置墊木的話，就可能造成樁頭破碎。

4.2 樁身破損斷裂或出現(xiàn)裂紋

1）樁在制作過程中所存在的質(zhì)量問題是導(dǎo)致打樁過程中出現(xiàn)樁身破損斷裂或出現(xiàn)縱向裂紋的主要原因。樁材內(nèi)在質(zhì)量缺陷則表現(xiàn)在混凝土強(qiáng)度不滿足設(shè)計(jì)要求、高壓蒸養(yǎng)等生產(chǎn)工藝欠佳和鋼材存在質(zhì)量缺陷。某些斷樁或出現(xiàn)縱向裂紋等質(zhì)量問題往往是由內(nèi)在質(zhì)量缺陷引發(fā)的。

2）打樁施工不當(dāng)引起的斷樁或縱向紋裂。沉樁過程中若樁身傾斜過大，地面以上樁身因缺乏側(cè)向約束易出現(xiàn)樁身豎向失穩(wěn)而導(dǎo)致斷樁。多節(jié)樁接樁施工中，由于樁身不垂直、接樁不直，樁中心線成折線形，錘擊作用下可能斷樁。

3）地質(zhì)及設(shè)計(jì)原因造成沉樁質(zhì)量問題。地質(zhì)勘察的勘探孔不可能做到與實(shí)際地質(zhì)情況完全一致，有可能出現(xiàn)樁尖實(shí)際已進(jìn)入持力層，而地質(zhì)資料卻表明樁尖還未進(jìn)入持力層的問題。在這種情況下，仍堅(jiān)持原設(shè)計(jì)施工，則有可能出現(xiàn)樁因錘擊過大而斷樁。

4.3 沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)控制要求

1）勘察設(shè)計(jì)單位由于勘察資料太粗或有誤，與實(shí)際地質(zhì)情況有較大的出入，使得樁尖實(shí)際已經(jīng)進(jìn)入持力層，而從勘察資料方面反映沉樁還不到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

2）采用陳舊樁錘或長時(shí)間連續(xù)作業(yè)，使錘體發(fā)熱；樁帽緩沖層過厚，造成錘擊力不足；打樁錘太小，造成錘擊力不足。

3）沉樁時(shí)遇到堅(jiān)硬的障礙物或較厚的硬隔層，樁頭被擊碎或樁身被打斷，無法繼續(xù)施打使得沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)控制要求,后打的樁無法達(dá)到設(shè)計(jì)深度，先打的樁上浮，嚴(yán)重時(shí)還造成斷樁。

5 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的預(yù)防措施

1）按現(xiàn)行新編國家相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，充分考慮到提高樁基的抗震性能，在樁頂與承臺(tái)的連接部位及有液化土層時(shí)軟硬土交接區(qū)段，要采取加強(qiáng)構(gòu)造措施。

2）為便于工程選用樁型，不同規(guī)格和型號(hào)樁的樁身偏心受壓N-M曲線和管樁設(shè)計(jì)要根據(jù)示例圖來選用。

3）預(yù)應(yīng)力混凝土管樁可用錨桿靜壓方法在建筑物內(nèi)施工，樁段長度及配筋應(yīng)視工程具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，樁徑宜為300～400mm。

4）樁豎向靜載荷試驗(yàn)綜合確定。單樁豎向抗壓承載力特征值應(yīng)通過單樁豎向靜載荷試驗(yàn)確定。試驗(yàn)數(shù)量不少于總樁數(shù)的1%且不應(yīng)少于3根，總樁數(shù)50根以下者不應(yīng)少于2根。對(duì)傾斜率超過1%的樁、低應(yīng)變檢測(cè)樁身存在缺陷的樁、偏位超限的樁，未經(jīng)處理不得使用。

5）接樁處理時(shí)，受壓樁接樁時(shí)外包混凝土應(yīng)延伸至樁頂以下一倍樁徑且不小于0.5m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定且不應(yīng)低于C30，配筋及構(gòu)造應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求[4]。

6）樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，須根據(jù)上部荷載、工程地質(zhì)條件等綜合考慮，多方案比較后方可采用。同一工程中樁的規(guī)格、型號(hào)不應(yīng)太多，以免造成施工錯(cuò)誤。

7）壓樁機(jī)應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況配足額重量或選用相應(yīng)的液壓樁機(jī)。若采用焊接法接樁時(shí)，須分層均勻地將套箍對(duì)焊的焊縫填滿，焊畢停歇1min即可進(jìn)行沉樁。

8）為減少靜力壓樁的擠土效應(yīng)，可設(shè)置袋裝砂井、塑料排水板或隔離板樁，以消除部分超孔隙水壓力，減少擠土現(xiàn)象。在壓樁過程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鄰近建筑物、地下管線的觀測(cè)、監(jiān)護(hù)。

6 結(jié)語

國內(nèi)外預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的發(fā)展情況已經(jīng)有十多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的分類、原材料選擇、制造工藝與設(shè)備、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法等都得到了長足的發(fā)展，但是質(zhì)量檢驗(yàn)、常見質(zhì)量弊病以及片面追求工期等問題還有待解決。

[1]張曙輝.關(guān)于預(yù)應(yīng)力混凝土管樁承載力的探討[J].內(nèi)蒙古質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督,2000(06).

[2]張明義,時(shí)偉,王崇革,彭林君.靜壓樁極限承載力的時(shí)效性[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2002(S2).

[3]叢欣福.預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在砂土中豎向承載力的研究[D].武漢理工大學(xué),2007.

[4]聶重軍.預(yù)應(yīng)力混凝土管樁成套技術(shù)研究[D].華中科技大學(xué),2005.

[5]張曙輝.關(guān)于預(yù)應(yīng)力混凝土管樁承載力的探討[J].內(nèi)蒙古質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督,2000(06).