預應力高強混凝土管樁施工中常見質量問題及對策

劉鵬宇河南省第一建筑工程集團有限責任公司（450009）

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預應力高強混凝土管樁施工中常見質量問題及對策

劉鵬宇
河南省第一建筑工程集團有限責任公司（450009）

摘要:介紹了預應力高強混凝土管樁的特點，分析了施工中常見質量問題及對策，可以為同類工程提供參考。

關鍵詞:預應力高強混凝土管樁；特點；質量問題；對策

1預應力高強混凝土管樁的特點

近年來，預應力高強混凝土管樁作為一種較新型的基樁在全國范圍內被大量采用。許多高層建筑原本采用的鉆孔灌注樁有不少已被預應力高強混凝土管樁所替代。預應力高強混凝土管樁的單位造價在各種樁型中較低,且綜合經濟效益指標也好于其他樁型。預應力高強混凝土管樁穿透土層的能力特別強，對持力層起伏變化大的地質條件適應性強；成樁質量可靠，監理、建設單位檢測方便；施工周期短，噪聲小，無振動，無污染，符合環保要求，對土層及周邊建筑物的影響小。

2預應力高強混凝土管樁常見的質量問題及對策

2.1擠土效應的產生及防治方法

原因分析:

靜壓法施工預應力管樁屬于擠土類型，由于沉樁時樁四周的土體結構受到擾動，改變了土體的應力狀態，產生擠土效應；樁機施工過程中焊接時間過長；樁的接頭較多，焊接質量不好，樁端停歇在硬夾層；施工方法與施工順序不當，每天成樁數量太多，壓樁速率太快，布樁過多過密，加劇了擠土效應。

防治方法:

1）控制布樁密度，對樁距較密部分的管樁可采用預鉆孔沉樁方法,孔徑約比樁徑小50～100 mm,深度宜為樁長的1/3～1/2，施工時應隨鉆隨打；或采用間隔跳打法，但在施工過程中嚴禁形成封閉樁。

2）控制沉樁速率，一般控制在1 m/min左右；制定有效的沉樁流水路線,并根據樁的入土深度，宜先長后短、先高后低。若樁較密集，且距建筑物較遠，場地開闊時，宜從中間向四周進行；若樁較密集，場地狹長，兩端距建筑物較遠時，宜從中間向兩端進行；若樁較密集，且一側靠近建筑物時，宜從相鄰建筑物的一側開始，由近向遠進行；樁數多于30根的群樁基礎，應從中心位置向外施打；承臺邊緣的樁待承臺內其他樁打完并重新測定樁位后，再插樁施打；有圍護結構的深基坑中的靜壓管樁，宜先壓樁后再做基坑的圍護結構。這樣的施工順序可以避免基坑四周的圍護結構造成壓樁的土體無法擴散,造成先施工的管樁被后施工的管樁擠上來，使樁的承載力達不到設計要求，避免了在基坑的壓樁過程中土體擴散而擠壞四周的圍護結構及降低基坑圍護結構的止水效果；同時應對日成樁量進行必要的控制。

3）設置袋裝砂井或塑料排水板，消除部分超孔隙水壓力，減少擠土現象；設置隔離板樁或地下連續墻，開挖地面排土溝，消除擠土效應。

4）沉樁過程中應加強臨近建筑物、地下管線的觀測、監護，對靠近特別重要的管線及建筑物處可改其他樁型。

5）控制施工過程中停歇時間，避免由于停歇時間過長、摩阻力增大影響樁機施工，造成沉樁困難。應避免在砂質粉土、砂土等硬土層中焊接，制定合理的樁長組合。樁機施工時應注意同一承臺內的群樁，需接樁的接頭不宜在同一截面內，應相互錯開，避免產生土壓力以及水壓力。應認真查看地質報告，了解土層分布情況，合理確定樁體組合長度，避免接頭處于土層分界處及土層活動較多處，以防土層活動時對樁身產生破壞。

2.2無法繼續沉樁的原因及防治方法

原因分析:

地質勘察報告中未能特別強調淺層障礙物及局部的土層分布深度和性質，導致沉樁時遇到淺部（3～4 m）的老基礎、大孤石，較深部（20 m左右）的硬塑老黏土和非常密實砂層、沙礫石層等情況無法、施工。

防治辦法:

1）打樁前應對場地原有建筑情況進行詳細了解，安排進行探樁施工；對淺層障礙物可采用挖土機挖除，當挖土機無法施工時，可采用鉆機將障礙物鉆穿，然后在孔內插樁后沉樁，嚴禁移動樁架等方法糾偏。

2）當樁已入土較深，樁無法拔出時，可采用小型鉆機將鉆具放入管樁中間的空洞中鉆孔，將障礙物鉆穿后繼續沉樁。

3）選用的樁機能量大小應與設計要求、樁徑、樁長及地質條件相匹配，即樁機選型、配重應符合施工要求。

2.3斜樁的原因及防治方法

原因分析:

1）靜壓樁機機械維修不及時，如液壓系統漏油導致樁機支撐下滑。

2）靜壓樁機自重加配重總重量大，樁機基礎如不平整堅硬，沉樁過程中，樁機容易產生不均勻沉降，樁身極易發生偏移。

3）施工中樁身不垂直，樁帽、樁身不在同一直線上。

4）接樁時樁身、樁帽不在同一直線上。

5）施工順序不當，導致應力擴散不均勻。尤其是有地下室深基坑的承臺相鄰樁身過近、過密,使先施工的一邊已有孔洞，再施工另一邊時樁身極易滑動。6）沉樁過程中遇到大塊堅硬物,把樁擠向一側。7）采用預鉆孔法時，鉆孔垂直偏差較大,沉樁過程樁又沿著鉆孔傾斜方向發生偏移。

8）樁布置過多、過密，沉樁時發生擠土效應。

9）基坑開挖方法不當，一次性開挖深度太深，使樁的一側承受很大的土壓力，使樁身彎曲變形。

防治方法:

1）靜壓樁樁機施工前注意機械設備的維修，以免影響施工質量。

2）場地要平整堅硬，在較軟的場地中適當鋪設道渣，不能使樁機在打樁過程中產生不均勻沉降。靜壓樁樁機對施工場地要求較高，由于樁機及配重達500 t，為防止樁機下陷造成樁身傾斜、樁機擠壓對樁位的影響，必須對施工場地進行局部回填平整，采取必要的措施提高地基承載力，使其達到靜壓樁施工要求。

3）施工過程中要嚴格控制好樁身垂直度,重點應放在第一節樁上，垂直度偏差不得超過樁長的0.5%，樁帽、樁身及送樁桿應在同一直線上。沉樁時宜設置經緯儀在兩個方向上進行校準。

4）盡量減少接樁,預制管樁接頭不宜超過3個，接樁宜在樁尖進入硬土層后進行。接樁時上、下段樁的中心線偏差不宜大于2 mm，節點彎曲矢高不得大于樁段的0.1%。

5）制定合理的施工順序，樁基施工后的孔洞應及時回填，施工過程中加強對垂直度的控制。

6）當遇到障礙物時應及時排除后再進行沉樁；沉樁時發現不垂直應及時糾正，必要時應把樁拔出重打。樁進入一定深度后，不宜采用移動機架進行校正，以免發生斷樁，應采取其他措施。

7）采用預鉆孔法時，嚴格控制鉆孔垂直度。

8）合理布置樁位，樁與樁的中心距不小于3倍樁徑。

9）樁基施工后應在停歇期后再進行基坑開挖施工，基坑開挖應分層均勻進行，必須加強圍護措施，防止土體對樁的側壓力在樁身上產生附加彎矩，以確保樁基工程的樁身結構的完整性。

2.4樁身破壞的原因及防治方法

原因分析:

1）施工過程中由于斜樁現象的出現或樁端、送樁桿不平整導致樁端應力集中，使樁帽滑落或樁頭爆裂。

2）樁機施工壓力值超高。

3）樁機施工過程中，擅自移動機架進行校正樁位、樁身垂直度，導致樁身斷裂；施工結束后人工鑿樁野蠻施工，樁機施工后土方開挖不合理。

4）樁身材料質量。

防治方法:

1）選用樁機合理有效的施工方法，控制樁身的垂直度，避免斜樁的發生。

2）控制好樁機施工終止條件:對純摩擦樁，終止條件宜以設計樁長為控制條件；對樁長大于21 m的端承摩擦樁，宜以設計樁長控制為主，終壓力值作對照；對樁長14～21 m靜壓樁，應以終壓力達滿載值為控制條件，開挖后采用截樁處理；當壓力值未能達到設計要求,但樁頂標高已達到設計標高，宜繼續送樁（1 m范圍內），直至壓力值達到設計要求，施工結束后及時與設計單位聯系，出具處理方案。

3）樁機施工結束后合理地進行土方開挖以及鑿樁施工。必須強調，土方開挖過程中的施工質量與水平，將直接關系到樁基成功的關鍵，施工過程中要慎之又慎。

4）施工過程中應加強對樁身原材料的檢查驗收。

施工中發生樁身破壞，宜采用小應變等有效的手段檢測樁身情況，確定處理方法。

2.5樁身抬高的原因及防治方法

原因分析:

施工過程中，擠土效應可能引起局部樁身抬高，尤其是端承樁或端承摩擦樁會由此引起基礎不均勻沉降。

防治方法:

1）樁基完成后宜對樁身進行復壓1～2次，甚至多次，即所謂“跑機”。同時，樁基完成以后應在嵌固期后才能進行土方施工。嵌固期根據土質有不同要求，一般7～21 d。

2）樁基施工完成后宜進行必要的靜載檢測，以檢驗是否達到設計要求。