先張法預應力混凝土管樁施工質量控制

官名權

(四川華西房地產開發公司，四川成都 610081)

?

先張法預應力混凝土管樁施工質量控制

官名權

(四川華西房地產開發公司，四川成都 610081)

【摘要】樁基礎是工業與民用建筑工程中比較常見的一種深基礎形式,按受力一般分為摩擦樁和端承樁。但無論是那種樁，施工質量控制對建筑物的安全使用至關重要，而且對建筑物的造價和工期也有較大的影響，所以控制好樁基施工的質量是工程質量控制工作中的重要一環。

【關鍵詞】樁基礎;先張法預應力混凝土管樁;質量控制

1工程概況

項目名稱：嘉園

建筑面積：38×104m2

主要擬建(構)建筑物：高層住宅樓17～24層19棟，并配套有菜市場、幼兒園、綜合樓。其中樁基礎施工為A地塊(圖1)。

建設單位：海南嘉時投資控股股份有限公司(華西房地產開發公司為控股公司)

圖1　A地塊平面

2地質概況

根據海南長勘勘察設計有限公司提供的《嘉園小區A地塊巖土工程勘察報告》顯示，A地塊土層自上至下分別為：①素填土、②粉質黏土、③強風化玄武巖、④中風化玄武巖、⑤粉質黏土、⑥中風化凝灰巖、⑦粉質黏土；其余各樓棟土層劃分為2個單元層：①素填土、②粉質黏土。

在勘察范圍內未發現有影響場地穩定性的活動斷裂構造、滑坡、泥石流、危巖、崩塌、采空區和地面沉降等不良地質作用，除孤石外，場地內未發現埋藏的河道、溝浜、墓穴及防空洞等其它對工程不利的埋藏物。

3設計要求

根據設計單位設計的樁基施工圖(A地塊1～5號樓、8～11號樓、14～17號樓，共13棟高層單體及地下室)，設計圖紙要求采用管樁PHC- ABφ500×125，單樁承載力特征值為1 500 kN，單樁靜載極限承載力為3 500 kN，工程樁屬摩擦端承樁受力性狀,設計單樁有效長度暫定約19～26 m。根據勘察單位的《場地巖土工程勘察報告中間資料》及設計單位提供的樁基施工圖，并且依據本項目場地周邊的環境狀況及地質工程條件分析，本工程樁基宜采用錘擊貫入法施工作業。

4工藝流程、技術要求

單樁有效長度暫定為19～26 m，共計4 539個樁位，各單樁樁頂平面標高詳見設計圖標注及現場實際地平標高，施打作業時嚴格控制好施工樁頂標高。

4.1施工工藝流程

施工工藝流程見圖2。

圖2　施工工藝流程

4.2成樁收錘標準

工程樁屬端承摩擦樁受力性狀，成樁收錘控制應以最終貫入度指標為主要控制標準，最后3陣貫入度每陣不大于30 mm，同時結合總錘擊數作為參考，樁長控制作為輔助指標。工程樁在進場施工前，由建設單位組織設計、監理等相關單位現場試打樁，獲取準確的工程樁施工信息，由設計單位根據試打樁情況，經綜合分析后確定工程樁的打樁施工作業的收錘標準,用以指導正式工程樁的施工。

5認真落實施工前準備工作

(1)人員是工程施工的主導因素，是貫穿工程始終的、左右工程質量的決定性因素。施工前，要加強人員職業道德教育、專業技術知識培訓，健全崗位責任制，遵循適才適用、揚長避短的用人原則，使工程質量得到有效的保證。在項目中要求樁基施工單位提供施工人員的特種作業操作證，并結合實際情況配備有素質、有責任的管理和施工作業人員。

(2)機械設備同樣是施工中影響施工質量的重要因素。施工前應充分了解機械設備的維修、保養情況，確保機械在施工時能保持良好的運行狀況，避免施工時因機械故障影響工程進度，甚至于影響到工程的質量。

(3)原材料的質量直接關系到工程的最終質量，所以原材料的質量必須能滿足生產的要求。公司通過多次實地考察，并詳細了解管樁生產廠家情況，再采取公開招標選擇施工單位，并由建設單位派員會同監理單位對進場管樁進行驗收，外觀有缺陷的不予驗收，驗收合格后，各方立即簽認材料報驗單，以確保原材料的質量。

(4)測量放線。本項目總包單位按照總平面圖及建筑物基礎軸線圖將建筑物定位軸線測放出來，經復核無誤后，現場移交給樁基礎施工單位，并由樁基礎施工單位自行再次復核，為確保樁位正確，建設單位與監理兩次復核均參與抽查，復核無誤后，由四方簽認放線確認單，方開始施工。

(5)施工前試樁。試樁是為了大范圍的沉樁作業提供第一手的首次施工參數資料，包括有效樁長、入巖深度、沉渣、灌入度、樁焊接、承載力等，根據打試樁時的施工參數以及最后靜載試驗報告，選出最優配樁，這樣既經濟又可靠。本工程4#樓在打試樁的時候，沉樁3m時，發現沉樁緩慢，貫入度小于2 cm(兩陣)，現場經建設單位、監理、施工單位綜合判定樁端已遇中風化凝灰巖，無法繼續進入、穿透。通過我方與設計溝通，最終確定采取預引孔措施。其余各樓棟均通過打試樁，未發現阻礙沉樁的問題。

(6)施工前確定合理的施工方案。特別是沉樁順序的確定將對施工的質量和進度產生決定性的影響，選定合理的沉樁順序和行車路線能合理的節約資源，提高沉樁施工的效率，加快施工的進度；同時合理的沉樁順序，能避免因擠土的原因使樁的側壁土壓力和摩擦力增大，從而造成沉樁困難，并使樁的破損率增加，為后續施工造成不必要的麻煩，使工期和造價不能控制在預期范圍之內。確定合理的沉樁順續應遵循如下原則：先深后淺、先長后短、先里后外、先中間后兩邊、先群樁后單樁，同時兼顧孔隙水壓力對沉樁質量的影響。

以8#、14#樓為例，8#樓采用3臺打樁機從左、中、右三個方位同時從南到北推進，14#樓采用2臺打樁機從左右兩側同時從南到北推進，施工順序較為合理。

6成樁過程的質量控制

(1)打樁時將樁錘和樁帽壓在樁頂，經水平和垂直度校正后，方可開始沉樁。

(2)開始沉樁時應短矩輕擊，當入土一定深度并待樁穩定后，再按要求的落距沉樁。

(3)重視樁帽及墊層的設置。樁帽的結構、尺寸以及墊層的厚薄、軟硬，對打樁施工的順利與否和工程質量的好壞關系十分密切，必須引起高度重視。在14#樓樁基礎施工過程中，出現了在錘擊過程中樁帽損壞的情況，其原因主要是樁墊的設置不夠規范，采用過薄的硬紙板，樁帽在錘擊過程中受力過大，導致變形，后經改正增加樁墊厚度，避免了此類情況的重復發生。

(4)PC樁入土垂直度的控制。在施工過程中，要求施工單位采用兩臺經緯儀在離打樁架附近成正交方向檢驗樁身垂直度，保證樁錘、樁帽和樁身中心線重合，如有偏差應及時糾正。特別是第一節底樁，對成樁質量影響最大。最終各項措施確保，未發現垂直度偏差大于0.5 %的情況。

(5)PC樁接頭質量控制。接頭質量好壞關系到整根樁質量的好壞。在嘉園項目中，要求施工單位在接樁時做好以下工作，并由建設單位及監理現場監督。

①選用焊條必須符合規范要求，有合格證；焊條經過烘烤去濕方可使用；焊接時電流強度應與所用焊機和焊條相匹配。

②焊件表面應清理干凈。

③焊縫應飽滿連續、厚度均勻，焊縫表面不得有凹痕、咬邊、焊瘤、夾渣等缺陷。

④焊后采用自然冷卻，停歇時間大于8 min，嚴禁用水冷卻，防止冷淬，以免降低接頭部位的強度而造成斷樁。

⑤PC樁焊接完成后，應經建設單位現場工程師及監理人員驗收合格后，方可進行施打。

(6)打樁時還應注意觀察打樁入土的速度、打樁架的垂直度、樁錘回彈情況、貫入度變化情況等。在打樁過程中，若出現如下異常情況，應停止施打。

①貫入度突變或未達到設計深度要求遇到障礙物，確實打不下。

②樁身突然傾斜或出現嚴重位移。

③樁頂或樁身出現嚴重破裂或破碎。

④與鄰樁長度相差太大打不下，施工場地地面嚴重隆起，鄰樁上浮或發生位移。

出現上述請情況時，建設單位、監理單位、施工單位及設計單位等有關人員到現場商量解決作出處理意見后方可繼續施打。

7預引孔過程的質量控制

根據地勘報告， 4#、5#、11#、16#、17#樓從基礎設計底標高開始，土層劃分自上而下分別為：①素填土、②粉質黏土、③強風化玄武巖、④中風化玄武巖、⑤粉質黏土、⑥中風化凝灰巖、⑦粉質黏土，其余各樓棟土層均為素填土和粉質黏土。通過以上各土層沉樁的可能性及難易程度進行分析判斷，該工程地質中的確存在對沉樁速度、質量和沉樁結果產生影響的土層，根據場地土層結構。影響沉樁可能性具體分析為：

(1)素填土和粉質黏土對沉樁基本上沒有太大影響。

(2)中風化凝灰巖PC管樁無法穿透。

4#樓經打試樁驗證，管樁入土約3 m時貫入度立即小于2 cm，根據地勘報告顯示遇到中風化凝灰巖，管樁在正常錘擊施工的條件下無法進入。為了最大程度降低地質原因對沉樁造成不利影響，保證工程質量和工程進度，通過與設計、地勘單位研究決定4#、5#、11#、17#樓采用預引孔措施。引孔深度必須貫穿中風化凝灰巖，有效降低沉樁難度，提高施工速度，保證樁身質量。可引孔過程的質量控制措施如下。

①鉆進多采用減壓鉆進，即孔底的鉆壓不超過鉆桿、錘頭、壓塊重力之和的80%(扣除浮力)，以避免或減少斜孔彎孔和擴孔現象。在錘頭選用上，根據土層中含有中風化凝灰巖的情況，采用鑿巖錘頭。

②根據打樁的質量控制方案，保證放線精確、鉆機入土垂直度，以及按照打樁驗收程序進行驗收。

③根據地勘資料，控制引孔深度只超過中風化凝灰巖層。

④采用與設計樁直徑一樣大的引孔鉆頭。引孔施工完成后，用鋼板或木板覆蓋，減少雜物墜落。

8樁基礎施工遇到的問題及處理方法

(1)4#樓引孔完成后開始打樁時，在錘擊過程中出現樁壁爆裂現象。

經過仔細研究產生這一現象的主要原因是考慮到引孔后沉樁相對容易，為減少成本，通過與設計溝通，取消了樁尖。但當時4#樓地下水位較高，進入到管樁內，持續錘擊導致管內水越來越多，內壁承受的水壓力過大，最終爆裂。

具體處理辦法是通過測量，地下水位標高在基底標高以下3 m，預引孔成孔深度平均8 m，通過與設計溝通，因設計要求樁長20～25 m，超出預引孔深度，不存在因地下水壓力導致樁身上浮，只需防止地下水進入管內。最終要求施工單位預引孔區域沉樁，均加上樁尖，有效地防止了地下水進入管內。

(2)由于樁基工程施工工期緊迫，要求施工單位必要時需要在夜間施工，但避免在下雨天施工，防止出現安全隱患。夜間施工時應保證工作面有充足的照明，這將有利于保證樁身垂直度的校正、接樁焊接的質量、控制好最終的沉樁標高。

(3)雨后的工作面土體松軟，場地泥濘，恢復施工時一方面要注意檢查原有的樁位標志，防止錯打、漏打的現象發生；同時需要進行樁位復測，防止因機械碾壓使土體變形，造成樁位標志偏移，從而導致沉樁偏差。

(4)各單項工程完成后，要嚴格按照規范要求對管樁進行低應變和靜載檢測。

9結束語

本項目施工時由于認真進行了施工前的準備工作，并較好地進行過程控制，樁基工程取得了較為滿意的結果。

目前PC樁設計經驗比較成熟，施工及遇到問題的處理經驗也越來越豐富，隨著人們對PC樁的理論和工程實踐經驗的不斷積累，以及其技術的推廣應用與發展，PC樁的施工質量技術水平將會不斷提高。

參考文獻

[1]GB 50202-2002 建筑地基基礎工程施工質量驗收規范[S].

[2]GB 50300-2013 建筑工程施工質量驗收統一標準[S].

[3]JGJ 79-2012 建筑地基處理技術規范[S].

[4]JGJ 94-2008 建筑樁基技術規范[S].

【中圖分類號】TU753.3

【文獻標志碼】B

[定稿日期]2016-01-14