淺談球形倉PHC管樁群樁施工技術

陳百斌

摘 要：鹽城濱海煤炭碼頭球形倉樁基工程，單倉樁基由1727根PHC管樁、30根灌注樁組成的的群樁工程，且本工程地質條件復雜，施工點零星、分散，質量控制難度大。本文結合球形倉樁基工程特點，系統總結了PHC管樁群樁工程施工工藝的施工要點和重點控制措施。

關鍵詞：球形倉 群樁 PHC管樁 施工要點

球形倉工程樁基施工作業量大，單倉1727根PHC管樁，總長54217m，由于為閉口樁，相當于在原土中增加1.5萬方體積，故擠土效應嚴重，超孔隙水壓力問題也比較突出。到時可能出現兩個問題，一是后期施工樁無法沉樁，二是因為擠土效應可能會影響中心柱、地下廊道、環基等工程主體，導致其位移、隆起、開裂等質量事故。本文結合球形倉工程特點，重點闡述PHC預應力管樁群樁施工要點與方法，提出了管樁施壓質量通病的控制措施。

1、PHC管樁施工工藝流程及施工要點

1.1 PHC管樁群樁施工（圖1）

1.2工程設計

（1）本煤炭碼頭工程共有2座球形倉，單倉的直徑為120m，建筑面積11569.3m2，堆煤峰線約33m高，單倉儲煤量約18萬噸。該工程地基基礎采用PHC管樁（單倉1727根）和鉆孔灌注樁基礎，球型倉管樁樁型多、單樁進尺較深，樁型分為PHC 500 B 125-30、PHC 600 B 130-29、PHC 600 B 130-31和PHC 600 C 130-33、PHC 600 C 130-34等等，共3454根樁，管樁總長約10萬米。

（2）球形倉工程位于濱海港廢黃河口附近的海邊灘及鹽田和海產養殖池中，該處防潮堤外側地貌形態平緩，近岸為潮間帶，天然泥面高潮時淹沒，低潮時裸露，為較典型的濱海及河口三角洲相沉積特征；地質條件復雜，且樁基由摩擦樁組成的群樁基礎，通過樁側摩擦力將上部荷載傳遞到樁周及樁端土層中，因樁數較多，間距較小，為閉口樁，此時群樁中各樁的工作狀態與單樁的顯著不同，其承載力小于各單樁承載力之和，沉降量大于單樁沉降量，因此會產生群樁效應。

1.3技術準備

（1）通過地質報告掌握本工程地質、水文特征及其他情況，確定樁機型號及規格。

（2）施工場地要求：三通一平，工地的水、電便利，由于設備自重較大，對場地平整度要求較高，開工前對施工場地進行平整，使其滿足施工要求。

（3）施工放線：采用全站儀定樁位，軸線定位誤差≤±2㎜，并經甲方代表、監理人員復核、簽證，用水準儀測定施工場地的地面標高。

（4）施工措施：本工程為群樁工程，為減少群樁效應，項目部采用分區跳打施工，留泄壓區，設減震溝，當發生擠土效應嚴重無法正常沉樁時通過引孔等措施保證正常施工。

（5）技術交底：項目工程師向施工員進行技術交底，施工員向工人進行技術交底。

1.4 群樁施工部署及要點

（1）施工工藝流程：

場地平整→樁位測量放線→樁機就位→吊裝插管焊樁尖→對中調直→錘擊沉樁→接樁焊接→再次沉樁、送樁→成樁

（2）在樁基施工過程中，以樁施工為關鍵線路，穿插進行中心柱及廊道部位降水土方開挖、結構施工、基坑回填、倉內復合地基回填工作。

（3）本工程為群樁工程，為環形樁施工，從n1～n21環，每環間距3m，每根樁間距3m，為減少群樁施工期間相互影響，減小孔隙水壓力、避免土體隆起，同時減少環基部分PHC樁先施工對倉內后施工PHC樁的影響，項目部采取跳打的施工方法，同時從最內圈PHC樁開始，向外每三圈PHC樁挖一道0.5m×1m的防震溝。

（4）為保證安全施工，在施工過程中應跟蹤監測，對已施工的管樁，選取代表性樁用全站儀、經緯儀進行平面位移監測，用水準儀進行高程監測，并根據需要用孔隙水壓力計監測打樁引起的孔隙水壓力情況，其他監測項目視需要而定，按相關規范執行。其中水平位移報警值為：30mm；豎向位移報警值為：30mm；孔隙水壓力報警值為：50%的上覆土層有效自重。當發現有較大位移或樁頂標高提升時，暫停樁基施工，并采取降低打樁速度、引孔、打砂井，泄壓孔等方法解決，必要時可普遍實施一遍復打。

（5）本工程地質條件復雜，PHC群樁采用錘擊方法施工，會對樁周圍土層產生很大的擾動，致使飽和軟黏土結構被破壞，強度降低，地表隆起及地基側移，同時在飽和軟黏土層中產生較大的超空隙水壓力，因此通過觀測打樁期間的超靜空隙水壓力的變化，反映群樁施工過程空隙水壓力產生及消散過程，提出減小超靜空隙水壓力的施工措施：a、制定合理的沉樁順序，沉樁按由內及外，有近至遠的原則，分區跳打，留出卸載區域；b、控制沉樁速度。

（6）施工順序：本球形倉群樁工程，為環形樁施工，從n1～n21環，每環間距3m，每根樁間距3m，根據本工程地質條件及群樁工程特點，我項目部采用如下施工順序，順利解決了擠土效應、無法沉樁及群樁效應產生的系列問題。

2、整個過程樁體檢測、土體、水監測按要求同步進行

1.5 PHC管樁施工要點

（1）打樁機應按設計及有關規定配備樁機型號、樁機重量，滿足沉樁的要求。

（2）施工過程中反復核對軸線和樁位，樁機就位施打前，施工人員要重新核對。

（3）樁機就位前要先找平地面，務必樁身和機體平穩、垂直，方能吊裝管樁。

（4）對準備沉壓的管樁要檢查確認其外觀質量符合設計及規范要求方可使用，起吊前要在管樁上畫上以米為單位的長度標志，以便于進行記錄和了解各土層的施打反應。

（5）管樁吊放對點就位后，用經緯儀在正側兩面反復校核，使樁能在同一直線上，防止偏打。

（6）在沉樁過程中，首節樁入土時，若遇地表面有弧石，必須注意樁與地表面之間是否移位，如發現移位馬上終止本根樁的施工作業，待排除障礙后再施打；若樁與地表面之間沒有明顯移位，樁身打入土中1米左右時，再核對樁身的垂直度，使首節樁的垂直度偏差保持在0.5%之內。

（7）樁段接樁是在上一節打至距地面0.5m左右時進行，端面焊接時要將樁端鐵板清理干凈，坡口處應刷至露出金屬光澤，并使其接面調平接直，確定樁身自然垂直后方可焊接，焊接宜在樁四周對稱施焊，坡口尺寸比《預應力混凝土管樁》規定的坡口尺寸加大1mm，接頭焊縫厚度比普通連接焊縫增加2mm，層數不得少于4層，第一層焊完后必須把焊渣清理干凈，方可進行第二層的施焊，焊好后的樁接頭應自然冷卻后方可繼續錘擊，自然冷卻時間不宜少于8分鐘，不得在施焊后矯正樁身垂直度偏差。

（8） 打樁機具的控制，在替打下面墊上樁墊，樁墊可采用紙墊或者膠合板等材料，檢查樁墊是否完好，是否發生偏移，以防止錘擊過程中對樁造成損傷，因樁墊在錘擊過程中要壓縮，所以在施打時視其程度及時更換樁墊和材質，保證樁墊的厚度不小于120mm。經常檢查鋼絲繩是否有斷絲，發現嚴重磨損應及時更換。

（9） 樁接頭施工質量的監控，上下節樁接頭表面應用鋼絲刷清理干凈并保持干燥，坡口處應刷至露出金屬光澤，接樁時上下節樁身應對中，錯位不宜大于2mm，兩端面應緊密貼合，不得在接頭處出現間隙，對稱施焊，焊縫飽滿均勻。當第一節樁打設完成后，將樁錘慢慢提起，然后樁架重新豎直，提樁，然后再將樁套入替打，與下節樁對接時，尤為注意。在上節樁頭端頭的鐵板上焊接3個4cm鋼筋頭，讓上下節樁頭靠緊鋼筋頭，然后樁架慢慢傾斜至一定的角度，保證上下節樁頭接縫靠緊，接縫寬度均勻，對接錯位在規范允許范圍內，然后對稱施焊，焊縫從低向高分層焊接，焊縫均勻飽滿。

（10）斜樁控制要點：球形倉工程斜樁直徑為600mm，單根長度最長34m，所以在選用樁機時尤為重要，一般樁機最大傾斜角度可以達到7度，要求本樁機傾斜要達到11.31°，而且考慮樁機的重心問題，本工程選用筒錘。斜樁應重點做好以下工作：a、樁的平面控制，對樁位原地面標高進行測量，根據傾斜角度計算實際施打位置坐標；樁的傾斜方向控制，在圖紙上標識另外一點，以兩點確定方向來確定樁的傾斜方向；樁的傾斜角度的控制，根據樁機樁架的傾角來確定樁的傾角，在樁架上定位一點，距離樁機底盤面高度為5m，焊接一個螺母，在螺母上系一個重為1kg的線錘，根據三角函數的關系，確定直角邊長為0.98m，在樁機的底盤上，距樁架0.98米處焊接一鋼筋頭，每次樁架傾斜至線錘靠上鋼筋頭上，樁架則滿足傾斜角度11.31°。

（11） 收錘的監控，施打過程中測量人員應通過水準儀，利用樁面上的讀數、替打讀數，結合標高對所沉樁進行觀察與記錄，本工程管樁以樁頂標高控制為主，貫入度控制為輔的原則進行控制，直至錘擊到設計所要求的樁頂標高或貫入度時收錘。

1.6 PHC管樁的質量通病及控制

（1）在預應力PHC管樁施工過程中，常見的有質量通病有：樁身斷裂、樁頭爆裂、沉樁達不到設計要求、樁頂位移和樁身傾斜等。預防措施： ①個別沉樁達不到設計標高的管樁，經比對地勘資料，樁端進入局部隆起的土層（可作為持力層）且不下于1.5倍樁徑，以最后三陣10擊的平均貫入度不大于30mm作為停錘標準；②對于樁身傾斜問題，施工時檢查樁架是否垂直；穩樁時樁帽、樁錘、樁是否在同一直線；接樁時保證在兩樁在同一直線；避免邊打樁邊在附近挖土，造成側移；③嚴格控制沉樁順序和沉樁中樁的垂直度及接樁時的焊接質量，并通過成立QC控制小組，有效控制管樁施工的質量通病，并達到預期的效果。

（2）樁基的質量控制：a、施工前應檢查進入現場的成品樁，接樁用電焊條等產品質量。b、施工過程中檢查樁的貫入情況、樁頂完整狀況、電焊接樁質量、樁體垂直度、電焊后的停歇時間c、樁基施工完成后，根據《建筑樁基技術規范》JGJ94和《建筑基樁檢測技術規范》JGJ106對樁基進行高應變、低應變和聲波透射檢測。低應變檢測混凝土樁的樁身完整性，判定樁身缺陷的程度及位置。高應變測定與判定單樁豎向抗壓承載力是否滿足設計要求，檢測樁身缺陷及其位置，判定樁身完整性類別，分析樁側和樁端土阻力分布情況。通過對PHC管樁檢測與控制，有效的避免質量通病，并使樁基施工質量有較大的提高。

2、結束語

項目部通過創新，打破常規，見縫插針，在大的工序間實現立體施工，小的工序甚至同一工序間也實現立體施工，優化了樁基施工工藝，體現了樁基基礎、土方開挖回填、主體施工之間良好銜接，在施工工期方面減少了窩工、返工現象，同時提高了勞動效率。在質量方面樁身垂直度及接樁質量有了明顯的提高，樁位偏差和樁體完整性得到有效的控制，通過樁基檢測無斷樁、上浮等現象，有效的避免了質量通病和群樁效應。

參考文獻

[1]《建筑樁基技術規范》JGJ94-2008.

[2]《建筑基樁檢測技術規范》JGJ106-2014.

[3]《建筑地基基礎工程施工規范》GB51004- 2015.