淺談預應力混凝土管樁復合地基施工

何穎彥

（中鐵二十五局集團第一工程有限公司 518000）

1 引言

深圳國際會展中心項目位于深圳市寶安區的寶安機場以北、空港新城南部，位于傳統意義上的臨空經濟區。深圳國際會展中心（一期）軟基處理方案主要采用管樁復合地基，其中管樁復合地基分為樁網復合地基和剛性樁復合地基。

根據本區域地質資料和勘察成果，場地地層從上到下有：第四系人工堆質層、第四系海積層、第四系沖洪積層、第四系風化殘積層、下伏基巖為加里東期混合花崗巖。本工程管樁基本為摩擦端承樁，樁端持力層為強風化混合花崗巖，平均樁長為25～30m。

管樁分為室內展廳區和室外區。室外區域經場地平整處理后填筑至高程4.1m，然后對各地段有序實施靜壓沉樁，管樁頂部設樁帽、加筋層和回填碾壓墊層，形成整體樁網復合地基；采用φ300mm，壁厚70mm的預應力高強度混凝土管樁，混凝土強度等級為C80，管樁布置間距2.0～2.2m，采用正方形布置。樁網復合地基典型剖面圖如圖1。

圖1

室內展廳區域經回填碾壓至5.7m高程后實施管樁，樁頂設碎石墊層，形成剛性樁復合地基。采用φ500mm，壁厚125mm的預應力高強度混凝土管樁，混凝土強度等級為C80，管樁布置間距2.5m，采用正方形布置，四根管樁共用一個平臺，平臺之間中心距離9m。

2 樁網復合地基施工

樁網復合地基采用靜壓沉樁方式進行樁基施工。

2.1 工藝流程

施工工序：樁位測量放線→樁機定位→吊樁→壓樁→喂樁、電焊接樁→壓樁→終壓力達標后送樁→樁機移位。

2.2 施工準備

（1）施工前，施工現場實現“四通一平”即：場內道路，施工用水，施工用電，現場通信，施工場地壓實、平整。

（2）組織樁機、機械設備及人員進場。

（3）根據設計提供的坐標控制點進行軸線的復核和標高的引測，保護好原有的控制軸線做好建筑軸線和樁位的定位工作。

（4）管樁進場后，應對管樁的外觀、樁徑、長度、壁厚、樁身強度以及樁身上的材料標識等按規范進行自檢和驗收，并檢查出廠合格證，嚴禁將不符合規范要求的管樁進場。

管樁現場堆放平整，不超過三層，采用木墊按二點法做相應支墊，應設在距兩端0.21倍樁長處，且支撐點大致在同一水平面上，見圖2。

圖2 兩點支墊示意圖

2.3 施工工藝

2.3.1 管樁試樁

首先根據施工圖紙中的設計樁長確定配樁的根數和每根樁的長度。按所選樁機型號對管樁進行試樁，通過試樁確定壓樁的終壓技術參數、校驗靜壓樁設備的技術性能、工藝參數及技術措施的適應性，確定荷載-沉降曲線，每個區域試樁3根。

2.3.2 樁位放樣

沉樁前由導線點施測出樁位軸線，定出樁位中心，以鋼筋或小竹片樁標志。在每一縱、橫排樁位中心延線上設置控制樁，以方木樁標志，木樁加固保護。

2.3.3 樁機就位

機械、人員、設備進場向監理單位報驗。檢查機械的出廠證明，機械性能須良好，樁機自帶的壓力表符合規范要求。

2.3.4 吊樁喂樁

吊樁時將管樁上端4m處的用鋼絲繩固定，緩慢升起管樁至垂直狀態，放入壓樁機內的固定裝置內，調整好管樁垂直度后，固定裝置夾住管樁，離地面約50cm后靜止，進行樁尖焊接，為沉樁做好準備。

2.3.5 樁身檢查

用目測法觀察樁身有無裂縫，用角尺檢查樁端與樁身是否垂直及直徑、壁厚、法蘭盤是否滿足要求，用弦線拉直觀看樁身是否順直，用回彈儀檢查樁身混凝土強度是否合格，并要填好交接記錄。

2.3.6 靜力壓樁

首節管樁被壓裝機夾穩固定，在離地面50cm處靜止，安排電焊工將十字型鋼樁尖與管樁端頭的法蘭盤進行焊接，然后緩慢將管樁壓入地下，待管樁露出地面100cm后停止壓樁。一般情況下，首節管樁下壓入土過程中所遇地質情況較好，均能垂直壓入土內。

2.3.7 接樁

吊上第二節樁，壓樁機夾穩管樁緩慢下降，距首節管樁端頭50cm處靜止，安排人員將上下段樁的法蘭盤用鋼絲刷清理干凈，應刷至露出金屬光澤，然后把第二節樁吊放在首節樁端板上，法蘭盤應完全重合，拼接處坡口槽電焊分兩次對稱焊接，焊后清除焊渣，焊縫連續飽滿（滿足二級焊縫），焊接采用二氧化碳保護焊，焊好的焊縫應自然冷卻5min后方可繼續施壓。待樁沉入到距地面100cm左右時，停止沉樁，吊上第三節樁，重復沉樁。

末節樁沉樁時，當終壓力達到每根樁的單樁豎向抗壓承載力特征值的2倍且不小于設計樁長時可以停止下壓，進行下一根樁施工。最后穩定壓樁力不得小于終壓力，穩定壓樁的時間宜為5～10s。

2.3.8 截樁

當末節樁壓完后，若有露出地面的樁段必須在移機前截去，管樁應用鋸樁機截割，嚴禁利用壓樁機行走推力強行將樁扳斷的作法。

3 剛性樁復合地基施工

剛性樁復合地基采用錘擊沉樁方式進行樁基施工。

3.1 工藝流程

圖3 錘擊樁施工流程圖

3.2 錘擊樁施工方法

3.2.1 管樁的吊運及插樁

單根管樁吊運時采用兩頭勾吊法，豎起時采用單點法，見圖4。管樁起吊運輸過程中應平緩輕放，以免大幅搖擺碰撞。

圖4 管樁起吊示意圖

管樁吊起后，扶正處于垂直靜止狀態時，根據要求焊接十字型樁尖，然后將樁插入土中1m后，采用兩個線錘進行垂直度控制，確保管樁位置和垂直度符合要求后壓樁。

3.2.2 錘擊沉樁

樁就位前在樁身上作出以米為單位的長度標記。

樁就位后雙向校正垂直度，發現垂直偏差有效值超出單節樁長的0.5%時，應停止打樁及時糾正，以保證樁身垂直度，用水準儀控制標高，以保證樁頂標高與設計標高一致。

沉樁：開始時輕放樁錘，使樁均勻緩慢下沉，并檢查樁的垂直度（偏差不大于0.5%）；打樁時重錘低擊，落錘的起錘高度小于0.5m，起始時管樁下沉較大，隨著沉樁加深，下沉速度緩慢，起錘高度宜漸增，最終穩定在高度約1m處錘擊。在整個打樁過程中，保持樁身的垂直度，避免樁身傾斜并發生位移。每根樁宜連續一次打完，不要中斷，采用兩個線錘進行垂直觀測，確保樁的垂直度（打樁架的垂直度不大于1%），并控制樁頂偏差不大于5cm；沉樁中設專人進行測量并記錄標高、貫入度。

3.2.3 接樁

第一節樁頂離地面0.5m左右時，即可進行接樁。

接樁前，安排人員將上下段樁的法蘭盤用鋼絲刷清理干凈，應刷至露出金屬光澤。上下兩節樁的法蘭胖應重合，并應保證上下兩節樁的垂直度。若下節樁身略有傾斜，上節樁身應與下節樁身保持順直，兩端身應緊密貼合，不得在接頭處出現間隙；嚴禁在接頭處空隙處塞填鐵片、鐵絲等雜物。

施焊采用兩臺焊機對稱焊接，焊接時要采取防風措施，減少焊接變形。焊后清除焊渣，檢查焊縫飽滿程度，自檢合格后方可繼續沉樁，焊好的焊縫應自然冷卻5min后方可繼續施壓。

3.2.4 送樁

送樁時上下樁的法蘭盤應重合，使接觸面緊貼。施工中，時刻用水準儀觀察樁頂標高，符合設計要求后停止錘擊，并將上段樁孔用木板塊及時回填覆蓋，以防泥土石塊掉入，同時確保安全。

3.2.5 管樁的收錘

管樁施工收錘標準應通過靜載試驗樁或試打樁確定，以達到樁端持力層（定性）和最后貫入度或最后1～3m的每米沉樁錘擊數（定量）作為主要的收錘控制指標。試打樁時最后三陣錘（每陣10擊）的貫入度控制值為常用收錘貫入度25mm/10擊，打樁過程中詳細記錄每1m的錘擊數、最后一陣（10擊）的貫入度。

每根樁的總錘擊數及最后1m沉樁錘擊數應符合下列規定：PHC樁總錘擊數不宜超過2500，最后1m沉樁錘擊數不宜超過300。

4 質量檢測

4.1 樁身完整性檢測

所有試樁均進行低應變動測法試驗，檢測管樁的完整性。抽檢數量不應少于總樁數的10%，且不小于三根。

4.2 單樁豎向承載力檢測

所有試樁均進行單樁豎向抗壓靜載試驗，抽檢數量不應少于總樁數的0.5%，且不小于3根。室外展場、貨運通道及卸貨區的單樁承載力特征值不小于520kN，室內展廳及室外其他配套設施場地單樁承載力特征值不小于360kN。

圖5

4.3 一般項目檢測

表1

5 質量控制

5.1 測量定位

根據設計院提供的控制點，測量工程師進行管樁幾何中心點的放線測量，插上短鋼筋作為標記，以短鋼筋為圓心撒放圓形白灰，使管樁外輪廓與之重合，從而確定樁位。測量工程師收集測量定位放線的原始資料，以備報審和內業資料的編制。

5.2 樁身垂直度

采用兩個線錘進行垂直度控制，壓樁時施工人員必須經常從兩個線錘的垂直方向進行觀測樁身的垂直度，發現傾斜必須及時調整。晚上不適宜施工，照明不足且避免噪音污染。

5.3 樁位偏移

測量工程師復核已完成管樁樁位，觀察是否偏移，如發現偏移則立即找出原因并采取相應措施；樁機移位時應盡量避免碰觸已完工的管樁，造成偏移。

5.4 接樁焊接

采用二氧化碳氣體保護焊，焊接前樁端處的法蘭盤進行除銹，露出金屬光澤；電焊工在對接處四周焊接4個焊點用以固定，然后沿著焊點逐步焊接相連，要求焊縫飽滿；焊接完畢后待焊縫自然冷卻5min后方可施工；焊接過程必須連續流暢，整個過程不得超28min，以免樁周土體回彈，導致沉樁困難。

6 結語

深圳國際會展中心（一期）軟基處理工程管樁施工進度快，檢測指標合格，質量優良。

高強度預應力混凝土管樁（PHC樁）具有承載力高、質量穩定、耐久性好、錘擊性好、施工方便、無污染、便于運輸吊裝等優點，近年來被廣泛采用。沉樁的施工方法一般為靜壓或錘擊，錘沉樁引起的噪聲大，所以近年來已經很少使用，但錘擊沉樁施工成本低，地基承載力要求不高，在不太密集，對環境要求不高的情況下可能仍然會采用。

通過對靜壓沉樁和錘擊沉樁施工工藝的初步探討，嚴格控制施工中每個工序環節，保證施工質量，提高管樁施工技術水平，從而在實踐中提高施工效率，實現項目順利完成。

[1]林晉宏.樁基工程的質量控制[J].太原科技，2014，6.

[2]《建筑基樁檢測技術規范》（JGJ106-2014）[S].

[3]《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》（GB50202-2002）[S].

[4]《先張法預應力鋼筋混凝土管樁》（GB13476-2009）[S].