淺談地質工程項目靜壓管樁施工

王春鋒

（中國有色金屬工業西安勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710054）

自2009年以來靜壓管樁因其具有噪音低、無污染、工程造價低、成樁速度快、施工文明程度高等其它樁不可替代的優點，在西安地區得到越來越多的廣泛應用，尤其這些年西安市執法部門對地質工程施工噪音、環境污染控制力度的加大，靜壓管樁越來越受到地質工程施工的歡迎，市場占有率逐漸加大。隨著管樁施工越來越普及，管樁施工過程中應注意事項及施工過程中存在的問題也越來越受到大家的關注，本文對某地質工程靜壓管樁施工存在的問題加以分析，并提出相應的處理措施，供同行交流。

1 工程概況

某地質施工樁基工程，位于西安市廣安路中段，靜壓法施工預應力管樁屬于擠上型，該地區管樁雖然一般不外加封口樁尖，但是樁體排開的土體不可能全部進入管腔內或者被壓縮；擠土效應很明顯，可以提高樁身的側摩阻力，增加單樁承載力，但同時會造成沉樁困難。如果施工方法與施工順序處理不當，每天成樁數量太多，壓裝速率太快，都會加劇擠土效應。根據承載力類型為摩擦端承樁（樁間距2m，樁型為PHC 500 AB 125-20,以砂層為樁端持力層），單樁豎向承載力特征值為2200KN，根據設計圖紙要求及試樁檢測結果，以終止壓力4400KN為沉樁最終壓力控制標準。

2 場地工程地質條件

本地質工程樁基施工工作面在地面以下8m處，場地工作面比樁頂標高高處1m，樁身范圍內地層主要為黃土、古土壤、黃土及中砂層，其中中砂厚度5～6m，中砂上部的黃土厚度14～15m，樁端持力層為中砂層。地質工程場地地下水穩定水位位于地面以下20m，水位季節性變化幅度1～2m，地下水類型屬于潛水，水分析地下水對建筑材料無腐蝕。

3 施工中存在的問題分析及處理措施

（1）爆樁。在進行地質工程施工過程中，其中有一根樁在壓樁快接近尾聲的過程中，突然壓力瞬間消失，根據經驗，出現這種情況很可能是發生了爆樁，經檢查管樁在接樁位置發生了粉碎斷裂，事后我們要對這種情況進行分析，分析得出兩個原因，一種情況下是樁端遇到地下障礙物，另外一種情況是接樁時焊接質量不過關，上節樁的垂直度不滿足規范要求，經過排查我們否認了第一種情況，如出現第一種情況必然出現壓力先突然增加機身發生抖動，是根據壓力過大造成樁身斷裂，壓力瞬間消失，而現實情況是壓力沒有增加而是突然減小，各方分析討論最可能的原因是兩節樁焊接時上下樁的中軸線發生了偏離，不在同一直線上，端頭板沒有平行貼合，焊接時端頭板的一側相連另一側有比較寬的縫隙，而這個縫隙也沒有用金屬填補焊接，而是直接焊接，這樣造成在壓樁過程中壓力集中在下接樁的一側而出現壓力不均，造成一側集中受力過大而被壓碎。針對這種情況最終將這個樁報廢，經過與設計方溝通，在該樁兩側做了兩個補樁。

（2）壓樁過程中壓力變小。在地質工程施工過程中我們還遇到一根樁出現壓力減小的情況，在壓一根20m管樁當壓力值接近4400KN時，壓力突然變為2000KN，而此時樁底所處的位置應該是中砂層所在位置，按照前面施工經驗不應該會出現這樣問題，2000KN的壓力是在地質土層中管樁進尺時的壓力，在這個位置不應該出現，而且是突然由4400KN變為2000KN管樁繼續進尺，出現這種情況在繼續進尺1m后停止了壓樁，從后期勘查報告上了解，該處存在有1m厚砂夾層，所以出現了壓力一度達到4400KN的情況，可是在穩壓過程中砂夾層被穿透，壓力驟然減小。

針對這一特殊情況，根據勘查報告顯示，在樁端持力層砂層下8m處為第二層砂層，厚度5m，最終我們選擇的補救措施是將入土不深的第二節樁周圍土開挖開，在其上部接了一根10m的樁繼續施壓，最終在第二層砂層上將樁端坐牢固，使得穩壓后終止壓力滿足設計要求，解決了這跟樁的承載力問題。

（3）浮樁。地質工程施工項目靜壓管樁在施工前期曾經出現浮樁情況，當天打的樁第二天個別樁的樁頂發生上浮現象，上浮高度0.3～0.5m不等，針對這種現象我們反復研究勘查報告及對壓樁過程進行了分析，希望尋求一種能解決這種浮樁現象的辦法，我們分析其原因可能是同一天打的樁過于密集，導致在一片小的區域內土體發生擠密變形而引發局部樁身抬高，尤其是短時間內大量樁體擠入地質下方的含水土層、砂層，造成土層、砂層中水無處排泄，形成較大超靜孔隙水壓力，造成了這種浮樁現象。

為了克服這種情況，我們調整了打樁順序，采用跳打的方式盡量較少局部區域內對土的擠密作用，另外對個別浮樁現象可對樁身進行1～2次復壓，必要時可進行多次復壓。

（4）邊樁施工。由于本地質工程施工場地比較小，邊樁到基坑底邊的距離為2m，而靜壓樁機寬度為9m，需工作距離4.5m以上，針對這種情況我們也選責了三套處理方案，第一種用靜壓樁機邊樁器壓樁，第二種用錘擊打樁機錘擊沉樁，第三種用灌注樁取代管樁。而實際情況是邊樁器施工最大壓力只能達到200多噸，不能滿足終止壓力的要求，灌注樁取代靜壓管樁成本增加太大，最后選用邊樁錘擊沉樁施工，實際結果表明錘擊管樁在滿足貫入度控制標準的前提下比靜壓樁施工終止壓力達到4400KN時入樁端持力層的深度更深，我們在場地中央也做了一個錘擊管樁作為檢測樁來檢測邊樁的承載力，最終檢測結果表明錘擊邊樁承載力能滿足設計承載力要求。

4 管樁施工中應該注意的事項

（1）樁位測放。樁位測放根據測繪院提供的測量成果及設計院提供的設計圖紙進行解坐標，用SET210K全站儀對每一個樁位進行放樣，因管樁為群樁滿堂布樁，樁位測放允許偏差控制在2cm以內，靜壓管樁施工測量放線有區別于其它樁基類型，其它樁基放線定位多為一次性將所要施打樁位全部實地測放，并用細鋼筋定樁位標示，靜壓管樁施工需根據現場打樁走向及堆放樁的位置進行分批次放樣。

靜壓樁機本身自重比較大，如果提前將樁位測放完，樁機在行走過程中若場地不平，樁機長船在行走過程中會將高處的樁位點鋼筋點位拔出。另外樁機施工過程中，樁機自身的自吊設備要拖拉管樁，拖拉管樁過程中對地面的破壞尤其嚴重，定位鋼筋經常會被拔出。因此我們在進行地質施工過程中會根據整個工期的安排，安排先施工哪塊區域后施工哪塊區域，由哪個方位向哪個方位施工，從而決定施打哪塊區域測放哪部分的樁位，并根據施打區域及靜壓樁機吊車的拖樁距離能力來決定管樁的堆放位置。每天根據樁機的工作能力來測放樁位，過早的測放其它樁位很可能就會被破壞掉。

（2）管樁的堆放。管樁材料一般分批次進場，不可一次全部大量進完，這樣對材料的堆放以及現場施工場地造成很大壓力，而且也會為后期倒樁造成成本增加，該項目場地本身比較小，管樁材料進場量需根據第二天或第三天的打樁計劃而定，管樁由于混凝土自身比較重，每米管樁自重約0.35噸，施工用管樁單節為2.8～4.2噸，故場地堆放區域應用裝載車平整，管樁下面取三支撐點用枕木墊起，將進場管樁放在枕木上，管樁自重較大，堆放不能超過兩層，否則上層管樁在自重作用下會對下層管樁造成損傷。影響到管樁的使用。對方高度超過兩層的管樁靜壓樁機自帶吊不能直接拖樁，應有吊車將第二層管樁轉放至地面，再由樁機自帶吊拖樁，否則自帶吊由于拖樁由二層直接將管樁拖至地面，在管樁末端接觸地面瞬間會對管樁造成較大碰撞，有時會出現裂紋或者斷樁。

（3）配樁。本地質施工工程靜壓管樁樁長為20m，所選用配樁為8 m配12m，9m配11m，10m配10m，不可只選用一種配樁方式，單一的配樁方式尤其統一長樁在上或者在下，會使接樁截面幾乎在同一層面上，使管樁基礎在這個層面上抗剪性能比較脆弱，所以配樁時盡量考慮多種組合方式，盡量將接樁位置錯開，放在不同的層面上。

（4）壓樁及垂直度控制。將管樁吊起放入樁機內對準樁位后，樁機外與管樁互成90度方向放置兩臺經緯儀，觀測樁的垂直度是否滿足小于0.5%的要求，若符合要求，方可施壓，根據試樁壓力控制條件及檢測結果，最終確定壓樁控制標準為終止壓力控制，即終止壓力不能少于4400KN。當壓力達到4400KN時需復壓2～3次，直至終止壓力趨于穩定后方可停止施壓。施工過程中第一節樁前三米每進尺1m需觀察其垂直度，如不滿足要求可及時調整，接樁后需再次觀察其垂直度，滿足要求后方可進行第二節狀的施工。

5 小結

目前地質工程管樁靜壓施工沒有比較完善的國家標準規范，施工經驗尚不豐富，有待更多的巖土工作者共同探討，對靜壓施工工藝及施工中存在問題分析討論，總結經驗。通過對靜壓法施工管樁經驗的不斷積累，相信地質施工靜壓管樁施工應用水平會得到不斷的提高。