預應力高強混凝土管樁（PHC）施工的質量控制及問題防治措施

黎 鵬 閆 超 趙麗敏

河南大學土木建筑學院（475000）

0 引言

預應力管樁是專業生產廠家采用先張法預應力工藝和離心成型技術制作，再經蒸汽養護而成的一種空心圓柱形鋼筋混凝土預制樁。預應力管樁與傳統的沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和現場預制方樁相比，具有樁身質量可靠、施工工期短、承載力高、造價低、對環境污染小等顯著的優點。樁基工程質量的優劣，直接影響建筑的正常使用甚至影響到結構安全。做好樁基施工質量控制與經驗總結具有重要意義。文章就PHC樁基施工中發生的質量問題的原因進行分析，以減少經濟損失。

1 靜壓PHC樁施工技術及質量控制

錘擊預應力管樁適用于各種黏性土、粉土，當需要穿透較厚砂性土中間夾層或含礫卵石較多的硬夾層時，采用錘擊管樁效果更佳，但因噪聲大，目前在城市建設中已經限制使用。而靜壓管樁樁基工程的施工應全面考慮各種可能影響因素，細致地做好各項事前控制工作，將隱患扼殺在搖籃中，同時也有利于工程進度和造價的控制。

1.1 靜壓PHC樁施工工藝流程

定樁位（測量、編號、復合）→壓樁機到位（確定型號、標定技術參數）→吊樁、對中（控制吊點、垂直度）→焊樁尖（查焊接）→壓第一節樁（確保樁垂直度）→焊接接樁（查電焊工資質、焊條、焊序、焊接層數、質量、自然冷卻時間等）→壓第N節樁（進行全過程測量、調控）→送樁、終樁（對送樁壓力與標高進行雙控）→移機（地壓耐力、壓樁順序）→截樁（鋸樁器截割）→記錄、核查壓樁及樁基檢測相關資料。

1.2 靜壓PHC樁施工質量控制措施

1）壓樁前的質量控制

注意審核施工方案，查看其施工人員配備及持證上崗情況，方案中質量、安全、控制措施是否到位等；現場檢查壓樁機工作性能，施工現場架空和地下障礙物做好處理；管樁進場時應檢查其出廠合格證、檢驗報告和產品說明按不同規格、長度；檢查電焊條、焊絲、樁尖等其他進場材料質量證明文件，并現場核對實物；復核軸線、樁位、控制標高的準確性。

2）壓樁過程中的質量控制

樁在起吊時應保持平穩，保護樁身質量，避免砸、撞、拖造成斷裂；嚴格按照施工方案及有關技術規范的要求進行施工。施工順序應考慮群樁的擠土效應，一般不同的樁基應先深后淺、先大后小、先長后短；沉樁過程中應根據地質資料和設計圖紙要求進行控制。沉樁速度不能過快，一般控制在1.8 m/min左右為宜；收樁是整個壓樁過程的關鍵，應嚴格按照工藝試樁確定的收樁標準要求進行。

3）基坑開挖階段的質量控制

基坑開挖時可根據樁的分布密度，利用不同型號的挖掘機與人工挖土相結合的方法進行。挖土過程中機械設備嚴禁靠近樁身；深基坑壓樁完成2周以后才允許開挖，并應采取分層、均勻、對稱方法開挖，及時去除樁間土；嚴禁將土堆放在基坑邊坡附近，以減少樁側土的側向位移，防止樁位移或折斷。

2 PHC樁施工質量問題防治

2.1 PHC樁常見問題及原因分析

1）樁身斷裂。樁在沉入過程中，樁身突然傾斜錯位，當樁尖處土質條件沒有特殊變化而貫入度突然增大，施壓油缸的油壓顯示突然下降引起機臺抖動，這時可能是樁身斷裂。

原因分析：①樁制作時，樁身彎曲超過規定，樁尖偏離樁的縱軸線較大，沉入過程中樁身發生傾斜或彎曲；②樁入土后，遇到大塊堅硬的障礙物，把樁尖擠向一側；③穩樁不垂直，壓入地下一定深度后，再用走架方法校正，使樁身產生彎曲；④兩節樁或多節樁施工時，相接的兩節樁不在同一軸線上，產生了曲折；⑤制作樁的混凝土強度不夠，樁在堆放、吊運過程中產生裂紋或斷裂未被發現。

2）樁頂掉角。在沉樁過程中，樁頂出現掉角。

原因分析：①預制的混凝土配比不良，施工控制不嚴，振搗不密實等或養護時間短，養護措施不合理；②樁頂面不平，樁頂平面與樁軸線不垂直、樁頂保護層過厚；③樁頂與樁帽的接觸面不平，樁沉入時不垂直，使樁頂面傾斜，造成樁頂面局部受集中應力而掉角；④沉樁時，樁頂襯墊已損壞未及時更換。

3）沉樁樁長達不到要求。樁設計是以壓樁力和樁長作為施工的最終控制。以壓樁力控制為主，結合樁長控制為輔，有時沉樁樁長達不到設計要求。

原因分析：①勘探點不夠或勘探資料粗，對工程地質情況不明，尤其是對持力層起伏標高不明，致使設計考慮持力層和選擇樁長有誤；②勘探工作是以點帶面，對局部硬夾層、軟夾層不可能全部了解清楚，尤其在復雜的工程地質條件下，還有地下障礙物，如大塊石頭、混凝土塊等。壓樁施工遇到這種情況，就會達不到設計要求的控制標準；③對于新近代砂層為持力層時或穿越較厚的砂夾層，由于其結構的不穩定，同一層土的強度差異很大，樁沉入到該層時，進入持力層較深才能達到貫入度和容易穿越砂夾層，但群樁施工時，砂層越擠越密，最后出現沉不下去的現象。

4）樁頂位移。在沉樁過程中，相鄰的樁產生橫向位移和樁身上浮。

原因分析：①樁入土后，遇到大塊堅硬障礙物，把樁尖擠向一側；②兩節樁或多節樁施工時，相接的兩樁不在同一軸線上，產生了曲折；③樁數較多，土飽和密實，樁間距較小，在沉樁時土被擠到極限密實度而向上隆起，相鄰的樁被浮起；④在軟土地基施工較密集的群樁時，由于沉樁引起的孔隙水壓力把相鄰的樁推向一側或浮起。

2.2 PHC樁常見問題預防措施

1）樁身斷裂的預防措施。①施工前應對樁位下的障礙物清理干凈。對樁構件要進行檢查，發現樁身彎曲超過規定（L/1 000且≤20 mm）或樁尖不在樁縱軸線上的不宜使用；②在壓樁過程中如發現樁不垂直應及時糾正，樁壓入一定深度發生嚴重傾斜時，不宜采用移架方法來校正。接樁時要保證上下兩節樁在同一軸線上，接頭處應嚴格按照操作要求執行；③樁在堆放、吊運過程中，應嚴格按照有關規定執行，發現樁開裂超過有關驗收規定時不得使用。

2）樁頂掉角的預防措施。①樁制作時，要振倒密實，樁頂的加密箍筋要保證位置準確；樁成型后要嚴格加強養護；②沉樁前應對樁構件進行檢查，檢查樁頂有無凹凸現象，樁頂面是否垂直于軸線，樁尖有否偏斜，對不符合規范要求的樁不宜使用，或經過修補等處理后才能使用；③沉樁時穩樁要垂直，樁頂要有襯墊，如襯墊失效或不符合要求時要更換。

3）沉樁樁長達不到要求的預防措施。①詳細查明工程地質情況，必要時應作補勘，正確選擇持力層或標高；②根據工程地質條件，合理地選擇施工方法及壓樁順序；③但有樁底達不到設計標高時，及時做好記錄，并與設計單位聯系以確認是否需要采取處理措施。

4）樁頂位移的預防措施。①施工前應對樁位下的障礙物清理干凈，對樁構件要進行檢查，發現樁身彎曲超過規定（L/1 000且≤20 mm）或樁尖不在樁縱軸線上的不宜使用；②在沉樁過程中，如發現樁不垂直應及時糾正，接樁時要保證上下兩節樁在同一軸線上，接頭處應嚴格按照操作要求執行；③采用井點降水或排水措施；④沉樁期間不得開挖基坑，需要沉樁完畢后相隔適當時間方可開挖，相隔時間應視具體地質情況、基坑開挖深度、面積、樁的密集程度及孔隙水壓力消散情況來確實，一般宜兩周左右。

3 結語

PHC樁作為采用高強混凝土和預應力技術發展的一種混凝土構件，由于其自身的特殊性和隱蔽性，一旦質量出現問題則無法采取補救措施和達到設計要求，所以施工前、施工中的質量控制尤為重要。同時，要對常見的病害原因進行分析研究，落實現有各項技術規范及措施，嚴格控制靜壓PHC樁的工程質量，減少不必要的經濟損失。