預應力管樁在軟土地基施工中的應用與分析

張國印 來武清 周毅 吳亞平

【摘要】預應力管樁具有單樁承載力高、運輸吊裝方便、接樁快捷、對持力層起伏變化較大的地質條件適應性較強等優點，越來越多應用于軟土地基項目基礎設計和施工中。目前比較常用的樁施工工藝為靜壓樁和錘擊樁兩種方式，兩種樁施工工藝在實際項目應用中各有優缺點。文章以沿海某軟土地基小區的預應力管樁施工為例對兩種成樁工藝進行闡述，分析在實際施工過程中出現的問題及采取的處理措施，并提出了幾點注意事項，供同類工程進行施工參考。

【關鍵詞】預應力管樁; 軟土地基; 靜壓樁; 錘擊樁

【中國分類號】TU473.1+3【文獻標志碼】B

預應力管樁樁身采用高強度混凝土（目前最高可采用C80混凝土），可打入密實的砂層及強風化巖層等，樁尖持力層通過強烈擠壓，樁端承載力提高較多。預應力管樁可在工廠進行加工制作，單根管樁長度通常不超過15 m，吊裝、運輸等都較為便利。受場地持力層埋深的影響較小，現場施工過程可根據實際情況進行接樁或截樁處理，施工方式較為靈活，施工速度較快對縮短施工周期起到了有利作用。由于預應力管樁具有單樁承載力高、運輸吊裝方便、接樁快捷、對持力層起伏變化較大的地質條件適應性較強等上述優點，被越來越多地應用于軟土地基項目基礎設計和施工中。目前常用的預應力管樁施工工藝為靜壓樁和錘擊樁兩種方式，兩種工藝各有優缺點，在實際工程施工中可以互補使用，起到了良好的效果。本文以三亞濱海區域的某小區基礎施工為例，對兩種施工工藝進行了闡述，分析在實際施工過程中出現的問題及建議的處理措施，并對施工過程提出了幾點注意事項，供同類工程進行施工參考。

1 工程概況

本工程由7棟高層住宅（16～18層剪力墻結構，總高度為49.45～55.45 m）及一個大型地下車庫（1層框架結構，總高度為3.9 m，周邊為鋼筋混凝土擋土墻）組成，7棟高層住宅與地下車庫采用大底盤多塔樓結構形式（未設置結構縫），整體布局如圖1所示。考慮地下水抗浮要求（水頭高度3.7 m）及整體沉降變形協調，基礎采用預應力管樁（抗壓樁、抗拔樁）加抗浮底板設計，樁型選用直徑500的AB型預應力管樁（樁型具體說明詳圖集10G409《預應力混凝土管樁》），以粉質黏土、粗砂作為樁端持力層。塔樓與車庫之間設置沉降后澆帶協調施工期間沉降變形。根據地勘報告內容及項目實際情況，住宅塔樓樁長為40 m，車庫樁長18 m。

2 成樁工藝介紹及現場施工流程安排

預應力管樁施工主要采用靜壓法（圖2）和錘擊法（圖3）兩種施工工藝。靜壓法施工是通過靜力壓樁機的壓樁機構的自重和樁架上的配重作反力將預制管樁壓入土體的一種沉樁工藝。目前靜壓法沉樁常用液壓式機械，按施工方法分為頂壓式和抱壓式兩種。錘擊法施工利用樁錘的沖擊克服土對樁的阻力，使樁沉到預定持力層，主要有落錘、單動汽錘、雙動汽錘、柴油錘、液壓錘。擬建項目周邊1 km范圍內存在已建成入住小區，考慮噪音影響，本項目預應力管樁施工工藝主要采用靜壓法施工，輔助采用錘擊法施工工藝。根據項目進度安排及場地巖土層特點，樁施工采用由樓棟中心向外的擴散式靜壓施工，一棟樓施工完向另外一棟樓推進施工的方案。 大面積基礎施工前先采用工程試樁來確定場地的持力層深度及單樁承載力，后續基礎施工參照工程試樁情況推進整個的基礎施工，具體施工流線圖如圖4所示。

3 實際施工出現的問題及處理措施

現場施工過程中因場地土層中存在局部硬質夾層、孤石等造成壓樁無法推進，局部樁身傾斜或樁身斷裂等問題，為保證基礎受力安全，需對現場問題進行處理，常見的問題及建議處理措施如下：

（1）擠土效應的影響造成樁無法打入。局部剪力墻下采用多樁承臺設計，現場靜壓法施工過程中，因先前施工樁的擠土效應影響，后施工相鄰樁無法打入。可采用加深引孔或局部樁采用錘擊樁施工工藝。開挖地面排土溝等，減少擠土效應的影響。靜壓施工時避免停歇時間過長，減少負摩阻增加帶來的影響。

（2）土層中存在局部硬質夾層、孤石等造成樁無法打入。結合入樁深度處理硬質夾層、孤石等處理，硬質夾層及孤石埋深較淺時，可采用挖土直接移除孤石處理。當硬質夾層、孤石等埋深較深時，可采用鉆機直接鉆穿孤石或夾層（鉆頭尺寸大于管樁直徑）。

（3）壓樁過程中出現樁身破壞（斷樁、樁頭爆裂等）。出現斷樁、樁頭爆裂等成樁質量缺陷時，影響樁受力性能，此類樁需按工程廢樁處理，進行補樁設計和施工，新增補樁與原設計樁間距按照樁心距離不小于1.5倍樁徑控制。

（4）因擠土效應或其他原因造成樁身傾斜。部分工程樁施工過程中出現樁傾斜過大情況，影響結構樁的受力性能，現場有條件時取出成樁，空口回填后重新靜壓成樁。現場擠土效應明顯無法靜壓成孔時，可采用鉆機引孔（引孔直徑大于樁徑）或錘擊樁施工方法。同時樁靜壓時施工場地需平整避免出現高低不平情況。

（5）靜壓樁深度達到設計樁長或工程試樁樁長時，仍出現貫入度較大的異常情況。針對此類情況需與地質勘察單位協商溝通，可采用繼續壓樁進行貫入度觀察，待貫入度正常時停止壓樁。7～10 d后對周邊已成型相鄰樁進行重新進行靜壓檢查，看貫入度有無異常。

4 預應力管樁施工的注意事項

軟土地基預應力管樁施工過程中需要注意以下幾點：

（1）嚴格對進場管樁材料進行復檢，對于樁身有缺陷（混凝土出現蜂窩麻面及預應力鋼筋銹蝕等）的管樁不得應用于項目基礎施工。

（2）樁基礎施工前需對場地進行平整，避免場地出現高低不平尤其是靜壓機工作范圍內，必要時可采用局部地面硬化處理。

（3）場地周邊存在基坑或高差時，盡量采用放坡處理，減少基坑支護后整個場地的擠土效應，造成壓樁或錘擊樁困難。

（4）現場進行截樁處理時，需結合設計承臺與樁頭連接大樣圖進行截樁處理，避免截樁過多造成樁頭鋼筋錨入長度不足的情況。

5 結論

軟土區域的預應力管樁施工時，應根據現場實際情況編制合理的施工方案。針對現場可能出現的施工質量缺陷編制處理措施。場地巖土層與勘查報告出現較大差異性時，需與地質勘察單位進行協商，必要時進行補充勘查設計。地下水位較高時，需對場地進行降水處理直至主體建筑填充隔墻施工完，保證預應力管樁施工順利推進，減少施工質量缺陷帶來的安全隱患。

參考文獻

[1] JGI94-2008 建筑樁基技術規范[S].

[2] GB 50007-2002 建筑地基基礎設計規范[S].

[3] JGJ/T406-2017 預應力混凝土管樁技術標準[S].

[4] 10G409 預應力混凝土管樁[S].

[5] 楊勇. 談某工程預應力高強混凝土管樁設計與施工[J].山西建筑，2019（22）：66-90.