PHC樁成樁質量控制要點分析

蔡美拱

隨著施工技術的進步靜壓高強預應力管樁（PHC）在建筑工程中得到廣泛應用，主要優勢在于單樁承載力大、質量可靠、施工期間噪聲小、振動小，有助于控制工程造價。當前可作為土層填充物結合靜壓高強預應力管樁技術大幅提升施工效率，因此，在實際施工中要明確施工流程做到規范施工，由此為后續工程建設打下堅實基礎。本文從靜壓高強預應力管樁施工主要內容入手，討論PHC 樁成樁施工質量控制要點，最后提出施工質量控制重難點，希望對相關研究帶來參考。

一、項目介紹

下湖安置型商品房2 期工程B07 地塊樁機地下室和上部主體工程，位于仙岳路和金邊路交叉口，本工程面積為160850m2，地上建筑面積116850m2，地下建筑面積44000m2，包括地上32 層，地下2 層，主要用于住宅、商業、生鮮超市、停車庫和人防工程，工程承包范圍包括樁機工程、土石方工程、基坑降排水工程、地下室和上部主體工程、建筑工程、室外土建工程，施工期間應用了靜壓高強預應力管樁施工技術，經驗收達到質量控制要求。

二、靜壓高強預應力管樁施工主要內容

1.進場控制

考慮到進場驗收的管理難點問題，監管人員對管樁機械能了全面質量分析，運往現場的管樁強度要求達到設計值100%，比如：進場時對產品外觀、外形尺寸進行檢查，比如：外觀要求無蜂窩、露筋，并且樁頂處無裂縫，外形上樁徑和管壁厚度誤差在5mm 之內，樁尖中心線不超過2mm，樁頂彎曲＜1/1000 樁長，樁身有制造日期、管樁編號的標記（如表1）。操作期間避免了碰撞，壓樁前期進行了第2 次檢查。

表1 PHC管樁規格及性能參數

2.壓樁順序

應用靜壓高強預應力管樁施工技術期間要重視管樁順序，首先要考慮壓樁基礎效應，先處理管樁較多的地面，之后對不同深度的樁機加以處理，原則上做到先大后小、先深后淺，并且做到就近處理，由此避免樁機行走擾動土層影響施工質量。

3.工藝流程

靜壓高強預應力管樁施工技術應用期間必須嚴格控制工藝流程，具體如下，首先需要管樁測量定位，然后樁機就位，之后中心對齊，后續開展樁間焊接壓樁、送樁等工作。擠土效應也是處理重點，為了避免擠土效應對施工造成影響，然后合理選擇壓樁順序，從中間向外側壓樁處理，群樁施工期間可使用小型反鏟開挖設備。通常靜壓高強度預應力混凝土管樁施工要控制樁壓值，每隔1min 重新計算樁壓值，下壓期間長度14m 之內的管樁要進行2—3 次穩壓操作，結合不同施工條件增加連續復壓的次數，由此把控樁壓值，出現壓力值突然下降、樁身混凝土剝落等問題停止施工并且商討技術優化方案。施工前期要科學規劃沉樁路線，通常采取單向行進方式，從中間向四周推進，由此擠土進入緊密區時自由向外擴張，避免地表土升高導致樁身傾斜。測放樁位期間根據設計樁位平面圖和規劃部門提供的控制點標記延伸點，在軸線點上依次測放，樁位偏差不得超過10mm，現場指揮人員要結合標識位置就位樁機。測量人員利用兩臺經緯儀以及鋼卷尺重新核實，吊樁落位期間要求調車處于樁位后方，使用吊車起吊下節樁送入加持氣孔，然后對準并調節垂直度，誤差不得超過0.5%，樁位偏差不得超過10mm，吊樁之后進行壓樁處理，要求再次核實垂直度，并且仔細觀察吊線錘變化，控制樁身傾斜度，之后技術人員對照地質勘查報告，關注壓樁力在不同地層的變化情況，要求壓樁連續進行，如果停止作業會導致土體摩擦力加大，影響壓樁。接樁時使用高端板焊接，樁身下沉到地面0.8m 的位置對上節樁起吊，然后對樁中心線調節，端板錯位偏差控制在2mm 之內，焊接前旗期對下端板表面的油污清理，然后對稱施工，確保焊縫連續飽滿，不存在漏焊、虛焊等缺陷，焊接之后自然冷卻至少8min，送樁期間要確保樁身樁中心線和送樁器中心線一致，并且嚴格控制中壓力值。為避免建筑基坑土方超挖加大施工難度，要求送樁深度控制在8m 之內，樁壓標準必須執行雙控要求，也就是控制樁壓力以及樁端進入持力層的深度，壓力樁達到壓力標準是連續，下壓2—3 次穩定5—10s。

4.施工準備

其一，場地要求。下湖項目要求現場地面坡度不超過1%，地面耐力達到140 兆帕，樁機運作上坡期間坡度在10%之內，場地中存在的混凝土地坪以及建筑物雜物要及時清除，由此為樁機運行提供良好環境，與此同時樁機運行期間中心距離和周邊建筑物距離至少達到5m，由此降低樁機運行對原有建筑物的影響；其二，管樁堆放。管樁吊樁時采用兩支點法，裝卸起吊時要平移，并且管樁最下層按兩支點法設置墊木，管徑400mm 可堆放3 層，管徑500 和600mm 可堆放3 層，按管樁的不同規格、型號分別堆放，并且要求堆放場地平整，周邊設置防滑和防滾措施，避免震動以及人為走動導致管樁移動；其三，管樁測量定位，調平樁機后對樁備中心定位，總線控制點引出6—8m 的測量控制網絡，并且樁位測量差距值在10mm 之內，群樁距離控制在20mm 之內；其四，人員配備。靜壓高強預應力管樁施工技術應用過程中，樁機司機、吊車司機、電焊工、電工都需要持證上崗，并且安排現場監管人員；其五，材料和設備準備。施工現場要配備水準儀、經緯儀、鋼卷尺等測量儀器。

5.技術規定

結合地質勘查報告發現下湖項目施工區域存在局部持力層，其中有效樁長區域不超過8m，選擇植入法工藝施工。施工期間選擇旋挖成孔直樁方法，成孔直徑為700mm，成孔后樁長達到10m，以壓樁力控制為主，并且樁端持力層進行分化達到1m，外芯填充料為C25細石混凝土，灌注量為0.6L，坍落度為180—220mm，植入法主要采取定位樁、旋挖成孔、下導管、清孔、灌注填充料等流程，之后進行成孔和灌漿施工，確保整個施工過程連續。灌漿之后及時植入并且灌漿間隔不超過3h，結合地質勘查報告發現個別孔位的沙層較厚，如果現場施工穿過粗沙層存在難度需要配合引孔的方法。本工程選擇螺旋鉆桿作業法，并且引孔垂直度偏差控制在0.5%之內，引孔作業連續進行，間隔作業時間在12h 之內完成，個別孔位表層含有填塊石施工前期仔細進行地勘報告分析，使用機械挖除硬質雜物。

6.樁機和管樁就位

把樁機移到壓樁的位置，樁機調平，然后使夾持器中心和樁備中心對應，并且用樁機上的吊車將就近管樁吊起管樁插入樁機夾持箱內部，之后司機打開夾持箱夾口指揮吊車緩慢將管樁放入夾持箱內部，在管樁下方與地面10cm 位置暫停，利用夾管器夾緊管樁，要求壓力不超過5 兆帕，并且根據安裝要求逐漸加大壓力管樁，操作期間使用鋼筋制作成500mm 的模具，并放置在地面，讓管樁中心和模具周邊對齊，然后管樁提起部分高度焊接樁尖部位。

7.壓樁處理

其一，在第1 節樁的壓制中要求嚴格控制垂直度，下壓期間結合樁機水平儀調整樁的位置，并且在樁機正面以及側面設置經緯線和吊線錘，樁體垂直偏差不得超過0.15%，如果樁身垂直度偏差較大需要及時將插入部分拔出重新下壓，由此最大限度地確保第1 節樁壓精確。下壓期間盡量一次性完成，并且短時間操作，避免其他因素導致壓樁偏差；其二，調節管節長度。接樁期間中間位置要合理調整，管樁接頭數量不超過4 個，并且同一臺樁接頭位置錯開，避免同一水平位置導致接樁壓力集中；其三，做好現場測量工作。壓樁期間要及時完成測量工作，包括水平面測量、垂直面測量，保證測量的精確性；其四，停止作業。在接樁過程中會出現特殊情況，由此停止作業，比如：壓力值下降或者是沉降量增加，導致樁身傾倒和跑位，以上問題出現時必須及時停止壓樁，做到具體問題具體分析。

8.接樁處理

下湖項目施工期間接樁位置使用二氧化碳氣體保護焊接，將二氧化碳氣體設置在電弧周邊，形成局部保護層，由此避免有害氣體進入，保證焊接質量，二氧化碳濃度必須超過99%，并且焊接期間做好防風工作。要點如下：其一，管樁前處理。管樁需要延長或者延伸時入土部分的樁斷，樁頭要超過地面50—100cm，便于后續接樁焊接，上下樁斷要保持順直，并且誤差控制在2mm 之內，管樁對接前期清理上下管樁表面，保證保護層清潔，露出金屬光澤；其二，焊絲選擇。通常管樁接樁口為U 型破口，主要選用 GM-56 型焊絲或者 GM-215 焊絲，焊接期間需要在窗口外側對稱設置4—6 個焊點，然后逐步分層焊接，要求焊接至少3 層，焊接下一層時需要對上一層的焊渣及時清理；其三，縮減焊接時間。接樁處理過程中焊接完成的樁接頭需要自然冷卻，由此進行壓樁操作，自然冷卻時間應超過8min，避免使用冷水，冷卻處理樁機冷卻時間過長會導致焊接點斷裂，嚴重影響接樁質量；其四，第一節管樁起吊就位插入地面的垂直度偏差不得大于0.5%，從正面、側面按90 度方向架設經緯儀監測下樁垂直度，嚴禁移動樁機糾偏；其五，管樁接長時在樁頭高出地面0.5-1m 進行；其五，接樁時上下節樁保持順直，錯位偏差不超過2mm；其六，對接時清理干凈接駁面和坡口，如果樁節間隙較大用鐵片填實焊牢。

三、靜壓高強預應力管樁施工常見問題及預防措施

靜壓高強預應力管樁技術可靠，不過在實際應用中依舊會受到人員、材料、設備和技術因素的影響，難以保證工程質量，由此出現樁身斷裂、樁頭打爆、接頭松脫擠土效應。研究發現，主要問題如下：

樁身斷裂的主要因素如下：其一是遇到地下障礙物，比如：施工期間未能嚴格根據地質勘查報告進行探樁，樁身承受抗彎強度超過混凝土抗彎強度，導致樁身斷裂；其二，管樁養護時間不足，未達到設計強度；其三，外觀質量存在缺陷，尺寸出現偏差；其四，管樁起吊運輸和堆放期間操作不當，導致樁身受到破壞。此外，在接樁處理過程中接頭偏位兩節樁未處于同一直線，由此出現折彎情況。為避免上述問題出現施工期間必須嚴格按照地質勘察報告進行，對存在障礙物的區域探樁處理，確保施工范圍內不存在障礙物，壓樁力不超過設計值。與此同時要對進廠管樁質量進行驗收，管樁養護時間至少達到一天，直到滿足設計強度才能沉樁處理，使用管樁前期還要加強質量檢查，而管樁的起吊、運輸和堆放同樣做到輕拿輕放，根據規格長度類型合理堆放，做好防滑、防滾等措施，接樁期間要求接頭偏差控制在2mm 之內。

接頭松脫主要原因如下：其一，焊接期間未能保證焊接質量；其二，接樁期間接頭出現偏移，不處于同一直線，由此出現彎折的情況，導致壓樁期間由于局部應力破壞連接。施工第28 天監測單位抽查現場的靜載和接頭情況，發現存在樁頭焊接處松散、開裂情況，基礎土方開挖之后也發現接頭焊接部位存在松脫開裂，因此，總包單位向設計單位咨詢分析接樁焊接期間存在的質量問題，從基本工序施工操作、監管確認到規范驗收進行全面管理，不過接樁焊接每個細節進行全程旁站跟蹤難度較大，為此針對接樁焊接環節制定處理措施，其中包括樁端頭卡槽接口焊接以及樁端頭承插接口連接處理。為防止以上問題要求接樁前期徹底清理接頭位置的油污和雜物，并且焊接過程中嚴格按照設計規范施工，采取分層焊接的方法，焊接過程中保持連續。焊接時先對稱點焊4-6 點，再由兩個焊工對稱施焊，焊接層數不得少于2 層，第一層用中3.2mm焊條打底，第二層用粗4mm 或5mm 焊條，內層清理干凈后施焊外層，電焊厚度應高出坡口1mm，焊縫應飽滿、連續，并且無氣孔、裂縫。如果現場有風設置防風措施，焊接之后冷卻5min，然后沉樁處理，接樁過程中誤差控制在2mm 之內，并且要求施工前期做好場地平整工作。

樁位偏移及上浮主要原因如下：施工期間周邊的管樁出現橫向位移或者上浮和膨脹土及土效應明顯有關，在四周建筑物較為密集的情況下更為明顯，主要原因在于焊接期間未能控制垂直度，并且壓樁順序存在不合理情況，連續壓入的樁數量偏多。為了預防以上問題要求施工期間仔細檢查管材的外觀，單樁彎曲度不能超過規范要求，并且接樁處理時要對垂直度偏差加以控制，確保上下兩節樁處于同一軸線，按照相關規范焊接，壓樁處理過程中不能同時開挖基坑，而是在全部管樁施工后開挖。此外，需要控制壓樁順序，合理調整樁終壓力值，并且擴大監測范圍。

四、結論

綜上所述，本文分析了靜壓高強預應力管樁施工主要內容，其中包括進場控制、壓樁順序、工藝流程、施工準備、技術規定、樁機和管樁就位、壓樁處理、接樁處理等內容，對生產具有一定的指導作用，靜壓高強度預應力樁混凝土管樁施工涉及諸多環節，施工單位需要嚴格落實技術規范，根據勘察報告、技術要求落實各項控制措施，由此為后續施工打下基礎。