淺談PHC靜壓管樁施工技術及其質量控制措施

曾向新

（福建省惠房建設工程有限公司，福建 泉州 362000）

0 引言

PHC靜壓管樁又被稱為高強預應力混凝土管樁，具有單樁承載力大、混凝土強度高的特點，被廣泛運用在市政、水利、民用建筑以及港口碼頭等各類建筑的低承臺樁基礎施工中，成為我國沿海地區各類建筑工程中常用的基樁形式。靜壓樁基施工技術施工時基本無噪聲，可晝夜連續施工，施工周期短，環保友好度高，對施工成本控制具有明顯效果。但施工過程中，在允許施工終壓力下，也會出現樁端達不到持力層，同一承臺相鄰基樁樁底標高相差過大，樁頂短接樁等問題，會對施工質量和施工工期造成嚴重的不利影響，值得開展施工技術和質量控制方面的研究，促進PHC靜壓管樁的高質量應用。本文對PHC靜壓管樁施工技術進行分析，并對其質量控制提出應對措施。

1 工程概況

盛榮產業園廠房建筑基礎施工采用PHC靜壓管樁，共1236根，樁徑D=500mm，壁厚125mm，樁端持力層為全風化巖或強風化巖。樁基終壓條件：以壓樁力及貫入度控制為主，以設計樁長控制為輔進行雙重控制；樁端進入持力層≥1m。單樁豎向抗壓承載力特征值：2000kN；單樁豎向抗壓極限承載力標準值：4000kN；單樁豎向抗拔承載力特征值：440kN；單樁豎向抗拔極限承載力標準值：880kN；頂壓豎向壓樁力：4600kN。

2 施工準備

（1）熟悉資料與現場情況：掌握施工圖紙，結合相關標準規范，了解設計意圖，熟悉設計文件、地質勘察報告以及施工現場施工條件。

（2）配備人員與技術交底：配備人員包括施工管理人員、測量人員、技術人員、質檢人員、樁機操作人員、試驗人員、安全管理人員等；施工前對相關人員進行技術交底，并做好樁機操作人員培訓工作。

（3）檢查管樁質量：管樁混凝土強度為C80，樁徑、管壁厚度允許偏差：±5mm，頂面平整度的允許偏差：±10mm。所有管樁需滿足設計強度要求，做好外觀檢查[1]。

（4）配置施工設備：機具進場前應進行檢修，保證性能良好，主要機具見表1所示。

表1 盛榮產業園PHC靜壓管樁主要施工機具

3 施工技術要點

3.1 測量放線與樁位復核

做好平面坐標以及高程控制，根據業主提供的坐標點和水準點，測量方位角，并根據樁位平面圖進行放樣，標記樁位，利用水準儀控制標高，全站儀測量樁位。工程樁測量定位放線后，布置軸線控制樁，為確保控制點準確無誤，控制樁的布置應避開打樁振動影響范圍[2]。測量各樁位置后標注樁位編號，安排專人負責定期檢查，保證控制樁和標志樁無偏移。

樁位復核采用軸線控制樁拉線進行復測，注意樁機移位過程中避開樁位放線標志樁，如發現損壞現象，需進行重新測定和定位，嚴禁出現相關人員隨意恢復樁位的現象。經質檢員檢查樁機移位對中滿足施工規范后方能開展下一道工序，相關指標允許誤差見表2所示。

表2 樁位放線和對中允許誤差

3.2 樁起吊與樁尖焊接

樁機就位后，對其平整度進行檢查和調整，夾具中心要與樁位中心對準，然后起吊預制樁。靜壓樁機主要有兩種形式，一種是頂壓式，一種是包夾式，該工程采用包夾式，將預制管樁起吊，放入靜力壓樁機夾具中，夾緊后對垂直度進行適當調整，垂直度測量采用激光準直儀或垂球線，如發現偏差及時糾正[3]。

樁尖形式為十字形樁尖，為保證樁尖焊接質量，焊接前清理鐵銹和雜物，保證樁端端頭板清潔。焊接樁尖時，需先固定管樁端頭板與樁尖，采用點焊方式進行固定，然后由2名焊接工人同時操作，確保焊接的對稱性，避免樁端與樁尖之間發生偏移，并且盡量減少焊接應力。樁接頭焊接完畢后，自然冷卻，時間根據當時氣溫而定，通常不低于10min，觀察無問題后涂刷防腐漆，未冷卻情況下禁止做防腐處理，且嚴禁采用水冷卻方式[4]。

3.3 壓樁前處理與壓樁

對第一節樁施壓前，檢測地基承載力，觀察樁機安裝位置，場地平整且無明顯下陷，支承液壓腿下沉深度≤150mm。實踐工作經驗發現，如果樁間距比較小，在進行壓樁時可能會出現管樁上浮現象，因此采用梅花形跳壓方式。如果樁與樁中心距＜1.75m，則結合地質條件、施工現場實際情況，考慮先引孔（孔徑350～400mm）到持力層后再壓樁。

吊裝管樁時對平臺機進行調整，定位準確后才能壓樁。管樁位置采用吊線錘和經緯儀進行垂直方向控制，并結合施工技術規范控制樁位，避免出現較大偏差，即樁垂直度偏差≤0.5%。當＞1%時，需對偏差進行糾正，然后再重新壓樁[5]。為防止引起臨近已施工樁出現上浮，結合現場實際情況合理安排壓樁順序。如果發現臨近樁上浮，及時中止壓樁，觀測上浮情況，復測樁基壓力值后進行復壓處理。在此基礎上，沉樁順序按照如下原則進行：

先長樁后短樁；先密后疏；先內后外；先打密樁，后打疏樁。

為方便對樁身入土深度進行控制，壓樁之前應均勻劃分樁身，按照1m間距進行標記，控制好壓樁速率（1.0～1.9m/min），每壓一個標記段記錄一次壓力值。為提高壓樁效果，由中心位置開始壓樁，然后向四周對稱施壓，緩慢加壓，保證第1節樁垂直入土，發揮導向作用。確定樁入土深度達到3m后，應避免使用樁機對垂直度進行調整，并且隨時觀察樁機主控室壓力表，控制好壓樁力，使其達到同步平衡，防止發生偏心。

3.4 接樁

PHC靜壓管樁接樁主要包括抗壓樁的焊接和抗拔樁的連接。

3.4.1 抗壓樁焊接

焊接是PHC靜壓管樁接樁的重要方式，確保焊接質量是提高管樁施工質量的關鍵措施。樁壓至其頂端后，觀察高出地面60～80cm時停止壓樁，準備接樁焊接。該工程配備4臺電焊機，先進行4～6個點位的對稱點焊，然后再進行四周對稱施焊，固定好上、下樁節后將導向箍拆除，然后再進行分層施焊，焊接層數不低于2層，確保焊縫飽滿，首層焊接結束后徹底清理焊渣。焊接接樁接頭宜使用CO2氣體保護焊，焊接后進行自然冷卻，時間不低于8min。接樁傾斜度允許偏差值≤1 /1000，錯位允許偏差值≤1mm[6]。

焊接過程中，接樁端面必須保證貼合緊密，且不能在接頭間隙填塞焊條頭、貼片。為保證上節樁能夠準確定位，在下節樁樁頭位置布設導向箍，且上節樁和下節樁段錯位偏差要≤2mm，對接管樁之前清理上端和下端表面。根據《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金剛焊絲》中相關要求，預應力混凝土管樁端頭板鋼材為Q235B，頭板厚度20mm，焊絲直徑1.2mm，禁止使用被銹蝕或腐蝕的焊絲。保護氣體參數：80%Ar+20%CO2，純度≥99.5%，含水量≤0.1%，含氧量≤1.0%，如果壓力值＜10個大氣壓，不得按照上述參數繼續使用。坡口焊接形式為橫焊，參數見表3。

表3 坡口位置焊接工藝參數

3.4.2 抗拔樁連接

根據2010年閩建科函《關于加強預應力混凝土管樁機械快速接頭技術推廣應用的通知》52號文件中要求，抗拔樁接頭需采用機械連接接頭技術。該工程ZH2樁號豎向抗拔承載力特征值Rto為880KN，壓樁力荷載4600KN。在進行抗拔樁機械連接時，需要滿足抗拔強度，并對連接方式進行改進，設置一定數量螺栓孔，保證每片機械連接卡的孔洞分布均勻、夾角相等，利用螺絲固定端板與機械連接卡，防止沉樁時機械連接卡脫落而導致抗拔樁機械連接質量受到影響。

3.5 送樁與截樁

最后一節樁壓入后，外露部分的樁無法進行加壓時，使用送樁器進行送樁，但是需要保證樁頂與送樁器底部緊密貼合，防止送樁過程造成樁頭破壞。通常情況下，為方便測量送樁深度，送樁器上都會標識上刻度，利用刻度能夠控制好送樁前管樁露出地面的高度，一般高出30～50cm為宜。結合樁頂標高，將樁送到設計標高位置，采用水準儀對送樁標高加以控制，避免誤差過大。

完成壓樁后，需要及時采用電動截樁器截除裸露在地面的管樁，避免樁機行進時對管樁造成損壞。如果樁頭低于地面，則容易形成空孔，對樁孔部位產生影響，應及時回填，回填土選用黏土或砂土，或者采用鋼板、模板對空孔進行遮蓋。

3.6 樁頂填芯

為強化管樁與基礎梁、管樁與承臺之間的連接，進一步提升樁基承載力，送樁結束后需進行樁頂混凝土填芯。為避免混凝土下落，將直徑略低于管樁內徑的圓薄鋼板（厚度5mm）作為托板，深入到管樁內1.5m處（抗壓樁）或3m處（抗拔樁），即樁頂填芯抗壓樁1.5m、抗拔樁3m[7]。

4 施工質量控制措施

4.1 預先處理施工場地

PHC靜壓管樁施工前，對施工現場雜物、大石塊進行徹底清理，避免對樁位定位產生影響，減少樁位偏差現象，降低爆樁幾率。如果施工現場有水坑，應填平夯實，如果場地承載力不足，則換土填實，確保樁身垂直度和樁位準確性。此外，保證施工場地承載力，樁機到位后，如發現傾斜或下沉，及時進行處理，保證表面抗壓力滿足施工需要。

4.2 重視樁身損壞處理

在施工過程中難免遇到樁身損壞情況，應重視樁身損壞處理。如果損壞部位比較淺，則將斷樁位置切除，然后進行接樁處理，處理步驟包括：標記樁頂標高、清理樁身、安裝鋼筋籠、接樁位置綁扎鋼筋、模板支護、澆筑混凝土。

4.3 加強送樁質量控制

在使用送樁器時，應確保其下端與樁頂斷面的平整度，使兩者接觸良好，并且與打入樁保持垂直，避免在送樁過程中出現壓樁力過大現象而造成樁頂破碎，也防止樁頂面受力不均后產生偏移。同時，如果送樁深度超出設計范圍，可能導致壓樁不穩，此種情況視為斷樁，要馬上停止壓樁，安排專人檢查，確定原因后處理。

5 結束語

綜上所述，進行PHC靜壓管樁施工時，既要做好施工前人員、材料和機具方面的準備工作；也要嚴格遵循測量放線與樁位復核、樁起吊與樁尖焊接、壓樁前處理與壓裝、接樁、送樁與截樁、樁頂填芯等施工技術要點開展施工；另外，施工中還應積極采用預先處理施工場地、重視樁身損壞處理和加強送樁質量控制等施工質量控制措施，才能保證PHC靜壓管樁施工綠色、安全、快速且質量可靠。