淺談靜壓管樁的施工質量控制

胡國華 傅鳳金

摘要:靜壓管樁具有的單樁承載力高、施工方便、低噪音、穿透力強、造價便宜等特點,近幾年來得到了迅猛發展及推廣應用。同時由于錘擊法施工在環保等方面(如施工噪音大)的缺點日益突出,故而靜壓法施工越來越普遍。由此而引發的許多關于靜壓管樁的質量問題也倍受人們的關注,本文就靜壓管樁施工質量控制作分析與探討。

關鍵詞:靜壓管樁;質量控制;擠土效應;承載力

1 靜壓管樁的優缺點

靜壓法施工是通過靜力壓樁機的壓樁機構自重和樁架上的配重通過壓樁機的液壓系統將預制管樁壓入土中的一種成樁工藝。

1.1 主要優點

強度高造價低,單樁承載力高,應用范圍廣。管樁的混凝土強度等級不低于C60,在工廠中批量生產且規格齊全,同一建筑物基礎中,可選用不同直徑的管樁,容易解決布樁問題,可充分發揮每根樁的承載能力;低噪聲、無振動、污染小,施工方便且速度快,可以24小時連續施工,單樁可接成任意長度,不受施工機械能力和施工條件局限,縮短建設工期,創造時間效益,從而降低工程造價,其單位承載力價格僅為鋼樁的1/3～ 2/3,并節省鋼材}同時場地整潔、施工文明程度高;由于送樁器與工程樁樁頭的接觸面吻合較好,送樁器在送樁過程中不會左右晃動和上下跳動,穿透力強,故送樁深度大,基礎開挖后的截去最少;施工中由于壓樁引起的應力較小,且樁身在施工過程中不會出現拉應力。樁頭一般都完好無損,復壓較為容易。

1.2 主要缺點

仍然具有擠土效應,對周圍建筑環境及地下管線有一定的影響,要求邊樁中心到相鄰建筑物的間距較大;施工場地的承載能力要求較高,在新填土、淤泥土及積水浸泡過的場地施工容易發生壓樁機沉陷;過大的壓樁力(夾持力)易將管樁樁身夾破夾碎,或使管樁出現縱向裂縫;不宜在地下障礙物或孤石較多的場地施工。

2 靜壓管樁施工過程的質量控制

2.1 壓樁前的準備工作

施工隊伍的選擇。靜壓管樁施工必須由專業的施工隊伍來施工,壓樁前必須對施工隊伍的資質進行審查,了解施工隊的技術力量及壓樁水平的審查施工組織設計、施工壓樁路線、施工進度計劃的可行性,要求施工隊每個技術人員,包括施工技術員、焊工、記錄員、開機員等都必須具有相應技術資格證和上崗證。樁機的選擇。必須根據具體工程的地質資料和設計的單樁承載力要求,充分考慮樁的形狀、尺寸、重量、入土長度、結構形式以氣象等條件準確地選擇壓樁機.如果壓樁機噸位過小,可能出現壓樁困難;反之,易發生陷機情況且壓樁機的利用效率低,從而造成浪費。一般情況下,樁機的壓樁力應為單樁豎向極限承載力標準值的1.2～1.5倍。

施工放線與定樁位。放線的準確與否直接影響建筑物的位置是否符合 規劃要求,而樁位的準確與否又直接影響著整個工程的結構,因此,這兩個工序的重要性不容忽視。項目技術管理人員應該對已定好的軸線及樁位進行復核,根據建筑物與結構樁位圖逐位校核,發現不符合要求的及時糾正。

樁尖、樁身的選用及質量檢查。首先必須設計要求并考慮硬土層厚度、地面是否大面積堆載、樁是否需要沉入碎石、卵石或基巖為強風化帶等具體情況選用管樁。樁尖有十字型、圓錐型和開口型三種, 十字型樁尖加工容易,價格便宜。破巖能力強,但穿越砂層時,開口型和圓錐型比十字型好,開口型一般用在入土深度為35米以上且樁徑≥500的管樁工程中。對所有到場的管樁進行仔細認真地查驗,測量管樁的外徑、壁厚、樁身、長度、樁身彎曲度等有關尺寸,并詳細記錄,同時應對樁身外觀質量進行仔細地查驗。檢查樁身是否粘皮麻面、內外表面是否露筋、是否有裂縫、是否斷頭脫頭、樁套箍是否凹陷、內表面混凝土是否坍落等情況,不符合管樁規范要求的,嚴禁使用。

2.2 壓樁施工過程的質量控制

靜壓樁沉樁時,壓樁的壓力要根據現場的地質條件,通過對靜力觸探比貫入阻力平均值和標準貫入試驗N值評估沉樁的可能性,選擇好壓樁機械設備;根據地質條件,單樁豎向極限承載力以及布樁密集程度等因素,壓樁機應按定額總重量配制壓重,壓機的重量(不含靜壓樁機大履和小履重量)不宜小于單樁極限承載力的1.2倍;油壓表必須經有資質的法定檢測單位鑒定,并有鑒定合格證;靜壓樁沉樁控制應按設計標高,壓樁力和穩壓下沉量相結合的原則,并根據地質條件和設計要求綜合確定;樁端進入堅硬、硬塑粘性土,中密以上粉土、砂土土層時,靜壓樁的壓樁力為主要控制指標,樁端標高在征得設計單位同意后,可作為輔助控制指標;靜壓樁樁端進入持力層,達到綜合確定的壓樁力要求,但未達到設計標高時,宜保持穩壓1～2分鐘,穩壓下沉量可根據地區經驗確定;靜壓樁施工過程中,不得任意調整和校正樁的垂直度,避免對樁身產生較大的次生彎矩。靜壓樁穿越硬土層或進入持力層的過程中,除機械故障處,不得停止沉樁施工;壓樁過程中,應檢查壓力、樁的垂直度、接樁間歇時間、樁的連接質量及壓入深度;壓樁施工結束后,應做樁身的單樁豎向承載力試驗和小應變檢查樁身質量;沉樁質量控制沉樁前,應清除周邊和地下障礙物,平整場地,樁機移動范圍內場地的地基承載力應滿足樁機運行和機架垂直度的要求。沉樁順序一般采用先深后淺,自中間向兩邊對稱前進,或自中間向四周進行。樁插入土中定位時的垂直度偏差不得超過0.5%。送樁結束后,應及時用碎石或黃砂回填密實。終壓(即終止壓樁)標準及終壓的控制:終壓標準應該以質監部門.設計單位.施工單位、建設單位、勘察單位有監理單位等有關部門在試樁會議中根據試樁的實際情況確定的標準為準則。一般情況下,除保證樁長及樁尖入持力層深度應該滿足設計要求外,還要控制終壓值Q與單樁豎向承載力標準值Rk存在著某種比例關系,這有待于日后的工程實踐與理論研究。這種比例關系與工程地質構造情況關系較大,同時與樁的長度以及所選的持力層關系也不可忽視。終壓值得Q可以按以下原則來控制:當樁端持力層為粘土、粉質粘土時,主要控制樁端達到的設計深度,終壓值RQ:(0.6-1.3)RK;當樁端持力層為標貫擊數較高,中密以上的中粗砂、礫砂時,以控制終壓值得為主,Q= (1.8-2.5)RK,長樁取高值,擊數低取低值,擊數高取高值。

2.3 樁頭接樁的質量控制

由于樁與上部結構的連接主要通過樁的承臺,因此樁頭嵌入承臺長度不宜太短,有關管樁技術規范規定不宜小于10cm。從日本樁基的典型震害實例調查中可知,有不少是由于樁嵌入承臺長度不足,抗拔不夠,因此在地震設防區有必要把樁嵌入承臺的長度加長,且樁頭的插筋長度也應加長及增加配筋量,樁頭填芯砼的強度等級應滿足規范要求和設計要求,這一環節的重要性顯而易見,工程有關技術管理人員應該加強這一環節的質量控制。

3 成樁的質量檢查

3.1 樁身垂直度及樁身質量檢查

樁身的垂直度可以用垂球吊線的辦法來量測,對不符合規范要求的,應及時報送設計單位,由設計單位提出補強修改意見。對于配置封口樁尖,樁身質量的檢查可以直觀檢查,即將低壓電燈泡沉入樁內腔檢查,正常情況下,內腔應該是不進土和水的。

3.2 樁頂標高及偏位情況的檢查

基礎開挖后,應對樁頂標高及樁的偏位情況進行測量,并把記錄資料完整地整理一份報送設計單位,由于設計單位提出方案,解決那些樁頂標高以及樁偏位超過規范要求的情況,而對于那些樁標高高于設計標高的情況,施工單位應用電鋸法截去多余的樁段,而不應該用人工敲打的辦法把多余的樁段敲掉,那樣很容易把成樁敲傷。

3.3 單樁豎向承載力的檢測

目前主要采用靜荷載試驗的方法來檢測成樁的單樁豎向承載力,由設計單位、質監部門、施工單位、建設單位及監理單位等有關部門舉行點樁會議,選取較具代表性的樁進行靜荷載試驗。靜荷載檢測時一般用慢速維持荷載法,并要求工程有關技術管理人員進行現場監督,詳細記錄最終沉降量和殘余沉降量等。特別要注意檢測樁機在進場、退場及移動過程中不要碰撞到任何工程樁。

4 結束語

雖然目前靜壓管樁施工實踐經驗尚不夠豐富,但隨著靜壓管樁技術的廣泛應用和發展,以及人們對靜壓管樁的理論研究和工程實踐經驗的不斷積累,靜壓管樁施工技術和應用水平將會不斷地得到提高,靜壓管樁的應用范圍將進一步擴大。