預制PHC管樁在應用中存在的問題及對策措施

岳海山

2008年3月,長治市潞安頤龍灣小區開工建設,項目為長治首席超大規模住宅小區,建筑以小高層、高層居多。本工程樁基為PHC管樁,樁型為PHC-AB400(95),樁長25 m,26 m,27 m等規格,靜壓法施工;在實際管樁施工中出現以下問題:有的樁施工時沉樁困難,達不到設計樁底標高;個別樁偏移或傾斜過大;個別樁達到設計標高或深度,但未達到樁的設計承載力;實際壓樁阻力與地質資料或試驗樁所反映阻力相比有個別不一致現象。現逐一對這幾個問題進行原因分析并在施工中采取相應的對策措施。

1 出現的主要問題及原因分析

1.1 出現沉樁困難而達不到設計樁底標高

主要原因分析:1)壓樁設備樁選型不合理,設備噸位小,能量不足。2)壓樁時中途停歇時間過長。3)壓樁過程中設備突然出現故障,排除時間過長,或中途突然停電。4)沒有詳細分析地質資料,忽略了淺層雜填土層中的障礙物及中間硬夾層、透鏡體等的存在情況。5)忽略了樁距過密或壓順序不當,人為形成“封閉”樁,使地基土擠密,強度增加。6)樁就位插入傾斜過大,引起沉樁困難,甚至與鄰樁相撞。7)樁的接頭較多且焊接質量不好或樁端停在硬夾層中進行接樁。

1.2 個別樁偏移或傾斜過大

主要原因分析:1)壓樁機大身(平臺)沒有調平。2)壓樁機立柱和大身(平臺)不垂直。3)就位插入時精度不足。4)相鄰送樁孔的影響。5)地下障礙物或暗浜、場地下陷等影響。6)送樁桿、壓頭、樁不在同一軸線上,或樁頂不平整所造成的施工偏壓。7)樁尖偏斜或樁體彎曲。8)接樁質量不良,接頭松動或上下節樁不在同一軸線上。9)壓樁順序不合理,后壓的樁擠先壓的樁。10)基坑圍護不當,或挖土方法、順序、開挖時間、開挖深度不當等。

1.3 樁的承載能力不足

主要原因分析:1)設計樁端持力層層面起伏較大。2)地質勘察資料不詳細,古河道切割區未察清楚,造成設計樁長不足,樁尖未能進入持力層足夠的深度。3)試樁時休止期沒達到規范規定的時間而提前測試,或測試時附近正在打樁,樁周土體仍在擾動中。

1.4 實際測出的壓樁阻力與地質資料或試驗樁所反映阻力相比有個別不一致現象

主要原因分析:1)樁端持力層層面起伏較大。2)地面至持力層層間存在硬透鏡體或暗浜。3)地下有障礙物未清除掉。4)壓樁順序和壓樁進度安排不合理。

2 采取的主要對策措施

2.1 針對沉樁困難達不到設計樁底標高采取的措施

1)配備合適壓樁設備,保證設備有足夠壓入能力。2)一根樁應連續壓入,嚴禁中途停歇。3)進場前對設備進行大修保養,施工時進行例行檢修,確保壓樁施工時設備正常運行。避開停電時間施工。4)詳細分析地質資料,清除淺層障礙物。配足壓重,確保樁能壓穿土層中的硬夾層等。5)制定合理的壓樁順序及流程,嚴禁形成“封閉”樁。6)嚴把制樁各個環節質量關,加強進場樁的質量驗收,保證樁的質量滿足設計要求。7)合理選擇樁的搭配,避免在砂質粉土、砂土等硬土層中焊接樁,采用3臺～4臺焊機同時對稱焊接,盡量縮短焊接時間,使樁被快速連續壓入。

2.2 針對樁偏移或傾斜過大采取的措施

1)壓樁施工時一定要用頂升油缸將樁機大身(平臺)調平。2)壓樁施工前應將立柱和大身(平臺)調至垂直滿足要求。3)樁插入時對中誤差控制在10 mm,并用兩臺經緯儀在互相垂直的兩個方向校正其垂直度。4)送樁孔應及時回填。5)施工前詳細調查掌握工程環境、場址建筑歷史和地層土性、暗浜的分布與填土層的特性及其分布狀況,預先清除地下障礙物、處理暗浜等。6)施工時應確保送樁桿、壓頭、樁在同一軸線上,并在沉樁過程中隨時校驗和調正。7)樁就位插入時如傾斜過大應將樁拔出,待清除障礙物后再重新插入,確保壓入樁的垂直度。8)提高施工焊接樁質量,保證上下節同軸,嚴格按規范要求進行隱蔽工程驗收。9)制訂合理的壓樁順序,盡量采取“走長線”壓樁,給超孔隙水壓力消散提供盡量長的時間,避免其累積疊加,減小擠土影響。10)壓樁結束10 d左右,待超孔隙水壓力充分消散后方可開挖;且圍護結構應有足夠的強度與剛度,避免側向土體位移;機械開挖至樁頂30 cm時采用人工開挖,避免挖斗碰撞樁頭。

2.3 針對樁的承載能力不足采取的措施

1)當知道樁端持力層層面起伏較大時,應對其分區并且采用不同的樁長。壓樁施工時除標高控制外,尚應控制最終壓入力。2)當壓樁時發現某個區域最終壓樁力明顯比其他區域偏低時,應進行補勘以查清是否存在古河道切割區等不良地質現象。針對特殊情況及時和設計單位聯系,變更設計改變布樁或增加樁數或增加樁長等措施來滿足設計承載力。3)試樁的休止期一定要滿足規范規定,試樁時樁周1.5倍樁長范圍內嚴禁打樁等作業。

2.4 針對壓樁阻力有異常現象采取的措施

1)按照持力面的起伏變化減小或增大樁的入土深度,壓樁時以標高控制為主外,還應以壓入力作參考。2)配備有足夠壓入能力的壓樁設備,提高壓樁精度,防止樁體破損。3)用鋼送樁桿先進行樁位探測,查清并清除遺漏的地下障礙物。4)確定合理的壓樁順序及日沉樁數量。對有砂性土夾層分布區,樁尖可適當加長,壓樁順序應盡量采用中心開花的施工方法,嚴禁形成“封閉”樁。

3 結語

長治市潞安頤龍灣一期工程在采用該項技術之后,僅僅用兩個月時間便完成了近10萬m工程量,施工進度快,施工現場文明施工好,縮短了工期,施工中遇到的問題也不同程度的予以預防和解決,取得了較好的社會和經濟效益。計劃二期工程大面積推廣使用。

[1] 鄭 楷,黃上進,林志文.PHC管樁在軟弱地基土中設計實例[J].山西建筑,2007,33(17):107-108.