深厚軟土地區大面積小樁距靜壓預制樁應用的思考

吳殿昌,朱文匯,石立國

（中國建筑第二工程局有限公司北京100054）

深厚軟土地區大面積小樁距靜壓預制樁應用的思考

吳殿昌,朱文匯,石立國

（中國建筑第二工程局有限公司北京100054）

本文對深厚軟土地區典型地層構造進行了簡述,并就如何保證工程質量從詳細地質勘察報告、合理選擇樁長和樁端持力層、充分試樁試驗和分析、周密的施工組織與合理施工方案、規范的質量驗收、完善的質量管理制度、土方施工過程中對樁的保護等七個方面進行了闡述,對深厚軟土地區燈似預制樁基工程應用有一定指導作用。

深厚軟土；預制樁；應用；質量管理

前言

混凝土預制樁可在軟土地區廣泛應用,按施工方法分為打入式預制樁和液壓式預制樁。和灌注樁相比預制樁具有如下特點：樁單方承載力高,樁預先制作,不占用工期,施工準備周期短,成樁不受地下水影響,生產效率高,施工質量易于控制,打設方便,施工速度快,工期短,無泥漿排放等問題。

鑒于上述特點,預制樁基的工程容易被忽視。在樁的施打過程中,由于土中孔隙水壓力的急劇上升,造成沉樁阻力的增大,局部硬隔離層的存在使樁的沉入困難,甚至使樁達不到設計的樁尖標高；由于擠土效應的存在,如果措施不當,樁體傾斜和樁體上浮的現象就會發生,造成嚴重的質量事故。

因而加強預制樁基工程的質量管理,特別是軟土地區小樁距大面積群樁的質量管理是十分重要的。

1 典型場地地層構造簡述

本文僅依據具有代表性的某工程地質勘察結果對土層分布由上至下進行簡單陳述如下：

吹填砂：以中粗砂為主,為新近填土,松散,層厚2.5～4.0m,均厚3.2m。

淤泥層,黑色、灰黑色,富含有機質,流塑狀。層厚12.9～15.3m,均厚14.4m。

淤泥質粘土層,灰黃色～棕灰色,可塑狀,層厚1.4～3.9m,均厚3.0m。

粘土層,上部為綠灰色,下部為棕黃色,含粉細砂,可塑～硬塑狀,層厚2.5～6.0m,均厚4.5m。

中粗砂層,黃色、棕黃色,分選性差,大小混雜,鐵、泥質膠結,中密～密狀,層厚1.3～5.0m,均厚3.3m。

粘土層,暗灰色～灰黑色,可塑狀,層厚4.2～7.9m,均厚6.1m。

細中砂層,灰白色,以中砂為主,分選性較差,中密狀,層頂埋深37.0～40.6m,鉆探未揭穿。

2 詳細的地質勘察報告

由于工程地質勘察單位往往和工程的設計單位不是同一個單位,而且有的工程的地質勘察要早于工程項目的設計一到兩年的時間,從而勘察和設計之間就很難有有效的溝通和銜接,這樣就存在一個勘察報告的內容和深度能否滿足進行樁基設計的要求的問題。在工程實踐中,特別是高層建筑且地質復雜項目經常會出現勘察孔的間距過大數量少、勘察孔的深度不夠、巖土工程參數太少不能滿足設計計算的需要等問題,進而導致在工程實施中進行補充勘察。

雇用工程咨詢公司或者監理公司,從工程勘察開始到工程設計和施工進行全過程全方位服務,由工程咨詢公司對工程地質勘察技術方案和技術報告進行審查和審核,控制地質勘察的質量；

對于能夠在地質勘察時就能確定設計單位的項目,應該由設計單位提出對地質勘察的要求,由業主組織勘察和設計單位進行有效的交流和溝通,使地質勘察能夠更全面的滿足設計的需要；

勘察單位提交的勘察報告,應由設計單位對其全面性進行核對,發現土工參數不全面或者是其它的不能滿足設計需要,及時提出進行解決；

樁基的巖土工程勘察的要求,不同的規范都對此進行了規定,在進行巖土工程勘察時,可對照如下規范：《建筑樁基技術規范》、《巖土工程勘察規范》、《高層建筑巖土工程勘察規程》(JGJ 72-2004)。

3 合理選擇樁長和樁端持力層

對于端承樁和磨擦端承樁,持力層的選擇是樁基工程設計成功與否的關鍵。應根據《建筑樁基技術規范》和《高層建筑結構設計規范》選擇持力層。樁的類型和樁端持力層及其位置應明確在圖紙上,以使施工、監理人員清楚。

在樁基設計時應考慮靜壓施工的難易程度,考慮局部硬夾層對靜壓施工的影響,對于因硬夾層的存在而使樁難以壓入的情況應建議改進施工方法。

對于高層建筑,應考慮持力層下的軟弱下臥層產生的附加沉降影響,應進行軟弱下臥層的驗算。上部荷載差異顯著的組合建筑,因建筑上的考慮未設置沉降縫的,樁基設計時應考慮差異沉降對建筑結構的影響。

4 充分的試樁試驗及分析

試樁即是對初步設計的參數進行檢驗,為大面積的壓樁提供依據和經驗,又可以為正確選擇持力層提供依據。

試樁所用的儀器設備要進行檢定和標定,試驗人員要有相應的崗位和資格證書,要有試驗方案。

試樁應該有代表性,采用現場靜載荷試驗確定單樁豎向極限承載力標準值時,在同一條件下的試樁數量不宜小于總樁數的1%,且不應小于3根,工程總樁數在50根以內時不應小于兩根。

對于在試樁過程中發現的試樁樁長比設計樁長明顯變短,或是樁的靜壓過程中在接近設計樁時而壓樁力逐漸變小等現象都應引起足夠的重視,分析原因。

試樁試驗得出的承載力的極限值或特征值沒有反映負摩阻力的影響。在建筑物的長期使用過程中,當樁周土層產生的沉降超過基樁的沉降時,應考慮樁側負摩阻力,樁周土沉降可能引起的樁側負摩阻力,應根據工程具體情況考慮其對樁基承載力和沉降的影響；當土層不均勻或建筑物對不均勻沉降較敏感時,尚應將負摩阻力引起的下拉荷載計入附加荷載驗算樁基沉降。

5 周密的施工組織和合理的施工方案

在軟土地區進行大面積小樁距的靜壓樁施工,如果施工組織不當，施工方案不合理，就會產生擠樁、浮樁、斷樁、偏樁,從而造成質量問題或質量事故,影響工程進度，造成工程費用的增加。

要有專職的專業技術人員負責樁基施工,選用合理的壓樁設備及壓樁工藝參數、壓樁順序、壓樁控制標準和終壓力。

應評估靜壓施工是否會對周圍建筑物或地下管線造成影響,可能造成影響的應采取必要的措施：如當一側毗鄰建筑物時,由毗鄰建筑物處向另一方向施打；預鉆孔沉樁法；設置袋裝砂井或塑料排水板,以消除部分超孔隙水壓力,減少擠土現象；限制打樁速率；沉樁過程應加強鄰近建筑物,地下管線等的觀測、監護等。

對于地質條件復雜項目,應在靜壓施工前,根據工程地質勘察報告和設計圖紙中對持力層的要求,繪制施工樁長、樁尖位置控制圖,預先確定每一根樁的施工樁長。若在施工過程中的實際施工樁長和預先確定的施工樁長有很大的差異,應及時匯報設計和監理,查明原因,確定對策。必要時可進行補充勘察,提供更加詳細的資料供設計和施工進行下一步的決策。

靜壓過程中的最大壓樁力和終壓力,如果設計有要求的,應嚴格按設計要求執行。若設計無要求,施工單位自行確定最大壓樁力和終壓力時,應考慮樁本身的承受能力。且在靜壓過程中要控制最大壓樁力的持續時間,以免對樁身造成損壞。

6 規范的質量驗收

樁基工程質量驗收是質量控制的重要環節,靜壓預制樁工程應按下列要求進行驗收：

質量驗收應在施工單位自行檢查評定的基礎上進行。

施工質量應符合質量驗收規范的規定,應按“靜力壓樁檢驗批質量驗收記錄表”的檢驗項目進行驗收,該表中主控項目為樁體質量檢驗、樁位偏差、承載力,一般項目為成品樁質量外觀外形尺寸、硫磺膠泥質量（半成品）、接樁、電焊條質量、壓樁壓力（設計有要求時）、接樁時上下節平面偏差和接樁時節點彎曲矢高、樁頂標高,表列應檢項目必須全部進行檢查驗收，不得缺漏,主控項目必須全部符合專業規范的規定,不充許不符合規范要求的檢驗結果,一般項目應有80%以上的抽檢處符合規范規定或偏差值在其允許偏差范圍內。

靜壓樁施工應符合工程勘察、設計文件的要求。

參加質量驗收的各方人員應具備規定的資格,應由總監理工程師（建設單位項目專業負責人）組織施工單位項目負責人,有關勘察設計單位項目負責人進行驗收,因為樁基工程關系到整個工程的安全,因而規定施工單位技術、質量部門負責人也應參加驗收。

7 完善的質量管理制度

靜壓預制樁施工現場質量管理應有相應的施工技術標準、健全的質量管理體系、施工質量檢測制度和綜合施工質量水平評價考核制度。監理工程師應對現場管理制度、質量責任制、主要工種操作上崗證書情況、施工圖審查情況、地質勘察資料、施工組織設計（方案）及審批、技術標準和質量檢驗制度等進行檢查,并做好施工現場質量管理檢查記錄。

監理單位應根據工程的規模和性質等,具有針對性地設置質量控制點。如下質量控制點可供施工過程中選用或參考：成品樁的質量、樁位偏差和傾斜、上下節樁接頭質量、截樁的方法、施工樁長、終壓力、最大壓樁力、樁尖或持力層的位置、承載力等。在靜壓施工過程中進行嚴格質量檢查和控制。

對于地質條件復雜、上部結構形體復雜和上部結構荷載差異大的靜壓樁基工程,應由建設單位組織專家進行技術論證,并將施工圖設計文件報圖紙審查機構進行審查。從而在源頭上控制預制樁基工程的質量,避免持力層不明確、樁基和軟弱下臥層未進行沉降計算或驗算、壓樁控制標準不明確或是不可行而造成的質量問題的事故。

8 土方施工過程中對樁的保護

由于預制樁在施工過程中對樁周土產生擠壓作用,特別是在軟土地區進行大面積小樁距預制樁的施工,這種擠土效應尢為明顯,從而產生很大的超孔隙水壓力,而這種很大的超孔隙水壓力在短時間內又無法消散,在建設工期很緊的情況下,樁基施工完成后的很短時間內即進行上部結構的施工,開始進行基坑土方開挖,若不采取措施或采取措施不當，將會造成樁體傾斜,影響樁基質量。

另外,由于不正確的土方開挖產生過大的土壓力或者是挖土機械對樁身的碰撞,也會導致樁身的傾斜、偏轉、斷裂或者移位。因而土方開挖的順序、方法、土方運輸車的行走路線等必須要考慮其對預制樁的影響。

基坑開挖,基坑內土面高度應保持均勻,高差不宜超過1m,挖出的土方不得堆置在基坑附近,機械挖土時必須確保基坑內的樁體不受損壞。

9 結語

在深厚軟土地區,特別是地質情況復雜且上部結構是高層建筑的情況下,應用靜壓預制樁基礎對于業主、設計單位、施工單位和監理單位都是一個必須面對的課題。在工程實踐中總會有新的問題產生,在解決問題的同時及時進行經驗教訓的總結，對于進一步提高質量水平是十分有益的,希望本文能起到拋磚引玉的作用。

[1]JGJ 94-2008,建筑樁基技術規范[S].

[2]JGJ 72-2004,高層建筑巖土工程勘察規程[S].

[3]GB50021-2001,巖土工程勘察規范[S].

責任編輯：余詠梅

施工經驗

柱梁交界處的箍筋加密方法

監理人員在驗收框架結構樓板鋼筋時,感到最棘手的問題是：柱梁交界處的箍筋加密不到位。我們知道，該部位屬于核心加密區,在框架結構中是受力的核心部位,如果箍筋加密不到位,將影響整個工程的結構質量。

但在實際施工中，由于施工單位操作方法不當,盡管在綁扎中花了很大力氣,但箍筋加密質量往往達不到規范要求。

最近,我們在負責某家施工單位的監理工作時，該施工單位采用箍筋焊接的辦法,解決了這一施工難題。具體施工方法如下。

(1)按照梁的高度,配置柱的加密箍筋,一般間距為10cm,如果該梁為80cm高,可以按70cm配制,共有8個箍筋,然后用空10鋼筋進行豎向焊接,箍筋每邊一根,共焊4根。

(2)在框架底模上,按該梁所設計的底筋套上設計所需的梁箍筋。

(3)將焊接好的框架柱加密筋從框架柱筋上套下去,直至框架梁底筋面。

(4)在框架梁箍筋中穿入腰筋或構造筋，最后是框架梁上部鋼筋。

(5)將柱梁鋼筋綁扎牢固。

（摘自：《建筑工人》）

On Application of Small Pile Spacing Static Pressure Precast Piles in Deep Soft Soil Areas

This article has briefly introduced the typical stratum structure in deep soft soil areas and elaborated the ways to ensure the quality of the project from the following 7 aspects:detailed geological survey report,reasonable choice of pile length and pile bearing stratum,full test and analysis of the test pile,careful construction organization and reasonable construction plan,standard quality acceptance,perfect quality management system and the protection of piles during the earthworks process.It is therefore strongly believed that this article will offer practical guidance to the precast pile engineering application in deep soft soil areas for the relevant technical personnel.

deep soft soil;precast pile;application;quality management

TU473.1+3

A

1671-9107（2011）11-0014-03

10.3969 ／ j.issn.1671-9107.2011.11.014

2011-09-30

吳殿昌（1967-）,男,中國建筑第二工程有限公司西南分公司副總經理,高級工程師,主要從事施工項目管理工作。