靜壓管樁施工質量控制措施探討

宮殿堂

1 靜壓管樁概述

預應力高強度混凝土管樁(簡稱PHC管樁)，目前在施工中主要采取靜壓沉樁的方法。液壓靜壓樁就是通過液壓靜壓樁機，利用其本身的重量(包括配重)作為反作用力，克服壓樁過程中，樁周土側壁摩阻力和樁端土的阻力，將樁徐徐壓入土中。液壓靜壓樁開始于20世紀80年代后期，它具有無噪聲、無振動、速度快、成本低等優點。近十年來廣泛地應用于高層建筑的樁基施工中，并取得了良好的技術經濟效果。

在靜壓樁的施工中，常常出現爆樁、壓不到設計標高、樁頂位移、斷樁等質量通病。靜壓樁施工質量如何控制，筆者根據本市某房地產開發項目中廣泛使用的PHC管樁工程實踐經驗，總結一些PHC管樁施工質量控制的辦法。此項目為高層群體住宅工程，地基處理皆采用PHC-AB500(125)型預應力管樁，設計為摩擦端承樁，受力以摩擦為主，樁長29 m，采用靜力壓樁施工工藝。

2 靜壓管樁施工前期管理措施

2.1 靜壓樁質量預控措施

1)施工單位健全施工質量管理保證體系，相關人員持證上崗。貫徹執行質量責任制，責任到人。2)強化監理監督力度，實行施工過程旁站制，貫徹執行工程質量檢驗制度，包括原材料設備進場檢驗、施工過程的檢驗、相關隱蔽過程檢驗、施工結束后的抽樣檢測等。3)認真研讀勘察單位出具的地質勘察報告(前期要重視地勘的施工管理，確保地勘報告真實詳細，并具備代表性)，為靜壓樁施工時配樁情況、樁尖加設情況提供參考。

2.2 過程質量控制要點

1)管樁質量:對管樁供貨單位生產能力及質量保證體系進行嚴格審查，合格后方可供貨。管樁進場后首先檢查產品質保書、合格證、檢測報告等保證資料是否符合要求，并對管樁進行外觀質量檢查、尺寸偏差和裂縫檢驗，檢查管樁有否明顯的縱向、環向裂縫，端部平面傾斜、外徑壁厚、樁身彎曲等是否符合規范要求。不合格產品不得用于工程。2)檢查樁機壓力傳感設備是否完好，是否在檢定合格有效期內，樁機配重與設計承載力是否相適應等，確保樁機工作狀態正常。3)打樁順序應根據鄰近建筑物情況、地質條件、樁距大小、樁的密集程度、樁的規格及入土深度綜合考慮，兼顧施工方便。4)樁尖配制:根據試樁情況，針對地下砂層較厚、標貫擊數較大的區域加設樁尖，以確保沉樁的有效長度。本項目采用自制閉口形樁尖(見圖1，圖2)，基本能滿足穿透標貫數在25以上，厚度在10 m以上的砂層。5)管樁焊接:管樁焊接質量很重要，對接時清理干凈接駁面和坡口，如樁節間隙較大，可用鐵片填實焊牢，結合面間隙不得大于2 mm。接樁時，上下節樁應保持順直，錯位偏差不宜大于2 mm。施焊時，先對稱點焊4點～6點，再由兩個焊工對稱施焊，焊接層數不得少于三層，內層必須清理干凈后方能施焊外層，電焊厚度應高出坡口1 mm，焊縫應飽滿、連續，無氣孔、焊瘤、裂縫。焊完后必須保證一定冷卻時間，不少于8 min為宜。6)垂直度控制:通常用兩個垂吊線錘、夾角90°方向進行監測，使樁身達到垂直度要求。須注意第一節樁樁身垂直度必須控制在0.5%之內。7)壓樁過程:控制壓樁速度，一般宜控制在1 m/min左右，壓樁過程碰到硬土層，壓樁速度過快，管樁抗彎能力不強往往容易折斷。8)驗收控制:過程中對管樁表觀及管樁焊接質量進行嚴格檢查，樁基完成后依據國家行業標準《建筑樁基檢測技術規范》規定對管樁質量評定。

3 靜壓樁常見問題

3.1 爆樁

3.1.1 管樁樁身質量不合格

管樁表面的質量問題有管樁自身有脫皮、裂縫、蜂窩麻面、樁端不平、樁套箍凹陷、接口漏漿等問題;管樁內部質量問題有樁身混凝土強度不夠，內部成片蜂窩，鋼棒、螺旋筋、端頭板的質量不符合要求等情況。預防措施:加強進場控制。如對現場管樁質量有懷疑的，必要時可抽取兩節樁，委托有資質的檢測單位進行抗彎性能及配筋和鋼筋保護層厚度等檢測。

3.1.2 樁身垂直度偏差

樁身下壓的過程中，樁身出現較大彎曲，在集中荷載作用下，樁身不能承受抗彎度，最終導致樁身斷裂，或是抱箍處破碎不能下沉。造成垂直度偏差過大的因素有:1)操作不認真，第一節樁身傾斜，隨著樁身加長，傾斜嚴重。2)地下障礙物影響。壓樁過程中，樁端一側遇到孤石，導致樁身逐漸偏移。3)場地濕陷，樁機傾斜不能調平。4)接樁偏差，接樁時樁身樁帽不在同一直線上。

預防措施:1)嚴格控制樁身垂直度，第一節樁身垂直度控制在0.5%之內。2)如障礙物在淺層，用送樁器或挖掘機把地下障礙物清除。3)如場地較軟，鋪設碎石渣，強化地基承載力，并隨著施工進程及時鋪填，避免樁機陷機或不均勻沉降。4)盡量減少接樁，一根樁接頭不超過三個。接樁時上下段樁的中心偏差不宜超過2 mm，如樁頭對接不嚴密應用墊片墊平再進行焊接。

3.1.3 沉樁速度過快

靜壓樁在沉樁過程中應控制沉樁速度，不能過快，特別是在如下地層:地下有孤石或障礙物的;有堅硬砂石層的;從松軟到堅硬土層的等，如在此部分區域沉樁速度過快很容易爆樁。預防措施:在沉樁的過程中要密切注意壓力表的變化，在樁端進入砂石層時必須慢壓，沉樁速度控制在1 m/min。盡量避免在砂層中接樁，防止由于停歇時間過長摩阻力增大而影響沉樁。

3.1.4 沉樁路線不合理產生的擠土效應影響

靜壓樁屬于擠土型樁，在沉樁過程中，相當于樁身體積的土向四周排擠，主要表現為徑向位移，樁尖和樁周圈的土受到不排水剪切，形成不均勻等壓面。預防措施:制定合理的沉樁路線，根據樁的入土深度，宜先長后短、先高后低，若樁較密集，且距建筑較遠，宜從中間向四面進行;若樁較密集且離建筑物較近時，宜從相鄰建筑物的一側開始，由近向遠進行;使用分土型樁尖時，應使土向遠離樁位的方向擠壓。成樁后，應及時用袋裝砂對送樁孔進行回填。

3.2 沉樁不能到設計標高

原因分析:勘探點不夠或勘探資料粗略，致使設計考慮持力層或選擇樁底標高出現偏差;遇到地下砂層較厚或特別堅硬的土層，難以貫穿;樁機及配重太小，使沉樁壓力達不到有效要求。垂直度控制出現偏差，不能下壓。預防措施:深入了解地質情況，必要時應作補勘，明確地下地質條件;加設樁尖(先作試樁)，以便穿透砂層或堅硬土層;采用引孔的方法，穿透砂層或硬土層后再進行沉樁;合理配置樁機，保證樁機施工能力;嚴格控制樁身垂直度。

3.3 樁頂偏移

原因分析:樁數較多，土層飽和密實，樁間距較小，在沉樁時土被擠到極限密實度而向外擴展，相鄰的樁一起被擠偏或涌起。樁身上浮現象;樁位放線不準，偏差過大;選擇的行車路線不合理。預防措施:在壓樁過程中，嚴格控制壓樁的速率，在應力影響區域內，一臺樁機每天成樁控制在10根～20根范圍內;選擇合理的行車路線，對范圍內壓樁順序進行綜合平面安排，合理安排打樁線路，盡量減小擠土效應對相鄰樁的影響。加強樁位復核工作，如地質較松軟，應逐根進行放設。

3.4 接樁處開裂

主要原因:采用焊接連接時，連接處表面未清理干凈，樁端不平整;焊接質量不好，焊縫不連續、不飽滿，焊肉中夾有焊渣等雜物;焊接好后停頓時間較短，焊縫遇地下水出現脆裂;兩節樁不在同一條直線上，接樁處產生曲折，壓樁過程中接樁處局部產生集中應力而破壞連接。預防措施:加強焊接監管措施。接樁前，保證連接部件清潔;接樁時，兩節樁應在同一軸線上，焊接必須保證質量，焊后冷卻8 min左右。驗收合格后方可下壓。百年大計，質量第一。靜壓樁的沉樁機理比較復雜，施工中會出現各種意外情況，有待通過實踐進行更深入地研究，不斷總結經驗，改進和完善施工工藝。通過嚴格的管理措施，嚴把工程質量關，接受各方質量監督，推動靜壓樁施工質量穩步提高。

[1]王學軍，王玉茜.淺談預應力管樁存在的問題及解決方案[J］.山西建筑，2010，36(18):78-79.