PHC靜壓管樁施工工藝和質(zhì)量控制

摘 要：本文結(jié)合工程實(shí)例，詳細(xì)介紹了PHC靜壓管樁施工施工工藝與方法，包括施工工藝的控制要點(diǎn)，通過(guò)合理樁長(zhǎng)選配，達(dá)到節(jié)約節(jié)約樁材、方便施工；同時(shí)，通過(guò)先引孔后壓樁、合理送樁和施工監(jiān)測(cè)，避免破壞止水帷幕，防止對(duì)周邊建筑物和管線產(chǎn)生影響，對(duì)同類工程有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：PHC管樁 施工工藝 質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：TU7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2012）09（b）-0129-02

1 工程概況

某4棟高層住宅樓位于蚌埠市蚌山區(qū)宏業(yè)路，地上34層，地下2層，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，總建筑面積73770m。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為管樁，樁型為PHC-600（130）-18AB，樁身砼強(qiáng)度C80，樁頂嵌入基梁為100mm；單樁豎向承載力特征值為3200km，單樁豎向承載力極限值分別為6400kN，樁間持力層為第8層中風(fēng)化花崗巖混合巖；采用靜力壓樁法施工，共計(jì)PHC管樁372根。因該工程離周圍建筑物及地下管線較近，故特委托專業(yè)監(jiān)測(cè)公司進(jìn)行壓樁期間的地下水位及土體側(cè)移的監(jiān)測(cè)。

2 工程地質(zhì)條件

根據(jù)外業(yè)鉆探揭露，場(chǎng)地地面下30.0m深度范圍內(nèi)，可分為8個(gè)工程地質(zhì)層，主要土（巖）性為粘性土、粉土及花崗混合巖。地基土各層的特征按自上而下分別描述如下：①層人工填土：雜色，松散，稍濕，層厚1.2～2.3m。②層粉質(zhì)粘土：灰黃、褐黃色，韌性高，干強(qiáng)度高，層厚2.5～3.9m。③層粉土：深黃色，韌性低，干強(qiáng)度低，厚度3.4～5.1m。④層粉質(zhì)粘土：灰黃、深黃、褐黃色，韌性中等，干強(qiáng)度中等，最大揭露層厚7.7m。⑤層粉質(zhì)黏土：棕黃、灰黃、深黃、褐黃色，韌性高，干強(qiáng)度高，光滑，最大揭露層厚7.2m。⑥層全風(fēng)化花崗混合巖：褐黃、灰白色，組織結(jié)構(gòu)基本破壞，層厚0.6～2.1m。⑦層強(qiáng)風(fēng)化花崗混合巖：褐白、灰白色，結(jié)構(gòu)大部分破壞，層厚0.7～2.4m。⑧層中風(fēng)化花崗混合巖：灰白色、粗粒等粒結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，本層未鉆穿，控制厚度5.0m。

3 施工工藝

3.1 樁機(jī)選擇

因設(shè)計(jì)600mm樁的單樁承載力為3200kN，故選擇ZYC800B型抱壓式靜壓樁機(jī)，最大壓樁力可達(dá)8000kN。

3.2 工藝流程

樁位測(cè)量→樁機(jī)就位→吊樁、插樁→樁身對(duì)中調(diào)直→靜壓第一節(jié)樁→樁焊接→壓第二節(jié)樁→送樁至樁頂?shù)皆O(shè)計(jì)標(biāo)高→成樁移機(jī)。

①施工測(cè)量：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙采用全站儀測(cè)放平面位置，水準(zhǔn)儀控制送樁深度，自查合格后報(bào)業(yè)主和監(jiān)理工程師復(fù)查，復(fù)查合格后開(kāi)始?jí)簶丁?/p>

②樁機(jī)就位：指揮員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)已測(cè)好的位置讓其就位。就位后應(yīng)先進(jìn)行樁位復(fù)核，準(zhǔn)確無(wú)誤后方可進(jìn)入下道工序。

③吊樁落位：樁機(jī)大致就位后，將下樁吊起，使樁尖對(duì)準(zhǔn)樁位，然后調(diào)平壓樁機(jī)，雙向調(diào)整樁身的垂直度，第一節(jié)樁插入地面時(shí)的垂直度偏差應(yīng)≤0.5%，樁頭對(duì)位偏差<20mm。

④壓樁施工：開(kāi)始?jí)簶逗螅屑?xì)的把每節(jié)樁入土深度和相應(yīng)的壓力表讀數(shù)記載下來(lái)，壓樁速度控制在1～2m/min。壓樁期間應(yīng)設(shè)專人采用經(jīng)緯儀觀測(cè)樁身垂直度。

⑤接樁：本工程采用端板焊接方式接樁。當(dāng)下節(jié)樁沉至地面0.5m～0.8m左右時(shí)，起吊上節(jié)樁，對(duì)接前，上下端板表面應(yīng)用鐵刷子清刷干凈，調(diào)整上下節(jié)樁中心線重合（錯(cuò)位偏差≤2mm），連接處吻合對(duì)齊后，先在坡口圓周上對(duì)稱點(diǎn)焊4～6點(diǎn)，待上下節(jié)樁固定后拆除導(dǎo)向箍再分層對(duì)稱施焊，焊接層數(shù)為三層，內(nèi)層焊渣必須清理干凈后方能施焊外一層，焊縫應(yīng)飽滿連續(xù)，焊好的接頭自然冷卻后才可施壓沉樁。

⑥送樁：送樁器應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，并與所選管樁規(guī)格匹配，其長(zhǎng)度應(yīng)滿足送樁深度要求。當(dāng)樁頂接近地面時(shí)需采用送樁器送樁，送樁前必須檢查樁的垂直度和樁頂質(zhì)量，合格后調(diào)整送樁器與樁頂平面吻合后將樁送入至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

⑦壓樁終止條件：本工程為端承樁，施工時(shí)以終壓力控制為主，樁長(zhǎng)控制為輔。當(dāng)樁長(zhǎng)達(dá)到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，且終壓力〉6400kN時(shí)并持荷3～5min可終止壓樁；樁長(zhǎng)未達(dá)到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，但終壓力〉6400KN時(shí)并持荷3～5min也可終止壓樁。

⑧施工資料整理：真實(shí)、認(rèn)真地做好施工日記、原始記錄及隱蔽工程驗(yàn)收單，隨時(shí)注意施工過(guò)程中的變化，每施工完一根樁后在圖紙上做好標(biāo)記，以免錯(cuò)漏。

4 PHC管樁質(zhì)量控制

4.1 樁長(zhǎng)選配

基礎(chǔ)PHC管樁屬端承樁，由于持力層起伏變化較大，樁長(zhǎng)的選配合理與否對(duì)于節(jié)約樁材、方便施工十分重要。雖然PHC樁具有可靈活選用樁長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，但節(jié)長(zhǎng)仍為定尺生產(chǎn)，選用過(guò)長(zhǎng)將造成浪費(fèi)，選用過(guò)短會(huì)造成接樁困難甚至整根樁報(bào)廢。樁長(zhǎng)的選配依據(jù)如下：

（1）詳細(xì)分析地質(zhì)資料，草劃出持力層標(biāo)高變化的曲線圖，對(duì)于地質(zhì)較復(fù)雜、地質(zhì)鉆孔不足以全面反映持力層情況時(shí)，應(yīng)補(bǔ)加鉆孔。詳細(xì)了解持力層分布情況是合理選配樁的前提條件。

（2）依據(jù)持力層標(biāo)高變化曲線圖，確定理論配樁長(zhǎng)度，作為樁材定貨和試沉樁的依據(jù)，然后再依照沉樁情況進(jìn)行區(qū)域樁長(zhǎng)調(diào)整。遇有地質(zhì)情況復(fù)雜時(shí)，應(yīng)逐根進(jìn)行相鄰樁的樁長(zhǎng)調(diào)整。

（3）經(jīng)過(guò)區(qū)域性沉樁后，再結(jié)合持力層標(biāo)高變化曲線來(lái)綜合確定合理的配樁長(zhǎng)度。

本工程統(tǒng)計(jì)出沉樁入土深度為20～23m，扣除設(shè)計(jì)樁頂?shù)阶匀坏仄旱母叨龋錁堕L(zhǎng)21～24m。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果比較理想。

4.2 樁材運(yùn)輸、堆放和檢查

因PHC管樁橫向剛度較脆弱而不能受強(qiáng)烈的撞擊或震動(dòng)，故當(dāng)運(yùn)輸或堆放不適時(shí)，易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫；同時(shí)在反復(fù)施壓產(chǎn)生的拉、壓力作用下，裂縫會(huì)有所發(fā)展并造成樁身破損。因此在每節(jié)樁出廠時(shí)及靜壓入土前都要進(jìn)行樁身外觀質(zhì)量、尺寸的檢查，不讓一根有缺陷的樁在工程中使用。

4.3 PHC樁的垂直度控制

（1）施工前和過(guò)程中要加強(qiáng)施工機(jī)械的檢查維修，保持機(jī)械在施工過(guò)程處于良好狀態(tài)。

（2）場(chǎng)地要平整堅(jiān)硬，不能使樁機(jī)在壓樁過(guò)程中產(chǎn)生不均勻沉降。

（3）沉樁施工時(shí)，當(dāng)樁身剛插入土?xí)r，利用經(jīng)緯儀監(jiān)測(cè)，控制傾斜度在0.5%之內(nèi)，否則通過(guò)調(diào)整樁機(jī)或在樁側(cè)加墊進(jìn)行調(diào)整或拔起重壓（當(dāng)樁尖進(jìn)入硬土層時(shí)后，嚴(yán)禁用移動(dòng)樁機(jī)等強(qiáng)行回扳的方法糾偏）。

4.4 管樁接樁處焊接質(zhì)量控制

管樁接樁處焊接質(zhì)量的好壞決定了接頭是否會(huì)松脫、開(kāi)裂，能否保證沉樁施工質(zhì)量。本項(xiàng)目PHC管樁采用法蘭焊接，焊縫高12mm，在樁沉至地面上0.5～0.8m進(jìn)行接樁。焊接前，清除焊縫上下30cm范圍內(nèi)及法蘭端面的泥土、油污雜物。在兩法蘭間存在縫隙時(shí)，則插入備用鍥形鐵（見(jiàn)圖1a），上節(jié)樁就位后沿接口四周先對(duì)稱點(diǎn)焊數(shù)點(diǎn)臨時(shí)固定，然后以相同方向焊接（見(jiàn)圖1b）。施焊第一層時(shí)，采用較大電流，以促進(jìn)熔深；第二層后改用稍大直徑焊條。樁接頭焊接完成后待焊縫自然冷卻8min后再行靜壓，以防止焊接破壞，嚴(yán)禁采用水冷卻或焊接好后立即沉樁。

4.5 擠土效應(yīng)控制

靜壓管樁的施工，其原理是依靠設(shè)備的重量和配重，將預(yù)制好的管樁壓入到設(shè)計(jì)標(biāo)高處，讓其達(dá)到設(shè)計(jì)承載力的要求。PHC樁作為端承樁并承受較大荷載時(shí)，由于擠土效應(yīng)，沉樁過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生樁頂上浮和樁身位移，并對(duì)周圍建筑及地下管線有一定影響，所以在施工前要做好防治措施。

（1）選擇合理的打樁順序。遵循先深后淺、先長(zhǎng)樁后短樁、先大直徑樁后小直徑樁、先施工大承臺(tái)樁后施工小承臺(tái)樁、自中間向兩頭對(duì)稱推進(jìn)或自中間向四周的施工原則。根據(jù)工程實(shí)際情況，采取壓樁流水如圖2所示，以盡量減少對(duì)周邊管線和建筑物的影響。

（2）每根樁一次性連續(xù)打（壓）到底，接樁、送樁連續(xù)進(jìn)行，盡量減少中間停歇時(shí)間。在此還要控制沉樁速度。

（3）沉樁過(guò)程中，出現(xiàn)貫入度反常、樁身傾斜、位移、樁身或樁頂破損等異常情況時(shí)，先停止沉樁，待查明原因并進(jìn)行必要的處理后，方可繼續(xù)進(jìn)行施工。

（4）先引孔后壓樁。本工程是兩層地下室，基坑支護(hù)形式為鉆孔灌注樁加預(yù)應(yīng)力錨桿（鉆孔灌注樁的直徑為Ф600）支護(hù)結(jié)構(gòu)，支護(hù)樁間加一根Ф700高壓旋噴樁作止水帷幕。由于先施工了基坑圍護(hù)，防止管樁的擠土效應(yīng)對(duì)鉆孔灌注樁及高壓旋噴樁產(chǎn)生一定的擠壓，從而造成整個(gè)止水帷幕的破壞。因此，對(duì)臨近基坑圍護(hù)樁的兩排管樁，采取先引孔后壓樁措施，引孔深度為高壓旋噴樁樁底標(biāo)高下2m，引孔直徑為Ф600。

（5）控制沉樁速度。壓樁速度一般控制在1～2m/min。壓樁過(guò)程中，當(dāng)樁尖碰到需要穿過(guò)硬夾層時(shí)，樁端阻力可能突然增大，甚至超過(guò)壓樁機(jī)能力而使樁機(jī)上抬：這時(shí)用最大的壓樁力作用于樁頂，采取停車再開(kāi)、忽停忽開(kāi)的辦法，使樁有可能緩慢下沉穿過(guò)；當(dāng)壓樁至接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，不可過(guò)早停壓，當(dāng)施工達(dá)到規(guī)定的油壓值后緩慢卸壓。

（6）壓樁期間的地下水位及土體側(cè)移的監(jiān)測(cè)。壓樁前，請(qǐng)監(jiān)測(cè)公司在場(chǎng)地四周埋設(shè)土體位移測(cè)斜管及水位管各14只，深層土體每日位移以7mm為預(yù)警值，施工時(shí)根據(jù)情況每日觀測(cè)1～3次，當(dāng)發(fā)現(xiàn)深層土體日位移≥7mm時(shí)，即采取在擠土效應(yīng)集中區(qū)進(jìn)行鉆孔取土與限制打樁數(shù)量的措施，釋放、緩解土應(yīng)力，以減小擠土效應(yīng)。根據(jù)打樁流水及施工經(jīng)驗(yàn)，判斷每根樁的樁身位移方向，預(yù)留0～150mm的位移尺寸。通過(guò)以上一系列防治措施和動(dòng)態(tài)管理及信息化施工后，樁頂上浮及樁身位移均控制在規(guī)范允許范圍之內(nèi)，周邊管道和建筑物受到的影響也被控制在最低限度之內(nèi)。

4.6 截樁質(zhì)量控制

由于PHC樁樁身較脆，所以在沉樁完成后截除多余樁身時(shí)，需采取措施以確保截樁的管樁質(zhì)量，避免影響樁的使用。

（1）采用專用的PHC樁環(huán)形切割機(jī)切割。

（2）采取工具鋼套箍，緊箍在切口下部樁身上，再沿套箍鑿出一道溝槽，然后再行擴(kuò)大、切斷，截樁時(shí)嚴(yán)禁用大錘敲砸。

4.7 斷樁處理

在沉樁過(guò)程中，樁身突然傾斜錯(cuò)位，當(dāng)樁端處土質(zhì)條件沒(méi)有特殊變化，而樁機(jī)壓力表讀數(shù)逐漸減小或突然減小時(shí)（或貫入度逐漸增大或突然增大），這時(shí)可能是樁身發(fā)生斷裂。發(fā)生斷樁后，應(yīng)及時(shí)報(bào)告設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位，并采取補(bǔ)樁處理。

5 結(jié)語(yǔ)

工程結(jié)束后，進(jìn)行靜載試驗(yàn)和低應(yīng)變動(dòng)測(cè)檢驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果表明，樁基工程質(zhì)量全部達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。由于經(jīng)驗(yàn)不足，本項(xiàng)目在管樁施工前，先施工了止水帷幕，雖采取了先引孔后壓樁的控制措施，基坑土方開(kāi)挖后，基坑圍護(hù)樁局部地方仍存在漏水現(xiàn)象，最終采取堵漏措施得到控制，但增加了施工成本和周期。

參考文獻(xiàn)

[1]陳鈺，劉彬，盧巖.靜壓預(yù)應(yīng)力管樁的施工工藝及質(zhì)量控制[J].山西建筑，2011，37（1）：67-68.

[2]預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（10G409）.中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.

[3]建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ 94-2008）[S].中國(guó)建筑出版社.