PHC管樁內腔引孔法在不良地質條件下的施工應用

廣西建工集團第一建筑工程有限責任公司 南寧 530001

1 工程概況

廣西億鼎安吉商業廣場工程位于南寧市新峰路，由3棟30層住宅樓和1棟24層商業辦公樓組成，地下2層，建筑面積145 171 m2，結構類型為框架-剪力墻結構。基礎為“樁基+獨立基礎+筏板基礎”，其中主樓基礎為高強預應力混凝土（PHC）管樁，共有1 069根樁，有效樁長為9 m，樁型為PHC600AB130，樁端極限端阻力標準值為1 800 kPa。筏板面標高為-9.65 m，筏板厚1 600 mm（FB4筏板厚1 800 mm），獨立承臺厚500～900 mm，底板厚350 mm（部分標注板厚400 mm）。

整個場地原狀土層分布為6層，依次為①填土、②黏土、③粉質黏土、④粉土、⑤細砂及⑥圓礫層。本工程樁端持力層為⑥圓礫層深度，設計要求樁端進入持力層⑥圓礫層深度不小于0.50 m，⑥圓礫層上為厚1.80～3.50 m砂層。

本工程PHC管樁壓樁由樁頂標高預留3 m覆土層的基坑開挖面開始，該層已進入③粉質黏土層或④粉土層，壓樁完成后再進行下部基坑土方開挖。

2 施工技術特點

通過特制的ZYJ960BK引孔液壓靜力壓樁機，調整垂直后進行施壓。借助樁機的自重及其配重，通過夾頭將器缸液壓互聯動力系統相交壓力施加于樁上，使用樁機本身和配重的質量為反作用力，減少壓樁過程中土側壁摩擦及樁端土的阻力，將樁緩慢壓入土中，在管樁遇到砂層或圓礫層等不良地質無法壓進時，將樁機自帶的鉆桿從管樁內腔放入至待鉆土層，引孔和壓樁同步進行，降低壓樁阻力，壓樁過程中不出土，只有提鉆時帶出少量土[1,2]。

3 施工要點

3.1 測量放線

1）復核設計圖紙及現場交樁點，采用網格控制對樁位進行精確測放。針對本工程的大面積群樁，在端頭樁位延長線上埋設復核用的控制樁。

2）利用水準儀對各樁位的自然地面標高進行測量并列表記錄，確保PHC管樁施工時的標高控制。

3）樁位坐標放出后，樁中心采用φ10 mm、長50 cm的鋼筋打入土中，做好標記，標出管樁的外圓周。

3.2 PHC管樁的入場驗收和堆置

3.2.1 PHC管樁的入場驗收

PHC管樁運至場內指定位置后，立即由材料員對管樁進行全部檢查驗收，主要查看外觀完整程度、樁壁厚度、樁徑及樁體的彎曲度、樁尖中心線、頂面平整度等各項驗收指標是否合格，查看樁身上的材料標識，復核產品合格證。將不符合規范和設計要求的23根PHC管樁清退出場。

3.2.2 PHC管樁的堆置

堆放PHC管樁的場地先整平，再用軟木墊進行支墊，確保支撐點在一個水平面上。PHC管樁在場地內堆置4層；當堆置點附近計劃施工時，按單層堆置，分型號、分規格堆放，避免用錯樁和二次吊運。

3.3 樁機對位

1）對本工程管樁施工區域內的基坑表層土層進行復壓，保證靜壓樁機能夠正常施工及移動。針對局部軟土層，采用鋪墊鋼板進行作業。

2）靜壓樁機到場時開展設備檢查工作，尤其是查看儀表的靈敏度。隨后根據施工計劃編排的打樁作業施工順序，按照調平和調直步驟進行樁機對位。

3.4 PHC管樁吊運和插樁

1）用兩頭勾吊法對單根管樁進行吊運，用單點法豎起樁身。起吊及運輸中必須平穩輕放，避免PHC管樁受振動和沖撞而被破壞。

2）PHC管樁起吊后，緩緩將管樁送入樁帽中，在管樁扶正對位后，焊接開口型樁尖，管樁插入土中超過0.50 m深度后，在接近90°的夾角方向利用2臺經緯儀對樁身垂直度采取2個方向上的控制，采取滑動、旋轉導架、對中等措施，確保管樁施工點位及其垂直度達標。

3.5 合理、有序組織壓樁準備工作

1）壓樁施工前，依據施工方案，合理、有序地組織施工，減少了壓樁時的擠土效應。

2）壓樁前，在每根樁的樁身上畫出長度標記，以每0.50 m長度為單位，記錄樁的入土深度和相對應的壓力值，通過水準儀來測出高程對比最終送樁的深度。

3）壓樁前，清除干凈地表層的障礙物，避免壓樁中樁身出現傾斜及移位。

4）初始壓樁，根據工程地質報告的土質情況確定壓樁速度為2.50 m/min。在前期壓樁進深3 m的過程中，控制重點在樁身、機架的垂直度，在第一節樁上重點控制，垂直度偏差嚴格控制在樁長的0.50%內。壓入過程中密切觀察樁身的傾斜和偏移等情況，詳細記錄壓樁過程中的各項數據。

3.6 按規范要求接樁

1）本工程使用的PHC管樁單根樁長度為6 m，壓樁過程中需要接樁1次。接樁在壓入后的樁頭頂部距地面約1 m時開始，此時停止壓樁，先用鋼絲刷將上下樁端頭板頂面的浮銹及泥污清除干凈，然后緩慢接樁。當管樁的端頭板對齊后，初步調整垂直度，然后在坡口周圍點焊8個點，再次調整，連接部位縫隙太大的，采取塞進鐵片的方式處理。焊接時由2人對稱同時施焊，保證2節樁中心線在一條垂直線上，焊縫應均勻飽滿，確保符合規范的要求。

2）完成焊接后，等待焊接部位自然冷卻，時間控制在10 min以上，然后在焊縫上刷涂一層瀝青防腐漆，待漆面稍干才能繼續壓樁。

3.7 管樁內腔引孔

1）本工程內腔引孔法施工采用特制的ZYJ960BK引孔液壓靜力壓樁機，主要由靜力壓樁機與長螺旋引孔鉆機組成，鉆桿的直徑比管樁內腔小0.05 m。

2）壓樁進入砂層時，壓樁產生的阻力增大，應注意觀察儀表顯示的各項數值，緩慢壓進，速度控制在1.50 m/min，調用樁機自帶的長螺旋鉆機將鉆桿從管樁內腔中心穿過時，先鉆至與已壓入的樁底部相平，并且注意在砂層中遇到突然無法壓進時產生的反彈，保持樁身的垂直度等各項指標不出現偏差。遇厚度較大砂層時，引孔不能過快，每引孔10 cm后緊跟壓樁，避免出現由于過長引孔而引起流砂等現象，杜絕正在施工的PHC管樁樁身傾斜或相鄰的樁身受到破壞。

3）壓樁進入圓礫層時，圓礫層的砂石所占比例很不均勻，這時就更要慢壓，要根據樁機操作室顯示以及結合現場實際情況，記錄壓樁深度與引孔深度，慢慢鉆進，遇到硬塊狀物時立即提鉆處理，即將到達設計要求的有效樁長深度以及樁端承載力接近滿足要求時，停止引孔。

4）壓樁基本進入持力層且接近設計深度后，靠靜力壓樁機進行垂直壓入，當各項數據達到要求時，就完成了該根樁的施工。

3.8 送樁

由于本工程壓樁前的基坑開挖面高于PHC管樁的樁頂設計標高約3 m，為節約成本，采用送樁器進行送樁。送樁器按照所壓樁的外形尺寸用鋼板等加工，長度為3.50 m，由鋼結構加工廠代為加工。送樁時力保送樁中心線與送樁器中心線的一致。依據地面測定的高程控制點，提前計算出需送樁的實際長度，在送樁器上標出相應的刻度線，用水準儀跟進觀測，按設計標高將該段樁配合內腔引孔法壓樁施工，將PHC管樁壓送至設計深度[3]。

4 結語

本工程基礎采用了PHC管樁內腔引孔的靜力壓樁施工方法，施工完畢后進行的樁端承載力試驗以及樁身完整性試驗全部達到設計要求。該施工工藝克服了傳統的先成孔后壓樁工藝在砂層中的壓樁困難，消除了以圓礫層作為持力層對土層的擾動，保證了持力層的穩定，從而提高了壓樁效率，既保證了樁的質量，同時也節約了成本。