靜壓沉管灌注樁在建筑基礎施工中的應用探討

出育民 （福建省第五建筑工程公司，福建 泉州 362000）

0 前言

靜壓樁在社會經濟的推動下不斷優化施工工藝，伴隨土木建筑技術的不斷革新，高層建筑的數量逐漸增多，靜壓樁作為保證工程質量的重要方法，正在被廣泛的運用。我國地質條件復雜，高層建筑的質量和安全性要求極高，對靜壓樁技術的要求也更高。靜壓樁相比普通沉樁具有施工方便、無噪音、適宜復雜地質等優勢，對于樁基的承載和建筑工程的質量有重要保障，有利于加強高層建筑的穩定性，促進基礎設施建設的發展，對我國建筑工藝和社會經濟的發展具有重要意義。

1 靜壓沉管灌注樁的概述

1.1 沉管灌注樁

沉管灌注樁又稱為套管成孔灌注樁，利用錘擊打樁法或振動打樁法，將帶有活瓣式樁尖或預制鋼筋混凝土樁靴的鋼套管沉入地基土中，然后一邊澆筑混凝土，一邊錘擊或振動一邊拔管而成的樁。沉管灌注樁目前在建筑施工中應用非常廣泛，靜壓沉管灌注樁是沉管灌注樁的一種。沉管樁施工過程中伴隨著噪音、振動、擠壓等影響。

1.2 靜壓沉管灌注樁

靜壓沉管灌注樁簡稱靜壓樁，是樁基礎的一種，其采用靜力壓樁機壓樁，與普通沉管樁相比基本沒有噪音。同截面樁施工過程中，靜壓樁的擠土效應小于錘擊法施工的樁。通常采用靜壓樁的地基土含水量較高，孔隙較大，容易軟化從而將靜壓樁扎入地基土層中。如果遇砂層土質，摩阻力會增加，壓樁比較困難。

1.3 靜壓沉管灌注樁的特點

①無噪音，施工操作場地小，能定量監測單樁承載力。

②減少地基隆起和水平擠壓，適宜對具有復雜施工要求的地區施工。

③減少鋼筋水泥用量，降低工程成本。

④自動記錄和顯示壓樁力，避免過度錘擊造成樁身破裂。

⑤單樁垂直承載力比錘擊樁小，壓樁力較低。

⑥施工速度更快，工期更短。

⑦適用于軟土地基，不適用于砂土層。

2 工程案例

錦繡碧湖B區B-4工程（樁基）工程位于漳州市龍文區。本工程7#、8#樓采用靜壓振動沉管灌注樁工藝施工。

2.1 地質概況

本工程的土層分布①-1雜填土；①-2素填土；②粉質粘土；③-1淤泥；③-2中砂；③-3淤泥；③-4中砂；④-1粉質粘土；④-2中砂；④-3礫砂；⑤殘積粘性土；⑥-1全風化花崗巖；⑥-2砂礫狀強風化花崗巖；⑥-3碎塊狀強風化花崗巖。

2.2 樁基選擇

本工程涵蓋范圍錦繡碧湖B區B-4工程（7#～13#、39#樓及地下室）（樁基），工程采用大直徑沉管混凝土灌注樁基礎，沉樁工藝采用靜壓法施工。

靜壓振動沉管灌注樁，總樁數281根，樁身混凝土強度等級均為C35，樁徑Φ700，單樁豎向抗壓承載力特征值2700kN，樁端持力層為⑥-2砂礫狀強風化花崗巖，樁端全載面進入持力層＞2d,有效樁長約為30～35m，鋼筋 HRB400 級，fy=360MPa，樁身縱筋保護層厚度為70mm。

2.3 施工流程

樁基就位→安裝樁尖及調整→沉管入土→雙向校正→初步加壓→復查樁管垂直度→正式沉管→貫入度做記錄→檢查沉管質量→吊放鋼筋籠→澆灌混凝土→振動拔管→反插→振動拔管→做記錄→成樁。

2.4 主要施工控制要點

①樁基就位。樁機移至樁位前0.8～1.0m時由現場測量員采用全站儀對樁位進行復測。樁機就位時要保持平整、穩固，不發生傾斜和移動。準確控制沉管深度，樁尖加工質量符合承載力要求。

②沉管入土。調正樁機主機上的水平儀，壓樁同時可進行雙向校正，保證垂直度在0.5H/100以內。沉管過程中做好記錄，檢查沉管質量要達到設計要求。

③鋼筋籠制作。本設計為通長鋼筋籠，擬按12m定尺制作，施工時若超長或不夠，進行裁除或焊接加長。

④吊放鋼筋籠。鋼筋籠放入樁管時，對準孔位，吊直扶穩，緩慢下沉，避免碰到管壁，鋼筋籠放到設計位置時，應立即固定。

⑤防浮筋?；炷凉嘧端俣忍欤换炷了涠忍?，應控制在120～160mm之間，籠子底部制作十字鋼。

⑥混凝土施工?；炷敛捎肅35商品混凝土，塌落度120～160mm。樁管入土施工完成時，按照樁長、超灌量等準確的計算出本根樁所需灌注的混凝土量。

⑦拔管。樁管內灌注1m左右混凝土后，先振動5～10s并拔管1m左右，然后將樁管內混凝土和碎石灌滿，再開始拔管。應邊振邊拔管，如此反復插拔，直至樁管全部拔出。

3 質量問題和預防措施

在靜壓樁的實施工程中，容易由于各種因素引發沉樁質量問題，特別是要對距離、時間、高度等數據盡量精細化的控制，每個環節都要符合施工規范，以達到靜壓樁的質量要求。

3.1 斷樁

一般容易在地面以下1～4m的軟硬層結合處出現斷樁，其原因是：樁間距離太小，臨樁施打時土水平擠壓產生橫向推力使土地隆起；軟硬土層對水平力傳遞的大小不同，對樁產生剪應力；樁身混凝土未徹底凝固，強度較小，無法承受外部壓力。

預防措施：樁間距離應該大于樁徑的3.5倍；科學安排打樁順序和樁機路線，盡量降低對新樁的影響；采用合理的打樁方法如控制時間法或跳打法避免影響臨樁。采用引孔減少擠土壓力防止土地隆起。

3.2 縮頸

縮頸的主要成因是：土壤中含有較多水分，土體在受到強烈的擠壓和振動時，容易增加較高的孔隙水壓力，在拔除樁管后，新灌注的混凝土樁會承受較大的水壓力；拔管太快，混凝土太少或和易性較差，混凝土出管時的擴散性較差。

預防和處理措施：降低地下水位，減小水壓力，合理控制拔管速度和混凝土的凝結程度，出現縮頸的情況便可采取復打法進行應對。

3.3 樁身上抬

由于靜壓樁是擠土成樁，如果土中樁的數量較多，樁間距較小，后壓的樁會容易引起已壓的樁受擠壓而上抬，特別是短樁，容易形成吊腳樁。

預防措施：合理安排壓樁順序，一般對同一單體建筑物先壓中心的樁，后壓周圍的樁；先壓深持力層的樁，后壓淺持力層的樁。如果出現樁身上抬就可以采用復壓法恢復樁基。

3.4 樁尖達不到設計深度

樁尖達不到深度主要有以下幾個方面的原因：①土層中的孤石和障礙物較多，或者巖層太堅硬，會導致部分樁難以下壓;②壓樁間隔時間太長，由于設備故障等原因，使沉樁過程中斷，間隔時間較長，會增加沉樁的阻力，使樁無法沉到設計深度;③接樁時，樁尖在硬土中停留時間過長，導致沉樁過程受阻。

預防措施：全面考察地質結構，提前做好技術及材料準備，制定應急方案，避免停留的時間過長。

3.5 樁端封口不實

如果樁尖有縫隙，樁外的水容易進入樁管內，如果樁尖周圍的土質是泥質，容易遇水軟化，會降低樁的實際承載力。

預防措施：樁靴焊接要與端板間沒有間隙和錯位，保證焊接的飽滿度，沒有氣孔。合理控制焊拉時間，完成焊接后待冷卻9～10min即可施打。由于高溫焊縫遇水會變脆，容易出現裂縫?，F在有一種“填芯混凝土”法可對此進行有效的補救，在完成管樁施打后立刻灌入高1.3m左右的C20細石混凝土封底，如果樁端不漏水，附近水壓平衡，就能夠保持樁的承載力。

3.6 地質構造問題

對于有軟硬夾層的地質，特別是硬夾層不厚時，在施工時樁尖觸及硬夾層，超孔壓的反向作用會使樁的終壓力達到要求，但完成施工后隨著孔壓的消失，土抗剪強度未恢復，樁尖土承受更大壓力，壓力傳遞到軟弱下臥層造成土壓縮增加，從而促使樁頂下沉，發生位移，質量達不到標準。

所以在采取靜壓樁之前要全面考察地質結構，尤其是斷裂帶，存在軟硬土層結構不利于靜壓樁的情況，要重視土質為靜壓樁帶來的質量方面的影響。

3.7 基坑開挖

由于高層建筑經常伴隨有地下室工程，施工中，基坑開挖是不可避免的工序。應該根據開挖的深度考慮是否需要先圍護開挖再沉樁的方案。避免邊打樁邊開挖，先打樁后開挖應該考慮對稱均勻，如在中間開挖把土堆在樁的周圍，就會造成四周和中心的土體有懸殊的差距，并且超孔隙水壓和震動會導致管樁傾斜或折斷，因此合理制定基坑開挖方案是十分必要的。

4 結語

靜壓樁作為工程施工中重要的工藝，應該重視施工質量。靜壓樁的質量受多種因素的影響，其中存在的問題成因復雜。因此，根據施工地質結構選擇合理的施工方案，在施工過程中嚴格按照施工規范和要求進行施工，保證每一個環節都能夠得到有效保障，并做好安全防范措施，減少施工中的風險和避免事故發生。提高靜壓樁施工的質量，保證建筑的安全性和穩定性，促進建筑行業健康穩定的發展。