預應力高強混凝土管樁樁基工程的質量控制

朱光耀 劉文陽 白晶晶 馮啟磊

【摘要】隨著社會的進步，建筑行業也跟著飛速發展，節能型建材越來越受使用者的推崇。在建筑工程中，預應力高強混凝土管樁作為近代的新型的節能型建材，有著工序簡便、質量牢固以及單樁的承載力強等多種特點，因此在樁基的使用中也越來越廣。本文通過對PHC樁的工程準備、勘探、施工等多方面進行分析，并針對工程的質量控制提出了常見的質量控制問題的防治措施，以供參考。

【關鍵詞】預應力高強混凝土管樁;管樁;預應力;質量控制

預應力高強混凝土管樁，代號為PHC樁，是一種新型的節能型建筑材料。它運用的是離心成型的先張法預壓應力，管形樁的混凝土強度等級不低于C80，沉樁的常見方法有靜壓法與錘擊法。預應力高強混凝土管樁由骨架、高強混凝土、鋼結構等幾個部分組合而成，具有無污染、穿透性強、耐性持久、質量穩固、施工周期短等多種優勢，因此廣受建筑行業的喜愛。本人結合自身實踐經驗，就《規程》要求來談論如何做好預應力高強混凝土管樁樁基工程質量的保障措施，以控制工程的質量達到最佳。

一、PHC樁的工程準備

1.PHC樁的適用的地質條件

在持力層很厚的全風化巖層或強風層、堅硬的黏土層、沙礫層以及緊密碎石的場地，PHC樁非常適用。PHC樁在進入上述土層后，能在一定的深度且成為端承摩擦樁從而讓其強度高的特點充分發揮，以此使樁的承載力和經濟效益得以提升。但我們必須要清楚的是，中分層和微風化層是PHC樁不可打入的，PHC樁可進入的程度一般為N=50～60強風化層的1～3米，即便如此，PHC的承載力也是有絕對的保障的，這正是PHC樁的采用能減少樁長從而節約成本的方面。就某些沿海地區而言，許多地區的基巖大約只有10～25米，埋藏程度較淺，且風化程度較嚴重，強風化層與殘積層較厚，而上面覆蓋的基本為沖積層（淤泥層、黏土層、砂層等）和填土層，這樣的地質條件，特別符合采用PHC樁。

2.PHC樁不適用的地質條件

PHC樁雖有許多優點，但其局限性也不容小視，若操作不當，往往會有施工困難，甚至釀成事故的情況出現。因此在使用時，應注意以下不適用的地質條件：

（1）地層中混凝土塊等其他障礙物較多

當PHC樁樁尖碰到混凝土塊、孤石、舊基礎等障礙物時，不能繼續做沉樁的操作，否則將會由于樁長間的差距較大而產生傾斜、跑位、斷樁、樁頭破損等多種事故的出現。因此，在運用PHC樁時，當碰到不能清除地層中的障礙物的場地時，不宜去使用PHC樁。

（2）場地的中間層含有堅硬夾層

若場地中含有堅硬夾層且厚度小的地層，不僅不能將其選為持力層，而且最好不宜使用或慎用。若想貫穿整個堅硬夾層，就必須加大沉樁的能量。對于錘擊樁而言，錘擊數加大就可能使得樁身的混凝土會出現疲勞損壞或樁頭打爛的問題;且在強烈的打擊過后，有些樁雖然表面上看著完好無損，但實際上“內傷”已經出現，這導致樁整體的耐久性和承載力都會有不好的影響。而對于靜樁而言，就可能會產生有的樁不能貫穿夾層，有的則能，這就可能會導致在同一個樁承臺中樁的長度相差懸殊的情況出現。

（3）地層上軟下硬，軟硬突變

由于某些地層的基層表面的強風化層與殘積層只有幾十厘米厚甚至沒有，且上面的是松軟的覆土層，若是在這樣的場地上去做打樁的工作，樁尖在穿過松軟的覆土層后，并沒有進入有緩沖帶也就是殘積層或者強風化層，而是直接進入到堅硬的中風化巖層，這就會導致整個樁身的緩沖力巨大，于是就有樁頭、樁尖打爛、樁身打折的情況出現。另外，因為樁尖沒有進入到較穩定的巖層，那樁尖就沒有得到嵌套固定的作用，當覆土層較松軟時，就會有以下的情況發生：一是樁尖容易出現滑動的現象;二是樁的長細較多且穩定性不強，在受荷時就易發生折斷的現象。由此可見，即使樁能勉強完成，若其承載力不強，也是不經濟不值得使用的。

（4）石灰巖存在的地區

首先，石灰巖的覆土層之下就是堅硬的巖面，沒有較為明顯的緩沖層，這屬于上面我們提到過的“上軟下硬，軟硬突變”的地質情況。

其次，石灰巖地區的巖層中溶洞、溶溝、裂隙、石筍相當發育，巖面不平整的情況下容易出現以下問題：由于樁尖是不進入或穿透石灰巖層，因此當樁尖落在溶洞頂板較薄的地方時，在荷載長期的集中作用力下，溶洞的頂板會出現坍塌的可能性;而當樁尖碰到了巖面不平整的情況時，受荷后易產生滑移的現象，從而會出現將樁扳斷或者樁尖一部分在巖面上而另外部分懸空的情況出現，這就很難保證整個樁的承受力;且在同一個承臺中，某些樁會輕易的就進入溶溝，而其他的樁則不然，這會導致樁長度的參差不齊的現象，施工也會出現配樁困難。

總而言之，若要在石灰巖地區使用PHC樁，不管是打樁還是壓樁，樁的破損率以及質量是難以控制的。

二、工程地質勘察的質量要求

工程地質勘察是工程設計和施工的重要依據，錯誤的勘探會對整個施工方案造成不當的影響。因此PHC樁基的勘探應符合以下幾點：

（1）12～24米是勘探點間最佳間距，且每個單位工程的勘探點的分布應在5個或5個以上，當然某些工程可根據實際情況減少;若地層的持力層面坡度超過10%且地層的變化復雜多變時，應按情況加密勘探布點。

（2）貫入度測試各主要土層都需進行。當遇見中密～密實砂層、硬塑～堅硬黏土層、殘積土層以及全風化巖層時，應大概每2米進行一次測試，而樁端持力層的巖土層大約每1米進行一次測試【2】。根據這些數據，設計者與施工者能通過一系列的分析，確定最終終壓的標準。

（3）建筑場地的不良現象也應及時做成工程地質報告，以供設計人員對樁基最終選型以及確定其持力層。

三、管樁施工時常見質量問題的預防

樁身斷裂

（1）首先全面檢查樁身的質量，測量并記錄管樁的壁厚、外徑等相關尺寸，若發現超過規定時則不能使用。且嚴格執行樁的堆放、吊運規定。

（2）穩樁時要及時糾正樁不垂直的現象，若樁壓入一定深度后有嚴重傾斜的現象，不可使用移架方法。

（3）施工前要清理樁位下的障礙;保證施工的場地排水措施完好，場地平整，機臺施壓時機身也能保持平穩的狀態。

樁頂位移

（1）施工前要清理樁下障礙物，檢查樁構件，不使用不符規定樁構件。

（2）降水使用井點降水、盲溝或者排水措施。

（3）沉樁后應視地質、基坑深度、面積等來確定基坑開挖時間。

沉樁且設計深度不能達到

當有管樁不能沉下去的情況出現時，在查明地質情況下準確選定持力層或標高，選擇合理的施工方法和壓樁順序，分析原因，找出對策以保證施工的進行【3】。

總結：

不斷的積累施工、設計的經驗，并根據實際情況改進施工機械，最終能做到杜絕工程問題的出現，以此滿足工程質量的要求。

參考文獻：

[1]吳麗杰.淺談PHC樁樁基工程的質量控制[J].建材與裝飾（下旬刊），2008（05）：148-150.

[2]黎超明.預應力高強混凝土管樁樁基工程的質量控制[J].建材與裝飾（下旬刊），2007（09）：202-204.

[3]杜國安.靜壓預應力高強混凝土管樁的施工質量控制[J].山西建筑，2009，35（02）：219-220.

（本文作者單位為1.中交公路規劃設計院有限公司，北京，100088;2、3、4.中國筑設計研究院有限公司，北京，100044）