對靜壓預制管樁基礎結構設計的研究

歐紅軍

（廣寧縣建筑設計室，廣東 肇慶 526300）

現階段，人們對房屋建筑工程的需求量與需求質量均有所提升，也推動建筑工程企業與施工技術的迅速發展。為了更好地滿足人們的現實需求，預制管樁基施工技術在房屋建筑工程施工中得到廣泛應用。該技術中主要使用了預制管樁基構件，因此能夠在保證施工質量的基礎上大幅縮短施工工期，降低成本消耗。可以說，預制管樁基施工技術在房屋建筑工程中有著極高的應用價值，值得深入探究。本文結合軟巖地區某工程中兩個預制管樁應用案例，分析基巖軟化對樁基承載力的影響，并提出相應的防治措施，供類似工程參考。

1 工程概況

1.1 項目概況

項目擬建建筑采用框架結構，采用樁基礎。

1.2 工程地質條件

根據該場地的巖土工程勘察報告，可將該場地地層劃分如下：

（1）第①層素填土，主要由黏性土及塊狀、碎塊狀泥質粉砂巖、頁巖等組成，該層土自重固結尚未完全完成，重型動力觸探試驗實測擊數平均值6.8 擊，離散性較大；

（2）第③層粉砂，松散狀，標準貫入試驗實測擊數平均值9.9 擊；

（3）第⑥1層全風化泥質粉砂巖，已風化成半巖半土狀，遇水易軟化、崩解，干鉆可鉆進；

（4）第⑦1層強風化泥質粉砂巖，層狀構造，泥質膠結，節理裂隙很發育，遇水易軟化，巖芯多呈塊狀、碎塊狀，巖體基本質量等級為Ⅴ級，重型動力觸探試驗實測擊數平均值44.5 擊；巖塊飽和單軸抗壓強度范圍值3.43～23.30MPa，平均值9.17MPa，標準值7.95MPa；

（5）第⑧1層中風化泥質粉砂巖，層狀構造，泥質膠結，節理裂隙較發育，巖芯多呈柱狀、短柱狀，錘擊聲脆，巖體基本質量等級為Ⅴ級；巖塊飽和單軸抗壓強度范圍值7.99～30.30MPa，平均值15.62MPa，標準值13.78MPa。

1.3 場地基巖特點

場地基巖存在明顯的軟化特性，基巖干燥時，巖基承載力較高，遇水軟化后，手易掰斷。實驗室軟化系數約為0.5。場地巖基載荷板試驗結果顯示，干燥狀態下，基巖承載力特征值不小于3000kPa，飽和狀態下，基巖承載力特征值為1800kPa。因此，場地基巖的軟化系數約0.5～0.6。

1.4 水文地質條件

擬建場地的地下水主要是賦存于第①層素填土及第③層粉砂中的潛水，穩定水位埋深1.40～5.60m，無承壓性。地下水主要受大氣降水下滲及相鄰含水層側向滲透補給，以蒸發和側向滲透的方式排泄，水量受季節影響較大。

2 樁基設計方案

限于篇幅，本文主要研究庫房和綜合樓樁基的方案設計。

2.1 庫房樁基設計方案

庫房為門式剛架，單柱豎向荷載標準值為1600kN，擬采用PHC400AB95 預制管樁，根據試樁的單樁豎向抗壓承載力特征值，設計兩樁或三樁承臺。樁長按照進入⑦1層強風化泥質粉砂巖不少于2m 進行控制，預計樁長9m。

2.2 綜合樓樁基設計方案

綜合樓為二層框架結構，單柱豎向荷載標準值為5000kN，擬采用PHC600AB130 預制管樁，單樁豎向抗壓承載力不小于1300kN，擬設計四樁承臺。樁長按照進入⑦1層強風化泥質粉砂巖不少于2m 進行控制，預計樁長8～12m。

2.3 施工工藝與質量標準

基線放樣→樁位放樣→試樁→吊樁定位→對位插樁→打樁→接樁→繼續施打→收錘成樁

2.3.1 樁基施工

靜壓管樁施工順序具體如下：測量放線→探樁排障→放線定位→樁尖就位、對中→吊樁插樁→樁身對中調直→靜壓沉樁→接樁→再壓樁→送樁。在此過程中，需要重點落實的內容如下：保證樁機從一個方向開始運行，并順序施壓；開動壓樁油缸將樁壓入土中0.5m 左右，同時保證樁雙向垂直度低于0.5%；在第一段樁壓入土后且露在地面上的長度為800mm 時，接上另一段樁展開靜壓；接樁前，必須保證預埋件、接頭處的干凈整潔，不得存在銹蝕或雜物；參考設計單樁的極限荷載值進行按樁試驗，以該數值復壓至少3 次，且每次穩壓持續時間保證在3～5s，完成穩壓貫入度的記錄，以此到達審核靜壓管樁施工質量的效果。

在此環節中，為了保證施工質量，需要對預制管樁的偏差值進行嚴格控制，具體有：保證樁位釋放的誤差值不高于30mm，樁的垂直度偏差不高于樁長的0.5%；將上下樁中心線的偏差值穩定在5mm 以內；在樁臺下樁數為1～3 根的情況下，預制管樁的允許偏差值為100mm；在樁臺下樁數為4～16 根的情況下，預制周邊樁的允許偏差值為100mm，中間樁的允許偏差值為直徑的樁直徑的1/3；在樁臺下樁數在16 根以上的情況下，預制周邊樁的允許偏差值為樁直徑的1/3，中間樁的允許偏差值為直徑的樁直徑的1/2。

2.3.2 樁接頭焊接

本次施工中主要使用焊接的方式對樁連接接頭進行處理。在此過程中，應當重點關注的操作如下：在進行樁接頭焊接時，要使用二氧化碳等惰性氣體對焊接位置展開保護；接樁操作時，保證下樁露出地面0.8m，且接頭處干凈；利用吊線確保上下樁的樁身均呈順直的狀態，并控制連接位置的錯位不高于2mm；展開兩次焊接，可以由兩名焊接人員實施對稱焊接，保證焊縫的飽滿與連續；完成焊接后需要落實隱蔽檢查，檢查合格后對焊縫展開持續8min 的自然冷卻，其后可繼續進行沉樁。

2.3.3 壓樁

首先維護樁機基礎的穩定，確定實際壓樁階段樁機的送樁器、導向壓樁架與樁身保持在同一中心線，定位錘擊，過程采用雙向經緯儀對樁身的垂直度展開校正，將儀器放置于距離樁機20m 的位置。在第一段樁下壓的過程中，保證垂直度偏差低于0.5%，一旦發現垂直超標的問題應第一時間進行調整，并重新展開壓樁操作。

2.3.4 收錘驗收

為了保證房屋建筑工程中預制管樁基施工的高質量，需要制定收樁標準，并依照此標準對實際施工質量展開檢驗。在本次工程中，φ400 樁的終壓值分別為2800、2360、2200kN；φ500 樁的終壓值為4000kN；針對入土深度在11m 及以上的樁，應當落實至少3 次復壓，且穩壓的力度高于終壓力、時間持續3～5s。

2.3.5 引孔施工

相比其他方法，螺旋鉆干作業法在預制管樁基的引孔施工中有著更高的應用優勢，控制引孔垂直度的偏差低于0.5%；保證引孔施工與壓樁施工連續展開，兩者的間隔時間不得高于12h，若是施工現場的土地為軟土地基，則兩者的間隔時長不得高于3h；若發現引孔中存在積水，則可以使用開口型樁尖；在密集樁、地基為飽和淤泥、土質為黏性土或淤泥質土時，需要加設袋裝砂井，實現對超孔壓的降低。

2.3.6 舊樁基處理

在展開預制管樁基施工中，施工現場存在舊樁的現象較為常見，為了保證施工質量，相關人員必須要對舊樁基進行妥善處理。此時，可以使用pc200 炮機對舊樁基展開破除操作，并在完成破除后及時清理現場。在利用現場舊樁基前，應在破除承臺后結合施工現場實際情況展開截樁操作，并妥善處理樁頂構造。

2.4 質量控制措施

2.4.1 壓樁垂直度保證措施

①維護樁機基礎的穩定，保證在實際壓樁階段樁機的送樁器、導向壓樁架與樁身保持在同一中心線位置；②依托雙向經緯儀對樁身的垂直度展開校正，將儀器放置于距離樁機20m 的位置。在第一段樁下壓的過程中，保證垂直度偏差低于0.5%，一旦發現垂直超標的問題應落實第一時間的調整，并重新展開壓樁操作；③對樁頂的平整度進行嚴格檢查，確保緩沖墊的薄厚始終均勻；④使管樁的軸心始終受壓，一旦發現偏移必須及時調整。

2.4.2 成樁質量注意事項

在實際的預制管樁基施工中，需要重點落實的質量控制措施如下：將樁位施放誤差穩定在30mm 以下；控制上下樁中心線偏差不高于5mm，節點彎曲高度不高于20mm 且不高于樁長的0.1%；對于最后一段樁，應使其高出設計樁頂標高至少1.5 倍樁直徑，為后續截樁操作的順利展開提供支持；完成收樁后，必須第一時間落實封底操作，防止水進入其中浸泡巖層，導致施工質量下降。

3 結論

本文結合軟巖地區某工程中兩個預制管樁應用案例，分析基巖軟化對預制管樁單樁豎向抗壓承載力的影響。現階段，預制管樁基施工技術在房屋建筑工程施工中得到廣泛應用，其能夠達到在保證施工質量的基礎上大幅縮短施工工期，因此有極高的應用價值。在明確預制管樁基施工規范的前提下，通過施工機械的合理選擇、施工準備工作的完善落實、施工順序與施工計劃的確定、樁基施工、樁連接接頭處理、引孔施工、舊樁基處理與質量控制，并著重關注樁身斷裂、樁頂破碎、接樁部位開裂的控制，提高預制管樁基施工的技術水平，以及房屋建筑工程的整體施工質量，推動相關行業產業的升級。