PHC樁基礎在姜結石土層的應用研究

汪道生

（江蘇建咨工程咨詢有限公司，江蘇南京 210003）

0 引言

隨著建筑行業新科技、新材料、新工藝的不斷應用，PHC高強度預應力管樁經過不斷實踐和改進，以其優異的使用功能、成熟的生產工藝、穩定的質量、經濟合理的施工成本、對周圍環境影響較小等特點在現代土木工程建設中得到廣泛應用[1]。為更好地控制PHC管樁基礎在姜結石土層的施工質量和安全，本文結合工程實際，對施工程序和安全質量控制進行研究。

1 姜結石土層PHC靜壓管樁施工前質量控制要點

1.1 姜結石土層及施工難點分析

該項目北側溫州路紅線距離基坑1.2～4.3m，西側希望大道紅線距離基坑0.7～4.3m，南側及東側均為河道，紅線距離基坑2.2～3.6m。根據地質勘察單位的勘察報告，按其沉積環境、成因類型以及巖土的工程地質性質，自上而下分為7個工程地質層：1層雜填土，以粘性土夾碎石為主，下部主要為松軟狀粉質黏土，層厚為0.80～10.20m，層底標高為-3.10～2.45m，全場分布；2層粉土夾粉質黏土呈軟塑～可塑狀態，層厚為0.60～3.30m，層底標高為-2.45～1.13m，全場大部分地段均有分布；3層淤泥質粉質黏土含少量有機質，壓縮性高，屬正常固結土，層厚為1.30～6.50m，層底標高為-5.72～-1.90m，全場大部分地段均有分布；4層粉質黏土夾粉土呈可塑～軟塑狀態，粉土呈稍密狀態，層厚為1.50～6.20m，層底標高為-8.07～-6.49m，全場分布。5～7層粉質黏土呈硬塑～可塑狀態，局部夾薄層為粉土或粉砂[2]，層厚為2.80～6.10m，層底標高為-11.98～-10.43m，全場分布，其中，第7層夾有厚度約為0.4～0.8m的姜結石。

1#、2#、4#主樓樁基礎進入7層粉質黏土持力層8～10m不等，PHC樁基需要穿過姜結石層，到達設計要求的持力層。因姜結層分布不均勻，沒有規律，管樁在下沉過程中遇到姜結層時，樁身會因抱壓力受力不均勻導致管樁傾斜，上下管樁錯位無法完成對接，樁位偏差超過規范要求無法繼續沉樁，造成施工進度慢，施工成本高。成片堅硬的姜結石會增加沉樁過程的反作用力，隨著摩擦力的增大，不但會破壞夾具，還會擠碎樁體，甚至折斷管樁，對施工機械和作業人員的安全也帶來了隱患。

1.2 施工機械選用及壓樁施工順序

結合現場實際情況，選用的ZYC-800B新天和全液壓抱壓式靜壓樁機，最大壓樁力800tf，最快壓樁速度6.5m/min，適用樁型直徑300～800mm，最大起吊16t，有效吊樁長度15m，一次壓樁行程2m，主機183t±3t，可加水48t，配重鐵569t，總重800t。在使用地質環境、移機方式、壓樁速度、樁機最大重量、隨車吊機最大吊裝能力均滿足施工要求的基礎上，該樁機采用了可快速轉換耐磨環形多浮點自適應長片夾具，在保證夾樁時樁身側壓應力較小的情況下，更能可靠地控制樁的垂直度。該樁機自帶的全天候高精度GPS應用程序，也對后期尋找和校核樁位起到了很大作用。

考慮到場地狹長，壓樁時會產生擠土效應[3]，宜從一端中間向另一端平行、左右對稱進行跳樁靜壓沉樁，在臨近正常通行的道路和臨河道側開挖0.5m應力釋放溝，同時探明溝槽的管道線纜，做好維護工作，確保相鄰管樁有7天的土體應力釋放時間，防止形成排樁推擠、傾斜現象。

1.3 施工控制點復測控制要點

首次使用時，必須復測設計單位移交的坐標控制點、水準高程點數據的準確度和精度。場地內不建議引入坐標控制點，如需引入時，必須加固、保護控制點。高程控制時，必須使用水準儀一樁一測，不允許將高程點引到圍墻上來控制樁位標高，這樣無法達到精確度。施工樁位放樣出現異常時，每月重新復測坐標控制點及高程水準點。

1.4 預應力管樁改良及進場質量控制

根據姜結層土質特點，該項目采用PHC500-A-100-35m（12+12+11）管樁。結合管樁供應單位生產能力，在首樁底部增加材質、厚度同端板一致，長度不小于0.5m金字塔形狀的鋼穿甲，鋼穿甲四周幫焊鋸齒形切刀，在壓樁過程中幫助切開堅硬的土體，減小摩阻力，輔助管樁下沉。鋼穿甲的法蘭盤與管樁端板在使用前用高強度螺栓連接，使用力矩扳手逐個檢查螺栓力矩，法蘭盤和端板四周電弧加固滿焊。

逐根檢查進場管樁的質量，要求表面光滑，顏色均勻，蜂窩面積小于總面積的0.5%。樁體破損深度≤5mm，每處面積≤5000mm2，修補后不允許漏筋。不得出現環向和縱向裂紋，但龜裂、水紋、內壁浮漿裂紋除外。樁套箍凹陷≤10mm，端頭混凝土不允許高于端板，樁套箍端板不允許脫落，樁套箍與樁身不允許出現空洞和蜂窩。樁身合縫漏漿深度≤5mm，每處漏漿長度≤300mm，累計長度≤樁長的10%，或對稱漏漿的搭接長度≤100mm，且需要修補。樁帽的端板和套箍的完整性和平整性，很大程度上決定了接樁后的垂直度和焊縫飽滿程度，同時，端板接觸面不緊密貼合，也會因受力不均勻破壞樁帽，甚至壓碎樁頭混凝土。管內離心灰漿厚度超過5cm，會影響后期填芯鋼筋籠安放的高度和垂直度，內表面混凝土不允許塌落。

進場管樁強度必須達設計值的100%，因管樁較長，管樁進入施工現場時，根據施工規劃合理分散存放在堅實、平整的場地上，松軟地基和多次周轉會導致管樁出現裂縫或折斷。確實需要移樁時，嚴禁使用挖掘機推、擠、拔、拖拽等方式移動管樁。

2 姜結石土層PHC靜壓管樁施工過程中質量控制要點

2.1 壓樁

根據施工安排，提前使用全站儀完成樁位放樣，用白石灰標記后，插入短鋼筋或專用小彩旗，短鋼筋或小彩旗外露高度不超過15cm，且不能低于5cm，嚴禁使用電焊條或竹片標記樁位。靜壓樁機在移機過程中，可以利用機載高精度GPS和全站儀相互配合，進行樁位放樣和核對。樁機就位后，測量人員配合駕駛員樁機進行微調，確定樁位。首樁就位后，對中、調直，使樁身、導向架、夾具與壓板裝置的中心線與機載GPS十字線、施工放樣地面標記重合，樁身垂直度≤0.3%、樁位偏差≤50mm。不允許樁機帶樁大幅度調整，防止折斷管樁，損壞設備。為防止沉樁過程中夾具破壞樁體，沉樁夾具抱壓力不大于6.7MPa。為順利穿透姜結層，靜壓樁機自重加配重不小于420t，最大壓樁行程不能大于2m。當出現壓樁力瞬間上升、沉樁困難時，暫停壓樁，調整夾具高度后，進行復壓，壓樁過程中不允許樁機進行橫向、縱向移動。

2.2 接樁

當下段樁頂距地面0.5～1m左右時[4]，暫停沉樁，實施接樁，接樁定位前，檢查樁體是否完整、有無缺陷，兩端板應清潔干凈，無松動變形，抱箍無開焊松脫，預應力鋼筋錨孔無回縮。接樁電焊應分兩層對稱進行，每層施焊完成，應清除焊渣、質量檢查后再施焊下一層，焊縫應連續飽滿、無氣泡、無焊瘤，自然冷卻≥6min后方允許繼續下沉。接樁上下段的中心線偏差不大于2mm，節點彎曲矢高不大于樁段的0.1%。

2.3 送樁

樁基施工必須連續進行，一次性施工到位，送樁器高程控制標識要清晰醒目，水準儀在每次使用之前必須檢查水平和離地高程。在最后的送樁過程中，高程測量人員需要和樁機駕駛員密切配合，及時傳遞信息，確保樁頂標高控制在±50mm范圍之內。根據設計要求，最大送樁軸心壓樁力不小于4200kN，且不大于4500kN，不允許使用混凝土管樁充當送樁器，對管樁形成實體破壞[5]。

3 PHC靜壓管樁施工后注意要點

每根管樁靜壓到設計高程后，及時對管樁口部進行覆蓋，并做醒目標識，防止基坑開挖時，挖土機破壞樁頭，無法完成靜載實驗，造成人員跌落、磕碰等。

4 施工過程安全質量控制

吊車、樁機駕駛人員、電焊工、電工、信號絲索工、測量人員必須持證上崗。在樁機行走的線路上，預鋪設寬度不小于6m、長度不小于15m的鋼板，確保樁機就位平衡、穩定，行走安全。樁機供電線纜嚴格執行二級用電、三級保護，嚴禁浸泡在積水里，接頭采取有效防水、防漏電保護措施，必須沿圍擋周邊規范敷設。線纜要留有一定的移動富余量，防止線纜被樁機拖地拉拽破壞。機上線纜規范排布，防止卷入樁機滑靴內，出現安全事故。嚴禁吊車超重、超范圍掛樁，嚴禁吊車掛樁后大角度旋轉。

5 結語

在城市內采用靜壓法施工樁基礎，得益于它對環境保護、噪聲控制的優勢，但復雜的地質環境也會限制施工進度和施工質量，安全問題也會時常發生。本文結合浙江長興某在建項目實際施工監理工作開展情況，對PHC管樁樁基礎在富含姜結石特殊土層施工過程中的質量、安全控制要點進行研究。要求工程建設者在遇到不同的地質條件時，需要調整思路，尋找技術難題的突破點，有針對性地進行改進，同樣，也要認真學習設計圖紙和規范要求，不斷總結和探索更能保證施工質量、更符合實際的施工方法。