預(yù)應(yīng)力管樁在軟基中的施工問(wèn)題

1.引言

PHC樁是在近代高性能混凝土和預(yù)應(yīng)力技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的混凝土預(yù)制構(gòu)件。PHC樁本身具有耐打、耐壓，耐久性好，造價(jià)適宜，施工工期短，施工施工現(xiàn)場(chǎng)文明整潔等特點(diǎn)，受到業(yè)主、施工單位和設(shè)計(jì)人員的普遍歡迎。但是PHC樁在施工過(guò)程中也暴露出了不少的問(wèn)題，在土性復(fù)雜，特別是在土質(zhì)較差的軟弱地基的基坑開(kāi)挖施工過(guò)程中，由于樁身為空心，其抗剪和抗裂性能相對(duì)較差，尤其是薄壁PHC樁在施工中更加容易造成樁體偏移，樁身開(kāi)裂甚至斷樁的問(wèn)題。廣東沿海地區(qū)某工程，地表10～28m范圍內(nèi)為淤泥質(zhì)粘土或淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，設(shè)計(jì)持力層為粉質(zhì)粘土層。采用薄壁PHC樁，施工中按常規(guī)手段施工，結(jié)果斷樁率很高，45%為Ⅲ類樁。因此如何保證軟弱地基中的施工質(zhì)量，以及對(duì)施工質(zhì)量故障的補(bǔ)救成為一個(gè)急需解決的問(wèn)題。

2.管樁在軟土地基中出現(xiàn)斷裂的原因

2.1 工程地質(zhì)原因

軟土地基土質(zhì)較差，PHC樁身范圍一般處于粉質(zhì)粘土，或者淤泥質(zhì)粘土層中。這類軟土層一般處于飽和狀態(tài)，土體本身透水性極差，抗剪強(qiáng)度很低，處于高流動(dòng)，高敏感狀態(tài)。在樁體打壓的過(guò)程中，樁體不斷擠壓土體，使其內(nèi)部不斷積蓄能量。當(dāng)在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，處于上部樁體的土被挖走，對(duì)下部軟土的約束作用減小，高流動(dòng)性的土體產(chǎn)生涌動(dòng)來(lái)釋放能量，對(duì)樁身造成擠壓。但是處于樁身下部的土體依然處于高壓縮狀態(tài)，這樣上下部就會(huì)產(chǎn)生剪切作用。即使是同一標(biāo)高處的土層，由于壓力釋放極度不均勻，也會(huì)產(chǎn)生不同程度的剪切力。

2.2 打樁過(guò)程中障礙物的影響

（1）一種情況是在勘察過(guò)程中，勘察深度不夠，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)樁身下部的堅(jiān)硬障礙物，如孤石、塊石等。在打樁的過(guò)程中樁尖先接觸到障礙物，發(fā)生偏移，在隨后的過(guò)程中樁身不斷受到擠壓，混凝土隨之產(chǎn)生裂縫甚至斷裂。

（2）另一種情況是樁身上層土體為軟土，下層土體為堅(jiān)硬土質(zhì)。當(dāng)打樁過(guò)程中，樁身突然由軟土進(jìn)入硬土層，打樁強(qiáng)度沒(méi)有改變，導(dǎo)致硬土層對(duì)樁身產(chǎn)生巨大的沖擊，往往會(huì)使樁身偏移或者斷裂。

2.3 施工工藝的影響

（1）首先是施工過(guò)程中打樁順序的不合理安排。例如對(duì)于開(kāi)闊密集的打樁地帶，沒(méi)有合理安排順序，導(dǎo)致由四周向中間逐漸打樁，會(huì)使得樁的擠土效應(yīng)不斷的向中間疊加，最終導(dǎo)致中部的樁體受到過(guò)大的擠壓作用而破壞。

（2）其次是邊坡對(duì)樁體的影響。這一點(diǎn)往往被忽視，邊坡的偶然失穩(wěn)會(huì)導(dǎo)致巨大的水平推力，使樁體開(kāi)裂甚至出現(xiàn)斷樁。

（3）還有施工過(guò)程中偶然局部荷載。這部分荷載來(lái)自過(guò)往滿載車輛或者是局部堆放的土方，例如推土機(jī)產(chǎn)生的水平推力，這部分荷載加載過(guò)程很迅速，往往會(huì)對(duì)樁體產(chǎn)生極大的破壞作用。

3.施工工藝建議

3.1 確定合理的打樁順序

要根據(jù)樁的密集程度及周圍建（構(gòu)）筑物的關(guān)系，合理安排打樁順序。

3.2 控制土方開(kāi)挖工程

（1）對(duì)于工程量較大的場(chǎng)地，應(yīng)該劃分區(qū)域施工。施工前應(yīng)對(duì)施工區(qū)域內(nèi)的障礙物進(jìn)行清理。施工區(qū)域附近受到施工影響的建筑物、管線應(yīng)事先查明，委派專人負(fù)責(zé)采取加固和監(jiān)測(cè)措施，防止發(fā)生意外。運(yùn)土車行駛路線設(shè)置于基坑外的市政道路范圍內(nèi)，嚴(yán)禁道路外行駛；若因條件所限挖機(jī)和運(yùn)土車輛須設(shè)的臨時(shí)行進(jìn)路面采用磚渣填實(shí)且臨時(shí)行進(jìn)道路要遠(yuǎn)離樁基；有條件時(shí)，要盡可能采用小型的長(zhǎng)臂挖土機(jī)械和運(yùn)輸車輛，以免對(duì)基坑帶來(lái)不利影響。

（2）在毗鄰邊坡打樁時(shí)，應(yīng)隨時(shí)注意打樁對(duì)邊坡的影響。

（3）土方開(kāi)挖時(shí)宜機(jī)械與人工相配合。

（4）挖土機(jī)和運(yùn)土機(jī)械在路基平面上行走，應(yīng)設(shè)立指揮。挖土過(guò)程中嚴(yán)禁機(jī)械碰撞工程樁或太靠近工程樁，嚴(yán)禁超載，挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上30 cm改用人工修土并且修土一塊墊層及時(shí)施工一塊，以避免因土體卸荷后而產(chǎn)生的壓力差造成涌土等不良現(xiàn)象。

3.3 合理的打（壓）樁流程

（1）首先確定施工前已打試樁，試樁數(shù)應(yīng)滿足工程要求，并且確定貫入度及樁長(zhǎng)，并校驗(yàn)打樁設(shè)備和施工工藝及技術(shù)措施是否符合要求。

（2）根據(jù)樁位平面圖、總平面圖及建設(shè)方提供的坐標(biāo)控制點(diǎn)進(jìn)行樁位測(cè)放。

（3）多段樁施工時(shí)，可采用端板焊接連接接樁。

（4）壓樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，當(dāng)壓樁力已達(dá)到兩倍設(shè)計(jì)荷載或樁端已到達(dá)持力層時(shí)，應(yīng)隨即進(jìn)行穩(wěn)壓。當(dāng)樁頂高出設(shè)計(jì)標(biāo)高須截樁時(shí)，宜采用機(jī)械切割，應(yīng)先將不需要截除的樁身端部用鋼抱箍箍緊，然后進(jìn)行切割。嚴(yán)禁用大錘砸。

4.工程質(zhì)量故障補(bǔ)救措施

對(duì)工程中出現(xiàn)的樁身質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)該根據(jù)具體的情況結(jié)合實(shí)際處理。一般處理方法有：補(bǔ)沉法、補(bǔ)樁法、送補(bǔ)結(jié)合法、糾偏法、擴(kuò)大承臺(tái)法、復(fù)合地基法等。

5.結(jié)語(yǔ)

隨著預(yù)應(yīng)力管樁在軟土地區(qū)的廣泛應(yīng)用，相應(yīng)的工程質(zhì)量問(wèn)題也隨之出現(xiàn)。避免該問(wèn)題的最好辦法是施工過(guò)程中預(yù)測(cè)到軟土地區(qū)中可能引發(fā)的工程質(zhì)量問(wèn)題，預(yù)先采取必要的措施加以防范。并且要充分認(rèn)識(shí)到影響預(yù)應(yīng)力管樁施工質(zhì)量的因素是多方面的，有地質(zhì)方面的，有樁身質(zhì)量方面的，有勘察設(shè)計(jì)方面的，有施工方面的，所以施工質(zhì)量控制應(yīng)采取符合工程實(shí)際的針對(duì)性的預(yù)案和措施，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范規(guī)程，確保樁基質(zhì)量及周圍環(huán)境的安全。隨著預(yù)應(yīng)力管樁理論研究的進(jìn)步和工程實(shí)踐的不斷積累，預(yù)應(yīng)力管樁施工應(yīng)用水平必將得到更大的提高。