淺談建筑工程基礎(chǔ)預(yù)應(yīng)力的管樁施工技術(shù)

黃　俊

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)江西南昌　330095）

淺談建筑工程基礎(chǔ)預(yù)應(yīng)力的管樁施工技術(shù)

黃俊

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)江西南昌330095）

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，城市的高層建筑也在不斷增多。而樁基礎(chǔ)作為建筑工程施工中的重要技術(shù)之一，加強(qiáng)樁基礎(chǔ)的施工技術(shù)，可以提高建筑工程的穩(wěn)定性和安全系數(shù)。本文就主要針對(duì)建筑工程基礎(chǔ)預(yù)應(yīng)力管樁在施工前和施工過(guò)程中的技術(shù)進(jìn)行了探討，并根提出預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)施工要點(diǎn)，供同行參考。

建筑工程；預(yù)應(yīng)力管樁；施工技術(shù)

引言

樁基礎(chǔ)是現(xiàn)代建筑工程最常用的一種地基處理方法，樁基礎(chǔ)具有節(jié)省工期、節(jié)約成本、保障施工質(zhì)量、提高經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)點(diǎn)，特別是軟土層的建筑按工程，樁基礎(chǔ)是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵措施。隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力管樁由原來(lái)的低壓樁力（1000～2000kN）、小規(guī)格管樁（300mm、400mm）發(fā)展到目前高強(qiáng)度（C80）、大壓樁力（6000～8000kN）、大規(guī)格的管樁（500～600mm）。作為建筑工程中的基礎(chǔ)工程，樁基礎(chǔ)的質(zhì)量直接關(guān)系到建筑工程的整體質(zhì)量，由于樁基施工過(guò)程中存在很多不可預(yù)見(jiàn)的因素，進(jìn)而增加了樁基的施工難度，進(jìn)而會(huì)對(duì)樁基施工質(zhì)量造成一定的影響。因此，探討建筑工程中樁基礎(chǔ)施工技術(shù)就顯得的非常重要了。

1　靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工的場(chǎng)地條件和環(huán)保優(yōu)點(diǎn)

①靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工仍然具有擠土效應(yīng)，對(duì)周?chē)鷺?gòu)筑物的基礎(chǔ)及地下管線(xiàn)有一定的影響，一般要求邊樁中心到相鄰構(gòu)筑物的間距L≥5m；②施工場(chǎng)地的地耐力要求較高，在新填土、淤泥土及積水浸泡過(guò)的場(chǎng)地施工易陷機(jī)，并且施工完成的樁位可能受土方大開(kāi)挖產(chǎn)生擾動(dòng)或移位，不利后續(xù)工序施工或建筑物結(jié)構(gòu)安全；③不宜在地下障礙物或孤石較多的場(chǎng)地施工，容易產(chǎn)生斷樁。

靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工以低噪聲、無(wú)振動(dòng)、無(wú)污染、可以24h連續(xù)施工縮短建設(shè)工期為主要優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)場(chǎng)地整潔、施工文明程度高；又由于送樁器與工程樁樁頭的接觸面吻合較好，送樁器在送樁過(guò)程中不會(huì)左右晃動(dòng)和上下跳動(dòng)，因而可以送樁較深，基礎(chǔ)開(kāi)挖后的截去量少；對(duì)施工場(chǎng)地的周?chē)h(huán)境影響不大，特別是在城市中心區(qū)能充分體現(xiàn)施工的環(huán)保性。

2　靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工過(guò)程的質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.1壓樁前準(zhǔn)備階段的控制要點(diǎn)

2.1.1壓樁機(jī)的選擇

必須根據(jù)項(xiàng)目工程的地質(zhì)詳細(xì)資料和設(shè)計(jì)的單樁承載力要求，準(zhǔn)確地選擇壓樁機(jī)的型號(hào)。如果壓樁機(jī)噸位過(guò)小，可能出現(xiàn)樁壓不下的情況，因而無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)承載力要求；反之，如果壓樁機(jī)噸位過(guò)大，易發(fā)生陷機(jī)情況或樁身超壓斷裂。所以試樁前應(yīng)該會(huì)同參建各方合理地選擇樁機(jī)，盡量采用微量超載施工。一般情況下，樁機(jī)的壓樁力應(yīng)不小于單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的1.2倍。

2.1.2施工放線(xiàn)與定樁位

由于放線(xiàn)的準(zhǔn)確與否直接影響建筑物的位置是否符合“規(guī)劃”要求，而樁位的準(zhǔn)確與否又直接影響著整個(gè)工程的結(jié)構(gòu)，因此，這兩個(gè)工序的重要性不容忽視。土建總包單位必須對(duì)分包單位報(bào)審的樁位放樣成果組織技術(shù)復(fù)驗(yàn)，根據(jù)建筑物與結(jié)構(gòu)樁位圖逐位校核，特別是建筑物的四個(gè)大角的樁位，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理單位審核驗(yàn)收后才能進(jìn)入壓樁施工，發(fā)現(xiàn)不符合要求的及時(shí)糾正。樁基和板樁軸線(xiàn)偏差應(yīng)控制在20mm以?xún)?nèi)；單排樁的軸線(xiàn)偏差應(yīng)控制在10mm以?xún)?nèi)。

2.1.3樁尖、樁身質(zhì)量檢查

首先必須對(duì)樁尖進(jìn)行查驗(yàn)、測(cè)量，所有進(jìn)場(chǎng)的樁尖符合有關(guān)規(guī)范對(duì)于樁尖的構(gòu)造要求和設(shè)計(jì)圖紙要求；對(duì)所有到場(chǎng)的管樁進(jìn)行仔細(xì)認(rèn)真地查驗(yàn)，認(rèn)真檢查各種質(zhì)量保證資料，測(cè)量管樁的外徑、壁厚、樁身、長(zhǎng)度、樁身彎曲度等有關(guān)尺寸，并詳細(xì)記錄。特別是管壁厚度，由于靜壓法施工中的夾持力較大，壁厚不夠很容易把樁夾碎。同時(shí)應(yīng)對(duì)樁身外觀質(zhì)量進(jìn)行仔細(xì)地查驗(yàn)，檢查樁身是否粘皮麻面、內(nèi)外表面是否露筋、表面是否有裂縫、是否斷頭脫頭、樁套箍是否凹陷、表面混凝土是否坍落等情況，不符合驗(yàn)收規(guī)范要求的，責(zé)令廠家即時(shí)退場(chǎng)。預(yù)應(yīng)力管樁允許偏差范圍如下：

（1）直徑±5mm；

（2）管壁厚度-5mm；

（3）軸贈(zèng)園孔中心線(xiàn)對(duì)樁中心線(xiàn)5mm。

2.2壓樁施工過(guò)程的質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.2.1試壓樁（第一節(jié)樁）的定位

雖然在放線(xiàn)與定樁位時(shí)已經(jīng)核查過(guò)，但是經(jīng)驗(yàn)不足或技術(shù)水平不高的施工技術(shù)人員往往在試壓第一節(jié)樁時(shí)偏離原定的樁位，從而導(dǎo)致成樁的偏位。建議在每個(gè)樁位處的中心點(diǎn)先用長(zhǎng)4～ 5cm的鐵釘系紅帶子引點(diǎn)在地面上，再用石灰或貝灰以原定的樁心為圓心、以該樁的樁徑為直徑畫(huà)一圓圈，試壓第一節(jié)樁時(shí)以此圓圈為準(zhǔn)，控制樁不偏離該圓圈，使成樁的偏位盡可能減小。

2.2.2樁身垂直度的控制

由于靜壓管樁樁機(jī)駕駛室內(nèi)一般會(huì)懸掛一吊有重錘的繩線(xiàn)，由開(kāi)機(jī)員以此線(xiàn)為準(zhǔn)控制在機(jī)臺(tái)上固定樁的垂直度。打樁時(shí)，由兩臺(tái)經(jīng)緯儀從不同的兩個(gè)面（構(gòu)成90°的二個(gè)面）控制打樁的垂直度。當(dāng)樁在兩個(gè)方向都已經(jīng)垂直的情況下方允許壓樁，當(dāng)樁入土至50cm時(shí)，再次校正樁的垂直度和平臺(tái)的水平度，保證樁的縱橫雙向垂直偏差不得超過(guò)0.5%。

2.2.3接樁及焊縫控制

接樁一般在距離地面1m左右進(jìn)行，應(yīng)保證上下兩節(jié)樁的順直，上下樁的中心線(xiàn)偏差不得小于10mm，節(jié)點(diǎn)彎曲矢高不得大于0.1%樁長(zhǎng)。管樁施工中主要采用焊接接樁法，在焊接前應(yīng)該把兩節(jié)樁的端頭板用鋼刷清刷干凈，直至坡口露出金屬光澤，而且應(yīng)該保證上節(jié)樁已經(jīng)垂直后方能焊接。焊接時(shí)應(yīng)采取措施對(duì)稱(chēng)施焊，以減少焊縫變形引起的節(jié)點(diǎn)彎曲。焊縫應(yīng)連續(xù)、飽滿(mǎn)，焊縫不得有凹痕、咬邊、焊瘤、夾渣、裂縫等表面缺陷，焊渣必須清理干凈，對(duì)外露的鐵件刷防腐漆；自然冷卻約10～15min（嚴(yán)禁用水冷卻或焊完即壓），防止高溫的焊縫遇水變脆而被壓壞。

2.2.4穩(wěn)壓的標(biāo)準(zhǔn)控制

穩(wěn)壓的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該以國(guó)家相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，結(jié)合施工場(chǎng)地的地質(zhì)地貌，由項(xiàng)目各參建單位特別是勘察單位及設(shè)計(jì)單位在試樁會(huì)議中根據(jù)試樁的實(shí)際情況確定的標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則。一般情況下，除保證樁長(zhǎng)及樁尖入持力層深度應(yīng)該滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求外，還要控制穩(wěn)壓值Q的大小。雖然穩(wěn)壓值Q與單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值Rk是兩個(gè)不同的概念，但穩(wěn)壓值Q與單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值Rk存在著某種比例關(guān)系，筆者認(rèn)為這種比例關(guān)系與工程地質(zhì)構(gòu)造情況關(guān)系較大，同時(shí)與樁的長(zhǎng)度以及所選的持力層關(guān)系也不可忽視，穩(wěn)壓值Q可以按以下原則來(lái)測(cè)定其最后各次穩(wěn)壓時(shí)的貫入度：

（1）當(dāng)樁長(zhǎng)小于15m或樁端持力層為粘土、粉質(zhì)粘土?xí)r，宜取略大于2倍設(shè)計(jì)荷載作為最后穩(wěn)壓力，并穩(wěn)壓不少于5次，每次1min，穩(wěn)壓值Q=（2.1～2.4）Rk；

（2）當(dāng)樁長(zhǎng)大于15m或樁端持力層為密實(shí)砂土?xí)r，宜取2倍設(shè)計(jì)荷載作為最后穩(wěn)壓力，并穩(wěn)壓不少于3次，每次1min，穩(wěn)壓值Q=2Rk；

（3）如設(shè)計(jì)根據(jù)周?chē)鷪?chǎng)地的經(jīng)驗(yàn)值有具體取值要求時(shí)，則按設(shè)計(jì)要求執(zhí)行。總結(jié)近幾年靜壓管樁的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一般是長(zhǎng)樁取低值，短樁取高值；擊數(shù)低取低值，擊數(shù)高取高值；

（4）靜壓樁的施工記錄控制。

壓樁施工時(shí)，應(yīng)由專(zhuān)人或開(kāi)啟自動(dòng)記錄設(shè)備做好施工記錄，監(jiān)理單位應(yīng)旁站跟蹤核檢。開(kāi)始?jí)簶稌r(shí)應(yīng)記錄樁每沉下1m油壓表壓力值，當(dāng)下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高或達(dá)到要求的穩(wěn)壓荷載標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)記錄最后三次穩(wěn)壓時(shí)的貫入度。

2.3樁頭填芯的質(zhì)量控制

由于樁與上部結(jié)構(gòu)的連接主要通過(guò)地基承臺(tái)，因此樁頭嵌入承臺(tái)的長(zhǎng)度不宜太短；對(duì)于大直徑樁，不宜小于100mm；對(duì)中等直徑樁不宜小于50mm。樁頭的插筋長(zhǎng)度的錨固長(zhǎng)度不宜小于30倍主筋直徑。廈門(mén)地區(qū)的地震設(shè)防為Ⅶ度，因此有必要把樁嵌入承臺(tái)的長(zhǎng)度加長(zhǎng)，且樁頭的插筋長(zhǎng)度也應(yīng)加長(zhǎng)及增加配筋量，加強(qiáng)樁身的抗拔能力。樁頭填芯混凝土一般以1.5～3m長(zhǎng)度為準(zhǔn)，瀕臨海邊的部分建筑由于要增強(qiáng)其抗海水的侵腐能力，因此填芯混凝土的深度可達(dá)到8m。樁頭填芯混凝土的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范要求和設(shè)計(jì)要求。

3　靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題與處理措施

3.1樁身斷裂

樁在沉入過(guò)程中，樁身忽然傾斜錯(cuò)位，在土質(zhì)條件沒(méi)什么變化的情況下而貫入度急增，施壓油缸的油壓顯示急下降引起機(jī)臺(tái)抖動(dòng)，可能是樁身斷裂。處理的措施主要是在壓樁施工前將地面下舊建筑物基礎(chǔ)、塊石等障礙物徹底清理干凈，始施壓第一節(jié)樁時(shí)要嚴(yán)格控制樁身的垂直度，另對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁在搬運(yùn)、進(jìn)場(chǎng)要嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定驗(yàn)收，對(duì)于不合格的管樁堅(jiān)決不得使用。

3.2沉樁達(dá)不到要求

一般情況下，控制沉樁的質(zhì)量以最終貫入度控制為主，結(jié)合以最終樁長(zhǎng)控制參數(shù)，有時(shí)卻達(dá)不到設(shè)計(jì)的最終控制要求。發(fā)生管樁沉不下去時(shí)，應(yīng)立即上報(bào)地勘單位和設(shè)計(jì)單位，組織專(zhuān)家冷靜分析原因，找出對(duì)策才能繼續(xù)施工，切不要盲目加大壓樁力強(qiáng)行沉樁。處理的措施主要是合理選擇施工方法及壓樁順序，中斷沉樁時(shí)間不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)；如果出現(xiàn)多根管樁沉不下去時(shí)，應(yīng)詳細(xì)探明工程地質(zhì)情況，必要時(shí)應(yīng)作補(bǔ)勘。

3.3接樁處開(kāi)裂

接樁處經(jīng)過(guò)施工后，出現(xiàn)松脫開(kāi)裂。處理的措施是接樁前對(duì)連接部位上的雜質(zhì)、油污、水份等必須清理干凈；接樁時(shí)嚴(yán)格控制上下樁的中心線(xiàn)，焊接預(yù)埋件應(yīng)平整服貼，焊縫應(yīng)飽滿(mǎn)連續(xù)，并應(yīng)確保焊縫的自然冷卻時(shí)間。

3.4基坑開(kāi)挖不當(dāng)引起大面積群樁傾斜

挖土引起基樁的傾斜，直接起因是挖土方法不當(dāng)，將基坑挖得太深或?qū)⑼诔龅耐炼逊旁诨舆吰赂浇蚨a(chǎn)生側(cè)向壓力；加上新開(kāi)挖的泥土本身的流動(dòng)性和不穩(wěn)定性，以及土體中未消散的孔隙水壓力乘機(jī)向開(kāi)挖方向釋放，加劇了泥土向開(kāi)挖方向流動(dòng)；而管樁對(duì)水平力的抵抗能力小，于是隨著土體的位移而向開(kāi)挖方向傾斜，造成樁頂大量位移。特別是在春夏雨季，雨水量比較大，必須堅(jiān)決杜絕此類(lèi)施工做法。為防止此類(lèi)工程事故的發(fā)生，應(yīng)嚴(yán)禁邊壓樁邊開(kāi)挖；開(kāi)挖宜在基樁全部完成并至少隔15d后進(jìn)行，土質(zhì)禁為淤泥層或新填土，挖土宜逐層均勻進(jìn)行，樁周土體高差視沉樁深度由設(shè)計(jì)確定，且不宜超過(guò)1m；注意保持基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)或邊坡土體的穩(wěn)定；基坑頂部周邊不得堆土或堆放其他重物等。

4　結(jié)束語(yǔ)

總之，建筑基礎(chǔ)工程施工中的靜壓預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)是一項(xiàng)隱蔽性、復(fù)雜性強(qiáng)的技術(shù)，具有很強(qiáng)的綜合性。在高層建筑工程樁基礎(chǔ)施工的過(guò)程中，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)，能夠有效提高建筑工程的施工效率，縮短工程的施工時(shí)間，保證工程的施工質(zhì)量、安全。

TU753.3

A

1673-0038（2015）50-0011-02

2015-11-12

黃?。?974-），男，助理工程師，主要從事水文地質(zhì)工程地質(zhì)及地基與基礎(chǔ)施工工作。