管樁預(yù)引孔靜壓法施工與質(zhì)量控制

王帥

【摘 要】中冶天工紅星美凱龍孝義城市綜合體SOHO商業(yè)裙房（A）樁基采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁預(yù)引孔靜壓法施工工藝，施工工期短，同時(shí)與傳統(tǒng)錘擊法相比噪音低、環(huán)境污染小，操作安全系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，值得推廣應(yīng)用。本文主要介紹預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁預(yù)引孔靜壓法施工，保證預(yù)應(yīng)力管樁施工質(zhì)量，滿足規(guī)范與設(shè)計(jì)的承載力及有效樁長(zhǎng)的雙控要求。

【關(guān)鍵詞】管樁 預(yù)引孔靜壓法施工 質(zhì)量控制

前言

近幾年來(lái)，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁（PHC）由于其質(zhì)量可靠、單樁承載力高及造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)，高層建筑地基處理中得到了迅猛發(fā)展及推廣應(yīng)用。同時(shí)由于錘擊法施工在環(huán)保等方面的缺點(diǎn)日益突出，而靜壓法有低噪聲、無(wú)污染，可以24小時(shí)連續(xù)施工，縮短建設(shè)工期，從而降低工程造價(jià)；施工速度很快，同時(shí)施工安全、文明程度高等優(yōu)點(diǎn)。因此靜壓施工法越來(lái)越普遍，而北方地區(qū)由于土質(zhì)原因，往往需要采用預(yù)引孔的方式使得管樁能夠達(dá)到承載力及有效樁長(zhǎng)的雙控標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)通過(guò)工程（PHC）管樁的施工實(shí)例，淺談管樁預(yù)引孔靜壓施工方法與質(zhì)量控制要點(diǎn)，供參考。

工程實(shí)例：

1、工程概況：

紅星美凱龍孝義城市綜合體SOHO商業(yè)裙房（A）框筒結(jié)構(gòu)，建筑高度106.4m，地下一層，地上28層，總建筑面積98468.45㎡，位于孝義市崇文大街和大眾路交叉口西北角，本工程樁基采用PHC 500 AB 100-14預(yù)制管樁，設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高748.2、747.7，打樁時(shí)由中間向四邊采用隔排跳打，間隔時(shí)間不少于5天，并采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)引孔的方式，引孔孔徑400mm，深18米。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁設(shè)計(jì)有效樁長(zhǎng)為28米，工程總樁數(shù)1066根。

2、場(chǎng)地地質(zhì)條件：

根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告所揭示的情況，本場(chǎng)地主要土層可分為10層，各主要土層自上而下分布如下：粉質(zhì)粘土（1），厚度1.50～2.20m；粘土（2），厚度 2.80～3.60m；粘土（3），厚度5.30～6.9m；粉質(zhì)粘土（4），厚度 5.50～6.80m；粉質(zhì)粘土（5），厚度 5.00m；粉質(zhì)粘土（6），厚度 3.00～3.70m；粉質(zhì)粘土（7），厚度 5.10m；粉質(zhì)粘土（8），厚度4.1 0m；粉質(zhì)粘土（9），厚度 6.30m；粉質(zhì)粘土（10），厚度 2.10～3.00m；

根據(jù)地勘報(bào)告及以上土層分析，采用預(yù)引孔靜壓法施工，樁基必須達(dá)到第七層持力層。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試樁，樁長(zhǎng)控制在28m左右，壓樁力控制在 2650 KN，能滿足設(shè)計(jì)雙控的要求。

3、管樁預(yù)引孔靜壓法的施工：

3.1 主要施工機(jī)械設(shè)備

DBZYJ800液壓式壓樁機(jī)、KL600C長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)、NBC-500CO2氣體保護(hù)焊機(jī)、SB-10 CO2/MAG送絲機(jī)、DG938輪式裝載機(jī)、賓得R-322EXM全站儀、DSZ3-1水準(zhǔn)儀、TDJ6博飛經(jīng)緯儀；

3.2管樁的主要施工工藝與方法

施工放線、定樁位→長(zhǎng)螺旋引孔→裝載機(jī)清運(yùn)引孔土方→樁機(jī)就位→吊樁→樁身垂直度調(diào)整→壓樁→接樁→再壓樁→打至設(shè)計(jì)要求→樁機(jī)就位開(kāi)始第二根樁施工（直到全部施工完畢）。

①施工放線、定樁位：用經(jīng)發(fā)包方、監(jiān)理檢查過(guò)的縱橫軸線控制樁，依照布點(diǎn)圖放出樁點(diǎn)具體位置，然后采用鐵釘打入地下100mm定位。用以保證機(jī)械碾壓后樁點(diǎn)不會(huì)錯(cuò)位，樁位放完后經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理雙方復(fù)核無(wú)誤后辦理交驗(yàn)手續(xù)，方可施工。

②長(zhǎng)螺旋預(yù)引孔：引孔順序?yàn)橄戎虚g核心筒部分、后四周，采用隔排跳引，且必須隨引隨打，預(yù)引孔放置時(shí)間不能超過(guò)12小時(shí)，以防地下水流失造成塌孔影響PHC樁壓不到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

③裝載機(jī)清運(yùn)引孔土方：引孔土方采用輪式裝載機(jī)，清理至不影響樁機(jī)及長(zhǎng)螺旋工作場(chǎng)地，再集中運(yùn)至場(chǎng)外棄土場(chǎng)。

④樁機(jī)就位、吊樁：據(jù)施工需要將所需規(guī)格的樁運(yùn)至壓樁位置20米范圍內(nèi)，按樁位布局情況合理放置，盡可能不要出現(xiàn)長(zhǎng)距離拖樁，以免拖樁時(shí)造成對(duì)樁的損壞和降低工效，做到施工時(shí)能一次性成功起吊。吊樁時(shí)應(yīng)于樁上部三分之一處捆牢，起吊時(shí)嚴(yán)格按有關(guān)吊裝安全操作規(guī)程操作，周?chē)坏谜救?，起重機(jī)應(yīng)將樁緩慢轉(zhuǎn)到樁機(jī)夾具口位置，并緩緩將樁插入夾具口內(nèi)，確認(rèn)夾具夾好樁身后，方可脫鉤并準(zhǔn)備下一根樁的吊樁、插樁工作。

⑤樁身垂直度調(diào)整：靜壓預(yù)制樁每節(jié)長(zhǎng)度為14m，先將樁壓入土中1m左右后停止，用兩臺(tái)經(jīng)緯儀從20m范圍外，90度方向觀察樁身垂直度，保證垂直度在0.5%以內(nèi)。樁的垂直度要進(jìn)行反復(fù)多次調(diào)整，尤其是第一節(jié)樁要嚴(yán)格保證其垂直度，確保樁垂直導(dǎo)向作用，樁入土3m后嚴(yán)禁用樁機(jī)調(diào)整其垂直度。底樁垂直度控制在0.5%以內(nèi)。調(diào)整無(wú)誤后方可進(jìn)行壓樁作業(yè)。

⑥壓樁：適當(dāng)控制壓樁速度，一般宜控制在1m/min左右。對(duì)于入土深度大于等于8m的樁復(fù)壓次數(shù)宜為2～3次，入土深度小于8m的樁，復(fù)壓次數(shù)宜為3～5次。穩(wěn)壓壓樁力不得小于終壓力，穩(wěn)壓時(shí)間宜為5～10s。

⑦接樁：首節(jié)管樁預(yù)留高出地面1m樁頭。接樁前用鋼絲刷清理樁頭端板直至露出金屬光澤，接樁時(shí)上下節(jié)樁段應(yīng)保持順直，中心線偏差不宜大于2mm。采用CO2氣體保護(hù)焊焊接，由兩名焊工沿樁周?chē)鷮?duì)稱焊接。焊接時(shí)先在坡口圓周上對(duì)稱點(diǎn)焊4～6點(diǎn)再分層焊接，焊接層數(shù)宜為3層，內(nèi)層焊渣必須清理干凈，方可焊接外層。焊縫應(yīng)飽滿、連續(xù)，且根部必須焊透。焊接接頭應(yīng)自然冷卻不小于8分鐘，并涂刷柏油方可沉樁。

4、質(zhì)量控制及驗(yàn)收：

4.1過(guò)程質(zhì)量控制

①對(duì)樁質(zhì)量進(jìn)行外觀、尺寸偏差檢查。樁是否有明顯的縱向裂縫、端部平面是否傾斜、樁身彎曲是否符合規(guī)范要求。

②壓樁機(jī)傳感設(shè)備是否完好，樁機(jī)配重與設(shè)計(jì)承載力是否相適應(yīng)。

③現(xiàn)場(chǎng)樁堆放整齊，布局合理。打樁順序應(yīng)根據(jù)鄰近建筑物情況、地質(zhì)條件、樁距大小、樁的密集程度、樁的規(guī)格及入土深度綜合考慮，兼顧施工方便。

④焊接樁時(shí)，要由兩人對(duì)稱施焊，電流要適中，焊絲要有出廠合格證，施焊時(shí)焊縫必須密實(shí)，不得有施工缺陷。

⑤垂直度用吊錘、夾角90度方向進(jìn)行監(jiān)測(cè)。注意第一節(jié)樁樁尖導(dǎo)向必須垂直；地基表面有堅(jiān)硬石塊必須清除，使樁身達(dá)到垂直度要求。

⑥壓樁過(guò)程碰到硬土層，不能用力過(guò)猛，防止樁折斷，抬架時(shí)也要輕抬輕放。否則一是造成樁身開(kāi)裂；二是易發(fā)生樁架傾斜倒塌事故。

⑦施工過(guò)程中出現(xiàn)異常情況時(shí)，應(yīng)停止施工，由監(jiān)理或建設(shè)單位組織勘察、設(shè)計(jì)、施工等有關(guān)單位共同分析情況、解決問(wèn)題、消除質(zhì)量隱患，并應(yīng)形成文件資料。

4.2 關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制

①長(zhǎng)螺旋引孔

1.引孔應(yīng)按先核心筒密集（樁距1.5m）地區(qū)，后四周松散（樁距2.0m）地區(qū)的順序，采用隔排跳打。合理安排長(zhǎng)螺旋及靜壓機(jī)的行走路線及管樁的堆放位置。

2.引孔的垂直度偏差不宜大于0.5%。

3.引孔作業(yè)和壓樁作業(yè)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，間隔時(shí)間不宜大于12h，以免塌孔造成樁身送不到指定標(biāo)高。

②靜壓沉樁

1.施工過(guò)程中，對(duì)樁基軸線應(yīng)經(jīng)常作系統(tǒng)檢查和校正，檢查其位置是否符合設(shè)計(jì)要求，保證定位準(zhǔn)確。

2.接樁施工中，保持上、下節(jié)樁的軸線一致，偏差不超過(guò)2mm。

3.沉樁時(shí)，當(dāng)阻力突然增大，甚至超過(guò)壓樁機(jī)最大靜壓能力而使樁機(jī)上抬時(shí)，可以最大靜壓力作用在樁上，采取忽停忽壓的沖擊施壓法，可使樁緩慢下沉至穿透硬夾層。

4.施工中檢查樁的貫入情況、樁的壓力、樁頂完整情況、焊接接樁質(zhì)量、樁體垂直度不大于0.5℅，電焊后停歇時(shí)間不小于8分鐘。重要工程應(yīng)對(duì)電焊接樁的接頭做10%的探傷檢查。

③施工中檢查引孔的垂直度、嚴(yán)格控制引孔的深度和數(shù)量。

④深厚粉質(zhì)粘土地基條件下群樁、浮樁效應(yīng)明顯，為減輕群樁擠密和浮樁效應(yīng)，采用先中心后四周、隔排挑打的方式進(jìn)行壓樁施工。為減輕浮樁效應(yīng)，控制成樁的標(biāo)高比設(shè)計(jì)標(biāo)高低50mm。

4.3檢驗(yàn)（驗(yàn)收）控制

施工結(jié)束后，應(yīng)對(duì)樁頂標(biāo)高、樁位、樁徑、樁體質(zhì)量、地基承載力的質(zhì)量做檢查。檢查方法可按國(guó)家現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ-106-2003）的規(guī)定執(zhí)行。本工程樁身質(zhì)量檢驗(yàn)采用低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法，抽查數(shù)量為總樁數(shù)的30%（指定檢測(cè)的缺陷樁不應(yīng)計(jì)入隨機(jī)監(jiān)測(cè)的比例內(nèi)）。靜載試驗(yàn)應(yīng)按實(shí)際樁數(shù)量的1%且不少于3根，并加載至2650KN。

5、小結(jié)：

預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁質(zhì)量可靠，單樁豎向承載力高等優(yōu)點(diǎn)，值得大力推廣應(yīng)用。在北方地區(qū)施工，由于地質(zhì)粉質(zhì)黏土層較厚，管樁預(yù)引孔靜壓法具有施工速度快、低噪聲、無(wú)污染，同時(shí)安全、文明施工程度高等優(yōu)點(diǎn)，施工時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮采用。

嚴(yán)密的施工組織與施工工藝，嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制與監(jiān)測(cè)是質(zhì)量保證的前提，樁基靜載荷試驗(yàn)，樁身動(dòng)測(cè)檢驗(yàn)，樁位偏差的測(cè)量，是樁基工程質(zhì)量是否滿足規(guī)范與設(shè)計(jì)要求的衡量指標(biāo)。本文提出的施工工藝與施工質(zhì)量控制方法，可供參考。

雖然目前管樁預(yù)引孔靜壓技術(shù)在北方地區(qū)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)尚不夠豐富，但隨著預(yù)引孔靜壓管樁技術(shù)在北方地區(qū)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，以及人們對(duì)管樁預(yù)引孔靜壓技術(shù)的理論研究和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，相信管樁預(yù)引孔靜壓技術(shù)應(yīng)用水平將會(huì)不斷地得到提高。

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