先張法預(yù)應(yīng)力靜壓管樁施工體會(huì)

彭煥敏

(山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，山東濟(jì)寧 272100)

0 引言

先張法預(yù)應(yīng)力靜壓管樁具備單樁承載力高，對持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)，施工速度快、工效高、工期短，施工文明、現(xiàn)場整潔等優(yōu)點(diǎn)，而且施工時(shí)無噪音、無振動(dòng)、無油煙污染，不產(chǎn)生泥漿，很適合在市區(qū)施工。在環(huán)境保護(hù)觀念日益增強(qiáng)的現(xiàn)代社會(huì)，這一優(yōu)勢將會(huì)得到進(jìn)一步體現(xiàn)。

1 工程概況

某工程位于江蘇省泰州市泰州漁場，環(huán)圩河以東，興泰公路以西。項(xiàng)目由泰州市碧桂園房地產(chǎn)開發(fā)有限公司開發(fā)建設(shè)，由博意建筑設(shè)計(jì)院有限公司負(fù)責(zé)工程設(shè)計(jì)，由核工業(yè)南京工程勘察院負(fù)責(zé)地質(zhì)勘察，由浙江省建工集團(tuán)有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)施工總承包。擬建建筑物建筑面積為4.255×105m2，總建筑面積約為6.808×105m2。

本次樁基工程制樁選用蘇州標(biāo)準(zhǔn)圖集“蘇G03-2002《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》”，具體規(guī)格型號(hào)和數(shù)量詳見表1。

表1 樁型及工程量

2 施工工藝流程

壓樁工藝流程見圖1。

圖1 壓樁工藝流程圖

3 施工體會(huì)

3.1 實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保施工

改革開放以來，預(yù)制樁在我國得到了較廣泛的應(yīng)用，施工方法主要有振動(dòng)法、錘擊法和靜壓法等。振動(dòng)法和錘擊法施工過程均產(chǎn)生較大噪音，特別是柴油錘，施工時(shí)油煙飛濺，且沉樁時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)對周圍建筑物及周邊場地產(chǎn)生不良影響，現(xiàn)在市場的利用率越來越低(見圖2和圖3)。靜壓樁機(jī)由于施工時(shí)振動(dòng)小、無噪音，場地干凈，施工速度快，實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保，市場占有率越來越高(見圖4)。

圖2 錘擊法施工因震動(dòng)導(dǎo)致附近墻體產(chǎn)生裂縫

圖3 錘擊法施工因震動(dòng)導(dǎo)致附近路面發(fā)生開裂

圖4 靜壓管樁施工場景

3.2 對操作人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)要求高

靜壓樁機(jī)施工時(shí)對操作人員及焊接人員有較高的要求。靜壓樁機(jī)自身配有起吊系統(tǒng)，管樁的起吊、就位不必使用專用吊車，這就對操作人員業(yè)務(wù)素質(zhì)提出了更高要求，不但對主設(shè)備的組裝、就位、沉樁等流程熟悉，能夠熟練操作，對于輔助系統(tǒng)——起吊系統(tǒng)也能夠駕輕就熟，準(zhǔn)確操作。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，由開機(jī)員以此線為準(zhǔn)控制樁一個(gè)方向的垂直度，因而另一方向的垂直度必須另外控制，方法就是在垂直于樁與此繩線連接的地方(即另一正交方向)另設(shè)一吊重錘的繩線(視線要通透)，以這兩條繩線來控制樁的垂直度。當(dāng)樁在兩個(gè)方向都已經(jīng)垂直的情況下方允許壓樁，而且在壓樁過程中要經(jīng)常檢查樁身垂直度。另外，接樁也是先張法預(yù)應(yīng)力靜壓管樁施工過程中的重要環(huán)節(jié)，預(yù)應(yīng)力管樁接樁一般采用焊接，焊接時(shí)由于焊接人員水平欠佳或操作方法不當(dāng)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)焊縫不飽滿、不連續(xù)、不均勻，極易發(fā)生焊口開裂現(xiàn)象，而且施工過程接樁不能平焊，只能立焊，所以對焊接人員提出了更高要求。

3.3 能夠節(jié)省工期

先張法預(yù)應(yīng)力靜壓管樁施工時(shí)一般都是從管樁廠直接采購成品樁，現(xiàn)場進(jìn)行預(yù)制的目前較少。因此，在與業(yè)主簽訂合同后，設(shè)備即可進(jìn)場施工，且開工前的準(zhǔn)備、輔助等工作較少，給縮短工期創(chuàng)造了一個(gè)有利條件。另外，與傳統(tǒng)的泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁等工藝相比，其施工速度的優(yōu)越性彰顯無遺：以山河智能680為例，在聊城、東營、菏澤等第四系黃河沖積平原進(jìn)行常規(guī)管樁施工，每晝夜工作量500～1000 m，沉樁40～60根，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的施工速度，而且測樁不需要等待28天齡期，成樁后即可作樁基檢測。

3.4 成樁質(zhì)量好、檢測方便，監(jiān)理強(qiáng)度低

由于靜壓管樁施工時(shí)采用油壓給進(jìn)，不產(chǎn)生強(qiáng)大沖擊力，沉樁過程中不會(huì)對樁頭和樁身產(chǎn)生破壞，確保了成樁質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力管樁施工結(jié)束后，成樁檢測一般采用低應(yīng)變法(小應(yīng)變)來判斷樁身完整性，用單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)確定單樁豎向抗壓極限承載力。預(yù)應(yīng)力管樁低應(yīng)變檢測簡單、快捷，靜載荷試驗(yàn)可以用靜載樁機(jī)作為配重進(jìn)行測試，大大節(jié)省了時(shí)間和費(fèi)用。由于管樁施工工序簡單，質(zhì)量檢查點(diǎn)少，所以監(jiān)理的工作強(qiáng)度不高。

3.5 目前管樁屬于賣方市場，前期施工資金墊付壓力大

由于預(yù)應(yīng)力管樁既適用于多層建筑，也適用于高層建筑，目前已經(jīng)成為國內(nèi)高層建筑的常用樁基礎(chǔ)之一，市場需用量很大，也正因?yàn)槿绱?，管樁供?yīng)商為維護(hù)他們的共同利益，一般均要求管樁采購方必須先付款后發(fā)貨，一般規(guī)模的項(xiàng)目管樁的采購成本動(dòng)輒幾百萬到上千萬，加上目前建筑市場實(shí)行進(jìn)度款模式，工程預(yù)付款很少，施工單位前期施工資金墊付壓力很大，很多大項(xiàng)目曾出現(xiàn)因?yàn)橘Y金短缺造成中途停工現(xiàn)象。管樁項(xiàng)目的承攬，對施工方的資金周轉(zhuǎn)造成很大壓力，因?yàn)橘Y金原因，有的項(xiàng)目必須放棄投標(biāo)，影響了單位的發(fā)展。

3.6 靜壓設(shè)備比較笨重、不便于運(yùn)輸，對施工場地要求高

靜壓樁機(jī)本身比較龐大笨重，再加上一二百噸的配重，搬一次家非常麻煩，需運(yùn)輸車輛10輛左右，搬遷費(fèi)用也較高。由于設(shè)備比較笨重，對于施工場地要求也很高，高低不平、軟硬不均的施工現(xiàn)場應(yīng)提前進(jìn)行處理、硬化，必須保持場地平整，且有一定承載能力，確保樁機(jī)行走自如，正常施工，以防樁機(jī)發(fā)生歪斜甚至傾倒。

3.7 開工前的試樁檢測

試樁數(shù)量應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性、地質(zhì)條件和成樁可靠性來確定，一般項(xiàng)目單體建筑靜載試驗(yàn)數(shù)量不少于3組。在地層情況不熟悉的場地進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁施工，按要求應(yīng)提前進(jìn)行試樁施工，以掌握該地層的基本參數(shù)，從而確定所選成樁工藝的適應(yīng)性。一般一組試樁由十幾根或二三十根樁組成，不會(huì)布置很多樁，因數(shù)量不多，管樁的擠土效應(yīng)得不到充分發(fā)揮，與大批量工程樁施工時(shí)的擠土效應(yīng)相比有差異，所測試的數(shù)值可能低一些，不同地層差別不一樣，設(shè)計(jì)人員應(yīng)有所考慮。

3.8 管樁應(yīng)用的局限性

3.8.1 抗震設(shè)防方面的局限性

由于預(yù)應(yīng)力管樁樁身配置的是冷拔鋼絲，而不是鋼筋，抗水平力較低，所以2008年四川汶川地震發(fā)生后，國家對抗震設(shè)防提出了更高要求，對于8度地區(qū)或不良場地上的重要建筑需高設(shè)防烈度8度設(shè)計(jì)時(shí)要慎用管樁，應(yīng)根據(jù)建筑物情況及樁基實(shí)際受力狀況，按所選樁型的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)加以選用并采取相應(yīng)的構(gòu)造措施。

3.8.2 地層適應(yīng)性方面的局限性

因受機(jī)械設(shè)備自身的施工能力限制，靜壓樁機(jī)比較適合在軟弱地層施工(如第四系黃河沖擊平原)，不適合入巖施工。即使樁端沒有進(jìn)入巖層，在遇到比較硬的地層時(shí)，會(huì)出現(xiàn)沉樁困難的現(xiàn)象，此時(shí)需要采取特殊措施，比如進(jìn)行截樁或利用長螺旋鉆機(jī)進(jìn)行引孔，成本和工期都會(huì)增加。如果地層中存有建筑垃圾、孤石等不明障礙物，沉樁很難正常進(jìn)行，樁體沉不下去或發(fā)生偏位，此時(shí)需采取相應(yīng)措施排除障礙，對樁位偏移的樁體進(jìn)行糾偏。

3.8.3 施工順序有一定的局限性

先張法預(yù)應(yīng)力靜壓管樁屬擠土樁，由于大量樁體積的壓入，破壞了土體的相對平衡狀態(tài)，造成樁周圍土體結(jié)構(gòu)破壞并產(chǎn)生隆起，有可能對周圍建筑或地下管線設(shè)施造成損害。所以對于施工順序有一定要求，一般采用“由一邊推向一邊”呈“之”字型走長線壓樁或“由中間向四周”施工原則，對有砂性土夾層區(qū)域，盡量采用“中心開花”的施工方法，切忌形成“封閉”樁，導(dǎo)致最后時(shí)段施工的樁根本沉不下去。

4 結(jié)語

先張法預(yù)應(yīng)力管樁具有承載力高、機(jī)具設(shè)備定型、施工操作簡單、可事先預(yù)制、施工速度快和造價(jià)相對不高等優(yōu)點(diǎn)，得到較為廣泛的應(yīng)用。施工時(shí)正確選用施工機(jī)具、工藝方法和合理地控制工程質(zhì)量，對確保工程進(jìn)度和降低工程成本，都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。