對靜壓預(yù)制管樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究

歐紅軍

（廣寧縣建筑設(shè)計(jì)室，廣東 肇慶 526300）

現(xiàn)階段，人們對房屋建筑工程的需求量與需求質(zhì)量均有所提升，也推動(dòng)建筑工程企業(yè)與施工技術(shù)的迅速發(fā)展。為了更好地滿足人們的現(xiàn)實(shí)需求，預(yù)制管樁基施工技術(shù)在房屋建筑工程施工中得到廣泛應(yīng)用。該技術(shù)中主要使用了預(yù)制管樁基構(gòu)件，因此能夠在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上大幅縮短施工工期，降低成本消耗?？梢哉f，預(yù)制管樁基施工技術(shù)在房屋建筑工程中有著極高的應(yīng)用價(jià)值，值得深入探究。本文結(jié)合軟巖地區(qū)某工程中兩個(gè)預(yù)制管樁應(yīng)用案例，分析基巖軟化對樁基承載力的影響，并提出相應(yīng)的防治措施，供類似工程參考。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目概況

項(xiàng)目擬建建筑采用框架結(jié)構(gòu)，采用樁基礎(chǔ)。

1.2 工程地質(zhì)條件

根據(jù)該場地的巖土工程勘察報(bào)告，可將該場地地層劃分如下：

（1）第①層素填土，主要由黏性土及塊狀、碎塊狀泥質(zhì)粉砂巖、頁巖等組成，該層土自重固結(jié)尚未完全完成，重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)實(shí)測擊數(shù)平均值6.8 擊，離散性較大；

（2）第③層粉砂，松散狀，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)實(shí)測擊數(shù)平均值9.9 擊；

（3）第⑥1層全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，已風(fēng)化成半巖半土狀，遇水易軟化、崩解，干鉆可鉆進(jìn)；

（4）第⑦1層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，層狀構(gòu)造，泥質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理裂隙很發(fā)育，遇水易軟化，巖芯多呈塊狀、碎塊狀，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級，重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)實(shí)測擊數(shù)平均值44.5 擊；巖塊飽和單軸抗壓強(qiáng)度范圍值3.43～23.30MPa，平均值9.17MPa，標(biāo)準(zhǔn)值7.95MPa；

（5）第⑧1層中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，層狀構(gòu)造，泥質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖芯多呈柱狀、短柱狀，錘擊聲脆，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級；巖塊飽和單軸抗壓強(qiáng)度范圍值7.99～30.30MPa，平均值15.62MPa，標(biāo)準(zhǔn)值13.78MPa。

1.3 場地基巖特點(diǎn)

場地基巖存在明顯的軟化特性，基巖干燥時(shí)，巖基承載力較高，遇水軟化后，手易掰斷。實(shí)驗(yàn)室軟化系數(shù)約為0.5。場地巖基載荷板試驗(yàn)結(jié)果顯示，干燥狀態(tài)下，基巖承載力特征值不小于3000kPa，飽和狀態(tài)下，基巖承載力特征值為1800kPa。因此，場地基巖的軟化系數(shù)約0.5～0.6。

1.4 水文地質(zhì)條件

擬建場地的地下水主要是賦存于第①層素填土及第③層粉砂中的潛水，穩(wěn)定水位埋深1.40～5.60m，無承壓性。地下水主要受大氣降水下滲及相鄰含水層側(cè)向滲透補(bǔ)給，以蒸發(fā)和側(cè)向滲透的方式排泄，水量受季節(jié)影響較大。

2 樁基設(shè)計(jì)方案

限于篇幅，本文主要研究庫房和綜合樓樁基的方案設(shè)計(jì)。

2.1 庫房樁基設(shè)計(jì)方案

庫房為門式剛架，單柱豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為1600kN，擬采用PHC400AB95 預(yù)制管樁，根據(jù)試樁的單樁豎向抗壓承載力特征值，設(shè)計(jì)兩樁或三樁承臺。樁長按照進(jìn)入⑦1層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖不少于2m 進(jìn)行控制，預(yù)計(jì)樁長9m。

2.2 綜合樓樁基設(shè)計(jì)方案

綜合樓為二層框架結(jié)構(gòu)，單柱豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為5000kN，擬采用PHC600AB130 預(yù)制管樁，單樁豎向抗壓承載力不小于1300kN，擬設(shè)計(jì)四樁承臺。樁長按照進(jìn)入⑦1層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖不少于2m 進(jìn)行控制，預(yù)計(jì)樁長8～12m。

2.3 施工工藝與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

基線放樣→樁位放樣→試樁→吊樁定位→對位插樁→打樁→接樁→繼續(xù)施打→收錘成樁

2.3.1 樁基施工

靜壓管樁施工順序具體如下：測量放線→探樁排障→放線定位→樁尖就位、對中→吊樁插樁→樁身對中調(diào)直→靜壓沉樁→接樁→再壓樁→送樁。在此過程中，需要重點(diǎn)落實(shí)的內(nèi)容如下：保證樁機(jī)從一個(gè)方向開始運(yùn)行，并順序施壓；開動(dòng)壓樁油缸將樁壓入土中0.5m 左右，同時(shí)保證樁雙向垂直度低于0.5%；在第一段樁壓入土后且露在地面上的長度為800mm 時(shí)，接上另一段樁展開靜壓；接樁前，必須保證預(yù)埋件、接頭處的干凈整潔，不得存在銹蝕或雜物；參考設(shè)計(jì)單樁的極限荷載值進(jìn)行按樁試驗(yàn)，以該數(shù)值復(fù)壓至少3 次，且每次穩(wěn)壓持續(xù)時(shí)間保證在3～5s，完成穩(wěn)壓貫入度的記錄，以此到達(dá)審核靜壓管樁施工質(zhì)量的效果。

在此環(huán)節(jié)中，為了保證施工質(zhì)量，需要對預(yù)制管樁的偏差值進(jìn)行嚴(yán)格控制，具體有：保證樁位釋放的誤差值不高于30mm，樁的垂直度偏差不高于樁長的0.5%；將上下樁中心線的偏差值穩(wěn)定在5mm 以內(nèi)；在樁臺下樁數(shù)為1～3 根的情況下，預(yù)制管樁的允許偏差值為100mm；在樁臺下樁數(shù)為4～16 根的情況下，預(yù)制周邊樁的允許偏差值為100mm，中間樁的允許偏差值為直徑的樁直徑的1/3；在樁臺下樁數(shù)在16 根以上的情況下，預(yù)制周邊樁的允許偏差值為樁直徑的1/3，中間樁的允許偏差值為直徑的樁直徑的1/2。

2.3.2 樁接頭焊接

本次施工中主要使用焊接的方式對樁連接接頭進(jìn)行處理。在此過程中，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注的操作如下：在進(jìn)行樁接頭焊接時(shí)，要使用二氧化碳等惰性氣體對焊接位置展開保護(hù)；接樁操作時(shí)，保證下樁露出地面0.8m，且接頭處干凈；利用吊線確保上下樁的樁身均呈順直的狀態(tài)，并控制連接位置的錯(cuò)位不高于2mm；展開兩次焊接，可以由兩名焊接人員實(shí)施對稱焊接，保證焊縫的飽滿與連續(xù)；完成焊接后需要落實(shí)隱蔽檢查，檢查合格后對焊縫展開持續(xù)8min 的自然冷卻，其后可繼續(xù)進(jìn)行沉樁。

2.3.3 壓樁

首先維護(hù)樁機(jī)基礎(chǔ)的穩(wěn)定，確定實(shí)際壓樁階段樁機(jī)的送樁器、導(dǎo)向壓樁架與樁身保持在同一中心線，定位錘擊，過程采用雙向經(jīng)緯儀對樁身的垂直度展開校正，將儀器放置于距離樁機(jī)20m 的位置。在第一段樁下壓的過程中，保證垂直度偏差低于0.5%，一旦發(fā)現(xiàn)垂直超標(biāo)的問題應(yīng)第一時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，并重新展開壓樁操作。

2.3.4 收錘驗(yàn)收

為了保證房屋建筑工程中預(yù)制管樁基施工的高質(zhì)量，需要制定收樁標(biāo)準(zhǔn)，并依照此標(biāo)準(zhǔn)對實(shí)際施工質(zhì)量展開檢驗(yàn)。在本次工程中，φ400 樁的終壓值分別為2800、2360、2200kN；φ500 樁的終壓值為4000kN；針對入土深度在11m 及以上的樁，應(yīng)當(dāng)落實(shí)至少3 次復(fù)壓，且穩(wěn)壓的力度高于終壓力、時(shí)間持續(xù)3～5s。

2.3.5 引孔施工

相比其他方法，螺旋鉆干作業(yè)法在預(yù)制管樁基的引孔施工中有著更高的應(yīng)用優(yōu)勢，控制引孔垂直度的偏差低于0.5%；保證引孔施工與壓樁施工連續(xù)展開，兩者的間隔時(shí)間不得高于12h，若是施工現(xiàn)場的土地為軟土地基，則兩者的間隔時(shí)長不得高于3h；若發(fā)現(xiàn)引孔中存在積水，則可以使用開口型樁尖；在密集樁、地基為飽和淤泥、土質(zhì)為黏性土或淤泥質(zhì)土?xí)r，需要加設(shè)袋裝砂井，實(shí)現(xiàn)對超孔壓的降低。

2.3.6 舊樁基處理

在展開預(yù)制管樁基施工中，施工現(xiàn)場存在舊樁的現(xiàn)象較為常見，為了保證施工質(zhì)量，相關(guān)人員必須要對舊樁基進(jìn)行妥善處理。此時(shí)，可以使用pc200 炮機(jī)對舊樁基展開破除操作，并在完成破除后及時(shí)清理現(xiàn)場。在利用現(xiàn)場舊樁基前，應(yīng)在破除承臺后結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際情況展開截樁操作，并妥善處理樁頂構(gòu)造。

2.4 質(zhì)量控制措施

2.4.1 壓樁垂直度保證措施

①維護(hù)樁機(jī)基礎(chǔ)的穩(wěn)定，保證在實(shí)際壓樁階段樁機(jī)的送樁器、導(dǎo)向壓樁架與樁身保持在同一中心線位置；②依托雙向經(jīng)緯儀對樁身的垂直度展開校正，將儀器放置于距離樁機(jī)20m 的位置。在第一段樁下壓的過程中，保證垂直度偏差低于0.5%，一旦發(fā)現(xiàn)垂直超標(biāo)的問題應(yīng)落實(shí)第一時(shí)間的調(diào)整，并重新展開壓樁操作；③對樁頂?shù)钠秸冗M(jìn)行嚴(yán)格檢查，確保緩沖墊的薄厚始終均勻；④使管樁的軸心始終受壓，一旦發(fā)現(xiàn)偏移必須及時(shí)調(diào)整。

2.4.2 成樁質(zhì)量注意事項(xiàng)

在實(shí)際的預(yù)制管樁基施工中，需要重點(diǎn)落實(shí)的質(zhì)量控制措施如下：將樁位施放誤差穩(wěn)定在30mm 以下；控制上下樁中心線偏差不高于5mm，節(jié)點(diǎn)彎曲高度不高于20mm 且不高于樁長的0.1%；對于最后一段樁，應(yīng)使其高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高至少1.5 倍樁直徑，為后續(xù)截樁操作的順利展開提供支持；完成收樁后，必須第一時(shí)間落實(shí)封底操作，防止水進(jìn)入其中浸泡巖層，導(dǎo)致施工質(zhì)量下降。

3 結(jié)論

本文結(jié)合軟巖地區(qū)某工程中兩個(gè)預(yù)制管樁應(yīng)用案例，分析基巖軟化對預(yù)制管樁單樁豎向抗壓承載力的影響?，F(xiàn)階段，預(yù)制管樁基施工技術(shù)在房屋建筑工程施工中得到廣泛應(yīng)用，其能夠達(dá)到在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上大幅縮短施工工期，因此有極高的應(yīng)用價(jià)值。在明確預(yù)制管樁基施工規(guī)范的前提下，通過施工機(jī)械的合理選擇、施工準(zhǔn)備工作的完善落實(shí)、施工順序與施工計(jì)劃的確定、樁基施工、樁連接接頭處理、引孔施工、舊樁基處理與質(zhì)量控制，并著重關(guān)注樁身斷裂、樁頂破碎、接樁部位開裂的控制，提高預(yù)制管樁基施工的技術(shù)水平，以及房屋建筑工程的整體施工質(zhì)量，推動(dòng)相關(guān)行業(yè)產(chǎn)業(yè)的升級。