預(yù)應(yīng)力管樁在軟土地基施工中的應(yīng)用與分析

張國印 來武清 周毅 吳亞平

【摘要】預(yù)應(yīng)力管樁具有單樁承載力高、運輸?shù)跹b方便、接樁快捷、對持力層起伏變化較大的地質(zhì)條件適應(yīng)性較強等優(yōu)點，越來越多應(yīng)用于軟土地基項目基礎(chǔ)設(shè)計和施工中。目前比較常用的樁施工工藝為靜壓樁和錘擊樁兩種方式，兩種樁施工工藝在實際項目應(yīng)用中各有優(yōu)缺點。文章以沿海某軟土地基小區(qū)的預(yù)應(yīng)力管樁施工為例對兩種成樁工藝進行闡述，分析在實際施工過程中出現(xiàn)的問題及采取的處理措施，并提出了幾點注意事項，供同類工程進行施工參考。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力管樁; 軟土地基; 靜壓樁; 錘擊樁

【中國分類號】TU473.1+3【文獻標志碼】B

預(yù)應(yīng)力管樁樁身采用高強度混凝土（目前最高可采用C80混凝土），可打入密實的砂層及強風(fēng)化巖層等，樁尖持力層通過強烈擠壓，樁端承載力提高較多。預(yù)應(yīng)力管樁可在工廠進行加工制作，單根管樁長度通常不超過15 m，吊裝、運輸?shù)榷驾^為便利。受場地持力層埋深的影響較小，現(xiàn)場施工過程可根據(jù)實際情況進行接樁或截樁處理，施工方式較為靈活，施工速度較快對縮短施工周期起到了有利作用。由于預(yù)應(yīng)力管樁具有單樁承載力高、運輸?shù)跹b方便、接樁快捷、對持力層起伏變化較大的地質(zhì)條件適應(yīng)性較強等上述優(yōu)點，被越來越多地應(yīng)用于軟土地基項目基礎(chǔ)設(shè)計和施工中。目前常用的預(yù)應(yīng)力管樁施工工藝為靜壓樁和錘擊樁兩種方式，兩種工藝各有優(yōu)缺點，在實際工程施工中可以互補使用，起到了良好的效果。本文以三亞濱海區(qū)域的某小區(qū)基礎(chǔ)施工為例，對兩種施工工藝進行了闡述，分析在實際施工過程中出現(xiàn)的問題及建議的處理措施，并對施工過程提出了幾點注意事項，供同類工程進行施工參考。

1 工程概況

本工程由7棟高層住宅（16～18層剪力墻結(jié)構(gòu)，總高度為49.45～55.45 m）及一個大型地下車庫（1層框架結(jié)構(gòu)，總高度為3.9 m，周邊為鋼筋混凝土擋土墻）組成，7棟高層住宅與地下車庫采用大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)形式（未設(shè)置結(jié)構(gòu)縫），整體布局如圖1所示?？紤]地下水抗浮要求（水頭高度3.7 m）及整體沉降變形協(xié)調(diào)，基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力管樁（抗壓樁、抗拔樁）加抗浮底板設(shè)計，樁型選用直徑500的AB型預(yù)應(yīng)力管樁（樁型具體說明詳圖集10G409《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》），以粉質(zhì)黏土、粗砂作為樁端持力層。塔樓與車庫之間設(shè)置沉降后澆帶協(xié)調(diào)施工期間沉降變形。根據(jù)地勘報告內(nèi)容及項目實際情況，住宅塔樓樁長為40 m，車庫樁長18 m。

2 成樁工藝介紹及現(xiàn)場施工流程安排

預(yù)應(yīng)力管樁施工主要采用靜壓法（圖2）和錘擊法（圖3）兩種施工工藝。靜壓法施工是通過靜力壓樁機的壓樁機構(gòu)的自重和樁架上的配重作反力將預(yù)制管樁壓入土體的一種沉樁工藝。目前靜壓法沉樁常用液壓式機械，按施工方法分為頂壓式和抱壓式兩種。錘擊法施工利用樁錘的沖擊克服土對樁的阻力，使樁沉到預(yù)定持力層，主要有落錘、單動汽錘、雙動汽錘、柴油錘、液壓錘。擬建項目周邊1 km范圍內(nèi)存在已建成入住小區(qū)，考慮噪音影響，本項目預(yù)應(yīng)力管樁施工工藝主要采用靜壓法施工，輔助采用錘擊法施工工藝。根據(jù)項目進度安排及場地巖土層特點，樁施工采用由樓棟中心向外的擴散式靜壓施工，一棟樓施工完向另外一棟樓推進施工的方案。 大面積基礎(chǔ)施工前先采用工程試樁來確定場地的持力層深度及單樁承載力，后續(xù)基礎(chǔ)施工參照工程試樁情況推進整個的基礎(chǔ)施工，具體施工流線圖如圖4所示。

3 實際施工出現(xiàn)的問題及處理措施

現(xiàn)場施工過程中因場地土層中存在局部硬質(zhì)夾層、孤石等造成壓樁無法推進，局部樁身傾斜或樁身斷裂等問題，為保證基礎(chǔ)受力安全，需對現(xiàn)場問題進行處理，常見的問題及建議處理措施如下：

（1）擠土效應(yīng)的影響造成樁無法打入。局部剪力墻下采用多樁承臺設(shè)計，現(xiàn)場靜壓法施工過程中，因先前施工樁的擠土效應(yīng)影響，后施工相鄰樁無法打入。可采用加深引孔或局部樁采用錘擊樁施工工藝。開挖地面排土溝等，減少擠土效應(yīng)的影響。靜壓施工時避免停歇時間過長，減少負摩阻增加帶來的影響。

（2）土層中存在局部硬質(zhì)夾層、孤石等造成樁無法打入。結(jié)合入樁深度處理硬質(zhì)夾層、孤石等處理，硬質(zhì)夾層及孤石埋深較淺時，可采用挖土直接移除孤石處理。當(dāng)硬質(zhì)夾層、孤石等埋深較深時，可采用鉆機直接鉆穿孤石或夾層（鉆頭尺寸大于管樁直徑）。

（3）壓樁過程中出現(xiàn)樁身破壞（斷樁、樁頭爆裂等）。出現(xiàn)斷樁、樁頭爆裂等成樁質(zhì)量缺陷時，影響樁受力性能，此類樁需按工程廢樁處理，進行補樁設(shè)計和施工，新增補樁與原設(shè)計樁間距按照樁心距離不小于1.5倍樁徑控制。

（4）因擠土效應(yīng)或其他原因造成樁身傾斜。部分工程樁施工過程中出現(xiàn)樁傾斜過大情況，影響結(jié)構(gòu)樁的受力性能，現(xiàn)場有條件時取出成樁，空口回填后重新靜壓成樁?，F(xiàn)場擠土效應(yīng)明顯無法靜壓成孔時，可采用鉆機引孔（引孔直徑大于樁徑）或錘擊樁施工方法。同時樁靜壓時施工場地需平整避免出現(xiàn)高低不平情況。

（5）靜壓樁深度達到設(shè)計樁長或工程試樁樁長時，仍出現(xiàn)貫入度較大的異常情況。針對此類情況需與地質(zhì)勘察單位協(xié)商溝通，可采用繼續(xù)壓樁進行貫入度觀察，待貫入度正常時停止壓樁。7～10 d后對周邊已成型相鄰樁進行重新進行靜壓檢查，看貫入度有無異常。

4 預(yù)應(yīng)力管樁施工的注意事項

軟土地基預(yù)應(yīng)力管樁施工過程中需要注意以下幾點：

（1）嚴格對進場管樁材料進行復(fù)檢，對于樁身有缺陷（混凝土出現(xiàn)蜂窩麻面及預(yù)應(yīng)力鋼筋銹蝕等）的管樁不得應(yīng)用于項目基礎(chǔ)施工。

（2）樁基礎(chǔ)施工前需對場地進行平整，避免場地出現(xiàn)高低不平尤其是靜壓機工作范圍內(nèi)，必要時可采用局部地面硬化處理。

（3）場地周邊存在基坑或高差時，盡量采用放坡處理，減少基坑支護后整個場地的擠土效應(yīng)，造成壓樁或錘擊樁困難。

（4）現(xiàn)場進行截樁處理時，需結(jié)合設(shè)計承臺與樁頭連接大樣圖進行截樁處理，避免截樁過多造成樁頭鋼筋錨入長度不足的情況。

5 結(jié)論

軟土區(qū)域的預(yù)應(yīng)力管樁施工時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況編制合理的施工方案。針對現(xiàn)場可能出現(xiàn)的施工質(zhì)量缺陷編制處理措施。場地巖土層與勘查報告出現(xiàn)較大差異性時，需與地質(zhì)勘察單位進行協(xié)商，必要時進行補充勘查設(shè)計。地下水位較高時，需對場地進行降水處理直至主體建筑填充隔墻施工完，保證預(yù)應(yīng)力管樁施工順利推進，減少施工質(zhì)量缺陷帶來的安全隱患。

參考文獻

[1] JGI94-2008 建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[2] GB 50007-2002 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].

[3] JGJ/T406-2017 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)標準[S].

[4] 10G409 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁[S].

[5] 楊勇. 談某工程預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁設(shè)計與施工[J].山西建筑，2019（22）：66-90.