王述前 王 遠(yuǎn)

（1.江陰市水政監(jiān)察大隊(duì)，江蘇 無錫 214400；2.江陰市江港堤閘管理處，江蘇 無錫 214400）

軟土地基廣泛采用預(yù)制樁基礎(chǔ)，20 世紀(jì)90年代開始沿海軟土地區(qū)高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁已被推廣應(yīng)用于房屋建筑和橋梁、碼頭等工程。用柴油錘擊入樁時(shí)噪聲大且拌有濃煙油污，尤其在市區(qū)中心和居民區(qū)內(nèi)施工，嚴(yán)重影響環(huán)境，不符合文明施工要求。采用靜壓法施工的預(yù)應(yīng)力混凝土空心管樁（PHC 樁、PC 樁、PTC 樁）樁身質(zhì)量控制直觀，且由于樁體混凝土的強(qiáng)度大、單樁承載力較高、施工速度快、工效高、噪音小、無排污及對環(huán)境影響小等。以液壓法壓入式施工樁工藝具有廣泛的應(yīng)用前景。筆者通過分析靜壓樁施工質(zhì)量常見通病，同時(shí)以軟地基中的混凝土管樁工程施工實(shí)例，介紹靜壓管樁施工中應(yīng)注意的一些問題和處理管樁質(zhì)量問題的方法。

1 靜壓樁施工質(zhì)量常見問題

1.1 施工前出現(xiàn)的問題

（1）由于工期緊等原因接收了出廠合格證和檢測報(bào)告等質(zhì)保資料不齊全的預(yù)制管樁。

（2）進(jìn)場管樁有樁頭板不平整、樁身彎曲、樁尖偏心、樁身混凝土不密實(shí)、樁身混凝土強(qiáng)度不足等缺陷。

（3）沒有施工組織設(shè)計(jì)即進(jìn)場施工：不研究地質(zhì)勘探資料，沒有清除施工區(qū)域內(nèi)障礙物及了解各種設(shè)施管網(wǎng)位置為施工做好準(zhǔn)備；沒有根據(jù)勘測提供的原始控制基點(diǎn)進(jìn)行全面數(shù)據(jù)復(fù)測；沒有對施工單位進(jìn)場的設(shè)備、人員進(jìn)行檢查，出現(xiàn)無證上崗、設(shè)備不完善等問題。

（4）急于進(jìn)場，不打試樁即讓人員和設(shè)備進(jìn)場。

1.2 施工中問題

（1）無原則地遷就業(yè)主降低造價(jià)的要求，忽視樁機(jī)對軟弱地基上樁基施工地?cái)D壓強(qiáng)度的基本要求，出現(xiàn)樁機(jī)傾斜，導(dǎo)致已施工完畢的管樁出現(xiàn)傾斜移位等。

（2）施工單位的壓力表在使用期間沒有及時(shí)率定，使壓樁力無依據(jù)而失控，導(dǎo)致樁身被壓壞。

（3）對引放的主要控制軸線和水平控制點(diǎn)沒有進(jìn)行全面數(shù)據(jù)復(fù)測，現(xiàn)場施工時(shí)不重視配備測量樁身垂直度、水平標(biāo)高的水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀。

（4）工人不經(jīng)培訓(xùn)就上崗，給安全和質(zhì)量埋下事故隱患。

（5）管樁焊接和焊接后冷卻時(shí)間不按規(guī)范進(jìn)行施工。

（6）不按試樁數(shù)據(jù)的要求施工，不及時(shí)做好現(xiàn)場記錄，導(dǎo)致資料候補(bǔ)資料失真。

2 克服靜壓樁施工質(zhì)量通病的幾點(diǎn)措施

2.1 加強(qiáng)施工前期準(zhǔn)備

（1）嚴(yán)把管樁進(jìn)料關(guān)。嚴(yán)格參照《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》（03SG409）、《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50202-2002）及設(shè)計(jì)圖紙要求，重點(diǎn)審查每批/次管樁的質(zhì)保書等文件。

（2）嚴(yán)把管樁質(zhì)量關(guān)。按批次檢查樁外觀幾何尺寸和樁身混凝土強(qiáng)度，重點(diǎn)檢查每批管樁的混凝土齡期，判斷混凝土強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求；重點(diǎn)檢查樁身有無裂縫或因運(yùn)輸、吊裝、堆放等原因造成的缺陷，如檢查出有不符合質(zhì)量要求的樁混入其中，應(yīng)做好明顯標(biāo)識，責(zé)任到人限時(shí)退貨。

2.2 嚴(yán)格按樁基施工規(guī)范施工

（1）研究地質(zhì)勘探資料，清除施工區(qū)域內(nèi)障礙物及了解各種設(shè)施管網(wǎng)位置為施工做好準(zhǔn)備。施工前期根據(jù)勘測提供的原始控制基點(diǎn)進(jìn)行全面數(shù)據(jù)復(fù)測。

（2）為避免受造價(jià)、工期限制，應(yīng)做好業(yè)主工作，平整壓樁場地，對地質(zhì)條件復(fù)雜的樁基施工場地，如：淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、含水量極高的軟粘土，必須回填毛片并壓實(shí)，防止表土成橡皮土狀態(tài)，以保證樁機(jī)行走和打樁的穩(wěn)定性，保證場地地基承載力不應(yīng)小于壓樁機(jī)接地壓強(qiáng)的1.2 倍。

（3）確保設(shè)備、儀表均能提供有效的檢測資料及出廠合格證明文件，人員必須持證上崗。如：靜壓機(jī)、吊車等大型設(shè)備必須“三證”齊全，檢查校驗(yàn)合格的測量儀器、壓力表等有關(guān)儀表須率定有效期等。

2.3 加強(qiáng)施工過程監(jiān)控

（1）管樁堆放場地必須平整，樁疊層必須設(shè)墊木，疊層數(shù)不能超出規(guī)范規(guī)定要求。吊樁過程中嚴(yán)防吊點(diǎn)設(shè)置不合理、劇烈碰撞，取樁時(shí)嚴(yán)禁生硬拖拉以免產(chǎn)生斷樁。

（2）施工記錄必須做到真實(shí)、及時(shí)、正確。沉樁應(yīng)按設(shè)計(jì)標(biāo)高、壓樁力和穩(wěn)壓下沉量相結(jié)合的原則進(jìn)行控制，在靜壓過程中要注意壓力表的數(shù)值變化，防止壓樁機(jī)械工作狀態(tài)出現(xiàn)異常，如：壓機(jī)下陷、夾持器打滑；嚴(yán)防樁身出現(xiàn)縱向裂縫和樁頭混凝土出現(xiàn)剝落等異?，F(xiàn)象；特別是壓力表數(shù)值突然變化時(shí)應(yīng)立即停機(jī)，查明原因并處理后方可繼續(xù)施工。

（3）施工中如遇到不明障礙物容易使樁尖偏移原預(yù)定位置，另外，樁身混凝土強(qiáng)度未到設(shè)計(jì)強(qiáng)度進(jìn)行施壓亦可導(dǎo)致斷樁。此類情形一般會有一定的前兆，如：壓力表讀數(shù)顯示情況與勘察報(bào)告中的土層性質(zhì)明顯不符。因此，要求靜壓前必須充分了解地質(zhì)情況，及時(shí)清除障礙物。確實(shí)無法進(jìn)行施工，應(yīng)及時(shí)和設(shè)計(jì)部門聯(lián)系，采取變更措施。

（4）管樁接頭采用焊接在建筑工程上較為普遍。為便于工人操作，一般下節(jié)樁段的樁頭宜高出地面0.5 m以上，接樁時(shí)上、下節(jié)樁應(yīng)保持順直，錯位偏差不宜大于2 mm。樁對接前，應(yīng)將上下端板表面清刷干凈，使坡口處露出金屬光澤。焊接宜在樁四周對稱進(jìn)行，待上下節(jié)樁固定后再拆除導(dǎo)向箍分層施焊。焊接層數(shù)不得少于2 層，第一層焊完后必須把焊渣清理干凈，方可進(jìn)行第二層施焊，焊縫應(yīng)連續(xù)、飽滿。焊接前注意檢查焊條是否與母材匹配（一般情況鋼板宜采用低碳鋼，焊條宜采用E43），焊縫冷卻時(shí)間符合要求再施壓（有要求對焊縫進(jìn)行探傷，必須留足焊縫探傷檢測的比例）。

（5）嚴(yán)格控制管樁的垂直度和標(biāo)高，送樁應(yīng)采用專制鋼質(zhì)送樁器進(jìn)行，并嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3 某碼頭工程質(zhì)量事故原因和處理案例

3.1 工程概況

建設(shè)面積13000 m2，混凝土基礎(chǔ)梁，混凝土承臺，樁基形式采用預(yù)應(yīng)力Ф500 混凝土管樁。軟土地基，從第l 層～第5 層均為松軟地層，力學(xué)性質(zhì)差，作為第6 層的持力層，地層高差較大，東西相差達(dá)5～8 m。該工程的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用先張法高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（直徑為500 mm，管樁壁厚80 mm，混凝土強(qiáng)度為C80），單樁承載力為2000 kN，樁長39～48 m，總樁數(shù)1110 根，大部分采用3 節(jié)接樁，局部4 節(jié)接樁，樁基施工采用靜壓樁的施工方法，施工設(shè)備采用GZY400靜力壓樁機(jī)。地質(zhì)條件如表1。

業(yè)主有較高的工期要求，樁基施工單位必須日夜班施工。在設(shè)計(jì)單位圖紙沒有出全的情況下，根據(jù)業(yè)主設(shè)備安裝的要求，壓樁施工順序由7-7軸編號開始，先進(jìn)行樁基施工。

樁基施工單位的施工組織設(shè)計(jì)中對軟土進(jìn)行樁基施工沒有詳細(xì)的技術(shù)措施，現(xiàn)場施工場地除西面50 m 有混凝土地坪外，其余是原地坪雜填土回填30 cm 毛片。

3.2 施工中出現(xiàn)的問題

（1）作為第6 層的持力層，地層高差較大，東西相差達(dá)5～8 m?；炷凉軜对O(shè)計(jì)長度定為39～48 m，而現(xiàn)場1～12 軸部分混凝土管樁樁頂標(biāo)高不合格相差達(dá)±1.5 m 之多。

（2）由于業(yè)主對工期要求較高，未能及時(shí)進(jìn)行試樁，靜力壓樁機(jī)的壓力系數(shù)沒有確切依據(jù)，無法準(zhǔn)確把握管樁標(biāo)高和應(yīng)達(dá)到的承載力，相對易造成施工浪費(fèi)。

（3）部分樁移位25～40 cm，而且出現(xiàn)傾斜和裂紋。

3.3 實(shí)際檢測結(jié)果

高應(yīng)變動力檢測樁數(shù)為5 根，樁的質(zhì)量和承載力均滿足設(shè)計(jì)要求。低應(yīng)變動力檢測試樁數(shù)為99 根，檢測結(jié)果如表2。從表中數(shù)據(jù)看出，其中，A 類樁60 根，B 類樁26 根C 類樁13 根。值不能滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)立即采取送壓加深處理或補(bǔ)樁措施，以保證樁基的施工質(zhì)量。

3.5.2 控制好壓樁終止條件

壓樁到設(shè)計(jì)樁長時(shí)，壓力表的壓力達(dá)到額定壓力或單樁承載力2.7 倍時(shí)，即可停止壓樁，否則應(yīng)增加樁長，并會同設(shè)計(jì)單位另行處理。本工程根據(jù)靜載試驗(yàn)的結(jié)果，施工時(shí)控制樁壓力大于10.7 MPa。施工時(shí)詳細(xì)記錄入

表1 地質(zhì)概況

表2 混凝土管樁檢測一覽表

3.4 質(zhì)量原因分析

（1）施工場地地質(zhì)條件復(fù)雜，4.0～12.0 m 范圍內(nèi)為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，含水量極高，且受造價(jià)、工期限制，樁基施工中場地沒有回填毛片壓實(shí)，表土成橡皮土狀態(tài)，造成在軟土上進(jìn)行壓樁施工沒有樁機(jī)相適應(yīng)的地耐力，導(dǎo)致無法確保管樁施工時(shí)不會因地面沉陷或樁機(jī)傾斜而影響管樁施工質(zhì)量。

（2）沒有考慮相鄰樁施工的間隔時(shí)間，軟土上樁基施工的順序不合理，導(dǎo)致壓樁施工產(chǎn)生質(zhì)量問題。

（3）追求施工進(jìn)度，沒有考慮樁基施工中的擠土效應(yīng)而導(dǎo)致樁移位產(chǎn)生質(zhì)量問題。

（4）沒有先行試樁，再進(jìn)行工程樁施工。施工時(shí)沒有第一手資料和數(shù)據(jù)，用以對樁長、樁頂標(biāo)高進(jìn)行有效的控制。

3.5 處理方案

3.5.1 控制樁長

靜力壓樁單樁豎向承載力，可根據(jù)樁的終止壓力值大致判斷，但需考慮土質(zhì)因素。樁的終止壓力不等于單樁的極限承載力，要通過靜載對比試驗(yàn)確定一個(gè)系數(shù)，然后再利用系數(shù)和終止壓力，求出單樁豎向承載力的標(biāo)準(zhǔn)值κ，即κ＝ks。如判斷的終止壓力樁行程深度及相應(yīng)壓力值，以判別入樁情況正常與否及根據(jù)樁的承載能力進(jìn)行個(gè)別樁的處理。

3.5.3 沉樁線路的選定

（1）預(yù)應(yīng)力樁基施工時(shí)隨著入樁段數(shù)的增多，各層地質(zhì)構(gòu)造土體密度隨之增高，土體與樁身表面間的摩擦阻力也相應(yīng)增大，壓樁所需的壓入力也在增大。為使壓樁中各樁所受的壓力阻力基本接近，入樁線路應(yīng)選擇單向行進(jìn)，不能從兩側(cè)往中間進(jìn)行（即所謂打關(guān)門樁），這樣地基土在入樁擠密過程中，土體可自由向外擴(kuò)張，既可避免地基土上溢使地表升高，又不致因土的擠壓而造成部分樁身傾斜，保證了群樁的承載力基本均勻并符合設(shè)計(jì)值，盡可能地降低擠土效應(yīng)產(chǎn)生的影響。

（2）樁基側(cè)向位移是軟弱地基施工中經(jīng)常見到的一種現(xiàn)象，要根據(jù)不同情況進(jìn)行綜合分析，制訂合理的打樁施工方案，并采取相應(yīng)措施。如：在打樁場地回填80 cm 毛片并壓實(shí)；基礎(chǔ)形狀規(guī)則的打樁施工順序應(yīng)先里后外，由中心逐漸往外側(cè)對稱施工，確?；A(chǔ)內(nèi)擠壓應(yīng)力的平衡。

3.5.4 控制管樁的移位

（1）選擇合理的壓樁施工順序，遵循減少擠土效應(yīng)避免管樁移位的原則，盡量減少樁機(jī)反復(fù)行走擾動地面土層。

（2）壓樁機(jī)的液壓入樁有一定的垂直行程高度，如：GZY400 樁機(jī)的垂直行程>1.5 m，在開始的第一、二個(gè)行程，要特別注意控制樁身的垂直度。適當(dāng)限制壓樁速度，沉樁速度一般控制在l m/min 左右為宜，使各層土體的抗剪能力能得到正確反應(yīng)，有效預(yù)防樁的傾斜。當(dāng)?shù)鼗韺又写嬖诖髩K石頭等障礙物時(shí)，要注意避免壓偏。

（3）有效控制沉樁速率。沉樁時(shí)會因擠壓產(chǎn)生超靜空隙水壓力，需有一個(gè)消散的過程。為在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)打入大量的樁時(shí)減緩超靜空隙水壓力的增加、減少擠土效應(yīng)，宜對沉樁速率進(jìn)行控制。

（4）挖應(yīng)力釋放溝槽。沿沉樁區(qū)四周挖應(yīng)力釋放溝槽，溝深1.5～2.0 m，溝底鉆孔取土?xí)r，近地表處土體位移被隔斷，不會對溝槽以外的區(qū)域產(chǎn)生影響。

3.5.5 處理好B 類C 類樁

13 根C 類混凝土管樁出現(xiàn)裂紋的位置都在樁頂以下4～6 m 范圍內(nèi)，采取在樁的內(nèi)孔（Φ34 cm）灌注C30混凝土，配置6Φ16、Φ8 @250 鋼筋籠進(jìn)行加固，加固長度L=10 m，施工時(shí)清除孔內(nèi)泥漿、雜物深度>10 m，并采用泵送商品混凝土施工，以保證混凝土灌注質(zhì)量；26 根B 類樁中部分樁傾斜、個(gè)別樁移位，分別采用補(bǔ)樁和將樁基礎(chǔ)加寬的方法處理。

6 結(jié)語

靜壓混凝土管樁工藝替代錘擊樁，無噪聲也無任何污染，具有廣泛的應(yīng)用前景。樁基施工過程中的質(zhì)量通病是可以避免的，如：混凝土管樁施工時(shí)選擇合理的打樁順序，能減小樁的側(cè)向位移；正確合理安排沉樁順序和線路，在壓樁施工中十分重要。尤其在樁間距較小的情況下，壓入樁會使周圍土因受壓而產(chǎn)生橫向位移，而正確確定壓樁順序可以減少土位移，避免對周圍建筑物產(chǎn)生大的影響，使靜壓樁施工質(zhì)量得到保證。隨著靜壓管樁技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及對靜壓管樁理論研究、設(shè)計(jì)的不斷深入和施工經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，其應(yīng)用的技術(shù)水平也會不斷提高，在工程中將發(fā)揮更好的經(jīng)濟(jì)效益。