路保周 肖改艷

(山西潞安鴻源房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司，山西 長(zhǎng)治 046200)

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PHC管樁施工工藝探討

路保周 肖改艷

(山西潞安鴻源房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司，山西 長(zhǎng)治 046200)

結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)PHC管樁施工工藝流程進(jìn)行了介紹，主要對(duì)壓樁順序、吊樁、插樁、接樁等施工環(huán)節(jié)的操作要點(diǎn)作了闡述，并針對(duì)施工中遇到的問(wèn)題提出了相應(yīng)的質(zhì)量控制措施，以不斷提高PHC管樁的施工水平。

PHC管樁，壓樁，試樁，承載力，樁身

PHC管樁采用離心成型生產(chǎn)工藝和先張法預(yù)應(yīng)力工藝，樁身混凝土強(qiáng)度可達(dá)80 MPa，其不僅具有強(qiáng)度高，抗裂性能好，樁身耐打,穿透力強(qiáng)，沉樁質(zhì)量可靠，施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，而且由于施工過(guò)程中的豎向擠壓和側(cè)向擠密作用，樁端承載力和樁側(cè)摩阻力較灌注樁有所提高，且較灌注樁避免了斷樁和縮頸等質(zhì)量問(wèn)題。PHC管樁基礎(chǔ)適用于軟土地基和深基礎(chǔ)工程中，在各沿海、沿江城市的工業(yè)與民用建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。但由于PHC管樁的高脆性、地質(zhì)勘探資料的局限性以及地質(zhì)情況的不可預(yù)見(jiàn)性，容易引發(fā)諸多施工質(zhì)量和安全技術(shù)問(wèn)題，在施工中應(yīng)綜合考慮各方面的因素，排除各類隱患，才能有效的控制工程質(zhì)量、工程進(jìn)度和造價(jià)。本文根據(jù)工程實(shí)例，對(duì)PHC管樁的施工工藝和質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行了探討。

1 工程實(shí)例

1.1 工程概況

長(zhǎng)治市潞安錦繡香江住宅小區(qū)位于長(zhǎng)治市襄垣縣城東湖新區(qū)，工程總用地面積59 016 m2，項(xiàng)目總建筑面積16萬(wàn)m2，其中18層住宅樓10棟，25層住宅樓4棟，18層公寓樓1棟，設(shè)計(jì)均采用靜壓沉樁PHC-AB500型預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土預(yù)制管樁施工工藝，樁身混凝土強(qiáng)度為C80，樁身混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力值或其抗彎性能為AB型，管樁外徑500 mm，壁厚125 mm，設(shè)計(jì)有效長(zhǎng)度為30 m，單樁豎向抗壓承載力特征值為2 200 kN，樁端持力層為⑦細(xì)粉砂或⑨粉質(zhì)粘土。

1.2 工程地質(zhì)情況

該區(qū)工程地質(zhì)條件為：建筑場(chǎng)地類別為Ⅲ類，建筑場(chǎng)地地段為一般地段，場(chǎng)地等級(jí)為二級(jí)，地下水位埋深8.5 m～13.0 m，水位季節(jié)性變化幅度為1.0 m，地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)均具有微腐蝕性。由上至下主要地層有：①黃土狀粉土,3.1 m～5.9 m，具中等壓縮性及濕陷性，局部夾粉砂透鏡體；②粉質(zhì)粘土,4.8 m～4.9 m，可塑，具中等壓縮性；③細(xì)砂,6.7 m～9.6 m，松散，稍密；④粉土,4.7 m～13.1 m，具中等壓縮性；⑤粉質(zhì)粘土,4.7 m～13.1 m，可塑，具中等壓縮性，夾粉細(xì)砂透鏡體；⑥粉質(zhì)粘土,12.6 m～14 m，硬塑，具中等壓縮性；⑦ 細(xì)砂,0 m～4.2 m，以石英、長(zhǎng)石為主，中密；⑧圓礫，1.4 m～3.8 m，顆粒多為亞圓形，母巖成分為灰?guī)r、砂巖，粉土及細(xì)中砂充填，密實(shí)；⑨粉質(zhì)粘土,11.4 m～16.9 m，層間夾碎石，硬塑，具中等壓縮性。

2 靜壓施工工藝流程及技術(shù)措施

2.1 施工工藝流程

定坐標(biāo)→施工放線→定樁位→復(fù)線→樁機(jī)就位→吊樁插樁→樁身垂直度調(diào)整→靜壓沉樁→接樁→再靜壓沉樁→終止壓樁→樁機(jī)就位開(kāi)始第二根樁施工(直到全部施工完畢)。

2.2 機(jī)械選型

經(jīng)綜合考慮，施工單位現(xiàn)場(chǎng)選擇1臺(tái)DBYZY800型靜力抱壓式樁機(jī)，并配置2臺(tái)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電焊機(jī)NBC-500進(jìn)場(chǎng)。

2.3 壓樁順序

由于靜壓樁與打入樁相比，鄰近樁相互擠土的干擾影響很小，實(shí)踐證明，鄰近的壓樁先后對(duì)壓入同樣深度土層的壓樁力基本沒(méi)有影響，故在本工程施工中，可以靈活安排施工順序，減少樁機(jī)的移動(dòng)及行走時(shí)間。

2.4 吊樁、插樁

根據(jù)施工需要將所需規(guī)格的樁運(yùn)至壓樁位置20 m范圍內(nèi)，且按照樁位布局情況合理布置，為做到一次性成功起吊，盡量不能出現(xiàn)長(zhǎng)距離拖樁，以免造成樁的損壞和降低功效。壓樁機(jī)移至樁位位置并調(diào)平樁機(jī)，用機(jī)上吊車吊起管樁徐徐插入樁機(jī)的夾持器內(nèi)，當(dāng)管樁下端離地面20 cm時(shí)逐漸抱緊夾持器，逐次加壓且壓力不大于5 MPa。

2.5 樁身的對(duì)中調(diào)直第一節(jié)樁是保證整根樁質(zhì)量的關(guān)鍵，其垂直度偏差應(yīng)小于0.5%，重復(fù)操作檢測(cè)對(duì)中和垂直度均符合規(guī)定后方可進(jìn)行壓樁，壓樁過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)注意樁帽、樁身和送樁的中心線是否重合，若垂直度偏差較大，必須拔出重插。

2.6 接樁

本工程基樁為3節(jié)樁，當(dāng)節(jié)樁入土部分樁頭高出地面0.5 m～1.0 m時(shí)可停止打樁，盡量避免接近設(shè)計(jì)深度時(shí)接樁。本工程預(yù)制樁接頭形式為電焊焊接，焊接前應(yīng)保證對(duì)接接頭上的雜質(zhì)清理干凈，調(diào)直上節(jié)樁，固定好上下節(jié)樁，對(duì)接偏差不大于2 mm。采用人工對(duì)稱焊，焊接時(shí)宜先對(duì)稱點(diǎn)焊4點(diǎn)～6點(diǎn)，再分層施焊，焊縫應(yīng)飽滿連續(xù)。接樁時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，接頭應(yīng)自然冷卻，不得采用水冷卻或焊好后立即施壓。

2.7 送樁

本工程采用套筒式送樁器，送樁器可將靜壓力有效的傳到樁上，以保證將樁打到設(shè)計(jì)標(biāo)高。送樁深度不宜大于2 m，送樁的最后貫入度應(yīng)參考同一條件的樁，不送樁的貫入度應(yīng)予以減小。

2.8 終壓

終壓是確保預(yù)制樁質(zhì)量，保證靜壓樁施工質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，在壓樁前應(yīng)嚴(yán)格按照工藝試樁，根據(jù)試壓情況來(lái)確定終壓技術(shù)參數(shù)，終壓條件包括終壓力、穩(wěn)壓時(shí)間、穩(wěn)壓次數(shù)、穩(wěn)壓貫入度和樁端標(biāo)高。

3 遇到的問(wèn)題及處理辦法

3.1 設(shè)計(jì)優(yōu)化

1)試樁。在預(yù)制樁的沉樁施工前要分析沉樁具體影響，可通過(guò)試樁工作來(lái)驗(yàn)證預(yù)計(jì)影響、確定施工工藝。在施工過(guò)程中一定要嚴(yán)格做好施工記錄，對(duì)施工過(guò)程中的異常情況進(jìn)行對(duì)比分析。當(dāng)存在厚度大于2 m的中密度以上砂夾層時(shí)，盡量?jī)?yōu)先采用錘擊法，若砂夾層不大于4 m時(shí)，可選擇靜壓沉樁。本工程采用了兩種施工方法，均進(jìn)行了試樁。

a.柴油錘打樁試樁。本工程柴油錘試樁3根，根據(jù)本地工程經(jīng)驗(yàn)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的總錘擊數(shù)為1 000擊～1 500擊，最后1.0 m不大于300擊。而且對(duì)這3根樁進(jìn)行了單樁抗壓承載試驗(yàn)，整理試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。由單樁抗壓靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理分析，未發(fā)現(xiàn)異常情況，在最大荷載4 400 kN作用下，沉降位移相對(duì)穩(wěn)定，試驗(yàn)樁抗壓極限承載力統(tǒng)計(jì)值為4 400 kN，單樁抗壓承載力特征值為2 200 kN,滿足設(shè)計(jì)要求。

表1 錘擊法施工單樁豎向抗壓承載試驗(yàn)成果表

b.靜壓法施工試樁。根據(jù)設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，靜壓法試樁檢測(cè)完成了單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)3根和低應(yīng)變動(dòng)測(cè)19根。單樁抗壓靜載試驗(yàn)：整理單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

根據(jù)受檢的3根單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)結(jié)果，單樁抗壓承載力滿足2 200 kN的設(shè)計(jì)要求。

表2 靜壓法施工單樁豎向抗壓承載試驗(yàn)成果表

低應(yīng)變動(dòng)測(cè)：根據(jù)試驗(yàn)檢測(cè)曲線的時(shí)域信號(hào)特征，識(shí)別樁底和樁身缺陷反射信號(hào)，計(jì)算應(yīng)力波速度，并推測(cè)缺陷位置，綜合整理分析實(shí)測(cè)曲線，受檢的19根管樁，實(shí)測(cè)樁身波速范圍值為3 476 m/s～3 977 m/s，平均波速為3 780 m/s；均為Ⅰ類樁。

2)調(diào)整設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)。由地質(zhì)勘察情況知含0 m～5 m細(xì)砂、圓礫石，分布不均勻，且含少量大塊長(zhǎng)石。設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)度為30 m，在柴油錘打14號(hào)，15號(hào)樓的過(guò)程中，有的樁打到25 m，28 m時(shí)已經(jīng)達(dá)到貫入度控制要求，無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，經(jīng)設(shè)計(jì)院驗(yàn)算后樁長(zhǎng)達(dá)23 m即可滿足抗壓、抗拔承載力要求，故根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整樁長(zhǎng)。

3)增加樁尖。在打樁過(guò)程中由于場(chǎng)地內(nèi)缺陷較多、地質(zhì)差異大及部分地質(zhì)有較厚砂礫層，考慮了使用樁尖達(dá)到穿越硬夾層的目的，本工程中采用了閉口型十字形鋼樁樁尖，材料選用Q235鋼，嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)10G409《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁圖集》中樁尖結(jié)構(gòu)焊接而成，該樁尖能在粉質(zhì)粘土中大大提高管樁的單樁承載力，并在相同的單樁承載力時(shí)，可以減少樁長(zhǎng)，能充分發(fā)揮樁端承載力減少工程造價(jià)。

3.2 對(duì)已建房屋的影響

在柴油錘打樁過(guò)程中由于打樁的沖擊荷載很大，造成有的樁頭破碎，有個(gè)別樁身出現(xiàn)裂縫，造成管樁損耗大。而此小區(qū)毗鄰南里信村，由于柴油錘震動(dòng)較大，已經(jīng)造成了居民房屋出現(xiàn)少量裂縫，并且考慮4號(hào)，5號(hào)樓與周邊住宅房屋的距離較近，故其余幾棟住宅樓改為靜壓法施工，從而減輕了對(duì)周邊原有建筑物的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

PHC管樁施工技術(shù)環(huán)節(jié)較多，工程質(zhì)量控制較為復(fù)雜，應(yīng)充分考慮各種影響因素，目前在長(zhǎng)治地區(qū)PHC管樁工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)尚不夠豐富,只有嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)技術(shù)規(guī)范，不斷的提高技術(shù)應(yīng)用水平，不斷的積累工程經(jīng)驗(yàn)，才能更好的控制PHC管樁施工質(zhì)量，使其更好的發(fā)揮社會(huì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。

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Discussion on the construction technology of PHC pipe pile

Lu Baozhou Xiao Gaiyan

(ShanxiLu’anHongyuanRealEstateDevelopmentLimitedCompany,Changzhi046200,China)

Combining with the engineering example, this paper introduced the construction technology process of PHC pipe pile, mainly elaborated the operation key points of pressure pile sequence, hanging pile, pile insertion, joint piles and other construction links, put forward corresponding quality control measures in view of the problems in construction, in order to increasing improve the construction level of PHC pipe pile.

PHC pipe pile, pressure pile, test pile, bearing capacity, pile body

1009-6825(2015)01-0075-02

2014-10-30

路保周(1973- )，男，工程師； 肖改艷(1986- )，女，助理工程師

TU753.3

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