鄭德云

福建工程建設(shè)監(jiān)理有限公司（350001）

預(yù)應(yīng)力管樁施工的常見問題及防治措施

鄭德云

福建工程建設(shè)監(jiān)理有限公司（350001）

預(yù)應(yīng)力管樁以其較高的承載能力、較快的施工工期以及較廣的適應(yīng)性等優(yōu)勢，在我國得到了廣泛的應(yīng)用。這里簡述了預(yù)應(yīng)力管樁施工的方法，提出了當(dāng)前我國預(yù)應(yīng)力管樁施工中的常見問題，并針對這些問題提出了相應(yīng)的防治措施。

預(yù)應(yīng)力管樁；常見問題；防治；質(zhì)量處理

預(yù)應(yīng)力管樁通過利用預(yù)應(yīng)力以及離心技術(shù)，通過混凝土和機(jī)械的配合，制造出空心的管樁。預(yù)應(yīng)力管樁承載力較高，適用于多種土質(zhì)，施工周期短，造價成本較低，在我國得到了廣泛的應(yīng)用。在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁施工時，會采用很多不同的施工技術(shù)，一般采用比較多的是靜力壓樁法。在預(yù)應(yīng)力管樁施工過程中會出現(xiàn)一些較為常見的問題，基本集中在質(zhì)量問題上，對這些問題進(jìn)行分析并提出解決方法，能夠有助于提高預(yù)應(yīng)力管樁的施工質(zhì)量和施工效率。

1 預(yù)應(yīng)力管樁施工的方法

預(yù)應(yīng)力管樁的施工方法主要包括兩種，一種是靜力壓樁法，一種是錘擊法。靜力壓樁法是通過靜力壓樁機(jī)上的機(jī)械裝置和其本身的配重，通過壓力的方式對預(yù)應(yīng)力管樁進(jìn)行壓樁，靜力壓樁選用壓樁重約為特征值的2.2～2.5倍。這種方式?jīng)]有振動，對周圍的土體影響比較小，對環(huán)境的破壞也相對小一些。錘擊沉樁法則是通過重錘的不斷施壓，逐步將樁體打入土內(nèi)。這種方式在施工過程中會有一定的振動，對周圍的環(huán)境和土體會有一定的影響，因此多數(shù)預(yù)應(yīng)力管樁的施工都會采用靜力壓樁的方式。預(yù)應(yīng)力管樁和傳統(tǒng)灌注樁相比，擁有單樁承載力高、運(yùn)輸起吊方便、成樁質(zhì)量有保證等優(yōu)點(diǎn)。但是，預(yù)應(yīng)力管樁在施工過程中存在擠土效應(yīng)，過大的樁壓力可能會導(dǎo)致對管樁樁身的破壞，這在預(yù)應(yīng)力管樁的施工過程中應(yīng)尤為注意。

2 預(yù)應(yīng)力管樁施工中常見問題及原因

2.1 超樁和短樁

超樁和短樁是指在管樁施工過程中，施工單位在對持力層以及土體的基本性質(zhì)沒有深入了解和計(jì)算的情況下，使得樁體超出或是達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高的情況。超樁即在施工過程中進(jìn)入到持力層的一定深度后無法繼續(xù)打入，樁體的實(shí)際標(biāo)高高于設(shè)計(jì)標(biāo)高的情況。短樁則是在打樁過程中，在樁已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高的時候，還沒有打入到持力層，或是貫入度還是很大的情況。這樣一來，若是繼續(xù)達(dá)到貫入度符合標(biāo)準(zhǔn)，則會導(dǎo)致標(biāo)高無法滿足設(shè)計(jì)要求。造成超樁或者短樁現(xiàn)象的原因，主要有兩點(diǎn)：

第一，在勘測時，對于土體實(shí)際情況的勘測有問題，不能精細(xì)地分析出土地的實(shí)際情況和持力層的性質(zhì)。第二，在施工過程中難以確定收錘標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致土體變硬，無法繼續(xù)打入到設(shè)計(jì)標(biāo)高，或是土體變軟，在保證貫入度的前提下，就無法滿足標(biāo)高的要求[1]。

2.2 垂直度不滿足要求

垂直度是樁體很重要的一個指標(biāo)。在預(yù)應(yīng)力管樁施工的過程中，時常會出現(xiàn)樁身垂直度不滿足要求的問題。垂直度的偏差過大會導(dǎo)致樁體后期的承載力降低，也有可能導(dǎo)致其在受力過程中，承載力分布不均，造成樁身損壞。垂直度偏差過大的原因,主要包括了以下幾點(diǎn)：

第一，是由于打樁機(jī)本身的不平穩(wěn)造成的。打樁機(jī)本身的自重加上配重是很重的，對于打樁機(jī)的基礎(chǔ)而言，必須保證其相應(yīng)的承載力，若是其不平穩(wěn)則會導(dǎo)致基礎(chǔ)的不均勻沉降，從而導(dǎo)致打樁機(jī)在打樁時發(fā)生傾斜。

第二，打樁時樁錘、樁帽及樁身的中心線不在同一軸線上。從而導(dǎo)致了樁體的傾斜。

第三，對于布置大面積群樁的工程，在沉樁時產(chǎn)生擠土效應(yīng)，將先打入的樁上抬或擠斜。

第四，基坑開挖方法不當(dāng)，一次性開挖深度太深，使樁的一側(cè)承受很大的土側(cè)壓力，樁身彎曲變形，引起樁頂偏位。

2.3 打樁時對周圍土體和環(huán)境的影響

預(yù)應(yīng)力管樁在打樁過程中，可能會對周圍的土地和環(huán)境等造成一定的影響，通常表現(xiàn)為由于擠土效應(yīng)而導(dǎo)致周圍地面的突起，或者使周圍建筑物產(chǎn)生一定的傾斜。打樁時對土體的擠壓造成土體淺層突起或是深層土體的橫向基礎(chǔ)變化，改變了土體的應(yīng)力狀態(tài)。擠土效應(yīng)可能對周圍的路面及建筑物造成較大的影響，如果壓樁施工方法與施工順序不當(dāng)，每天成樁數(shù)量太多、壓樁速率太快就會加劇擠土效應(yīng)。當(dāng)樁周圍為非飽和土層時，則有可能由于樁的擠壓造成土體體積收縮，因此有效減少擠壓所產(chǎn)生的應(yīng)力。當(dāng)周圍為飽和土層時，則會由于土體無法收縮，發(fā)生位移而造成土體的擠土效應(yīng)。因此在沉樁時，必須考慮到對土體的擠壓作用。

3 預(yù)應(yīng)力管樁常見問題的防治措施

對預(yù)應(yīng)力管樁常見問題的防治需要從管理和技術(shù)兩個層面來解決。在技術(shù)層面，施工人員應(yīng)熟悉常見問題的發(fā)生原因及技術(shù)要點(diǎn)。在管理層面管理人員要對人工、機(jī)械和材料進(jìn)行合理安排，保證壓樁施工的順利進(jìn)行。

3.1 超樁和短樁的防治方法

要防止預(yù)應(yīng)力管樁的超樁或者短樁，在進(jìn)行地基勘探的時候就應(yīng)該保證勘探資料的準(zhǔn)確性，保證設(shè)計(jì)的合理的性,從而保證施工的順利進(jìn)行。對于具體的施工環(huán)節(jié)而言，施工人員需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的規(guī)定，將貫入度和標(biāo)高等參數(shù)作為沉樁的依據(jù)，將樁打入到持力層后再收樁。施工人員若是對勘探資料有疑問，必須及時提出；不滿足施工要求時，應(yīng)該進(jìn)行補(bǔ)勘。對于大面積的群樁，由于擠密效應(yīng)，最后貫入度不宜小于20 mm/10擊。當(dāng)持力層為較薄的強(qiáng)風(fēng)化巖層，上覆土層較松軟時，最后貫入度可適當(dāng)減少。對摩擦端承樁，應(yīng)以最后貫入度為主，樁長為輔，來判斷收錘標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)持力層坡度超過10%時應(yīng)加密勘探點(diǎn)，勘探點(diǎn)總數(shù)中應(yīng)有1/3以上的為控制性點(diǎn)。在施工前應(yīng)了解土體中的障礙物，并在設(shè)計(jì)單位的指導(dǎo)下清除或采取相應(yīng)的措施[2]。

3.2 保證樁體的垂直度

要保證樁體的垂直度，就要從打樁機(jī)和樁體本身兩個部分來考慮。首先，打樁機(jī)應(yīng)設(shè)置在堅(jiān)硬而平整的場地上，保證打樁機(jī)的平穩(wěn)性，防止其在施工過程的不均勻沉降。其次，是要保證樁體本身的垂直度。在樁體的運(yùn)輸和起吊過程中，必須嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行，減少外界的起吊等應(yīng)力對樁身的影響。在樁體的壓樁過程中，需要從第一根樁開始嚴(yán)格控制其垂直度，不能超過0.5%。打樁過程中，應(yīng)在距樁機(jī)20 m左右處，成90°方向設(shè)置經(jīng)緯儀各一臺加以校準(zhǔn)，從而保證樁體在打入過程中的垂直度。應(yīng)該盡量減少樁體的接頭，一般預(yù)應(yīng)力管樁的接頭以不超過3個為宜,接樁時上、下段樁的中心線偏差不宜大于2 mm。在接樁的過程中，應(yīng)配合好兩個樁體的軸線，保證中心線在一條直線上。

3.3 避免擠土效應(yīng)

要減少預(yù)應(yīng)力管樁施工過程中對周圍環(huán)境和土體的影響，就必須在施工順序、樁體的布置、施工的方法和速度上合理的安排。首先施工的順序應(yīng)該從中間向四周開始，或者采用迂回折疊的方式進(jìn)行，從而避免對土體的集中影響。如果施工場地周圍有建筑物，應(yīng)該從有建筑物的一側(cè)向另外一側(cè)施工。當(dāng)施工地下有重要的需要保護(hù)的管線或者文物等時，需要制訂合理的施工計(jì)劃，通過開挖防擠溝等方式，對管線或者文物進(jìn)行保護(hù)。對于施工的速度而言，要控制沉樁速度，制定有效的沉樁流水線路，控制每日成樁量以6～7根為宜。如果施工速度太快，將會導(dǎo)致土地受到的外界應(yīng)力過大，造成土體的損壞。在施工過程中必須加強(qiáng)對周邊建筑物和環(huán)境的監(jiān)測，實(shí)時了解和分析施工對于周圍環(huán)境的影響。一旦周邊土體隆起、塌陷，或是建筑物沉降和裂縫，則應(yīng)馬上停工，尋找原因和解決措施。

3.4 強(qiáng)化施工質(zhì)量的管理

任何施工質(zhì)量保證除了技術(shù)措施之外，都離不開管理措施的輔助。因此要防治預(yù)應(yīng)力管樁施工的常見問題，也應(yīng)該從質(zhì)量的管理層面著手，合理制定相應(yīng)的管理組織機(jī)構(gòu)，制定相應(yīng)的質(zhì)量檢查節(jié)點(diǎn)和質(zhì)量目標(biāo)。從施工的總體進(jìn)度以及施工工序之間的搭接等方面，綜合考慮預(yù)應(yīng)力管樁施工的管理。通過人員、機(jī)械和材料的調(diào)度和安排，保證施工過程中物資供給充足以及機(jī)械布置的合理性。

4 結(jié)語

預(yù)應(yīng)力管樁在我國得到了大面積的推廣，施工單位應(yīng)不斷提高施工技術(shù)水平，明確預(yù)應(yīng)力管樁的主要施工要點(diǎn)以及可能出現(xiàn)的常見問題，通過合理的管理和技術(shù)手段，嚴(yán)格遵守相關(guān)的施工規(guī)范。對常見的施工問題，從超樁和短樁的防治、垂直度的保證、擠土效應(yīng)的避免以及強(qiáng)化施工質(zhì)量的管理等方面著手，不斷提高預(yù)應(yīng)力管樁的施工質(zhì)量，促進(jìn)我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展。

[1]董志培.靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工過程中應(yīng)注意的問題[J].廣東建材,2004(05).

[2]梁燕麗.建筑工程施工中靜壓預(yù)應(yīng)力管樁的特點(diǎn)與施工技術(shù)分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012(18).