何冰峰

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

0 引言

在高靈敏土地區(qū)施工PHC管樁，經(jīng)常出現(xiàn)單樁已達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)高，但最終的壓樁力卻達(dá)不到設(shè)計(jì)承載力的現(xiàn)象；出現(xiàn)這一現(xiàn)象，經(jīng)分析認(rèn)為當(dāng)PHC管樁在豎向靜壓力作用下沉入高靈敏土層時(shí)，PHC管樁周?chē)耐馏w受到外力的作用產(chǎn)生劇烈的擾動(dòng)，土體中孔隙水壓力迅速增大，PHC管樁周?chē)耐馏w隆起變形，土體受到剪切破壞，局部范圍內(nèi)土體產(chǎn)生重塑，土的抗剪強(qiáng)度下降，此時(shí)樁身在外力作用下極易下沉，壓樁作用力主要來(lái)自樁端向下穿透土層時(shí)直接沖剪土體的阻力，該阻力并不一定隨著樁體壓入土深度的增加而增大，而是隨著樁端土體的疏密、軟硬程度而變化，遇地層變化時(shí)壓力會(huì)發(fā)生突變，地層相似時(shí)基本保持不變。由于在靜壓樁施工過(guò)程中樁的側(cè)摩阻力較小，壓樁阻力主要來(lái)自樁端的阻力，靜壓樁施工結(jié)束后，隨著樁周土體孔隙水壓力的逐漸消散，土體重新固結(jié)，抗剪強(qiáng)度逐漸恢復(fù)，樁在達(dá)到設(shè)計(jì)齡期后，PHC管樁獲得最終極限承載力。

1 工程概況

項(xiàng)目位于山西轉(zhuǎn)型綜改示范區(qū)，為單層工業(yè)廠房，占地面積23475.8 m2，建筑高度28.45 m，地基采用PHC管樁，共布置PHC 500AB 100-30管樁325根，樁基施工采用靜壓法沉樁，樁端全斷面進(jìn)入持力層的深度不小于1.0 m，PHC管樁混凝土強(qiáng)度為C80，PHC500AB100-30單樁承載力特征值不小于1800kN。

2 工藝流程

1）施工準(zhǔn)備。正式進(jìn)場(chǎng)前應(yīng)對(duì)靜壓樁機(jī)進(jìn)行檢查，保證設(shè)備狀態(tài)良好，禁止帶故障設(shè)備進(jìn)場(chǎng)。做好與PHC管樁施工相關(guān)的電纜線布置工作，保證進(jìn)場(chǎng)后可立即投入施工，整平場(chǎng)地，清除地下及地上的障礙物。

2）測(cè)量、放線。施工前必須根據(jù)工程設(shè)計(jì)施工圖用全站儀將各軸線控制點(diǎn)測(cè)設(shè)于現(xiàn)場(chǎng)，并設(shè)立半永久性引測(cè)點(diǎn)標(biāo)記。然后根據(jù)軸線控制點(diǎn)引測(cè)各樁位點(diǎn)，定位中心點(diǎn)用鐵釘固定在地面，鐵釘要插牢并與地面平，鐵釘頂部綁上紅色塑料繩。工程測(cè)量放線工作完成后先自檢，再請(qǐng)業(yè)主、監(jiān)理等相關(guān)部門(mén)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行驗(yàn)線工作并做好書(shū)面復(fù)核驗(yàn)收簽字手續(xù)。

3）確定打樁路線及樁位編號(hào)。根據(jù)工程樁位的分布和場(chǎng)地情況，確定最合理的施工起點(diǎn)和路線，保證打樁機(jī)械不走或盡可能少走回頭路和空路。并應(yīng)考慮樁機(jī)進(jìn)出場(chǎng)的方便，最大限度地提高機(jī)械工作效率。樁機(jī)的進(jìn)場(chǎng)組裝位置應(yīng)盡可能地接近起始打樁點(diǎn)。參照樁機(jī)的打樁路線來(lái)確定樁位號(hào)，以免產(chǎn)生錯(cuò)誤。

4）樁機(jī)就位。樁機(jī)就位就是依靠操作樁機(jī)的縱移機(jī)構(gòu)及橫移機(jī)構(gòu)，移動(dòng)樁機(jī)到達(dá)打樁位置。樁機(jī)移動(dòng)過(guò)程中應(yīng)注意場(chǎng)地平整，樁機(jī)機(jī)身要保持平穩(wěn)，確保移機(jī)安全。移機(jī)時(shí)要注意對(duì)樁位點(diǎn)的保護(hù)，以免產(chǎn)生樁位偏差。

5）材料進(jìn)場(chǎng)預(yù)檢。管樁進(jìn)場(chǎng)后，質(zhì)量員根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)要求及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)管樁進(jìn)行預(yù)檢，對(duì)于不能滿(mǎn)足要求的樁，要求退換貨處理。

6）PHC管樁施工。使用經(jīng)緯儀保證樁身的垂直度，保證樁身垂直度偏差不超過(guò)0.5%，啟動(dòng)壓樁油缸將樁壓入土層，壓樁過(guò)程中，要隨時(shí)觀察油表讀數(shù)及樁身垂直度，嚴(yán)格控制壓樁速度，壓入速度不宜超過(guò)2 m/min，接樁時(shí)采用CO2氣體保護(hù)焊接樁，新接樁節(jié)與原樁節(jié)的軸線一致，預(yù)先清刷干凈兩施焊面上的泥土、油污、鐵銹，焊接表面的鋼板應(yīng)清潔，接頭焊好后進(jìn)行外觀檢查，檢查合格后自然冷卻不小于5 min，方可繼續(xù)施工。

3 單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)

3.1 設(shè)備安裝及試驗(yàn)步驟

1）本次單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)均在工程樁施工樁頂標(biāo)高處進(jìn)行。

2）在樁頂放置與樁同徑鋼墊板，然后將液壓千斤頂?shù)醴庞阡搲|板之上，千斤頂所施加的荷載作用點(diǎn)與鋼墊板形心和樁軸線重合。

3）將鋼梁支座對(duì)稱(chēng)放置于載荷試驗(yàn)樁兩側(cè)（與載荷試驗(yàn)樁間距大于4 d），把兩根鋼梁并排吊放于支座之上。

4）在鋼梁兩側(cè)對(duì)稱(chēng)放置堆載平臺(tái)支墩，兩個(gè)支墩的間距5.6 m，大于4 d；把堆載平臺(tái)吊放于支墩之上，一次性把混凝土配重塊全部均勻穩(wěn)固地堆放在堆載平臺(tái)上。

5）將基準(zhǔn)樁打入地下，基準(zhǔn)樁與試樁間距為5.4m，大于4 d。

6）安放基準(zhǔn)梁，梁的一端固定在基準(zhǔn)樁上，另一端簡(jiǎn)支于基準(zhǔn)樁上。

7）在試樁的兩個(gè)正交直徑方向?qū)ΨQ(chēng)安放四個(gè)位移傳感器，位移感器經(jīng)萬(wàn)能表架固定于兩根基準(zhǔn)梁上。

8）用高壓油管、導(dǎo)線分別連接液壓千斤頂、油泵、壓力傳感器，位移傳感器和PDS-JY無(wú)線靜載荷試驗(yàn)儀主機(jī)。加載預(yù)壓，預(yù)壓加載量為最大試驗(yàn)加載量的5%，荷載維持時(shí)間不小于0.5 h。

9）卸預(yù)壓荷載至零，同時(shí)將儀器調(diào)零。

10）開(kāi)始逐級(jí)加載，并按規(guī)定時(shí)間測(cè)讀樁頂沉降直至試驗(yàn)結(jié)束。

3.2 加載方法

逐級(jí)加載，在每級(jí)荷載作用下，當(dāng)樁頂沉降量達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后方可施加下一級(jí)荷載，直至達(dá)到試驗(yàn)要求的最大加載量。試驗(yàn)樁最大加載量為1800 kN，試驗(yàn)荷載分10級(jí)施加，每級(jí)加載值180 kN，第1級(jí)加載量取分級(jí)荷載的2倍。

3.3 單樁豎向抗壓極限承載力分析

各試驗(yàn)點(diǎn)在其最大試驗(yàn)荷載1800 kN作用下，未達(dá)到破壞狀態(tài)，由于 p（荷載）-s（沉降）、s（荷載）-lgt（時(shí)間）曲線上無(wú)明顯特征點(diǎn)，且樁頂累計(jì)沉降量均小于40 mm，因此，依據(jù)《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2014）第4.4.2條第5款，在本次試驗(yàn)的最大試驗(yàn)荷載下，各試驗(yàn)點(diǎn)單樁豎向抗壓極限承載力取其最大試驗(yàn)荷載1800 kN，取最大加荷值1800 kN的一半900 kN為單樁豎向抗壓承載力特征值。單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)成果見(jiàn)表1。

表1 單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)成果表

4 結(jié)語(yǔ)

高靈敏土地區(qū)土層抗剪強(qiáng)度及滲透系數(shù)低和壓縮性、靈敏度高，通過(guò)對(duì)靜壓管樁施工工藝的研究，得出一套成熟有效的施工工藝，使靜壓管樁工藝在高靈敏土地區(qū)得以普及和應(yīng)用，減短施工工期、提高工作效率、節(jié)約施工成本。

施工中收集資料、記錄有效的工藝流程，遇到問(wèn)題首先分析原因、提出處理方案，然后對(duì)比分析，采用合理方案，最后考核處理結(jié)果，最終形成一套行之有效的施工工法，為今后在高靈敏土地區(qū)靜壓管樁施工提供技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)支持。