師勝杰

（中鐵六局集團(tuán)有限公司海外工程分公司， 北京 100070）

現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁（PCC 樁）是吸收了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、振動(dòng)沉管樁和振動(dòng)沉模薄壁混凝土防滲墻等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，采用專用施工機(jī)械先將內(nèi)外雙層套管形成的空心圓柱腔體，在活瓣樁靴的保護(hù)下沉入地基。達(dá)到設(shè)計(jì)深度后在腔內(nèi)灌砼，振動(dòng)拔管。樁芯土體與外部土體之間形成PCC 樁。樁與樁間土組合形成復(fù)合地基，承擔(dān)荷載。

1 PCC 樁基施工原理及適用范圍

1.1 PCC 樁基成樁機(jī)理

PCC 樁基施工技術(shù)是根據(jù)振動(dòng)沉模排土、現(xiàn)場(chǎng)灌注混凝土而形成的管樁，主要是依靠打樁機(jī)沉腔上部錘頭的振動(dòng)力將環(huán)形腔體在活瓣樁靴的保護(hù)下打入要求的設(shè)計(jì)深度，在腔體內(nèi)澆筑混凝土后振動(dòng)拔管，樁芯土體與外部土體之間形成PCC樁。

1.2 PCC 樁技術(shù)優(yōu)點(diǎn)與適用范圍

（1）技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。①施工適用性強(qiáng)：PCC 樁屬于剛性樁，樁身強(qiáng)度較高，可達(dá)到C20～C25，樁徑可達(dá)到1.5m，并采用邊振動(dòng)、邊加壓的沉管方式，處理深度可＞25m。②施工質(zhì)量易控制。PCC 樁施工工藝簡(jiǎn)單、過(guò)程清晰、可操作性強(qiáng)，混凝土現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量易控制，便于質(zhì)量的監(jiān)督管理。③樁基檢測(cè)便捷。PCC 樁采用小應(yīng)變或人工開(kāi)挖進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)費(fèi)用低，一般僅占工程總造價(jià)的1～2%。檢測(cè)周期短、檢測(cè)范圍廣。④加固效果顯著。PCC 樁采用半排土、半擠土的振動(dòng)沉管方式，大大提高路基承載力。若樁端至持力層，承載力是粉噴樁的10 倍，且系群樁基礎(chǔ)，沉降量小。

（2）適用范圍。PCC 樁基適用于處理黏性土、粉土、淤泥質(zhì)土、松散或稍密砂土及素填土等地基，適用于各種結(jié)構(gòu)物的大面積地基處理。適用范圍較廣。

2 施工工藝質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.1 PCC 樁機(jī)械性能與構(gòu)造

（1）施工機(jī)具的主要技術(shù)性能要求：沉樁深度達(dá)到25m 以上；樁徑為1000～1500mm；管樁壁厚100～150mm；混凝土可多次加料；提升力至少達(dá)到30t，壓樁力加上高頻振動(dòng)荷載達(dá)到100t。

（2）PCC 樁機(jī)構(gòu)造。打樁機(jī)械基本組成包括以下幾部分：①底盤(pán)(含卷?yè)P(yáng)機(jī)等)；②龍門(mén)支架；③振動(dòng)頭；④鋼質(zhì)內(nèi)外套管空腔結(jié)構(gòu)；⑤活瓣樁靴結(jié)構(gòu)：⑥成模造漿器；⑦混凝土分流器。

2.2 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）施工準(zhǔn)備階段質(zhì)量控制。做好清表場(chǎng)地平整等工作。

（2）樁機(jī)就位及測(cè)量控制。按設(shè)計(jì)坐標(biāo)對(duì)樁位進(jìn)行放樣，樁位允許偏差控制在±200mm 以內(nèi)。保證樁機(jī)活動(dòng)時(shí)無(wú)傾斜、地基無(wú)沉降。

2.3 混凝土灌注質(zhì)量控制

（1）混凝土材料控制?；炷猎牧鲜褂靡獫M足國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定，骨料粒徑≤25mm，以防止灌漿時(shí)堵管。此外，一般采用泵送混凝土，坍落度宜控制在16～20cm?；炷恋綀?chǎng)后要進(jìn)行坍落度試驗(yàn)，檢測(cè)合格后方可用于施工。

（2）混凝土灌筑過(guò)程控制。振動(dòng)沉管到設(shè)計(jì)深度時(shí)檢查套管腔內(nèi)是否有積水，確認(rèn)無(wú)水后立即進(jìn)行混凝土澆筑，盡量減少等待時(shí)間。灌筑混凝土過(guò)程中為確保樁身混凝土質(zhì)量，要求澆筑高度高出設(shè)計(jì)樁頭標(biāo)高50cm 作為樁頭，混凝土澆注過(guò)程要連續(xù)，并保證混凝土充盈系數(shù)≥1.1。

2.4 振動(dòng)拔管成樁質(zhì)量控制

（1）為了保證樁頂和樁身混凝土強(qiáng)度，在軟弱土層內(nèi)的拔管速度宜為0.6～0.8 m/min，在松散或稍密砂土層內(nèi)宜為1.0～1.2m/min，在軟硬交替處應(yīng)降低拔管速度，速度宜≤1.0m/min，并停拔留振10s。

（2）管腔內(nèi)灌滿混凝土后，應(yīng)先振動(dòng)10s 再開(kāi)始拔管，邊振邊拔，每拔1m停拔并振動(dòng)5～10s，如此反復(fù)直至沉管全部拔出。

（3）在拔管過(guò)程中根據(jù)土層的實(shí)際情況二次添加混凝土，以滿足樁頂混凝土標(biāo)高要求。

（4）距離樁頂5.0m 時(shí)宜一次性成樁。

2.5 樁頭及樁帽施工質(zhì)量控制

（1）沉管拔出后清潔并處理樁頭，保證設(shè)計(jì)尺寸和厚度。

（2）待樁身定型后（一般施工后24h 時(shí)），根據(jù)設(shè)計(jì)樁帽的尺寸清理樁頭部分的土芯，支立模板并澆筑樁帽。

2.6 樁頭褥墊層施工控制

樁帽混凝土達(dá)到強(qiáng)度要求后，進(jìn)行褥墊層施工。以越南河內(nèi)城市輕軌項(xiàng)目為例，設(shè)計(jì)墊層厚度50cm，各層厚度允許誤差±20mm，按以下步驟施工：

（1）鋪設(shè)第一層碎石，厚度20cm，采用小型推土機(jī)或挖掘機(jī)進(jìn)行。采用壓路機(jī)按照設(shè)計(jì)要求碾壓，局部轉(zhuǎn)角人工夯實(shí)。

（3）鋪設(shè)第一層土工格柵。檢查土工格柵的質(zhì)量，滿足設(shè)計(jì)要求，格柵之間的搭接位置至少要重疊2～3 網(wǎng)格。

（4）鋪設(shè)第二層碎石，厚度20cm，按設(shè)計(jì)要求碾壓。

（5）鋪第二層土工格柵。

（6）鋪設(shè)最后一層碎石，厚度10cm，按設(shè)計(jì)要求碾壓。

施工完畢后，再?gòu)?fù)核平面和高程。

3 常見(jiàn)問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施

PCC 樁在施工過(guò)程中可能會(huì)存在樁尖達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高、埋管、斷樁、縮頸、樁頂平面位置偏差大、成樁標(biāo)高偏低、砼用量偏大、冒漿等問(wèn)題，具體原因分析及應(yīng)對(duì)措施如下：

3.1 樁尖達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高

原因分析：①局部地質(zhì)復(fù)雜，遇有各類地下障礙物；②施工機(jī)械能力不足；③沉管偏斜；④群樁施工影響。

擬采取措施：①選擇符合要求的施工機(jī)械；②溝通設(shè)計(jì)員研究修改方案；③及時(shí)發(fā)現(xiàn)沉管偏斜，校正樁架垂直度；④群樁施工，安排合理施工順序。

3.2 埋管

原因分析：①起重能力不夠；②沉管到位以后耽誤時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；③地下水位偏高。

采取措施：①選擇具有足夠起重能力的機(jī)械，配置千斤頂?shù)仍O(shè)備輔助；②控制沉管最終貫入度；③在黏土層較厚或者地下水偏低的地段施工時(shí)，可在樁管底加焊一道Ф14mm 的鋼筋圓箍。

3.3 成樁標(biāo)高偏低

原因分析：①砼投料不足；②樁位地層屬流態(tài)淤泥等軟弱地層。

擬采取措施：①設(shè)法在管內(nèi)增加投料；②成樁后立即開(kāi)挖立模，用現(xiàn)場(chǎng)同標(biāo)號(hào)砼接樁。

選擇2017年1月—2018年5月我院行全麻氣管插管麻醉的肝癌手術(shù)患者96例，按照隨機(jī)數(shù)字表法將患者分成兩組，每組48例。對(duì)照組男26例，女22例；平均年齡（65.2±8.3）歲；平均體質(zhì)量指數(shù)（21.6±2.2）kg/m2。觀察組男25例，女23例；平均年齡（65.4±8.5）歲；平均體質(zhì)量指數(shù)（21.5±2.1）kg/m2。經(jīng)分析，兩組患者性別、年齡、體質(zhì)量等基礎(chǔ)資料比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。本研究已獲醫(yī)院倫理委員會(huì)審查批準(zhǔn)，患者及其家屬自愿簽署知情同意書(shū)。

3.4 砼用量偏大

原因分析：①遇有地下枯井、墳坑、下水道、防空洞等洞穴，使砼灌注時(shí)流失；②在飽和淤泥或淤泥質(zhì)軟土中施工，混凝土灌注時(shí)擴(kuò)散，樁身擴(kuò)大。

擬采取措施：①先打試樁，分析砼耗用量，在腔管上適當(dāng)部位設(shè)置補(bǔ)料窗口；②了解施工現(xiàn)場(chǎng)情況，存在洞穴預(yù)先挖開(kāi)清理，用素土填埋并夯填。

3.5 冒漿

原因分析：提升速度慢，注漿量大。

擬采取措施：通過(guò)適當(dāng)加快提升速度、減少注漿量進(jìn)行控制，使孔口微微翻漿即可。

4 檢驗(yàn)、試驗(yàn)

4.1 成樁過(guò)程質(zhì)量檢查

（1）PCC 樁成樁質(zhì)量檢查應(yīng)包括成孔、混凝土拌制及灌注等過(guò)程的檢查：

①對(duì)用于拌制混凝土的原材料質(zhì)量和計(jì)量、混凝土配合比、坍落度、混凝土強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行檢查。

②樁位的放樣偏差檢查。

③沉管前檢查腔體的垂直度，終孔檢查最后30s 的電流、電壓值。

④混凝土灌注前對(duì)成孔垂直度、孔深、孔底是否有水和泥漿情況進(jìn)行檢查。

⑤對(duì)PCC 樁頂標(biāo)高、樁長(zhǎng)、樁位、垂直度偏差、混凝土充盈系數(shù)、混凝土強(qiáng)度、拔管速度等應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行檢查，并做好記錄。

⑥每個(gè)臺(tái)班應(yīng)留置不少于3 組混凝土試塊，現(xiàn)場(chǎng)同條件養(yǎng)護(hù)，用來(lái)檢測(cè)樁身混凝土實(shí)際強(qiáng)度。

（2）檢查項(xiàng)目及相關(guān)要求。具體各檢查項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)要求見(jiàn)表1。

表1 PCC 樁成樁過(guò)程檢查項(xiàng)目、標(biāo)準(zhǔn)及檢查方法

4.2 樁身質(zhì)量檢測(cè)要求

成樁14d 后開(kāi)挖樁芯土，檢查樁體成型質(zhì)量和量測(cè)壁厚，開(kāi)挖深度宜≥3m。檢查數(shù)量應(yīng)為總樁數(shù)的0.～0.5%，每個(gè)單項(xiàng)工程不少于3 根。PCC 樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表2 的規(guī)定，并做好記錄。

表2 PCC 樁檢測(cè)項(xiàng)目、標(biāo)準(zhǔn)及檢查方法

4.3 樁基檢測(cè)試驗(yàn)

依據(jù)《現(xiàn)澆混凝土大直徑管樁復(fù)合地基技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 213-2010）[2]的要求，對(duì)采用PCC 樁處理的軟基區(qū)域，需要按照比例進(jìn)行靜載試驗(yàn)和小應(yīng)變?cè)囼?yàn)以及單樁復(fù)合地基承載力實(shí)驗(yàn)。PCC 樁完成混凝土澆筑7d 后可進(jìn)行小應(yīng)變?cè)囼?yàn)以檢測(cè)樁身的完整性，28d 后可以進(jìn)行單樁靜載試驗(yàn)以確定單樁的承載力。在施工難度復(fù)雜或者有特殊要求的區(qū)域，還要進(jìn)行單樁復(fù)合地基承載力試驗(yàn)，以確定樁和樁周土共同作用下的承載力。

各種試驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)量要求分別為：小應(yīng)變檢測(cè)數(shù)量≥總樁數(shù)的10%，對(duì)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)或者地質(zhì)條件復(fù)雜，試驗(yàn)數(shù)量應(yīng)不少于總樁數(shù)的20%。

對(duì)于單樁靜載試驗(yàn)和單樁復(fù)合地基承載力試驗(yàn)樁，宜為總樁數(shù)的0.2～0.5%，每單項(xiàng)工程不少于3 根。

5 結(jié)束語(yǔ)

PCC 樁是建筑施工領(lǐng)域新興的一種軟基處理方式，該方法具有承載力高、無(wú)泥漿污染、工程造價(jià)低、節(jié)省混凝土、施工速度快、加固深度大、工后沉降小等優(yōu)點(diǎn)，近幾年在我國(guó)推廣應(yīng)用較多，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。隨著國(guó)家“一帶一路”倡議的推動(dòng)，該技術(shù)也沖出了國(guó)門(mén)，被引進(jìn)到世界其他國(guó)別進(jìn)行推廣應(yīng)用。