何錦明

（佛山市南海區(qū)建筑工程質(zhì)量檢測站 廣東 佛山 528000）

0 引言

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是在生產(chǎn)車間按國家標(biāo)準(zhǔn)批量預(yù)制，其樁身質(zhì)量有保證。相對灌注樁基礎(chǔ)，預(yù)應(yīng)力管樁具有造價低，工期短的優(yōu)點，適用于中層工業(yè)廠房與中高層民用建筑，特別是近幾年在佛山地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁基工程的質(zhì)量主要取決于樁身豎向承載力是否達到設(shè)計要求，而對其的檢測最直觀、最有效的檢測方法是采用靜載檢測［1］。本方結(jié)合近幾年在管樁靜載檢測實例，分析管樁在承載力設(shè)計和施工方面存在的問題，總結(jié)設(shè)計、施工經(jīng)驗，助力各方責(zé)任主體提高管樁的工程質(zhì)量。

1 預(yù)應(yīng)力管樁的設(shè)計承載力取值問題

預(yù)應(yīng)力管樁的設(shè)計承載力取值應(yīng)根據(jù)上部荷載的豎向力、場地地質(zhì)條件及承臺樁數(shù)量合理設(shè)計管樁樁徑和單樁承載力特征值。

1.1 實例1

佛山南海區(qū)里水鎮(zhèn)某工程［2-3］基樁采用φ500 管樁，樁長15～25 m，設(shè)計單樁承載力特征值2 000 kN，試驗荷載4 000 kN。場地地質(zhì)情況自上而下分別是①素填土層，厚3.0 m，②淤泥質(zhì)土層，厚5.8 m，③粗砂層，厚9.2 m，④中風(fēng)化石灰?guī)r層［4］，厚6.0 m，為樁底持力層。該工程樁靜載受檢測樁共6 條，結(jié)果是有4 條極限承載力均為3 200 kN，2 條極限承載力均為2 800 kN，分析其原因是設(shè)計承載力取值偏高。在巖溶地區(qū)，以灰?guī)r為持力層的管樁基礎(chǔ)，由于持力層巖面起伏，容易造成樁尖滑移陡降下沉，而且由于管樁有擠土效應(yīng)，地面以下7.0 m 土層被擠松動，側(cè)摩阻力折減，承載力降低。建議在該類型地區(qū)，設(shè)計時φ500管樁承載力特征值取值在1 200～1 600 kN，極限承載力在2 400～3 200 kN之間。另外，在實踐中發(fā)現(xiàn)，建設(shè)單位有條件的情況下最下面一節(jié)管樁使用鋼板包裹的管樁，防范壓樁過程造成樁身斷裂，效果良好，適用于灰?guī)r地帶［5］。

1.2 實例2

管樁采用“引孔法”施工的質(zhì)量問題［6］，佛山南海區(qū)獅山鎮(zhèn)某工程基樁采用φ500管樁，樁長9～12 m，設(shè)計單樁抗拔承載力特征值300 kN，試驗荷載600 kN。場地地質(zhì)情況自上而下分別是①素填土層，厚1.7 m，②粉質(zhì)粘土層，厚5.6 m，③強風(fēng)化泥質(zhì)砂巖層，厚6.7 m，④中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖層，厚5.0 m，為樁底持力層。該工程樁第一次靜載抗拔受檢測樁共3條，結(jié)果是有1條極限承載力均為600 kN，2條是420 kN；第二次靜載抗拔擴測共4條，2條極限承載力是600 kN，1 條是420 kN，1條是360 kN。分析其原因是“引孔法”施工管樁是先旋挖成孔后壓管樁，在持力層不軟化的情況下，豎向抗壓承載力能達到設(shè)計要求，但是側(cè)摩阻力大大折減，不適合作為抗浮樁，如果要用，設(shè)計抗拔承載力取值要低，或者另外設(shè)計基礎(chǔ)錨桿進行抗浮。

1.3 實例3

關(guān)于預(yù)應(yīng)力混凝土管樁與預(yù)應(yīng)力混凝土空心方樁的設(shè)計取值問題［7］。南海區(qū)丹灶鎮(zhèn)某工程設(shè)計前分別對φ400管樁、φ500管樁、φ600管樁、邊長400空心方樁、邊長500 空心方樁采用慢速法對試驗樁進行靜載試驗。樁塵均采用十字型鋼樁尖封底。場地地質(zhì)情況自上而下分別是①素填土層，厚2.3 m，②淤泥質(zhì)土層，厚15.9 m，③粉質(zhì)黏土層，厚6.0 m，④粗砂層，厚5.7 m，⑤圓礫層，厚12.1 m，為樁底持力層。樁長30.0～31.5 m，試驗樁間距3.0 m，采用錘擊法施工，最后三陣錘的每陣（10 擊）總貫入度不大于30 mm。豎向靜載抗壓試驗采用慢速法，判穩(wěn)標(biāo)準(zhǔn)是沉降量不得超過0.1 mm/h，并連續(xù)出現(xiàn)兩次。實際試驗過程每級檢測時間在125～575 min 之間，每根樁的檢測總時長在48 h 左右。試驗結(jié)果：φ400 管樁極限承載力為3 600 kN、φ500 管樁極限承載力為5 222 kN，φ600 管樁極限承載力為5 895 kN，邊長400 空心方樁極限承載力為3 938 kN、邊長500 空心方樁極限承載力為5 355 kN。通過試驗樁的現(xiàn)場靜載檢測數(shù)據(jù)分析和管樁、方樁的樁身周長、樁底面積等參數(shù)的理論計算，發(fā)現(xiàn)兩者數(shù)據(jù)相吻合，理論計算承載力與現(xiàn)場靜載檢測承載力相匹配。實踐證明：邊長400 的方樁極限承載力大于φ400 的管樁，小于φ500 的管樁；邊長500 的方樁極限承載力大于φ500 的管樁；邊長500 的方樁極限承載力小于φ600管樁。

2 預(yù)應(yīng)力管樁施工的問題

2.1 管樁樁身混凝土破裂現(xiàn)象［8］

在管樁靜載抗壓檢測中，發(fā)現(xiàn)有個別管樁在試驗過程中s-Lgt曲線在某一時刻突然垂直下降，P-s曲線出現(xiàn)陡降現(xiàn)象，壓力維持不了，承載力不滿足設(shè)計要求。反力裝置配重和架體移開后，對管樁淺部進行開挖用水沖洗樁身觀察樁身時發(fā)現(xiàn)是由于樁身某個部位出現(xiàn)混凝土破裂造成。造成管樁樁身混凝土破裂的因素有管樁錘擊下沉中錘的重量過重，提錘高度過高，總的錘擊數(shù)過大等施工因素不合理造成樁身“過疲勞”。有可能是靜壓樁過程中，壓力過大，壓的過程機身晃動造成。有可能是管樁樁身混凝土強度出現(xiàn)問題造成。也有可能是在管樁開挖進行完整性檢測時，大型挖機開挖時不注意對樁身造成了損害。以上施工因素均有可能造成管樁樁身混凝土破裂現(xiàn)象。

2.2 靜載管樁配重不足或錘擊施工能量不足造成基樁承載力達不到設(shè)計要求

靜壓管樁的靜壓機配重重量大，需要運輸配重成本高，有些樁基礎(chǔ)施工公司考慮到運輸成本問題，造成靜壓機配重不足，沉樁終壓值達不到設(shè)計要求，造成管樁承載力不足。

錘擊法施工管樁要選用匹配的錘重、提錘高度、總錘擊數(shù)、貫入度等參數(shù)。這需要樁基礎(chǔ)公司根據(jù)地質(zhì)資料、場地情況、設(shè)計參數(shù)綜合考慮，結(jié)合自身施工經(jīng)驗進行施工。

2.3 在某些地質(zhì)條件下管樁選用錘擊法施工比靜壓法施工承載力高［9］

⑴實例4

佛山南海區(qū)獅山鎮(zhèn)某工程基樁采用φ500 管樁，樁長6～8 m，設(shè)計單樁承載力特征值是1 500 kN，試驗荷載是3 000 kN。場地地質(zhì)情況自上而下分別是①粘性素填土層，厚1.1 m，②粉質(zhì)粘土層，厚3.6 m，③泥質(zhì)粉砂巖，厚27.7 m，為樁底持力層。該工程樁采用靜壓法施工，靜載受檢測樁共3條，結(jié)果是有2條極限承載力達不到設(shè)計要求。后來改為使用錘擊法復(fù)打，整盤樁經(jīng)錘擊復(fù)打后均比靜壓時下沉了10～20 cm。使用錘擊復(fù)打后靜載3 條樁，結(jié)果是3 條管樁極限承載力均大于3 000 kN。原因是錘擊法施工管樁相對靜壓法施工能較好地把管樁穿越礫石夾層，穿越軟質(zhì)巖石和風(fēng)化巖石到達強風(fēng)化-中風(fēng)化巖層，持力層不易軟化，送樁深度比靜壓的要深一點。

⑵實例5

佛山南海區(qū)桂城有兩個不同地理位置的項目，樁基礎(chǔ)持力層均為強風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，均為開挖至基坑底標(biāo)高后采用錘擊法施工管樁，管樁均采用φ500管樁，兩項目樁長7～10 m，均屬于短樁管樁基礎(chǔ)，設(shè)計單樁承載力特征值分別是1 800 kN 和2 250 kN，試驗荷載分別是3 600 kN和4 500 kN。靜載檢測結(jié)果是極限承載均達到設(shè)計要求。這說明短樁樁基礎(chǔ)承載力不一定就低，關(guān)鍵是看持力層能不能達到不易軟化的強風(fēng)化-中風(fēng)化巖層。實踐證明在短樁樁基礎(chǔ)施工中，采用錘擊法施工比靜壓法施工承載力高。

2.4 必要時需要進行復(fù)打（壓）保證管樁承載力

在某些地下水位較高，地下水豐富的地質(zhì)條件下，由于管樁間距小，壓樁過程孔隙水壓力大，容易造成鄰近管樁上浮，這需要施工隊伍及時發(fā)現(xiàn)，采取復(fù)打（壓）的方式保證管樁的承載力。

3 結(jié)語

近年來隨著管樁應(yīng)用的增多，經(jīng)大量靜載檢測分析，不合格率（不合格樁數(shù)量除受檢樁總數(shù)量）只有2%左右，整體質(zhì)量良好，出現(xiàn)質(zhì)量問題的原因有以上設(shè)計、施工因素造成。做好以下幾方面的質(zhì)量管理工作，可保證管樁質(zhì)量，提高合格率［10］。

⑴ 在灰?guī)r地質(zhì)建議采用鋼板包裹管樁進行壓樁，增加承臺樁數(shù)量降低管樁設(shè)計取值。

⑵在地下室采用引孔法施工的管樁工地建議另外施工抗浮基礎(chǔ)錨桿。

⑶考慮到樁底持力層為泥巖的管樁工地建議降低取值，施打完成后澆注混凝土封底，澆注混凝土深度不少于2 m，防止地下水滲入持力層軟化巖土。

⑷在某些地質(zhì)條件下，管樁采用錘擊法施工，承載力有保證。

⑸采用復(fù)打（壓）方式消除孔隙水壓力影響，保證管樁承載力。

⑹設(shè)計人員應(yīng)具有豐富的本地區(qū)設(shè)計經(jīng)驗，合理選取單樁承載力、持力層及其它成樁參數(shù)。

⑺樁基礎(chǔ)施工隊伍應(yīng)具備豐富的施工經(jīng)驗，嚴(yán)格按設(shè)計施工，控制成樁過程中的焊接、施打、終壓值、終孔貫入度等各個環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量。