蔡美拱

隨著施工技術(shù)的進(jìn)步靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁（PHC）在建筑工程中得到廣泛應(yīng)用，主要優(yōu)勢在于單樁承載力大、質(zhì)量可靠、施工期間噪聲小、振動(dòng)小，有助于控制工程造價(jià)。當(dāng)前可作為土層填充物結(jié)合靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)大幅提升施工效率，因此，在實(shí)際施工中要明確施工流程做到規(guī)范施工，由此為后續(xù)工程建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本文從靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁施工主要內(nèi)容入手，討論P(yáng)HC 樁成樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)，最后提出施工質(zhì)量控制重難點(diǎn)，希望對(duì)相關(guān)研究帶來參考。

一、項(xiàng)目介紹

下湖安置型商品房2 期工程B07 地塊樁機(jī)地下室和上部主體工程，位于仙岳路和金邊路交叉口，本工程面積為160850m2，地上建筑面積116850m2，地下建筑面積44000m2，包括地上32 層，地下2 層，主要用于住宅、商業(yè)、生鮮超市、停車庫和人防工程，工程承包范圍包括樁機(jī)工程、土石方工程、基坑降排水工程、地下室和上部主體工程、建筑工程、室外土建工程，施工期間應(yīng)用了靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)，經(jīng)驗(yàn)收達(dá)到質(zhì)量控制要求。

二、靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁施工主要內(nèi)容

1.進(jìn)場控制

考慮到進(jìn)場驗(yàn)收的管理難點(diǎn)問題，監(jiān)管人員對(duì)管樁機(jī)械能了全面質(zhì)量分析，運(yùn)往現(xiàn)場的管樁強(qiáng)度要求達(dá)到設(shè)計(jì)值100%，比如：進(jìn)場時(shí)對(duì)產(chǎn)品外觀、外形尺寸進(jìn)行檢查，比如：外觀要求無蜂窩、露筋，并且樁頂處無裂縫，外形上樁徑和管壁厚度誤差在5mm 之內(nèi)，樁尖中心線不超過2mm，樁頂彎曲＜1/1000 樁長，樁身有制造日期、管樁編號(hào)的標(biāo)記（如表1）。操作期間避免了碰撞，壓樁前期進(jìn)行了第2 次檢查。

表1 PHC管樁規(guī)格及性能參數(shù)

2.壓樁順序

應(yīng)用靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)期間要重視管樁順序，首先要考慮壓樁基礎(chǔ)效應(yīng)，先處理管樁較多的地面，之后對(duì)不同深度的樁機(jī)加以處理，原則上做到先大后小、先深后淺，并且做到就近處理，由此避免樁機(jī)行走擾動(dòng)土層影響施工質(zhì)量。

3.工藝流程

靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)應(yīng)用期間必須嚴(yán)格控制工藝流程，具體如下，首先需要管樁測量定位，然后樁機(jī)就位，之后中心對(duì)齊，后續(xù)開展樁間焊接壓樁、送樁等工作。擠土效應(yīng)也是處理重點(diǎn)，為了避免擠土效應(yīng)對(duì)施工造成影響，然后合理選擇壓樁順序，從中間向外側(cè)壓樁處理，群樁施工期間可使用小型反鏟開挖設(shè)備。通常靜壓高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工要控制樁壓值，每隔1min 重新計(jì)算樁壓值，下壓期間長度14m 之內(nèi)的管樁要進(jìn)行2—3 次穩(wěn)壓操作，結(jié)合不同施工條件增加連續(xù)復(fù)壓的次數(shù)，由此把控樁壓值，出現(xiàn)壓力值突然下降、樁身混凝土剝落等問題停止施工并且商討技術(shù)優(yōu)化方案。施工前期要科學(xué)規(guī)劃沉樁路線，通常采取單向行進(jìn)方式，從中間向四周推進(jìn)，由此擠土進(jìn)入緊密區(qū)時(shí)自由向外擴(kuò)張，避免地表土升高導(dǎo)致樁身傾斜。測放樁位期間根據(jù)設(shè)計(jì)樁位平面圖和規(guī)劃部門提供的控制點(diǎn)標(biāo)記延伸點(diǎn)，在軸線點(diǎn)上依次測放，樁位偏差不得超過10mm，現(xiàn)場指揮人員要結(jié)合標(biāo)識(shí)位置就位樁機(jī)。測量人員利用兩臺(tái)經(jīng)緯儀以及鋼卷尺重新核實(shí)，吊樁落位期間要求調(diào)車處于樁位后方，使用吊車起吊下節(jié)樁送入加持氣孔，然后對(duì)準(zhǔn)并調(diào)節(jié)垂直度，誤差不得超過0.5%，樁位偏差不得超過10mm，吊樁之后進(jìn)行壓樁處理，要求再次核實(shí)垂直度，并且仔細(xì)觀察吊線錘變化，控制樁身傾斜度，之后技術(shù)人員對(duì)照地質(zhì)勘查報(bào)告，關(guān)注壓樁力在不同地層的變化情況，要求壓樁連續(xù)進(jìn)行，如果停止作業(yè)會(huì)導(dǎo)致土體摩擦力加大，影響壓樁。接樁時(shí)使用高端板焊接，樁身下沉到地面0.8m 的位置對(duì)上節(jié)樁起吊，然后對(duì)樁中心線調(diào)節(jié)，端板錯(cuò)位偏差控制在2mm 之內(nèi)，焊接前旗期對(duì)下端板表面的油污清理，然后對(duì)稱施工，確保焊縫連續(xù)飽滿，不存在漏焊、虛焊等缺陷，焊接之后自然冷卻至少8min，送樁期間要確保樁身樁中心線和送樁器中心線一致，并且嚴(yán)格控制中壓力值。為避免建筑基坑土方超挖加大施工難度，要求送樁深度控制在8m 之內(nèi)，樁壓標(biāo)準(zhǔn)必須執(zhí)行雙控要求，也就是控制樁壓力以及樁端進(jìn)入持力層的深度，壓力樁達(dá)到壓力標(biāo)準(zhǔn)是連續(xù)，下壓2—3 次穩(wěn)定5—10s。

4.施工準(zhǔn)備

其一，場地要求。下湖項(xiàng)目要求現(xiàn)場地面坡度不超過1%，地面耐力達(dá)到140 兆帕，樁機(jī)運(yùn)作上坡期間坡度在10%之內(nèi)，場地中存在的混凝土地坪以及建筑物雜物要及時(shí)清除，由此為樁機(jī)運(yùn)行提供良好環(huán)境，與此同時(shí)樁機(jī)運(yùn)行期間中心距離和周邊建筑物距離至少達(dá)到5m，由此降低樁機(jī)運(yùn)行對(duì)原有建筑物的影響；其二，管樁堆放。管樁吊樁時(shí)采用兩支點(diǎn)法，裝卸起吊時(shí)要平移，并且管樁最下層按兩支點(diǎn)法設(shè)置墊木，管徑400mm 可堆放3 層，管徑500 和600mm 可堆放3 層，按管樁的不同規(guī)格、型號(hào)分別堆放，并且要求堆放場地平整，周邊設(shè)置防滑和防滾措施，避免震動(dòng)以及人為走動(dòng)導(dǎo)致管樁移動(dòng)；其三，管樁測量定位，調(diào)平樁機(jī)后對(duì)樁備中心定位，總線控制點(diǎn)引出6—8m 的測量控制網(wǎng)絡(luò)，并且樁位測量差距值在10mm 之內(nèi)，群樁距離控制在20mm 之內(nèi)；其四，人員配備。靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)應(yīng)用過程中，樁機(jī)司機(jī)、吊車司機(jī)、電焊工、電工都需要持證上崗，并且安排現(xiàn)場監(jiān)管人員；其五，材料和設(shè)備準(zhǔn)備。施工現(xiàn)場要配備水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、鋼卷尺等測量儀器。

5.技術(shù)規(guī)定

結(jié)合地質(zhì)勘查報(bào)告發(fā)現(xiàn)下湖項(xiàng)目施工區(qū)域存在局部持力層，其中有效樁長區(qū)域不超過8m，選擇植入法工藝施工。施工期間選擇旋挖成孔直樁方法，成孔直徑為700mm，成孔后樁長達(dá)到10m，以壓樁力控制為主，并且樁端持力層進(jìn)行分化達(dá)到1m，外芯填充料為C25細(xì)石混凝土，灌注量為0.6L，坍落度為180—220mm，植入法主要采取定位樁、旋挖成孔、下導(dǎo)管、清孔、灌注填充料等流程，之后進(jìn)行成孔和灌漿施工，確保整個(gè)施工過程連續(xù)。灌漿之后及時(shí)植入并且灌漿間隔不超過3h，結(jié)合地質(zhì)勘查報(bào)告發(fā)現(xiàn)個(gè)別孔位的沙層較厚，如果現(xiàn)場施工穿過粗沙層存在難度需要配合引孔的方法。本工程選擇螺旋鉆桿作業(yè)法，并且引孔垂直度偏差控制在0.5%之內(nèi)，引孔作業(yè)連續(xù)進(jìn)行，間隔作業(yè)時(shí)間在12h 之內(nèi)完成，個(gè)別孔位表層含有填塊石施工前期仔細(xì)進(jìn)行地勘報(bào)告分析，使用機(jī)械挖除硬質(zhì)雜物。

6.樁機(jī)和管樁就位

把樁機(jī)移到壓樁的位置，樁機(jī)調(diào)平，然后使夾持器中心和樁備中心對(duì)應(yīng)，并且用樁機(jī)上的吊車將就近管樁吊起管樁插入樁機(jī)夾持箱內(nèi)部，之后司機(jī)打開夾持箱夾口指揮吊車緩慢將管樁放入夾持箱內(nèi)部，在管樁下方與地面10cm 位置暫停，利用夾管器夾緊管樁，要求壓力不超過5 兆帕，并且根據(jù)安裝要求逐漸加大壓力管樁，操作期間使用鋼筋制作成500mm 的模具，并放置在地面，讓管樁中心和模具周邊對(duì)齊，然后管樁提起部分高度焊接樁尖部位。

7.壓樁處理

其一，在第1 節(jié)樁的壓制中要求嚴(yán)格控制垂直度，下壓期間結(jié)合樁機(jī)水平儀調(diào)整樁的位置，并且在樁機(jī)正面以及側(cè)面設(shè)置經(jīng)緯線和吊線錘，樁體垂直偏差不得超過0.15%，如果樁身垂直度偏差較大需要及時(shí)將插入部分拔出重新下壓，由此最大限度地確保第1 節(jié)樁壓精確。下壓期間盡量一次性完成，并且短時(shí)間操作，避免其他因素導(dǎo)致壓樁偏差；其二，調(diào)節(jié)管節(jié)長度。接樁期間中間位置要合理調(diào)整，管樁接頭數(shù)量不超過4 個(gè)，并且同一臺(tái)樁接頭位置錯(cuò)開，避免同一水平位置導(dǎo)致接樁壓力集中；其三，做好現(xiàn)場測量工作。壓樁期間要及時(shí)完成測量工作，包括水平面測量、垂直面測量，保證測量的精確性；其四，停止作業(yè)。在接樁過程中會(huì)出現(xiàn)特殊情況，由此停止作業(yè)，比如：壓力值下降或者是沉降量增加，導(dǎo)致樁身傾倒和跑位，以上問題出現(xiàn)時(shí)必須及時(shí)停止壓樁，做到具體問題具體分析。

8.接樁處理

下湖項(xiàng)目施工期間接樁位置使用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接，將二氧化碳?xì)怏w設(shè)置在電弧周邊，形成局部保護(hù)層，由此避免有害氣體進(jìn)入，保證焊接質(zhì)量，二氧化碳濃度必須超過99%，并且焊接期間做好防風(fēng)工作。要點(diǎn)如下：其一，管樁前處理。管樁需要延長或者延伸時(shí)入土部分的樁斷，樁頭要超過地面50—100cm，便于后續(xù)接樁焊接，上下樁斷要保持順直，并且誤差控制在2mm 之內(nèi)，管樁對(duì)接前期清理上下管樁表面，保證保護(hù)層清潔，露出金屬光澤；其二，焊絲選擇。通常管樁接樁口為U 型破口，主要選用 GM-56 型焊絲或者 GM-215 焊絲，焊接期間需要在窗口外側(cè)對(duì)稱設(shè)置4—6 個(gè)焊點(diǎn)，然后逐步分層焊接，要求焊接至少3 層，焊接下一層時(shí)需要對(duì)上一層的焊渣及時(shí)清理；其三，縮減焊接時(shí)間。接樁處理過程中焊接完成的樁接頭需要自然冷卻，由此進(jìn)行壓樁操作，自然冷卻時(shí)間應(yīng)超過8min，避免使用冷水，冷卻處理樁機(jī)冷卻時(shí)間過長會(huì)導(dǎo)致焊接點(diǎn)斷裂，嚴(yán)重影響接樁質(zhì)量；其四，第一節(jié)管樁起吊就位插入地面的垂直度偏差不得大于0.5%，從正面、側(cè)面按90 度方向架設(shè)經(jīng)緯儀監(jiān)測下樁垂直度，嚴(yán)禁移動(dòng)樁機(jī)糾偏；其五，管樁接長時(shí)在樁頭高出地面0.5-1m 進(jìn)行；其五，接樁時(shí)上下節(jié)樁保持順直，錯(cuò)位偏差不超過2mm；其六，對(duì)接時(shí)清理干凈接駁面和坡口，如果樁節(jié)間隙較大用鐵片填實(shí)焊牢。

三、靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁施工常見問題及預(yù)防措施

靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)可靠，不過在實(shí)際應(yīng)用中依舊會(huì)受到人員、材料、設(shè)備和技術(shù)因素的影響，難以保證工程質(zhì)量，由此出現(xiàn)樁身斷裂、樁頭打爆、接頭松脫擠土效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，主要問題如下：

樁身斷裂的主要因素如下：其一是遇到地下障礙物，比如：施工期間未能嚴(yán)格根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告進(jìn)行探樁，樁身承受抗彎強(qiáng)度超過混凝土抗彎強(qiáng)度，導(dǎo)致樁身斷裂；其二，管樁養(yǎng)護(hù)時(shí)間不足，未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度；其三，外觀質(zhì)量存在缺陷，尺寸出現(xiàn)偏差；其四，管樁起吊運(yùn)輸和堆放期間操作不當(dāng)，導(dǎo)致樁身受到破壞。此外，在接樁處理過程中接頭偏位兩節(jié)樁未處于同一直線，由此出現(xiàn)折彎情況。為避免上述問題出現(xiàn)施工期間必須嚴(yán)格按照地質(zhì)勘察報(bào)告進(jìn)行，對(duì)存在障礙物的區(qū)域探樁處理，確保施工范圍內(nèi)不存在障礙物，壓樁力不超過設(shè)計(jì)值。與此同時(shí)要對(duì)進(jìn)廠管樁質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，管樁養(yǎng)護(hù)時(shí)間至少達(dá)到一天，直到滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度才能沉樁處理，使用管樁前期還要加強(qiáng)質(zhì)量檢查，而管樁的起吊、運(yùn)輸和堆放同樣做到輕拿輕放，根據(jù)規(guī)格長度類型合理堆放，做好防滑、防滾等措施，接樁期間要求接頭偏差控制在2mm 之內(nèi)。

接頭松脫主要原因如下：其一，焊接期間未能保證焊接質(zhì)量；其二，接樁期間接頭出現(xiàn)偏移，不處于同一直線，由此出現(xiàn)彎折的情況，導(dǎo)致壓樁期間由于局部應(yīng)力破壞連接。施工第28 天監(jiān)測單位抽查現(xiàn)場的靜載和接頭情況，發(fā)現(xiàn)存在樁頭焊接處松散、開裂情況，基礎(chǔ)土方開挖之后也發(fā)現(xiàn)接頭焊接部位存在松脫開裂，因此，總包單位向設(shè)計(jì)單位咨詢分析接樁焊接期間存在的質(zhì)量問題，從基本工序施工操作、監(jiān)管確認(rèn)到規(guī)范驗(yàn)收進(jìn)行全面管理，不過接樁焊接每個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行全程旁站跟蹤難度較大，為此針對(duì)接樁焊接環(huán)節(jié)制定處理措施，其中包括樁端頭卡槽接口焊接以及樁端頭承插接口連接處理。為防止以上問題要求接樁前期徹底清理接頭位置的油污和雜物，并且焊接過程中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范施工，采取分層焊接的方法，焊接過程中保持連續(xù)。焊接時(shí)先對(duì)稱點(diǎn)焊4-6 點(diǎn)，再由兩個(gè)焊工對(duì)稱施焊，焊接層數(shù)不得少于2 層，第一層用中3.2mm焊條打底，第二層用粗4mm 或5mm 焊條，內(nèi)層清理干凈后施焊外層，電焊厚度應(yīng)高出坡口1mm，焊縫應(yīng)飽滿、連續(xù)，并且無氣孔、裂縫。如果現(xiàn)場有風(fēng)設(shè)置防風(fēng)措施，焊接之后冷卻5min，然后沉樁處理，接樁過程中誤差控制在2mm 之內(nèi)，并且要求施工前期做好場地平整工作。

樁位偏移及上浮主要原因如下：施工期間周邊的管樁出現(xiàn)橫向位移或者上浮和膨脹土及土效應(yīng)明顯有關(guān)，在四周建筑物較為密集的情況下更為明顯，主要原因在于焊接期間未能控制垂直度，并且壓樁順序存在不合理情況，連續(xù)壓入的樁數(shù)量偏多。為了預(yù)防以上問題要求施工期間仔細(xì)檢查管材的外觀，單樁彎曲度不能超過規(guī)范要求，并且接樁處理時(shí)要對(duì)垂直度偏差加以控制，確保上下兩節(jié)樁處于同一軸線，按照相關(guān)規(guī)范焊接，壓樁處理過程中不能同時(shí)開挖基坑，而是在全部管樁施工后開挖。此外，需要控制壓樁順序，合理調(diào)整樁終壓力值，并且擴(kuò)大監(jiān)測范圍。

四、結(jié)論

綜上所述，本文分析了靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁施工主要內(nèi)容，其中包括進(jìn)場控制、壓樁順序、工藝流程、施工準(zhǔn)備、技術(shù)規(guī)定、樁機(jī)和管樁就位、壓樁處理、接樁處理等內(nèi)容，對(duì)生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)作用，靜壓高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力樁混凝土管樁施工涉及諸多環(huán)節(jié)，施工單位需要嚴(yán)格落實(shí)技術(shù)規(guī)范，根據(jù)勘察報(bào)告、技術(shù)要求落實(shí)各項(xiàng)控制措施，由此為后續(xù)施工打下基礎(chǔ)。