淺談靜壓PHC樁的應用及在施工中的質量控制
關鍵詞：(PHC)高強預應力混凝土管樁,單樁承載力,控制措施
1 工程概況
長沙市南國新城工程基礎施工中，采用了靜壓PHC樁，該工程為框剪結構，由裙樓和三棟塔樓組成，塔樓基礎采用的是φ500的PHC樁，(PHC-A500-100高強預應力砼管樁，A型，樁徑500mm壁厚100mm)為摩擦端承樁，裙樓采用獨立柱基。樁長由樁端持力層和壓力值進行雙控，以壓力值為主，單樁豎向特征值2000KN，單樁豎向極限承載力4000KN(終壓值)，總樁數(shù)1015根，其中A座389根;B座329根;C座297根。由于打樁前做好樁機調試，并驗收了成品樁，打樁過程中壓樁、接樁、送樁均采取了相應的技術措施。該工程中PHC樁所具有的單樁承載力高、穿透力強、施工速度快、造價便宜等特點均得到很好的體現(xiàn)。
2 靜壓預應力管樁的優(yōu)點及缺點
靜壓法施工是通過靜力壓樁機的機構自重和樁架上的配重作反力將預制樁壓入土中的一種成樁工藝。下面簡要談談預應力管樁中靜壓法施工有哪些優(yōu)缺點。
2.1 主要優(yōu)點
(l)施工時無噪音，很適合在市區(qū)及其他對噪音有限制的地點施工，如學校、醫(yī)院辦公大院及住宅小區(qū)，均可采用靜力壓樁，以使附近單位和居民的正常工作、生活環(huán)境不受噪音的干擾，在環(huán)境保護日益增強的現(xiàn)代社會，靜壓法施工的這一優(yōu)勢將會得到進一步體現(xiàn)。
(2)施工時無震動，且靜壓施工引起的土體隆起和水平擠動比錘擊樁小一些。
(3)成樁長度不受施工機械的限制。由于管樁搭配靈活，成樁后的長度可長可短，不像沉管灌注樁受機械限制。
(4)施工速度快，工效高，工期短。在商品經(jīng)濟發(fā)展時代，“時間就是金錢，工期就是效益”，預應力管樁的施工速度快，一臺靜壓樁機每臺班至少打入7～8根樁。管樁工期短主要表現(xiàn)在以下三個方面：
a、施工前期準備時間短，尤其是PHC樁，由于采用壓蒸養(yǎng)護，從生產到使用的最短時間只需要5～7天;
b、施工速度快，工期短;
c、檢測時間短。(可利用樁機配重進行靜載試驗)以南國新城工程為例，兩個星期便測試檢查完畢。
(5)送樁長度較深，且送樁后樁頭質量較可靠，拔起長送樁器的能力，靜壓樁機要比打樁機強得多，因此，基坑開挖后余樁截去量比錘擊樁少的多，尤其適用于樁頂標高較多的建筑工程。
(6)容易復壓，錘擊法施工對預制樁頭的平整度要求高，打樁收錘后，將露出地面的樁截去，截去樁頭的預制樁，今后如要復打，樁頭的加固處理很麻煩，且樁頭容易被擊碎，而靜壓樁復壓時對預制樁頭的處理比較容易，所以，有些由于打樁擠土上浮的預制樁可用靜力壓樁機復壓加固。
2.2 主要缺點
(1)仍然具有擠土效應，對周圍建筑環(huán)境及地下管線有一定的影響，要求邊樁中心到相鄰建筑物的間距較大;
(2)施工場地的地耐力要求較高，在新填土、淤泥土及積水浸泡過的場地施工易陷機;
(3)過大的壓樁力(夾持力)易將管樁樁身夾破夾碎，或使管樁出現(xiàn)縱向裂縫;
(4)施工費用比錘擊法高。
3 施工過程中的質量控制措施
3.1 施工前的控制措施
3.1.1 施工隊伍的資質、設備的審查
開工之前必須對施工單位(壓樁隊伍)進行審查與管理，了解施工隊的技術力量及壓樁水平。審查內容包括：
a、施工單位資質;
b、施工組織設計;
c、特殊工種操作證，包括施工技術員、焊工、開機員等都必須具有相應技術資格證和上崗證;
d、靜力壓樁機校驗報告;
e、計量測定鑒定證書。
3.1.2 樁機的選擇
必須根據(jù)具體工程的地質資料和設計的單樁承載力要求，準確地選擇壓樁機。如果壓樁機噸位過小，可能出現(xiàn)樁壓不下的情況，因而無法達到設計承載力要求;反之，如果壓樁機噸位過大，易發(fā)生陷機情況。所以應該會同各有關部門合理地選擇樁機，盡量采用超載施工。一般情況下，樁機的壓樁力應不小于單樁豎向極限承載力標準值的1.2倍。
3.1.3 樁尖、樁身質量檢查
管樁進場時應檢查出廠合格證和檢驗報告，并對樁身的外觀質量進行全數(shù)檢查。首先必須對所有到場的樁尖進行測量，不滿足設計和管樁規(guī)范要求的，責令其更換;對所有到場的管樁進行仔細認真地查驗，測量管樁的外徑、壁厚、樁身、長度、樁身彎曲度等有關尺寸，并詳細記錄。特別是管壁厚度，由于靜壓法施工中的夾持力較大，壁厚不夠很容易把樁夾碎。管樁堆放不得超過4層，應堆放在堅實、平整的場地上，并采取可靠的防滾、防滑措施。
3.1.4 確定壓樁順序
確定壓樁順序時，應考慮壓樁時的擠土效應，一般按下列原則確定：
a、根據(jù)樁的密集程度以及周邊建筑物的關系：
若樁較密集、且距建筑物較遠、場地開闊時，宜從中間向四周進行。
若樁較密集、場地狹長、兩端距建筑物較遠時，宜從中間向兩端進行。
若樁較密集、且一側靠近建筑物時，宜從毗鄰建筑物的一側開始，(必要時需做隔離溝防止對毗鄰建筑物基礎的擠壓)由近向遠進行。
b、根據(jù)樁的入土深度，宜先長后短。
c、根據(jù)樁的規(guī)格，宜先大后小。
d、根據(jù)建筑物的高層與低層的關系，宜先高后低。
3.2 施工中的控制措施
3.2.1 壓力控制
靜壓樁單樁豎向承載力由壓力值進行控制，施工時需提供壓樁機油壓與壓樁壓力對照表及壓力表近期經(jīng)國家法定單位檢測的合格證。如南國新城工地采用的JYJB600型全液壓靜力壓樁機，當主副缸同時工作壓樁時，壓力表的壓力至15.93Mpa(400t)，方可停止壓樁。
3.2.2 樁位控制
由于放線的準確與否直接影響建筑物的位置是否符合“規(guī)劃”要求，而樁位的準確與否又直接影響著整個工程的結構，因此，這兩個工序的重要性不容忽視。項目技術管理人員應該對已定好的軸線位進行復核，根據(jù)建筑物與結構樁位圖逐位校核，將允許偏差值控制在最小范圍內，發(fā)現(xiàn)不符合要求的及時糾正。
3.2.3 垂直度控制
調校樁的垂直度是沉樁的質量關鍵，插樁在—般情況下入土30～50cm為宜，然后進行調校，樁機駕駛員在工長的指揮下，掌握好角度尺寸，使樁機縱橫方向保持水平，然后通過經(jīng)緯儀和吊線控制垂直度，垂直度在規(guī)范范圍內才同意沉樁，而且在壓樁過程中要經(jīng)常檢查樁身垂直度。
3.2.4 接樁質量控制
管樁接長時，宜在樁頭高出地面0.5～1.0m處進行，接樁時，應注意上下節(jié)樁段保持順直，錯位偏差不宜大于2mm，管樁施工中主要采用焊接接樁法，在焊接前應該清理干凈接駁面和坡口，焊接層數(shù)不得少于兩層，內層焊必須清理干凈后方能施焊外層，焊縫應飽滿連續(xù)，焊后自然冷卻時間不得小于8min;嚴禁用冷水冷卻或焊好即壓。
3.2.5 壓樁的質量控制
根據(jù)地質資料控制壓樁，沉樁速度不能過快，一般控制在每分鐘1m左右為宜。當遇到壓力值突然下降，沉降量突然增大;樁身突然傾斜、跑位;樁身混凝土出現(xiàn)裂縫、斷樁;地面隆起，鄰樁上浮時，應立即停止壓樁，及時與設計、地質、監(jiān)理等有關人員研究處理，分析原因采取相應措施處理后才能繼續(xù)施工。
3.3 常見質量問題分析與控制措施
3.3.1 樁身斷裂
PHC樁管壁薄、混凝土標號高，施工中不注意容易產生斷裂，主要原因：一是樁制作時管壁厚薄不均勻，樁身彎曲超過規(guī)定，樁在堆放、吊運過程中產生裂紋或斷裂未被發(fā)現(xiàn)，沉入過程中樁身發(fā)生傾斜或彎曲;二是接樁焊縫不飽滿，焊后自然冷卻時間不夠，接樁時兩節(jié)樁不在同一軸線上，產生了曲折;三是地質土層軟硬變化或有堅硬障礙物時，把樁尖擠向一側;四是施工場地不平、爛泥、積水多，造成壓樁時機身不平穩(wěn)。
控制措施：一是對樁身質量進行全面檢查，測量管樁的外徑、壁厚、樁身彎曲度等有關尺寸，并詳細記錄，發(fā)現(xiàn)樁身彎曲超過規(guī)定的不宜使用;二是在穩(wěn)樁過程中如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應及時糾正，樁壓入一定深度發(fā)生嚴重傾斜時，不宜采用移架方法來校正。接樁時要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上，接頭處應嚴格按照操作規(guī)程;三是施工前應對樁位下的障礙物進行清理;四是應保證施工場地平整堅實，有排水措施，讓機臺行走或施壓過程機身平穩(wěn)不晃動。
3.3.2 樁頂位移
在沉樁過程中，相鄰的樁產生橫向位移和樁身上浮，主要原因：一是樁入土后，遇到大塊堅硬障礙物，把樁尖擠向一側;二是兩節(jié)樁或多節(jié)樁施工時，相接的兩樁不在同一軸線上，產生彎曲;三是樁數(shù)較多，土飽和密實，樁間距較小，在沉樁時土被擠到極限密實度而向上隆起，相鄰的樁被浮起。
控制措施：一是施工前應對樁位下的障礙物進行清理，對樁身要進行檢查，發(fā)現(xiàn)樁身彎曲超過規(guī)定和破損的不宜使用;二是在穩(wěn)樁過程中，如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應及時糾正，接樁時要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上，接頭處應嚴格按照規(guī)程操作;三是采用降水或排水措施，必要時采用復壓。
3.3.3 沉樁達不到設計深度
靜壓PHC樁施工時，樁設計是以最終壓力值和最終樁長作為施工的最終控制，如發(fā)現(xiàn)個別樁長達不到設計深度時，主要原因：一是勘探資料粗，勘探點不夠，對局部硬夾層、地下障礙物了解不夠;二是由于設備故障或其他特殊原因，中斷沉樁時間過長，致使沉樁阻力增加，使樁無法沉到設計深度;三是在群樁施工時穿越較厚的砂夾層，由于其結構的不穩(wěn)定，同一層土的強度差異很大，樁沉入到該層時，砂層越擠越密，最后會有沉不下的現(xiàn)象。
控制措施：一是勘探點布置合理地勘報告盡可能準確;二是經(jīng)常對樁機進行保養(yǎng)維修，避免機械故障引起的停機;三是地質報告采取合理的沉樁順序。
4 結束語
雖然目前靜壓PHC樁在長沙地區(qū)應用較少，工程實踐經(jīng)驗尚不夠豐富，但隨著靜壓管樁技術的廣泛應用和發(fā)展，以及人們對靜壓管樁的理論研究和工程實踐經(jīng)驗的不斷積累，相信靜壓管樁技術應用水平將會不斷地得到提高。
參考文獻
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[2]《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008
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[4] 廣東省標《預應力混凝土管樁基礎技術規(guī)程》DBJ/T15-22-98
