一、案例工程概況
案例工程共采用三種基礎(chǔ)，即樁基礎(chǔ)、混合基礎(chǔ)（樁基礎(chǔ)結(jié)合開挖基礎(chǔ)）和天然淺基礎(chǔ)。所有樁基礎(chǔ)及混合基礎(chǔ)都擬采用預(yù)應(yīng)力管樁直徑為φ400、φ500預(yù)制管樁，預(yù)制管樁型號(hào)分別為PHC-400A95、PHC-500A100型預(yù)應(yīng)力管樁。±0.000m標(biāo)高相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高105m-107m之間，試樁樁頂標(biāo)高詳見各棟號(hào)圖紙，樁長(zhǎng)詳見各棟號(hào)圖紙及地質(zhì)報(bào)告，樁端進(jìn)入持力層大于等于樁長(zhǎng)及貫入度控制。相鄰樁的樁底標(biāo)高差不應(yīng)超過相鄰樁長(zhǎng)的1/10及相鄰中心距，預(yù)估單樁豎向承載力特征值分別不大于570KN、820KN，同一承臺(tái)下的管樁接頭應(yīng)相互錯(cuò)開。單樁承載力最終根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)靜載試驗(yàn)確定，工程試驗(yàn)樁承載力滿足設(shè)計(jì)要求后方可施工工程樁。
二、試樁目的
試樁完成后，通過樁的靜載試驗(yàn)，確定樁基工程各項(xiàng)設(shè)計(jì)、施工等參數(shù)，選擇樁基持力層、判定沉樁的可能性，選擇靜壓值，并確定打樁施工時(shí)停壓標(biāo)準(zhǔn)等。
三、試樁試驗(yàn)選定、試樁順序及進(jìn)度
案例工程共有18#需要打樁，根據(jù)建設(shè)方提供的相關(guān)圖紙及國(guó)家相關(guān)規(guī)范，案例工程的試樁數(shù)量為54根。試樁時(shí)應(yīng)采取措施保證樁身側(cè)向穩(wěn)定性要求。試樁位置按建設(shè)方提供的坐標(biāo)點(diǎn)試樁，標(biāo)高詳見各棟號(hào)圖紙。
根據(jù)實(shí)際情況，土方部分未到位及部分圖紙不全等，應(yīng)建設(shè)方要求，先試18#、15#、14#、13#、12#，然后由南向北試樁，暫安排兩臺(tái)設(shè)備在建設(shè)方規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成試樁(適當(dāng)可增加設(shè)備)。
案例工程原地面以下地質(zhì)情況如下：
（1）素填土：層厚0.60-14.5米，黃褐色、灰褐色、松散、稍濕。以粘性土為主，含少量塊石、植物根系等，為新近人工填土。系機(jī)械推填而成。
（2）殘積粉質(zhì)黏土：層厚1.2-27米，黃褐色、灰黑色、可塑，干強(qiáng)度中等，中等韌性，搖振反應(yīng)無(wú)，稍有光澤，該層為泥灰?guī)r風(fēng)化殘積層。地基承載力特征值fak=200Kp；
（3）強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r：層厚0.6-19.9米，灰褐色、灰黑色、強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)。巖體破碎，巖質(zhì)較軟。風(fēng)化裂痕發(fā)育，巖芯呈塊狀。泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。巖體基本質(zhì)量登記為V級(jí)。干鉆不易鉆進(jìn)。地基承載力特征值fak=400Kpa；
（4）中風(fēng)化泥灰?guī)r：層厚5-10米，青灰色、灰黑色，中風(fēng)化狀態(tài)。巖體較完整巖質(zhì)較硬，巖心呈柱狀、短柱狀。鈣泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅲ級(jí)。地基承載力特征值fak=2000KN。
四、施工工藝及方法
4.1、施工工藝選擇
通過對(duì)該工程設(shè)計(jì)圖紙和所提供的地質(zhì)資料的分析、工程設(shè)計(jì)圖紙的認(rèn)真領(lǐng)會(huì)，以及對(duì)現(xiàn)有設(shè)備性能的綜合考評(píng)，案例工程采用靜壓施工工藝，施工工藝如下：
測(cè)量放線→樁機(jī)就位 →復(fù)核樁位→掛吊樁鋼絲繩→ 起吊樁→ 樁尖入土穩(wěn)樁雙向校正→ 初步加壓→ 檢查該樁身垂直度→ 正式壓樁→ 觀測(cè)校正樁身垂直度→壓至樁頂至地面1米時(shí)，再吊入樁就位→焊接接樁→繼續(xù)壓樁 →作壓力值記錄→ 成樁→ 移機(jī)下一根樁
壓樁的工藝程序如下圖：
（a）準(zhǔn)備壓第一段樁；（b）接第二段樁；（c）接第三段樁；（d）整根樁壓平至地面；（e）采用送接壓樁完畢1-第一段樁；2-第二段樁；3-第三段樁；4-送樁；5-樁接頭處；6-地面線；7-壓樁架操作平臺(tái)線
4.2、主要項(xiàng)目的施工方法
4.2.1 測(cè)量放線、樁定位
1．布設(shè)測(cè)量控制系統(tǒng)
根據(jù)建設(shè)單位提供的控制、水準(zhǔn)點(diǎn)建立測(cè)量控制網(wǎng)，并在施工現(xiàn)場(chǎng)打樁影響范圍外設(shè)置座標(biāo)和高程控制點(diǎn)，并經(jīng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、監(jiān)理等相關(guān)單位復(fù)核無(wú)誤確認(rèn)后方可投入使用。
（1）首選通過對(duì)案例工程總平面圖和設(shè)計(jì)圖紙的學(xué)習(xí)，了解工程總體布局、工程特點(diǎn)和設(shè)計(jì)意圖。并了解工程所在地區(qū)的紅線點(diǎn)位置及坐標(biāo)、周圍環(huán)境、現(xiàn)場(chǎng)地形等情況。
（2）熟悉和了解地面建筑物的布局、定位依據(jù)、定位條件及建筑物的主要軸線等。
（3）將招標(biāo)單位提供的水準(zhǔn)點(diǎn)高程、坐標(biāo)進(jìn)行復(fù)測(cè)無(wú)誤后，及時(shí)辦理簽證移交手續(xù)。
（4）在熟悉和掌握全部樁基設(shè)計(jì)圖紙的基礎(chǔ)上，對(duì)總圖上所標(biāo)注的定位坐標(biāo)、尺寸用計(jì)算閉合導(dǎo)線方法核算是否準(zhǔn)確。
（5）根據(jù)總圖上提供的坐標(biāo)，計(jì)算出測(cè)量時(shí)所需的距離、角度并通過坐標(biāo)反算，換算成極坐標(biāo)后進(jìn)行平面控制網(wǎng)的測(cè)設(shè)。
（6）測(cè)設(shè)時(shí)先校核施工現(xiàn)場(chǎng)上已測(cè)設(shè)的坐標(biāo)點(diǎn)，然后根據(jù)已測(cè)量出的坐標(biāo)點(diǎn)測(cè)設(shè)出平面布置圖上的坐標(biāo)點(diǎn)，并使各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)分布在施工場(chǎng)地內(nèi)。
（7）每次用直角坐標(biāo)測(cè)設(shè)后要進(jìn)行校核。
（8）主要坐標(biāo)控制點(diǎn)測(cè)設(shè)后，建立整個(gè)施工場(chǎng)地的平面控制網(wǎng)。
（9）測(cè)設(shè)出建筑物軸線與主要控制點(diǎn)，為樁基放樣做好準(zhǔn)備。
（10）平面控制網(wǎng)測(cè)設(shè)時(shí)保證測(cè)設(shè)精度，控制網(wǎng)測(cè)設(shè)后進(jìn)行閉合平差。并對(duì)主要坐標(biāo)控制點(diǎn)作必要的保護(hù)。
2．測(cè)放樁位
根據(jù)控制點(diǎn)設(shè)定建筑物軸線及角樁，按樁位布置圖測(cè)放樁位，并在樁位中心用鋼筋或竹簽作好標(biāo)記，樁位測(cè)放后應(yīng)經(jīng)監(jiān)理單位復(fù)核后方能施工。為防止樁機(jī)就位時(shí)樁機(jī)自重?cái)D壓土體使已測(cè)放樁位移位，在樁機(jī)就位后正式壓樁前應(yīng)復(fù)核正確，樁定位偏差控制在20mm以內(nèi)。
4.2.2 預(yù)制樁的驗(yàn)收
（1）預(yù)制樁出廠到工地，應(yīng)按批量查收預(yù)制樁出廠合格證。
（2）質(zhì)檢人員應(yīng)會(huì)同現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理共同檢查、驗(yàn)收預(yù)應(yīng)力管樁，驗(yàn)收合格后，方準(zhǔn)使用。如驗(yàn)收中發(fā)現(xiàn)不合格，應(yīng)做好標(biāo)記并及時(shí)退貨。
4.2.3 樁起吊、就位
樁現(xiàn)場(chǎng)駁運(yùn)采用二吊點(diǎn)法、喂樁時(shí)采用一吊點(diǎn)，吊點(diǎn)設(shè)置在0.29L（L為樁長(zhǎng)）處（如下圖所示），起吊過程中，用托繩穩(wěn)住樁的下部，吊機(jī)盡量減小吊臂仰角（并盡量減少吊臂促出長(zhǎng)度），緩慢地將樁拖至樁機(jī)就近處后再開始垂直起鉤，平穩(wěn)地把樁喂至樁機(jī)夾持器中。
圖一 二點(diǎn)吊示意圖
圖二 一點(diǎn)吊示意圖
對(duì)于由樁機(jī)自備卷?yè)P(yáng)機(jī)吊樁操作同理。樁的起吊、轉(zhuǎn)運(yùn)過程中．操作人員均應(yīng)按起重安全操作規(guī)程進(jìn)行。
4.2.4 豎樁與插樁
根據(jù)已設(shè)定的控制點(diǎn)用直角坐標(biāo)法對(duì)樁位進(jìn)行二次復(fù)核，正確后下放首節(jié)樁，首節(jié)樁樁尖的中心點(diǎn)與樁位的偏差控制在20mm以內(nèi)。
4.2.5 垂直度控制
當(dāng)樁尖進(jìn)入土層500mm后，用經(jīng)緯儀調(diào)整樁機(jī)樁架處于垂直位置，然后再調(diào)整首節(jié)樁的垂直度（經(jīng)緯儀一般架設(shè)在距樁機(jī)15m以外），使樁架與樁身保持平行，其精度誤差小于樁長(zhǎng)的1%（首節(jié)管樁插入地面時(shí)的垂直度偏差不得超過0.5%），即可壓樁，并在壓樁過程中進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，指揮樁架保持其精度。如果超差，必須及時(shí)調(diào)整，但需保證樁身不裂，必要時(shí)拔出重插應(yīng)盡可能拔出樁身，查明原因，排除故障，以沙土回填后再進(jìn)行施工，不允許采取強(qiáng)扳的方法進(jìn)行快速糾偏，而將樁身拉裂、折斷。
圖三 打樁送樁垂直度監(jiān)控示意圖
4.2.6 打樁、接樁、送樁
1．打樁(錘擊施工)
用樁架的導(dǎo)滑夾具或樁箍將樁嵌固在樁架兩導(dǎo)注中，垂直對(duì)準(zhǔn)樁中心，緩緩放下插入土中，待樁位置及垂直度校正后即可將錘連同樁帽壓在樁上，同時(shí)應(yīng)在樁的側(cè)面或架上設(shè)置標(biāo)尺。并做好記錄，始可擊樁，如樁頭不平時(shí)，用麻袋或厚紙板墊平，亦可先環(huán)氧砂漿補(bǔ)抹平整。開始打樁應(yīng)起錘輕壓或輕擊數(shù)錘，觀察樁身，樁架，樁錘等垂直一致后，即可轉(zhuǎn)入正常施打，開始打樁時(shí)，落距應(yīng)較小，入地一定深度待樁穩(wěn)定后，再按需求的落距進(jìn)行施打。
沉樁應(yīng)用適合樁頭尺寸的樁帽和彈性襯墊，以緩和打樁時(shí)的沖擊和使打樁應(yīng)力均勻分布，延長(zhǎng)撞擊的持續(xù)時(shí)間以利樁的貫入。樁帽用鑄鋼或鋼板制成，錘墊多用硬木或白棕繩圈盤面成，樁墊多用松木或紙墊或酚醛層壓塑料，合成橡膠等。樁帽與樁接觸的表面須平整，與樁身應(yīng)在同一直線上，以免打樁時(shí)產(chǎn)生偏斜。樁錘本身帶帽者，只須在樁頂護(hù)以繩墊或木塊。若樁須深入土?xí)r，應(yīng)用送樁。送樁用堅(jiān)硬的木料或鋼鐵制成，長(zhǎng)度和直徑視需要而定，使用時(shí)，將送樁放于樁頂頭上， 使與樁在同一垂線上，錘擊送樁，將樁慢慢打入土中。沉樁過程中，要經(jīng)常注意樁身有無(wú)位移和傾斜現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)糾正，樁將沉至要求深度或到達(dá)硬土層時(shí)，落錘高度一般不宜大于1m，以免打爛樁頭，沉樁過程中作好沉樁施工記錄，至接近設(shè)計(jì)要求時(shí)，即可對(duì)貫入并或入土標(biāo)高進(jìn)行觀測(cè)，至達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止，然后移樁機(jī)至新樁位。
2．接樁
①、案例工程接樁采用焊接法。
②、樁段就位必須和相連接的樁節(jié)保持在同一軸線上，連接后樁身保持垂直。
③、管樁接樁：
a）管樁拼接成整樁采用端板焊接連接，焊接前樁頭預(yù)埋鐵件必須清除污銹，露出金屬光澤。如樁節(jié)之間間隙過大，可墊鐵片填實(shí)焊牢，接合面之間的間隙不大于2mm。焊接時(shí)，應(yīng)將四角點(diǎn)焊固定，然后對(duì)稱同時(shí)焊接以減少焊接變形，焊縫要求連續(xù)飽滿，焊縫厚度必須滿足設(shè)計(jì)要求。手工焊接時(shí)第一層必須用Φ3.2mm電焊條打底，確保根部焊透，第二層方可用粗焊條（Φ4mm或Φ5mm），采用E4303或E4316焊條。
b）拼接處坡口槽的電焊部分應(yīng)分三層以上對(duì)稱進(jìn)行環(huán)縫焊接，并采取措施減少焊接變形，正確掌握焊接電流和速度，每層焊接厚度應(yīng)均勻，每層間的焊渣必須敲清后方可再焊次一層，坡口槽的電焊必須滿焊，電焊厚度宜高出坡口1mm，焊縫必須每層檢查，焊縫不宜有夾渣、氣孔等缺陷，滿足《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-07）二級(jí)焊縫的要求
c）接樁應(yīng)盡量縮短時(shí)間，以避免停打時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致樁周土重固結(jié)而影響沉樁。
④、焊縫完成后，應(yīng)會(huì)同監(jiān)理檢查驗(yàn)收，待焊縫降溫1min后再行打樁，嚴(yán)禁用水冷卻或焊好后立即沉樁。
3．送樁
送樁時(shí)必須采取送樁器，可采用插銷式送樁器。送樁桿送樁時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求計(jì)算好送樁深度，并在送樁桿上做好醒目標(biāo)記。當(dāng)送樁至距設(shè)計(jì)標(biāo)高1m左右時(shí)，測(cè)量人員指揮樁機(jī)操作工減小速度，并跟蹤觀測(cè)送樁情況，直到送樁至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，發(fā)出信號(hào)停止送樁。送樁過程中如有異常情況時(shí)，應(yīng)即時(shí)向設(shè)計(jì)和建設(shè)部門反映，以便及時(shí)采取措施。送樁后留下的孔洞及時(shí)用道碴回填夯實(shí)。樁頂標(biāo)高允許偏差為±50mm。樁頂位移偏差控制在允許范圍以內(nèi)。送樁留下的孔洞要采用方木、筑膠板覆蓋，避免物品人員掉落，并及時(shí)回填，避免陷機(jī)。
4.2.7 施工記錄
記錄人員必須及時(shí)、認(rèn)真做好原始資料記錄、整理工作，樁位編號(hào)，隨打隨填，以免發(fā)生差錯(cuò)，每換班打樁前后，都要核對(duì)樁位、樁數(shù)以防錯(cuò)打和漏打。
4.2.8 常見質(zhì)量問題現(xiàn)象、原因分析與防治措施
1．樁身斷裂
a. 現(xiàn)象：在壓樁過程中，樁身突然傾斜錯(cuò)位，當(dāng)樁尖處土質(zhì)條件沒有特殊變化，而貫入度突然增大，施壓油缸的油壓顯示突然下降并引起機(jī)臺(tái)抖動(dòng)，此時(shí)可能是樁身斷裂。
b. 原因：
①、樁材加工彎曲度超過規(guī)定，樁尖偏離樁的縱軸線較大，沉入過程中樁身發(fā)生傾斜或彎曲。
②、樁入土后，遇到大塊堅(jiān)硬的障礙物，把樁尖擠向一側(cè)。
③、插樁不垂直，在壓入一定深度后，用移機(jī)方法來(lái)糾正，使樁身產(chǎn)生曲折。
④、多節(jié)樁施工時(shí)，相對(duì)接的兩節(jié)樁不在同一軸線上，焊接后產(chǎn)生彎曲。
⑤、樁材混凝土強(qiáng)度不夠，在堆放、吊運(yùn)過程中產(chǎn)生裂紋或斷裂而未被發(fā)現(xiàn)。
c. 預(yù)防措施：
①、施工前應(yīng)把樁位下的障礙物清理干凈，必要時(shí)對(duì)每個(gè)樁位用釬探檢查。
②、加強(qiáng)樁材外觀檢查，發(fā)現(xiàn)樁身彎曲超過規(guī)定（L/1000且≤20mm）或樁尖不在樁縱軸線上不宜使用。
③、在插樁過程中如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應(yīng)及時(shí)糾正，樁壓入一定深度發(fā)生嚴(yán)重傾斜時(shí)，不得采用移機(jī)方法來(lái)糾正。接樁時(shí)要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上，端面間隙要加墊鐵片塞牢。
④、樁的堆放和吊運(yùn)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范，若樁身裂縫超過驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)禁使用。
2．樁頂損壞
a. 現(xiàn)象：在沉樁過程中，樁頂出現(xiàn)損壞。
b. 原因：
①、樁材混凝土配比不良，施工控制不嚴(yán)，養(yǎng)護(hù)措施不力。
②、樁頂端面不平，造成樁頂端面與樁軸線不垂直。
③、樁頂與送樁桿的接觸面不平，送樁時(shí)造成樁頂端面局部應(yīng)力集中而損壞。
c. 預(yù)防措施：
①、樁制作時(shí)，離心要均勻，樁頂加密箍筋位置要準(zhǔn)確，并按規(guī)范養(yǎng)護(hù)。
②、沉樁前應(yīng)檢查樁頂有無(wú)凹凸現(xiàn)象，其端面是否垂直于軸線，樁尖是否偏斜，若不符合規(guī)范要求不得使用，或經(jīng)過修補(bǔ)處理后才能使用。
③、檢查送樁桿與樁的接觸面是否平整，如不平整應(yīng)進(jìn)行處理才能使用。
3．樁位偏移
a. 現(xiàn)象：在壓樁過程中，相鄰的樁產(chǎn)生橫向位移或樁身上浮。
b. 原因：
①、樁入土后，遇到大塊堅(jiān)硬的障礙物，把樁尖擠向一側(cè)。
②、多節(jié)樁施工時(shí)，相對(duì)接的兩節(jié)樁不在同一軸線上，焊接后產(chǎn)生彎曲。
③、樁數(shù)量較多且樁距較小，壓樁時(shí)土被擠壓到極限密實(shí)度后而向上隆起，相鄰的樁被浮起。
④、在軟土地基施壓較密集的群樁時(shí)，由于壓樁引起的超孔隙水壓力較大把相鄰的樁推向一側(cè)或浮起。
c. 預(yù)防措施：
①、壓樁前應(yīng)先將樁位下的障礙物清理干凈，加強(qiáng)樁材外觀檢查，若發(fā)現(xiàn)樁身彎曲超過規(guī)定或樁尖不在樁縱軸線上不得使用。
②、在壓樁過程中，如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應(yīng)及時(shí)糾正，接樁時(shí)要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上，施焊應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范。
③、采用井點(diǎn)降水、砂井或盲溝等降水或排水措施。
④、壓樁期間不得開挖基坑，要等樁全部壓完，停置兩周后才能開挖。
4．沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高
a. 現(xiàn)象：沉樁壓力已達(dá)到或超過設(shè)計(jì)值，但樁尖未到達(dá)設(shè)計(jì)的標(biāo)高位置。
b. 原因：
①、工程地質(zhì)情況未能勘探清楚，尤其是持力層的標(biāo)高起伏不明，致使設(shè)計(jì)考慮的持力層或選擇的樁尖標(biāo)高有誤；
②、局部有堅(jiān)硬夾層或砂夾層；
③、施工中遇到地下障礙物，如大石頭、舊埋設(shè)物等；
④、群樁擠土效應(yīng)導(dǎo)致樁入土阻力增加；
⑤、樁機(jī)壓力過小。
c. 預(yù)防措施：
①、工程地質(zhì)情況應(yīng)詳細(xì)勘探，做到工程地質(zhì)情況與勘察報(bào)告相符；
②、合理選擇持力層或樁尖標(biāo)高；
③、遇有硬夾層或砂夾層時(shí)，可采用先鉆后壓法（預(yù)鉆孔）穿透硬夾層，以利沉樁。
④、先用回轉(zhuǎn)鉆孔機(jī)進(jìn)行預(yù)鉆孔取土、調(diào)整施工順序（先施工沉樁困難的樁）、在工程場(chǎng)地布置應(yīng)力釋放孔和溝槽、減緩沉樁速度等，以減少擠土效應(yīng)對(duì)工程場(chǎng)地的影響，釋放土壓力；
4.2.9 成品保護(hù)
對(duì)施工完成的管樁空洞采用素土回填。土方開挖時(shí)，預(yù)留土方保護(hù)層，采用人工配合，清除樁間土方。禁止機(jī)械碰撞樁頭造成樁身破裂。
五、成樁質(zhì)量檢測(cè)
試樁完成后，待土體恢復(fù)固結(jié)后，按設(shè)計(jì)要求需進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)，以確定樁身承載力，同時(shí)可對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行一定的判定。土體固結(jié)時(shí)間規(guī)范有具體要求，一般砂土為10-15天，黏土及淤泥土為15—20天，加荷要求一般為2倍的單樁承載力特征值，操作方法可采用堆載,獲得樁身沉降量值，描繪Q—S曲線進(jìn)行分析，獲得樁身極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值。
六、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
