竇本洋，王 威

（宣城職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑藝術(shù)系，安徽 宣城 242000）

預(yù)應(yīng)力靜壓管樁在工程中的應(yīng)用

竇本洋，王 威

（宣城職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑藝術(shù)系，安徽 宣城 242000）

某工程樁基設(shè)計(jì)為預(yù)應(yīng)力管樁，數(shù)量多、工期緊，地質(zhì)條件復(fù)雜，如何保證施工質(zhì)量和施工進(jìn)度，即滿足設(shè)計(jì)要求，又能滿足業(yè)主和監(jiān)理單位的要求，成為施工單位必須面對(duì)的問題。為此本工程嚴(yán)格按照現(xiàn)行施工規(guī)范及相應(yīng)技術(shù)規(guī)程并結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行施工，按照樁位確定、樁機(jī)就位、樁架調(diào)整、喂樁、沉樁（記錄）、送樁、回油移樁機(jī)的施工工藝流程，確保了工程按質(zhì)按量順利完工。

管樁；靜壓；質(zhì)量控制

近年來，伴隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，盡量減少噪音干擾，對(duì)施工技術(shù)要求越來越高，故在建筑工程施工技術(shù)中靜壓法將逐漸取代錘擊法。目前對(duì)預(yù)應(yīng)力靜壓管樁在工程中應(yīng)用的研究也很多，靜壓預(yù)應(yīng)力管樁在工程中主要研究成果有在復(fù)雜巖土地基工程中的應(yīng)用[1]、在工程項(xiàng)目中的應(yīng)用分析[2]、在房屋工程地基處理中的應(yīng)用[3]、在軟基中的應(yīng)用[4]、靜壓預(yù)應(yīng)力管樁的特點(diǎn)與施工技術(shù)分析[5]。從這些研究成果發(fā)現(xiàn)：預(yù)應(yīng)力靜壓管樁施工靈活性大、無污染、無噪聲、無振動(dòng)、效率高、速度快。但是各地有各地土質(zhì)的特點(diǎn)，本文進(jìn)一步從宣城市的土質(zhì)情況來研究預(yù)應(yīng)力靜壓管樁的實(shí)際應(yīng)用出現(xiàn)的問題及總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

1 預(yù)應(yīng)力靜壓管樁的施工機(jī)理及其特點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力靜壓管樁施工是通過靜力壓樁機(jī)的壓樁機(jī)構(gòu)，以壓樁機(jī)自重和樁機(jī)上的配重作反力而將鋼筋混凝土預(yù)制樁分節(jié)壓入地基土層中成樁。其特點(diǎn)是：樁機(jī)全部采用液壓裝置驅(qū)動(dòng)，壓力大，自動(dòng)化程度高，縱橫移動(dòng)方面，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活；樁定位精確，不易產(chǎn)生偏心，可提高樁基施工質(zhì)量；施工無噪聲、無振動(dòng)、無污染；沉樁采用全部液壓夾持樁身向下施加壓力，可避免錘擊應(yīng)力、打碎樁頭，樁截面可以減小，混凝土強(qiáng)度等級(jí)可以降低1～2級(jí)，配筋比錘擊法省40％,；施工效率高，施工速度快，壓樁速度每分鐘可達(dá)2m，正常情況下每臺(tái)班可完成15根，比錘擊法可以縮短工期1／3；壓樁力能自動(dòng)記錄，可以預(yù)估和驗(yàn)證單樁承載力，施工安全可靠，便于拆裝維修、運(yùn)輸?shù)?。但存在壓樁設(shè)備笨重，要求邊樁中心到已有建筑物間距較大，壓樁力受一定限制，擠壓效應(yīng)仍然存在等問題。靜壓法適用于軟土、填土及一般粘性土層，特別適合居民稠密及危房對(duì)環(huán)境保護(hù)要求嚴(yán)格的地區(qū)沉樁；但不適用于地下有較多孤石、障礙物或有4m以上硬隔離層的情況[6]。

2 預(yù)應(yīng)力靜壓管樁在宣城市某工程中的應(yīng)用

2.1 工程概況

宣城市某工程樁基圖紙?jiān)O(shè)計(jì)為660根預(yù)應(yīng)力管樁，樁型選用PHC-400A-95-10型，即整根（無接樁）C80高強(qiáng)砼、樁截面φ400，壁厚95，樁長10m，沉入方式為靜力壓樁。設(shè)計(jì)要求單樁豎向承載力特征值Ra，地質(zhì)條件：地表下約4～5m厚均為回填土，5～8m為原狀土粉土，8～12m厚為粉砂（土）混礫卵，依設(shè)計(jì)圖紙要求，樁尖持力層就為粉砂（土）混礫卵。

依據(jù)合同協(xié)議要求工期25d（工作日歷天），施工完畢后的樁基檢測(cè)（樁身完整性、承載力）合格率為100％。

2.2 施工工藝流程及現(xiàn)場(chǎng)條件準(zhǔn)備

本工程嚴(yán)格按照現(xiàn)行施工規(guī)范及相應(yīng)技術(shù)規(guī)程并結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行，按定位放線、標(biāo)高確定、確定施工順序、樁機(jī)就位、樁架調(diào)整、吊裝就位、校正垂直度、沉樁（記錄）、送樁、回油移樁機(jī)的工藝流程施工。

由于現(xiàn)場(chǎng)地表土層為回填土，土質(zhì)較松軟，而壓裝機(jī)自重大，故本工程在樁機(jī)行進(jìn)路線上進(jìn)行了適當(dāng)?shù)牡乇碛不幚恚创篌w密實(shí)原地表土層，填筑30～40cm厚的塊石，壓路機(jī)碾壓整平，硬化要求以2000 KN的靜力壓樁機(jī)行走平穩(wěn)不下陷為準(zhǔn)。

2.3 壓力樁承載力的計(jì)算

依據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，單樁豎向承載力特征值，即以樁端阻力為主，樁側(cè)阻力為輔。根據(jù)施工技術(shù)工藝及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，樁端阻力由壓樁力的大小來控制，而裝側(cè)阻力由靜壓標(biāo)高來控制。

為此，樁尖需進(jìn)入持力層［即粉砂（土）混礫卵層］1～3d（d為樁直徑），理論上壓樁系數(shù)定為3～4[7]，完全滿足靜力壓樁的要求。

2.4 施工質(zhì)量控制

本工程靜力壓樁施工由于該樁是摩擦端承樁，根據(jù)施工工藝要求采用以壓樁力為主，樁頂標(biāo)高控制為輔的原則，即在保證單樁承載力的前提下，將樁壓至設(shè)計(jì)高程。

2.4.1 樁身垂直度的控制

本工程采用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)定出樁位坐標(biāo)，定位精度偏差＜10mm，小于規(guī)范規(guī)定的單排樁（10mm）、群樁（20mm）的要求【7】。定位后，做上標(biāo)記，移動(dòng)樁機(jī)，由從樁架天梁上懸吊的線錘通過調(diào)整樁架對(duì)準(zhǔn)樁位，最后固定樁架，以保證壓樁時(shí)的垂直度。在汽車吊喂樁時(shí)，特別注意，樁體不得碰動(dòng)樁架，必須設(shè)專人指揮就位。

2.4.2 樁的承載力控制

本工程單樁承載力，壓樁機(jī)自重（含配重），根據(jù)計(jì)算滿足壓樁承載力要求。行程過半便啟用兩個(gè)輔缸采用三缸同時(shí)施壓，施壓時(shí)用特制的鋼梁（內(nèi)襯橡皮墊）作為壓樁帽。本工程壓樁當(dāng)三缸同時(shí)施壓時(shí)，要求油表讀數(shù)達(dá)9～12MPa，根據(jù)標(biāo)定數(shù)據(jù)，壓樁承載力力已是單樁承載力的3～4倍，即單樁承載力足以滿足要求。

2.4.3 樁頂標(biāo)高控制

在管樁施壓過程中，保證壓樁力的前提下，大多數(shù)樁頂均壓至設(shè)計(jì)標(biāo)高。本工程所施工的靜壓管樁，均入地表下0～5cm，挖開土方露出樁尖，平均截樁1～1.4m。

2.5 壓樁過程存在的問題及處理方法

由于上部土層為回填土，相對(duì)易蠕動(dòng)，為防樁周與土固結(jié)，導(dǎo)致壓樁力驟增，造成壓樁困難。本工程要求同一根樁應(yīng)縮短停歇時(shí)間，一次性壓至樁頂標(biāo)高。地質(zhì)勘探資料，現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)土層地下水位為地表下1.5m～2.0m，且多為潛水，如不做好管樁樁尖的鋼板封口處理，就有可能由于樁尖頭漏水，泄空樁尖周圍土體，從而導(dǎo)致樁基承載力不足和樁基下沉。為此，在管樁進(jìn)場(chǎng)時(shí)，對(duì)每根樁樁頭進(jìn)行鋼板尖現(xiàn)場(chǎng)焊接，要求焊縫密實(shí)、飽滿，絕不能滲漏，以保證樁尖不出現(xiàn)滲水和管涌現(xiàn)象，從而保證了樁尖周圍土體的密實(shí)性，避免了上述可能發(fā)生的質(zhì)量事故。

2.6 壓樁順序

本工程共設(shè)計(jì)660根樁，根據(jù)樁基平面布置圖，分單排樁（樁中心距4m）條形鋼筋混凝土承臺(tái)、三樁承臺(tái)、四-八樁承臺(tái)。

單排樁條形基礎(chǔ)樁中心距為4m，幾乎沒有擠土效應(yīng)，故按順序依次壓樁。

三、四、五、六、七、八樁獨(dú)立承臺(tái)基礎(chǔ)，現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地土質(zhì)不密實(shí)，含水量豐富，壓樁屬于擠土樁，后壓的樁由于擠壓樁側(cè)土，使得土中孔隙水壓劇增，土體在水壓力、土壓力的作用下產(chǎn)生偏移、隆起甚至斷裂。擬先壓中間樁，再依次順時(shí)針（或逆時(shí)針）繞出承壓臺(tái)周邊樁，從而可保證群樁質(zhì)量。

2.7 樁基工程的基坑開挖

根據(jù)工程設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地條件、地質(zhì)狀況和施工環(huán)境，現(xiàn)場(chǎng)要求嚴(yán)禁邊打樁邊開挖基坑，由于該區(qū)域地表層土為回填混合體土，含水量大，以飽和粘性土為主，為避免擾動(dòng)靜壓不久的樁周邊土體，以便樁周邊土體的固結(jié)，故基坑開挖宜在壓樁完成15d以后進(jìn)行。挖土宜分塊、分層均勻進(jìn)行，且樁周圍土體高差不宜大于1m，以免樁受土的側(cè)壓力過大造成斷樁或樁身偏移。開挖的土方不得堆積在樁的周圍，應(yīng)及時(shí)外運(yùn)。對(duì)于前一天對(duì)壓樁力控制有懷疑的，第二天應(yīng)對(duì)該樁用送樁器進(jìn)行二次補(bǔ)壓，以保證管樁的承載力要求，二次補(bǔ)壓的壓樁力均在1000以上。

土方挖至設(shè)計(jì)高程后，澆筑100厚C15砼墊層，并進(jìn)行鋸樁，鋸樁后經(jīng)對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)測(cè)統(tǒng)計(jì)，樁位最大偏差為96mm，小于規(guī)范所規(guī)定的允許偏差（單排柱115mm，3樁承臺(tái)100mm，4～8樁承臺(tái)200mm）[8]。

2.8 樁基檢測(cè)

依據(jù)樁基檢測(cè)規(guī)范和設(shè)計(jì)圖紙的相關(guān)要求，本工程采用動(dòng)測(cè)法對(duì)樁基進(jìn)行檢測(cè)。

低應(yīng)變（樁身完整性）單樁全測(cè)，五樁以下每個(gè)承臺(tái)抽取1根，五樁以上每個(gè)承臺(tái)抽取2根。高應(yīng)變（聲測(cè)承載力）數(shù)量為樁數(shù)總量的5％，33根，位置由業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理共同確定。樁身完整性檢測(cè)時(shí)，必須先截樁，以保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性；承載力檢測(cè)時(shí)，必須先檢測(cè)后截樁，因?yàn)闃俄斢袖摪?，能承受高?yīng)變時(shí)的錘擊力。經(jīng)檢測(cè)，本工程樁身完整性良好，指定的樁經(jīng)高應(yīng)變動(dòng)測(cè)得出的單樁承載力均滿足設(shè)計(jì)要求。

2.9 施工進(jìn)度安排

根據(jù)本靜壓壓樁機(jī)的性能、樁型、場(chǎng)地條件及施工班組的技術(shù)熟練程度等綜合要求，在天氣正常及供樁及時(shí)的情況下，每天約壓樁25～28根。壓樁時(shí)間為660/（25～28）≈25d，滿足工期要求，實(shí)際壓樁時(shí)間為24d，滿足合同約定的25d工期要求。

2.10 樁尖鋼板封頭的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益分析

本工程共設(shè)計(jì)660根管樁，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖集要求，每根均需做“十”字鋼板封頭，十字型鋼板樁尖每個(gè)成本100元，另加電費(fèi)、焊條、人工費(fèi)折算共計(jì)每個(gè)樁尖施焊30元，即焊條成型成本為130元，660根樁共計(jì)8.58萬元，

根據(jù)由業(yè)主提供的《工程地質(zhì)勘查報(bào)告》，粉砂（土）混礫卵的樁端持力層極限標(biāo)準(zhǔn)值為9000，即樁端（不做鋼板封口樁尖）土層承壓力為：

式中：P為土層承壓力，kpa;

D,d分別為管樁外、內(nèi)徑，m;

Qa為樁端持力層極限標(biāo)準(zhǔn)值，kPa。

可得樁端承載力為81.9t，樁側(cè)摩阻力未計(jì)，預(yù)計(jì)共計(jì)能達(dá)100t，完全能滿足單樁承載力和壓樁力的要求。因此即使不做樁尖，憑借管樁管壁斷面積就能滿足設(shè)計(jì)和施工要求。

本工程雖然地下水位較高，但由于施工場(chǎng)地周圍有高為7～9m的毛石混領(lǐng)土擋土墻，無形中起了止水帷幕的作用，也就是說，地下水不流動(dòng)，故不存在樁尖土層在地下水滲流的作用下造成樁尖土泄空。至于壓樁過程中土進(jìn)入官腔內(nèi)并不影響樁的承載力和耐久性。

3 結(jié)語

通過靜壓預(yù)應(yīng)力管樁在宣城某工程的應(yīng)用，得出幾點(diǎn)結(jié)論和建議，以供本地區(qū)類似的其它工程借鑒。

（1）必須嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力靜壓管樁的質(zhì)量，在施工前應(yīng)該逐根檢查，檢查預(yù)應(yīng)力混凝土管樁有沒有嚴(yán)重的質(zhì)量問題，對(duì)混凝土管樁兩端應(yīng)該清理干凈，如果施焊面上有像油漆雜物污染之類的東西，應(yīng)該清刷干凈。另外對(duì)管樁的出場(chǎng)時(shí)間要有控制，要求管樁從在廠里制造成型到現(xiàn)場(chǎng)打樁施工的時(shí)間間隔宜盡量長些，施工現(xiàn)場(chǎng)要有存樁，盡量按“先進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)的樁先打”的原則，滿足預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的強(qiáng)度要求。

（2）預(yù)應(yīng)力靜壓管樁施工特點(diǎn)為擠土樁，故在施工結(jié)束后應(yīng)間隔一定時(shí)間，等到周圍土體超孔隙水壓力基本消散，樁端土體抗壓強(qiáng)度恢復(fù)，再進(jìn)行樁基承載力的檢測(cè)工作。

（3）預(yù)應(yīng)力靜壓管樁，采用的是勻速加壓，而且每根管樁在施壓過程中的每一時(shí)間都可以能顯示壓力值，所以能夠比較真實(shí)客觀的反映地層情況。對(duì)于靜壓樁端在密實(shí)砂土和碎石土等地層中，可利用現(xiàn)場(chǎng)施工終止壓力的辦法來評(píng)估單樁承載力，具有迅速、直觀的特點(diǎn)。

（4）應(yīng)該挑選具有豐富經(jīng)驗(yàn)的施工隊(duì)伍，在施工之前仔細(xì)研究地質(zhì)勘察報(bào)告，對(duì)于施工局部地段中遇到的硬夾層，應(yīng)該放慢施工進(jìn)度，必要時(shí)可以采用引孔措施。

（5）樁基的側(cè)向位移是在軟弱地基施工過程中經(jīng)常見碰到的一種現(xiàn)象，可以通過合理的打樁順序，能夠減小管樁的側(cè)向位移。

（6）對(duì)于中小型預(yù)制樁，采用靜力壓樁的方式施工，即快又能保證質(zhì)量，壓樁機(jī)移動(dòng)也比較方便，只要加快施工程序方面的技術(shù)管理，就能獲得較為滿意的效果。

注釋及參考文獻(xiàn)：

[1]林飛燕.靜壓預(yù)應(yīng)力管樁在復(fù)雜巖土地基工程中的應(yīng)用[J].中外建筑，2013(10):152-153.

[2]劉民光.靜壓預(yù)應(yīng)力管樁在工程項(xiàng)目中的應(yīng)用分析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2011(5):40-41.

[3]古躍輝.淺談靜壓預(yù)應(yīng)力管樁在房屋工程地基處理中的應(yīng)用[J].科技博覽，2014(2):168.

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[5]梁燕麗.建筑工程施工中靜壓預(yù)應(yīng)力管樁的特點(diǎn)與施工技術(shù)分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012(7中）:172.

[6]程建偉.土力學(xué)與地基基礎(chǔ)工程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012：246.

[7]GB 50202-2002.建筑地基與基礎(chǔ)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

［8］JGJ 94-2008.建筑樁基技術(shù)規(guī)范［S］.

TheApplication of Pre-stressed Static Pressure Pipe Pile in the Construction

DOU Ben-yang，WANG Wei
(Fine Arts Department of Architecture,Xuancheng Vocational and Technical College,Xuancheng,Anhui 242000)

The construction of a building in Xuancheng city is pre-stressed pipe piles.In order both to ensure the building quality and the schedule and to meet the need of the plan，the house owner and the supervisoryorganization,the construction unit must be faced with the problems of many pre-stressed pipe piles,complex geological conditions and tight schedule.However the construction unit strictly follows the current civil construction specifications and some related technical regulations as well as the building site conditions.The following are the technical procedures:the location of the piles→the fixing of static pile drivers→ the regulation of the pile rams →the placement of the piles→the sinking of the plies→observation of the recording→the oil shifting of the plies.Thus the building construction has been completed timely in good quality.

pipe piles;static pressure;quality control

TU473.1＋3

A

1673-1891（2015）02-0035-04

2015-03-13

竇本洋（1978-），男，安徽宣城人，碩士，講師，研究方向：教育管理、建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)、建筑施工技術(shù)。