ＰＨＣ管樁靜壓施工的送樁問題探討

ＰＨＣ管樁靜壓施工的送樁問題探討

　　摘 要：隨著高層建筑建設步伐的加快，帶地下室的設計方案越來越多，這對于PHC管樁來說必將涉及到送樁問題，由于缺乏相應的標準，結合工程實踐，對此進行了探索。
　　關鍵詞：PHC；樁基施工；靜壓法；送樁
　　
　　預應力高強混凝土管樁（代號為PHC），其適用面廣，可廣泛應用于各種工程建設的基礎；規格齊全，供設計選用范圍廣；強度高，抗彎、抗裂性能好；采用工廠化標準生產，質量穩定，性能可靠；施工周期短，噪音小，無震動，無污染；施工工藝成熟，成樁質量可靠性高；檢測直觀，質量有保障；單位承載力造價低，綜合經濟效益好。70年代從廣東沿海地區開始，正在全國廣泛推廣，武漢地區近三年開始在不少工程上得到應用。但是，送樁深度問題缺乏相應的標準，參考廣東省標準《預應力混凝土管樁基礎技術規程》（DBJ/T15-22-98）規定的6m最大限度的施工，在某大樓工程實踐中，最小送樁深度2.0m，最大送樁深度超過7.5m，采用樁送樁施工，取得了一些經驗。
　　
　　1 工程概況
　　
　　某大樓位于武漢空軍雷達學院內，主樓17層，輔樓為3-6層，設計為管樁基礎，樁規格為PHC-AB500（125），樁數為401根，單樁豎向承載力特征值Ra≥2200KN，采用靜壓樁機施工。
　　
　　2 工程地質條件
　　
　　根據勘察單位提供的巖土工程勘察報告，該場地地質情況見表1：
　
　　樁端持力層為（3-3）層細砂，樁端進入持力層不小于1.0m。場區地下水為上層滯水和賦存于場區砂性土層中的孔隙承壓力，地下水對混凝土無腐蝕性。
　　
　　3 前期準備工作
　　
　　（1）試樁施工。
　　按照設計要求，在工程樁中選取了7根試樁（4根靜載樁和3根抗拔樁）。本工程采用YZY-600型全液壓靜力壓樁機，根據的設計單樁承載力要求配重5200KN，最大表壓力為雙組缸18MPa。根據設計要求及參考地質勘察報告，1#試樁配樁38m，壓入土0.4m后壓力值為雙組缸16MPa，換算壓載為4620KN，經穩壓三次后終止壓樁，其余6根樁壓樁參數與1#試樁相同。
　　
　　（2）試樁檢測。
　　靜載試樁按照低應變、高應變、靜載、低應變的順序進行檢測，抗拔試樁按照低應變、抗拔試驗、低應變的順序進行檢測，前后低應變檢測反映7根樁均為Ⅰ類樁；高應變測試承載力數據均超過5228KN；靜載試驗檢測數據見表2，抗拔試驗檢測數據

　　（3）圖紙會審。
　　根據試樁施工情況及試樁檢測結果，按照設計單位要求，工程樁施工工藝參數與試樁一致，即靜力壓樁機配重5200KN，最終壓力值為雙組缸16MPa，并穩壓三次后終止壓樁。
　　
　　（4）確定送樁施工方案。
　　《預應力混凝土管樁基礎技術規程》規定，送樁深度不宜大于2.0m，最深不超過6.0m。本工程裙樓設計最小送樁深度為2.0m，主樓設計送樁深度一般為7.5m，最大送樁深度為8.5m。
　　考慮須送樁的深度要求，我方提出方案如下：
　　①在壓樁施工前先開挖2~3m的土方，然后再壓樁；
　　②增加管樁長度，保證送樁深度不超過6.0m的要求；
　　③《預應力混凝土管樁基礎技術規程》規定的送樁深度不宜大于6.0m，是依據錘擊樁機制定的，而本工程用的是靜壓樁。打入式樁機送樁時在樁頭接樁部位容易引起跳動導致偏心受壓，錘擊能量在樁頭部位傳遞不暢損失大，而靜壓樁機壓樁時不產生沖擊荷載，不會產生能量損失，送樁深度可以適當加深，而鋼制送樁器的統一規格長度為9.8m，所以用13m同規格管樁代替送樁器，送裝深度可以達到8.5m。
　　方案①要考慮靜壓樁機的施工操作面而需要增大土方開挖工作量，土方開挖后引起的一系列的降水、支護及工期的影響，繼而增加工程投資；方案②增加了管樁長度，這樣截樁長度必然增加，造成很大的浪費；方案③最為理想，但無相應的規程、規范依據，仍須進行進一步的試驗。
　　
　　4 工程樁施工
　　
　　（1）樁送樁施工。
　　PHC管樁的豎向抗壓能力較強，豎向抗拉能力較差，能否采取樁送樁，取決于兩個因素：①管樁樁身結構的極限承載力是否小于設計要求的單樁承載力極限值；②樁拔出時的力是否小于PHC管樁的抗拔承載力。
　　參考國家建筑標準設計圖集《預應力混凝土管樁》03SG409及建華管樁的性能參數，經報監理及建設方同意，決定采取樁送樁施工。
　　通過現場觀察數根上拔送樁管樁時的靜力壓樁機壓力表數值，拔起瞬時值小于單組缸7MPa，正常值為單組缸4MPa；壓樁機夾樁器空載由下限向上限運行時壓力表瞬時值為單組缸4MPa，正常值為單組缸2MPa ，換算為樁身上拔時實際上拔力正常值為235KN，最大值為382KN，遠小于樁身的抗拔極限承載力（780KN）。
　　據此可以肯定，采用樁送樁施工不會因為管樁作一次送樁器而產生斷樁，影響工程質量。所以在后續的施工中大膽采用樁送樁施工，同時加強施工中各工序環節的監督，至樁基施工完畢未發現樁身斷裂的現象。
　　
　　（2）施工質量控制。
　　①嚴格按壓樁工藝流程施工，工藝流程如下：測放樁位→樁機就位→吊樁落位→樁段對中調直→靜力壓樁→接樁→再壓樁→送樁→記錄整理等工藝。為了保證施工質量，對每道工序的施工，必須做到位，強化工序施工要求，不符合者，不得進入下道工序。
　　②每次樁段進場時，須有專人驗收，對管樁外觀、樁徑、壁厚、頂面平整度、樁體彎曲等進行檢查，同時管樁生產廠家必須提供相關的水泥、鋼筋、外加劑的質保書、復檢報告及其混凝土配合比，現場檢驗時發現不合格者，必須無條件退貨。
　　③樁機吊樁就位。壓樁機指揮員根據已施放準確并做有白色標記的樁位，指揮壓樁機就位，并進行樁位復測，將樁段起吊至樁位處，由當班施工員和樁工扶正管樁，保證垂直就位，不得隨意自由落位。
　　④雙向控制垂直度。在樁機附近兩側設置鋼支架吊線錘，觀測被壓樁段兩個不同方向的邊緣，調整樁機，嚴格控制樁段的垂直度誤差。嚴禁邊壓樁邊調整樁機，或者下樁入土深度≥1.0m后調整樁 機。如果樁端平面位移超限或遇到地下障礙物時，必須將樁段吊離孔外，待處理后，再調機施工。
　　⑤壓樁。當樁段落位及其調整垂直度符合要求后，方可進行壓樁。壓樁前，事先合理確定壓樁壓力值為雙組缸16MPa；開始壓樁后，要認真記錄每節樁的入土深度和相應的壓力表讀數，同時還需有專人觀測吊線錘的變異情況，嚴格控制樁的傾斜度，當垂直度超限時，應停機責令指揮員及時糾正；在接樁后的壓樁過程中，應堅持以壓力值為主控，樁長為輔的“雙控”原則。樁端持力層為（3-3）層細砂層，確保樁端進入持力層深度≥1.0m的設計要求。如若深度未達到設計要求時，可在允許范圍內適當增大壓力，使之達到深度要求。
　　⑥遇到下列情況之一者，應暫停壓樁，匯報和請示現場監理，并進行及時處理：①壓樁深度超過設計深度，油壓值卻達不到要求；②樁頂和樁身混凝土破碎或產生明顯裂紋；③樁身突然傾斜、位移或嚴重回彈；④與相鄰樁入土長度相差懸殊，或樁端不能落在同一持力層上；⑤場地內地面嚴重隆起或相鄰樁發生嚴重位移；⑥已施工的樁身向上位移。
　　⑦嚴格履行現場監理簽證認可手續。施工過程中，每道工序先經質檢員檢驗，合格后再請現場監理驗收簽字認可，凡未經簽字認可者，不得進行下道工序，在施工質量上質檢員將全力配合現場監理同時把關。
　　
　　5 樁基檢測結果和結論
　　
　　（1）工程樁施工完成，土方開挖后，按照驗收及檢測規范和設計院要求，進行了 4根工程樁靜載試驗、23根高應變檢測、401根工程樁低應變全部檢測、樁身垂直度檢測和樁位偏差測量。結果表明：承載力全部滿足設計要求，樁身完整性Ⅰ類樁占98%，Ⅱ類樁占2%，垂直度偏差小于規范規定的0.5%，平面位置偏差最大為80mm，樁基工程驗收合格。
　　（2）送樁深度超過6.0m時，往往沒有專用的送樁器，采用同規格管樁做送樁器，使用方便經濟，但要注意滿足拔出送樁管樁的力小于管樁的抗拔極限承載力的要求。采用靜壓法施工時，送樁深度可以達到8.5m。
　　（3）預應力高強混凝土管樁有很大的優勢和進步性，采用靜壓樁機施工，特別是在城區應用越來越廣泛，亟需制定出詳細的預應力混凝土管樁基礎技術規范，特別是關于送樁的技術標準。

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