靜壓管樁施工應用工程實例分析

舒孝洪

深圳市建工集團股份有限公司 廣東深圳 518000

摘要：靜壓管樁以其噪音低、震動小等優(yōu)點，近幾年來被作為一種新的樁型廣泛應用。本文作者通過近幾年來對（PHC）管樁的施工技術的研究和實踐結合，從樁基承載力的確定在施工技巧方面進行較深入探討，介紹了在土方回填作業(yè)時回填標高的控制方法，以及在樁端板不平和有孤石的情況下的施工技巧。

關鍵詞：預應力混凝土管樁； 終壓值； 樁端板

1 工程地質概況

某擬建工程其上覆蓋著第四紀地層沉積物，地層結構較簡單，具有坡積相沉積結構特征，地層由上至下為①雜填土；②黏土；③粘土夾砂；④碎石；⑤強風化安山巖，某典型場地土層構成見表一。由于場地工程地質條件和建筑物規(guī)模的影響，大多數場地使用超短樁（5m左右）。吉林省還沒有地區(qū)規(guī)范，仍然以經驗公式

來計算承載力，以表一數據計算得450KN。顯然是不合理的，沒能充分發(fā)揮出樁身強度。對于PHC-A300（70）-6的管樁，以往靜載實驗取值為700KN，要明顯高于經驗公示值。

表一 場地地基土層構成

地層編號 地層名稱 地層厚度/m 狀態(tài)

1 雜填土 0.2—1.0 —

2 黏土 0.5—1.7 可塑

3 粘土夾砂 1.0—2.5 可塑

4 碎石 1.5—2.1 中密

5 強風化安山巖 未鉆穿 中密—密實

2.壓樁機工作機理

靜力壓樁是利用樁機自重和配重的反力，通過壓樁機的夾樁箱夾住樁，將預應力混凝土樁壓入地基土層中的一種施工工藝。壓樁時，利用樁機自身配備的起重機將樁吊入樁箱中，夾持油缸將樁從側面加緊，樁機調平即可開動壓樁油缸，先將樁壓入土中1m左右后停止，矯正樁垂直度后，壓樁油缸繼續(xù)伸程動作，把樁壓入土層中。伸長完后，夾持油缸回程松夾，壓樁油缸回程。重復上述動作，可實現連續(xù)壓樁操作，直至把樁壓入目標持力層。靜壓法也是以樁頂標高和終壓值雙向控制的，超短樁則是以終壓值控制為主，標高僅起參考作用，但終壓值與承載力的換算，目前還缺乏可靠的理論依據，只能通過靜荷載試驗和施工經驗來確定。能準確把終壓值與承載力特征值換算，對相同地質的靜壓樁施工有著深遠的意義。

3.超短樁的承載力計算

軸心受壓的管樁，不考慮管樁壓屈影響時，樁身軸心受壓承載力應符合下列規(guī)定：

—軸壓力設計值；—混凝土抗壓強度設計值，C80混凝土取值為35.9N/mm2； —考慮沉樁工藝影響及混凝土殘留預應力影響而取的綜合折減系數，對于A型、AB型、B型和C型樁統(tǒng)一取=0.7。

計算得R=1271KN，由公式可知，改值為無樁端板時混凝土的軸心抗壓強度設計值，沒有考慮管樁中鋼棒的抗壓強度和螺旋箍筋的增強作用，該值比較保守。當不考慮沉樁工藝的折減系數時，R=1815KN，在樁端板及樁身完整的情況下，根據樁機壓力表讀數，可以確定不同生產廠家的管樁最大壓力可以達到1800KN—2000KN不等，與理論計算基本相符合。超短靜壓樁在終壓值的確定上，經驗放大2.6—2.8倍，可以保證靜荷載試驗的100%合格，單樁承載力設計值為700KN時，6米樁終壓值為1820KN，5米樁1960KN。為了滿足終壓值的要求，單樁承載力為700KN時的PHC—A300（70）—6的超短靜壓樁已經充分利用了樁身的強度，采用品牌廠家生產的合格管樁，在施工上市可行的，而以經驗公式計算=450KN要遠遠小于以樁身強度為依據的特征值，當樁長提高或改為 AB型樁時，承載力特征值還是可以適當的提高的。

在超短靜壓樁的施工上同時也存在著這樣的問題，部分樁不能夠復壓，即不能二次挪動樁機對同一樁重復施工。施工過程中，由于擠土效應可能引起局部樁身抬高，尤其是端承樁或端承摩擦樁會由此引起基礎不均勻沉降，進而導致建筑結構的損壞。解決辦法：樁基施工完成后，宜對樁身進行2次就、甚至多次復壓，但由于回填土標高不足、持力層起伏等原因，有些過高的樁采取了錐形鐵破碎的辦法，破碎樁頭到自然地面標高，沒有樁端板對樁的保護作用，使樁受壓能力顯著下降，無法實施復壓，若單獨對樁端板完整的樁采取復壓，又違背不均勻沉降原則，把土回填的太高，后期運土出場不經濟。因而，初次施壓的終壓值確定很關鍵，本地區(qū)土質較硬，樁擠土效應不明顯，通過首次施工提高終壓值的辦法可以減少甚至基本杜絕浮樁的問題，但也同時相對降低了樁身的承載力。在樁擠土

效應影響嚴重的地區(qū)更應引起足夠的重視。超短靜壓管樁在設計上應該以樁身材料強度為設計依據，并結合不同的施工工藝，不同的樁長、地質特點給出合適的設計值，以便于更經濟、更合理的利用管樁。

4.超短靜壓樁施工技術研究

超短靜壓樁從施工工藝上有著鮮明的特點，為了滿足承載力的要求，使終壓值放大的倍數很大，對樁身質量、耐壓強度要求很高。持力層的起伏，使樁長不易確定，破碎后的樁不能夠復壓。靜壓管樁應用在棚戶區(qū)改造工程當中，受老房基礎影響，孤石不易排除干凈，給無樁尖的空心管樁的使用帶來麻煩。針對以上三種情況，我們在施工過程中進行了一些有益探索。

4.1 回填土標高確定

超短靜壓樁對土回填的標高要求比較嚴格，并且場地要平整，不能有高于自然地面的障礙物，而且抱壓式樁是把樁夾在中間的，當一個樁位施工完畢后，樁機要移到下一個樁位，因為持力層起浮，超短樁又為端承樁，以終壓值控制為主，若樁高于自然地面，樁身強度也不允許超壓，不能把樁強行壓于自然地面以下，因此施工后的樁頂標高會高于自然地面，通常采取錐形破碎鐵把高出自然地面的管樁破碎到自然地面，由于樁身材料的脆性，自然地面以下樁身會有局部炸裂的痕跡，導致樁身不完整，若按技術要求截樁到樁身完整處，就要降低承臺低面標高，并且增加承臺厚度，造成浪費。通常外徑300mm內徑160mm的管樁，在使用自制錐形破樁鐵時，可以將樁身炸裂控制在400mm以內，依據經驗，建議在土方回填作業(yè)時，可以把自然地面標高控制在承臺底面以上400mm處，這樣既可以保證承臺標高不會因樁頂標高過低而下降，也可以使后期再挖掘樁間土方時外運土方量最少。

圖1 破碎樁標高示意圖

4.2 樁端板不平時施工技巧

管樁的樁端板在不同的地質情況下起著不同的作用，在開口樁的第一節(jié)樁可以當樁尖使用，多節(jié)樁時可以起到連接的作用，但對于超短樁，樁端板的存在，主要和螺旋箍筋結合在一起，對混凝土起環(huán)箍效應，來提高樁的抗壓強度，滿足設計上對沉降的要求，樁端板同時也承擔預應力端板的作用，由于生產技術及材料等原因，有樁端板不平的情況，這時樁端部應力集中，在要到達持力層時，應力集中使部壓力過大，很容易爆樁。在遇到樁端板不平的情況時可以再兩節(jié)樁之間增加樁墊，多選用橡膠墊或木板做樁墊，；來平衡應力集中。在材料廠家的選擇和進場檢驗上更應慎重考慮，加強管理。在沒有樁端板且承載力比較低的破頭樁上，可以采取把樁頭鋸平整并加設樁墊的方法，來提高管樁的終壓值，進一步提高承載力和控制沉降。

4.3 遇到孤石處理辦法

靜壓樁以其噪音低、震動小的特點，被廣泛的應用在舊房改造工程當中，然而老房基礎一直是靜壓樁施工的最大障礙，遇到老基礎再去挖掘又嚴重影響施工速度。針對這一問題一般采取的措施如下：施工前，用大型挖掘機在有樁位甚至全場地進行翻土，深度到達老房基礎持力層，盡可能的把孤石排除干凈，翻土后要控制回填高度，注意引起陷機，在施工過程中，到達老房基礎深度時，重復多次提樁、壓樁，壓樁的時候注意控制壓樁速度，過快容易使樁的本身產生橫紋，這種辦法可以把小個的孤石擠開，