論靜壓管樁施工的質(zhì)量安全控制

    一、靜壓管樁的優(yōu)缺點(diǎn)

    靜壓法施工是通過(guò)靜力壓樁機的壓樁機構自重和樁架上的配重作反力將預制樁壓人土中的一種成樁工藝。下面簡(jiǎn)要談?wù)勵A應力管樁中靜壓法施工有哪些優(yōu)缺點(diǎn)。

    1．主要優(yōu)點(diǎn)

    （1）低噪聲、無(wú)振動(dòng)、無(wú)污染，可以24小時(shí)連續施工，縮短建設工期，創(chuàng )造時(shí)間效益，從而降低工程造價(jià)；

    （2）施工速度很快，同時(shí)場(chǎng)地整潔、施工文明程度高；

    （3）由于送樁器與工程樁樁頭的接觸面吻合較好，送樁器在送樁過(guò)程中不會(huì )左右晃動(dòng)和上下跳動(dòng)，因而可以送樁較深，基礎開(kāi)挖后的截去量少；

    （4）施工中由于壓樁引起的應力較小，且樁身在施工過(guò)程中不會(huì )出現拉應力，樁頭一般都完好無(wú)損，復壓較為容易。

    2．主要缺點(diǎn)

    （1）仍然具有擠土效應，對周?chē)ㄖh(huán)境及地下管線(xiàn)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(chǎng)地的地耐力要求較高，在新填土、淤泥土及積水浸泡過(guò)的場(chǎng)地施工易陷機；

    （3）過(guò)大的壓樁力（夾持力）易將管樁樁身夾破夾碎，或使管樁出現縱向裂縫；

    （4）不宜在地下障礙物或孤石較多的場(chǎng)地施工。

    二、靜壓管樁施工過(guò)程的質(zhì)量管理

    （一）壓樁前的準備工作

    1．施工隊資質(zhì)審查

    必須對施工隊（壓樁隊伍）的資質(zhì)材料進(jìn)行審查與管理，了解施工隊的技術(shù)力量及壓樁水平；審查施工組織設計、施工壓樁路線(xiàn)、施工進(jìn)度計劃，評價(jià)其可行性；要求施工隊每個(gè)技術(shù)人員，包括施工技術(shù)員、焊工、記錄員、開(kāi)機員等都必須具有相應技術(shù)資格證和上崗證。

    2．樁機的選擇

    必須根據具體工程的地質(zhì)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(guò)小，可能出現樁壓不下的情況，因而無(wú)法達到設計承載力要求；反之，如果壓樁機噸位過(guò)大，易發(fā)生陷機情況。所以應該會(huì )同各有關(guān)部門(mén)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．施工放線(xiàn)與定樁位

    由于放線(xiàn)的準確與否直接影響建筑物的位置是否符合“規劃”要求，而樁位的準確與否又直接影響著(zhù)整個(gè)工程的結構，因此，這兩個(gè)工序的重要性不容忽視。項目技術(shù)管理人員應該對已定好的軸線(xiàn)位進(jìn)行復核，根據建筑物與結構樁位圖逐位校核，發(fā)現不符合要求的及時(shí)糾正。

    4．樁尖、樁身質(zhì)量檢查

    首先必須對樁尖進(jìn)行查驗、測量，按照管樁有關(guān)規范對于樁尖的構造要求和設計圖紙要求，對所有到場(chǎng)的樁尖進(jìn)行測量，不滿(mǎn)足設計和管樁規范要求的，責令其更換；對所有到場(chǎng)的管樁進(jìn)行仔細認真地查驗，測量管樁的外徑、壁厚、樁身、長(cháng)度、樁身彎曲度等有關(guān)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。同時(shí)應對樁身外觀(guān)質(zhì)量進(jìn)行仔細地查驗，檢查樁身是否粘皮麻面、內外表面是否露筋、表面是否有裂縫、是否斷頭脫頭、樁套箍是否凹陷、表面砼是否坍落等情況，不符合管樁規范要求的，責令廠(chǎng)家退回。

    （二）壓樁施工過(guò)程的質(zhì)量管理

    1．底樁（第一節人土的樁）的定點(diǎn)

    雖然在放線(xiàn)與定樁位時(shí)已經(jīng)核查過(guò)，但是經(jīng)驗不足或技術(shù)水平不高的施工技術(shù)人員往往在放底樁時(shí)偏離原定的樁位，從而導致成樁的偏位。建議在每個(gè)樁位處用石灰或貝灰以原定的樁心為圓心、以該樁的樁徑為直徑畫(huà)一圓圈，壓底樁時(shí)以此圓圈為準，控制樁不偏離該圓圈，使成樁的偏位盡可能減小。

    2．樁身垂直度的控制

    由于靜壓管樁樁機駕駛室內一般會(huì )懸掛一吊有重錘的繩線(xiàn)，由開(kāi)機員以此線(xiàn)為準控制樁一個(gè)方向的垂直度，因而另一方向的垂直度必須另外控制，方法就是在垂直于樁與此繩線(xiàn)連接的地方（即另一正交方向）另設一吊重錘的繩線(xiàn)（視線(xiàn)要通透），以這兩條繩線(xiàn)來(lái)控制樁的垂直度。當樁在兩個(gè)方向都已經(jīng)垂直的情況下方允許壓樁，而且在壓樁過(guò)程中要經(jīng)常檢查樁身垂直度。

    3．接樁及焊縫控制

    接樁前，應保證上下兩節樁的順直，而且兩樁樁心的錯位偏差不宜大于2mm（宜設置接樁導向箍）。管樁施工中主要采用焊接接樁法，在焊接前應該把兩節樁的端頭板用鋼刷清刷干凈，直至坡口露出金屬光澤，而且應該保證上節樁已經(jīng)垂直后方能焊接。焊接時(shí)最好兩個(gè)焊工同時(shí)進(jìn)行，先在坡口圓周上對稱(chēng)點(diǎn)焊4-6點(diǎn)，焊接層數不少于2層，每層焊渣必須清理干凈，保證焊縫連續飽滿(mǎn)，自然冷卻約8～10分鐘（嚴禁用水冷卻或焊完即壓），防止高溫的焊縫遇水變脆而被壓壞。

    4．壓樁過(guò)程的施工記錄

    為了便于控制終止壓樁，必須詳細記錄壓樁過(guò)程的壓力與樁人土深度，了解樁尖人持力層深度是否滿(mǎn)足設計要求以及樁穿過(guò)各土層時(shí)的壓力值。

    5．終壓（即終止壓樁）標準及終壓的控制

    終壓標準應該以質(zhì)監部門(mén)、設計單位、施工單位、建設單位、勘察單位及監理單位等有關(guān)部門(mén)在試樁會(huì )議中根據試樁的實(shí)際情況確定的標準為準則。一般情況下，除保證樁長(cháng)及樁尖入持力層深度應該滿(mǎn)足設計要求外，還要控制終壓值Q的大小。雖然終壓值Q與單樁豎向承載力標準值Rk是兩個(gè)不同的概念，但終壓值Q與單樁豎向承載力標準值Rk存在著(zhù)某種比例關(guān)系，這有待于日后的工程實(shí)踐與理論研究。筆者認為這種比例關(guān)系與工程地質(zhì)構造情況關(guān)系較大，同時(shí)與樁的長(cháng)度以及所選的持力層關(guān)系也不可忽視，總結潮汕地區近幾年靜壓管樁的工程實(shí)踐經(jīng)驗，終壓值Q可以按以下原則來(lái)控制：

    （1）當樁端持力層為粘土、粉質(zhì)粘土時(shí)，主要控制樁端達到的設計深度，終壓值RQ：（0．6-1．3）Rk。

    （2）當樁端持力層為標貫擊數較低、中密以下的粉細砂時(shí)，以控制樁端人持力層深度為主，終壓值作參考，Q=（1．6～2．o）Rk。

    （3）當樁端持力層為標貫擊數較高，中密以上的中粗砂、礫砂時(shí)，以控制終壓值為主，Q=（1．8-2．5）Rk，長(cháng)樁取低值，短樁取高值；擊數低取低值，擊數高取高值。

    （三）樁頭填芯的質(zhì)量控制

    由于樁與上部結構的連接主要通過(guò)樁的承臺，因此樁頭嵌入承臺的長(cháng)度不宜太短，有關(guān)管樁技術(shù)規范規定不宜小于10cm。從日本樁基的典型震害實(shí)例調查中可知，有不少是由于樁嵌入承臺長(cháng)度不足，抗拔不夠，因此在地震設防區有必要把樁嵌入承臺的長(cháng)度加長(cháng)，且樁頭的插筋長(cháng)度也應加長(cháng)及增加配筋量，樁頭填芯砼的強度等級應滿(mǎn)足規范要求和設計要求。這一環(huán)節的重要性顯而易見(jiàn)，工程有關(guān)技術(shù)管理人員應該加強這一環(huán)節的質(zhì)量控制。

    三、成樁的質(zhì)量檢查

    1．樁身垂直度及樁身質(zhì)量的檢查

    樁身的垂直度可以用垂球吊線(xiàn)的辦法來(lái)量測，對不符合規范要求的，應及時(shí)報送設計單位，由設計單位提出補強修改意見(jiàn)。對于配置封口樁尖的工程樁，樁身質(zhì)量的檢查可以直觀(guān)檢查，即將低壓電燈泡沉人樁內腔檢查，正常情況下，內腔應該是不進(jìn)土和水的。若樁內腔完整干燥，說(shuō)明樁身基本完好、焊接質(zhì)量完好、樁尖無(wú)損壞，這種情況下可不采取其他方法另行檢查；反之，應該采取其他方法另行檢查。目前潮汕地區主要依據有關(guān)規范規定，按樁總數的一定比例采取小應變動(dòng)測的檢測方法，對樁身的完整性進(jìn)行檢測。

    2．樁頂標高及偏位情況的檢查

    基礎開(kāi)挖后，應對樁頂標高及樁的偏位情況進(jìn)行測量，并把記錄資料完整地整理一份報送設計單位，由設計單位提出方案，解決那些樁頂標高低于設計標高以及樁偏位超過(guò)規范要求的情況。而對于那些樁頂標高高于設計標高的情況，施工單位應用電鋸法截去多余的樁段，而不應該用人工敲打的辦法把多余的樁段敲掉，那樣很容易把成樁敲傷。

    3．單樁豎向承載力的檢測

目前主要采用靜荷載試驗的方法來(lái)檢測成樁的單樁豎向承載力，由設計單位、質(zhì)監部門(mén)、施工單位、建設單位及監理單位等有關(guān)部門(mén)舉行點(diǎn)樁會(huì )議，選取較具代表性的樁進(jìn)行靜荷載試驗。靜荷載檢測時(shí)一般用慢速維持荷載法，并要求工程有關(guān)技術(shù)管理人員進(jìn)行現場(chǎng)監督，詳細記錄最終沉降量和殘余沉降量等。特別要注意檢測樁機在進(jìn)場(chǎng)、退場(chǎng)及移動(dòng)過(guò)程中不要碰撞到任何工程樁。

  四、常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題分析與處理

    1．樁傾斜

    插樁初壓即有較大幅度的樁端走位和傾斜。碰到此種情況，很可能在地面下不遠處有障礙物。處理的措施主要是在壓樁施工前將地面下舊建筑物基礎、塊石等障礙物徹底清理干凈。

    2．樁尖達不到設計深度

    靜壓管樁施工時(shí)，若發(fā)生個(gè)別樁長(cháng)達不到設計深度，其原因可能是：

    （1）樁尖碰到了局部的較厚夾層或其他硬層。

    （2）中斷沉樁時(shí)間過(guò)長(cháng)。由于設備故障或其他特殊原因，致使沉樁過(guò)程突然中斷，若延續時(shí)間過(guò)長(cháng)，沉樁阻力增加，使樁無(wú)法沉到設計深度。

    （3）接樁時(shí)，樁尖停留在硬土層內，若時(shí)間拖長(cháng)，很可能不能繼續沉樁。

    發(fā)生管樁沉不下去時(shí)，應冷靜分析原因，找出對策才能繼續施工，切不要盲目加大壓樁力強行沉樁。

    3．基坑開(kāi)挖不當引起大面積群樁傾斜

    挖土引起基樁的傾斜，直接起因是挖土方法不當，將基坑挖得太深或將挖出的土堆放在基坑邊坡附近，因而產(chǎn)生側向壓力；加上淤泥本身的流動(dòng)性以及土體中未消散的超孑L隙水壓力乘機向開(kāi)挖方向釋放，加劇了淤泥向開(kāi)挖方向流動(dòng)，而管樁對水平力的抵抗能力小，于是隨著(zhù)土體的位移而向開(kāi)挖方向傾斜，造成樁頂大量位移。發(fā)生這樣的事故先要進(jìn)行調查分析，弄清哪些樁報廢，哪些樁還可以用，哪些樁應折減其承載力，然后根據實(shí)際情況進(jìn)行補樁。為防止此類(lèi)工程事故的發(fā)生，應嚴禁邊壓樁邊開(kāi)挖；開(kāi)挖宜在基樁全部完成并至少隔15天后進(jìn)行，挖土宜逐層均勻進(jìn)行，樁周土體高差不宜超過(guò)1m；注意保持基坑圍護結構或邊坡土體的穩定；基坑頂部周邊不得堆土或堆放其他重物等。

    4．樁身上浮

    當工程樁較短或樁較密集時(shí)較容易發(fā)生樁身上浮的情況，此時(shí)采取復壓是一較有效的補救措施。所謂復壓指的是已經(jīng)壓好的樁再進(jìn)行靜壓的一種措施。

    五、靜壓管樁施工過(guò)程的安全管理

    必須根據安全管理的有關(guān)規定建立健全項目的各有關(guān)管理制度，在項目?jì)炔柯鋵?shí)安全管理責任制，建立考核制度，實(shí)施獎罰措施，以及前面已提及的樁機資質(zhì)及特種作業(yè)上崗證等必須齊全。除此之外，還必須注意以下幾個(gè)事項：

    1．起重機作業(yè)前，應對轉動(dòng)部位進(jìn)行潤滑，檢查部件緊固程度，鋼絲繩是否磨損。

    2．起重臂下嚴禁站人，重物停在空中時(shí)駕駛員不得離開(kāi)操作室。

    3．起重范圍不得超過(guò)起重性能規定的指標，起重機吊樁進(jìn)入夾持機構，壓樁開(kāi)始之前，必須在起重機、卷?yè)P機構放松起吊的鋼絲繩、吊鉤脫離后方可壓樁，以免拉斷鋼絲繩和拉彎起重機吊臂。

    4．接樁時(shí)焊接用的各種氣瓶應作標識，氣瓶要距離明火點(diǎn)10m以上，氣瓶間距必須大于5m，氣瓶必須加防震圈和防護帽，氣瓶使用和存放時(shí)嚴禁平放或倒放。

    5．停止作業(yè)時(shí)，短履需運行到樁機中間位置，停落在乎整地面上，其余油缸回程縮進(jìn)。切斷電源，操作人員方可離開(kāi)樁機。

    6．施工完畢的樁的樁頭上面要加蓋，以防行人或雜物等掉陷。

    六、結語(yǔ)

    雖然目前靜壓管樁工程實(shí)踐經(jīng)驗尚不夠豐富，但隨著(zhù)靜壓管樁技術(shù)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(shí)踐經(jīng)驗的不斷積累，相信靜壓管樁技術(shù)應用水平將會(huì )不斷地得到提高。