航道工程論文：航道工程管樁的施工與檢測探析
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本文作者：高小紅 單位：江蘇省泰州市航道管理處
管樁施工情況
1．場地處理。該工程在距居民區較近地段，采用靜力壓樁機施工，在距民房較遠地段，采用錘擊樁施工。由于建筑物建基面較深，而航道護岸位置基礎軟弱，為保證設備安全工作，需要對護岸地基進行了處理。經計算，錘擊樁和靜壓樁機對地基承載力要求達到150KPa即可，但由于本工程樁基較密，數量較多，為防止設備來回行走加上深送樁（7m）對地基的擾動，對錘擊樁段和靜力壓樁段根據對場地的要求不同分別進行了場地處理，以滿足施工條件的要求。錘擊樁段場地處理：沿護岸基礎施工范圍內按每邊超寬半臺設備的寬度進行場地處理，對上層的60cm土體按摻加8%石灰改良。根據現場實際使用情況，場地基礎改良處理后，能滿足設備要求，但同時要注意做好明水排除工作。靜壓樁段場地處理：沿護岸基礎施工范圍內按每邊超寬半臺設備的寬度進行場地處理，將上層的軟弱土體挖除后，回填70cm的建筑垃圾，同時沿基礎縱向打設輕型井點降水，橫向挖排水溝，設碎石盲溝排水。
2．施工工藝方法。由于樁基較密，為減少成樁后地基承載力降低設備無法施工的情況，均采用垂直軸線方向退后施工的方法。錘擊樁施工：施工流程為：樁位放樣一樁機就位一管樁起吊、對樁位一調整垂直度一打冷錘2~3擊（柴油錘）一復查樁身垂直度一正式打樁一接樁一收錘、測貫入度一驗收。靜壓樁施工：施工流程為：樁位放樣一樁機就位一管樁起吊、對樁位一調整垂直度一靜壓1~2m一復查樁垂直度一正式壓樁一接樁一繼續壓樁至設計指標、記錄壓力值一驗收。
3．沉樁質量控制。（1）沉樁順序：由于本工程樁基較多，為減少設備行走對基礎的擾動，也為了減少群樁的擠密效應，沉樁時按每塊基礎分塊施工，施工時沿底板橫向方向順序施工，沿軸線方向后退分排沉樁。（2）樁位放樣：采用全站儀精確放出樁位，用30cm竹筷在樁位位置打入土中，上部用綁扎紅繩，施工時根據紅繩即可找到精確的樁位，對將要施工的樁位用石灰粉按樁徑大小劃一個圓圈，樁位放線后的打樁過程中，考慮到土體的擠壓移位，在打樁前需對樁位進行復核。（3）樁身垂直度控制：用兩臺經緯儀在離打樁機15m以外成正交方向進行觀察，在正交方向上輔助設置兩根吊砣垂線進行觀察校正。（4）接樁：接樁采用將端板焊接起來接樁，接樁時要注意新接樁節與原樁節的軸線一致，兩施焊面上的泥土、油污、鐵銹等要預先清刷干凈。管樁焊接施工應由有經驗且有專業焊工證的焊工按照技術規程的要求認真進行，焊縫要均勻飽滿，焊接后要等待規范規定的冷卻8~10min后才能繼續施工，以免焊縫處入土急冷后使接頭處冷脆影響使用壽命，如果設計有防銹要求，焊縫還須做防銹處理。（5）終樁控制：本工程管樁設計承載力為3,700kN，設計院提供的終止沉樁的標準為：靜壓法樁沉樁終壓值為：3,700kN，錘擊樁沉樁停錘標準；最后3陣的每擊貫入度小于3mm（每陣10擊）。施工終壓力與樁的極限承載力是兩個不同的概念，但相互有一定關系。福建省《靜壓樁基礎技術規程》編制組通過大量樁基資料的統計分析，提出了樁的豎向極限承載力與終壓力值有如下經驗關系：當6m≤L≤8ITI時，Quk=（0.60~0.80）Rsm；當8m<L≤15rn時，Quk=（0.70~1.0）Rsm；當15m<L≤23m時，Quk=（0.85~1.0）Rsm；當L>23m時，Quk=（1.00~1.25）Rsm。式中Quk為靜壓樁單樁豎向極限承載力標準值；Rsm為靜壓樁施工時施加的最大壓力值；L為靜壓樁的有效入土深度。由以上關系可見，當樁較短時，單樁豎向極限承載力小于施加的終壓力值；反之，當樁較長時又會大于終壓力值。本工程設計單位提出的終壓值標準為3,700kN，我們施工時的控制終樁壓力值為4,300kN，折算的系數為：3,700/4,300=0.86，經檢測，單樁的承載力是滿足設計指標要求的，施工的結果符合上述經驗公式。
4．特殊情況的預防與處理。（1）樁頂碎裂正常錘擊沉樁過程中，如突然出現送樁器快速下沉的情況，一般是樁頂碎裂，端板不能正常發揮作用所造成的，這個時候要檢查錘擊樁的總擊數，已進土長度，并報請設計單位確定是否可以停止沉樁，并作終樁處理。樁頂碎裂的預防措施有：①應根據工程地質條件、樁斷面尺寸及形狀，合理地選擇樁錘，要重錘輕擊，樁重與錘重之比約為1：3~1：5。②沉樁前應對樁構件進行檢查，檢查樁頂面有無凹凸情況，樁頂平面是否垂直于樁軸線，樁尖是否偏斜，對不符合規范要求的樁不宜采用或經過修補等處理后才能使用。③檢查樁帽與樁的接觸面處是否平整，如不平整應進行處理方能施工。④穩樁要垂直，樁頂要加襯墊，如襯墊失效或不符合要求要更換。（2）樁身傾斜為了保證樁身的垂直度，防止樁身傾斜，主要預防措施有：①要求施工場地平整，對軟弱地基表面鋪碎石再平整。為使樁機底盤保持水平，可在樁機行走裝置下加墊板。②初沉時，對不垂直的樁及時糾正，控制垂直度在5‰。③保持樁頂與樁帽接觸面平整，使樁不受偏心荷載。接樁時，上下樁必須保持在同一軸線上。④在飽和軟粘土地區，控制沉樁速度。
管樁檢測情況
樁身質量檢測根據《港口工程樁基動力檢測規程》（JTJ249-2001），檢測內容包括高應變和低應變檢測。高應變動力檢測，通過分析樁在沖擊力作用下產生的力和加速度，確定樁的軸向承載力，評價樁身完整性，并分析土的阻力分布、樁錘的性能指標、打樁時樁身應力及瞬時沉降特性。檢測樁的數量應根據地質條件和樁的類型確定，宜取總樁數的2%~5%，并不得少于5根。本工程按總樁數的2%控制檢測頻率。高應變動力檢測合格樁的軸向極限承載力應滿足設計要求且樁身完整或基本完整。低應變動力檢測用地評價樁身完整性，宜采用反射波法。對混凝土預制樁，檢測樁數不宜少于總樁數的10%，并不得少于10根。本工程按總樁數的10%控制檢測頻率。低應變動力檢測合格樁的樁身應完整或基本完整。本工程管樁按規范要求作了高應變和低應變檢測，經檢測發現，本工程所施工的PHC管樁，樁身完整，焊縫質量滿足要求，軸向承載力達到設計的3,700kN要求，補檢樁未發現明顯質量缺陷，檢測樁均合格。
結束語
本工程位于長江口，淤泥質地層從北向南逐漸變厚，在航道工程基礎處理經常采用的粉噴樁，但是試驗無法達到設計指標要求，經灌注樁排樁結構、水泥攪拌樁基礎處理等多種結構探討，地基處理優化變更為預應力高強混凝土管樁。采用該種管樁作為建筑物基礎，加快了施工進度，保證了建筑物的安全，較灌注樁排樁結構降低了工程造價。由于在航道工程中很少采用管樁基礎，在施工過程中也遇到了場地要求高、管樁沉樁后樁內水位高等問題，最終通過多方的努力，預應力混凝土管樁在本工程中成功應用，為今后在航道工程基礎處理提供了很好的借鑒。
