一、案例工程概況
案例工程共采用三種基礎(chǔ)，即樁基礎(chǔ)、混合基礎(chǔ)（樁基礎(chǔ)結(jié)合開挖基礎(chǔ)）和天然淺基礎(chǔ)。所有樁基礎(chǔ)及混合基礎(chǔ)都擬采用預應力管樁直徑為φ400、φ500預制管樁，預制管樁型號分別為PHC-400A95、PHC-500A100型預應力管樁。±0.000m標高相當于絕對標高105m-107m之間，試樁樁頂標高詳見各棟號圖紙，樁長詳見各棟號圖紙及地質(zhì)報告，樁端進入持力層大于等于樁長及貫入度控制。相鄰樁的樁底標高差不應超過相鄰樁長的1/10及相鄰中心距，預估單樁豎向承載力特征值分別不大于570KN、820KN，同一承臺下的管樁接頭應相互錯開。單樁承載力最終根據(jù)現(xiàn)場靜載試驗確定，工程試驗樁承載力滿足設計要求后方可施工工程樁。
二、試樁目的
試樁完成后，通過樁的靜載試驗，確定樁基工程各項設計、施工等參數(shù)，選擇樁基持力層、判定沉樁的可能性，選擇靜壓值，并確定打樁施工時停壓標準等。
三、試樁試驗選定、試樁順序及進度
案例工程共有18#需要打樁，根據(jù)建設方提供的相關(guān)圖紙及國家相關(guān)規(guī)范，案例工程的試樁數(shù)量為54根。試樁時應采取措施保證樁身側(cè)向穩(wěn)定性要求。試樁位置按建設方提供的坐標點試樁，標高詳見各棟號圖紙。
根據(jù)實際情況，土方部分未到位及部分圖紙不全等，應建設方要求，先試18#、15#、14#、13#、12#，然后由南向北試樁，暫安排兩臺設備在建設方規(guī)定的時間內(nèi)完成試樁(適當可增加設備)。
案例工程原地面以下地質(zhì)情況如下：
（1）素填土：層厚0.60-14.5米，黃褐色、灰褐色、松散、稍濕。以粘性土為主，含少量塊石、植物根系等，為新近人工填土。系機械推填而成。
（2）殘積粉質(zhì)黏土：層厚1.2-27米，黃褐色、灰黑色、可塑，干強度中等，中等韌性，搖振反應無，稍有光澤，該層為泥灰?guī)r風化殘積層。地基承載力特征值fak=200Kp；
（3）強風化泥灰?guī)r：層厚0.6-19.9米，灰褐色、灰黑色、強風化狀態(tài)。巖體破碎，巖質(zhì)較軟。風化裂痕發(fā)育，巖芯呈塊狀。泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。巖體基本質(zhì)量登記為V級。干鉆不易鉆進。地基承載力特征值fak=400Kpa；
（4）中風化泥灰?guī)r：層厚5-10米，青灰色、灰黑色，中風化狀態(tài)。巖體較完整巖質(zhì)較硬，巖心呈柱狀、短柱狀。鈣泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，基本質(zhì)量等級為Ⅲ級。地基承載力特征值fak=2000KN。
四、施工工藝及方法
4.1、施工工藝選擇
通過對該工程設計圖紙和所提供的地質(zhì)資料的分析、工程設計圖紙的認真領(lǐng)會，以及對現(xiàn)有設備性能的綜合考評，案例工程采用靜壓施工工藝，施工工藝如下：
測量放線→樁機就位 →復核樁位→掛吊樁鋼絲繩→ 起吊樁→ 樁尖入土穩(wěn)樁雙向校正→ 初步加壓→ 檢查該樁身垂直度→ 正式壓樁→ 觀測校正樁身垂直度→壓至樁頂至地面1米時，再吊入樁就位→焊接接樁→繼續(xù)壓樁 →作壓力值記錄→ 成樁→ 移機下一根樁
壓樁的工藝程序如下圖：
（a）準備壓第一段樁；（b）接第二段樁；（c）接第三段樁；（d）整根樁壓平至地面；（e）采用送接壓樁完畢1-第一段樁；2-第二段樁；3-第三段樁；4-送樁；5-樁接頭處；6-地面線；7-壓樁架操作平臺線
4.2、主要項目的施工方法
4.2.1 測量放線、樁定位
1．布設測量控制系統(tǒng)
根據(jù)建設單位提供的控制、水準點建立測量控制網(wǎng)，并在施工現(xiàn)場打樁影響范圍外設置座標和高程控制點，并經(jīng)規(guī)劃、設計、監(jiān)理等相關(guān)單位復核無誤確認后方可投入使用。
（1）首選通過對案例工程總平面圖和設計圖紙的學習，了解工程總體布局、工程特點和設計意圖。并了解工程所在地區(qū)的紅線點位置及坐標、周圍環(huán)境、現(xiàn)場地形等情況。
（2）熟悉和了解地面建筑物的布局、定位依據(jù)、定位條件及建筑物的主要軸線等。
（3）將招標單位提供的水準點高程、坐標進行復測無誤后，及時辦理簽證移交手續(xù)。
（4）在熟悉和掌握全部樁基設計圖紙的基礎(chǔ)上，對總圖上所標注的定位坐標、尺寸用計算閉合導線方法核算是否準確。
（5）根據(jù)總圖上提供的坐標，計算出測量時所需的距離、角度并通過坐標反算，換算成極坐標后進行平面控制網(wǎng)的測設。
（6）測設時先校核施工現(xiàn)場上已測設的坐標點，然后根據(jù)已測量出的坐標點測設出平面布置圖上的坐標點，并使各個坐標點分布在施工場地內(nèi)。
（7）每次用直角坐標測設后要進行校核。
（8）主要坐標控制點測設后，建立整個施工場地的平面控制網(wǎng)。
（9）測設出建筑物軸線與主要控制點，為樁基放樣做好準備。
（10）平面控制網(wǎng)測設時保證測設精度，控制網(wǎng)測設后進行閉合平差。并對主要坐標控制點作必要的保護。
2．測放樁位
根據(jù)控制點設定建筑物軸線及角樁，按樁位布置圖測放樁位，并在樁位中心用鋼筋或竹簽作好標記，樁位測放后應經(jīng)監(jiān)理單位復核后方能施工。為防止樁機就位時樁機自重擠壓土體使已測放樁位移位，在樁機就位后正式壓樁前應復核正確，樁定位偏差控制在20mm以內(nèi)。
4.2.2 預制樁的驗收
（1）預制樁出廠到工地，應按批量查收預制樁出廠合格證。
（2）質(zhì)檢人員應會同現(xiàn)場監(jiān)理共同檢查、驗收預應力管樁，驗收合格后，方準使用。如驗收中發(fā)現(xiàn)不合格，應做好標記并及時退貨。
4.2.3 樁起吊、就位
樁現(xiàn)場駁運采用二吊點法、喂樁時采用一吊點，吊點設置在0.29L（L為樁長）處（如下圖所示），起吊過程中，用托繩穩(wěn)住樁的下部，吊機盡量減小吊臂仰角（并盡量減少吊臂促出長度），緩慢地將樁拖至樁機就近處后再開始垂直起鉤，平穩(wěn)地把樁喂至樁機夾持器中。
圖一 二點吊示意圖
圖二 一點吊示意圖
對于由樁機自備卷揚機吊樁操作同理。樁的起吊、轉(zhuǎn)運過程中．操作人員均應按起重安全操作規(guī)程進行。
4.2.4 豎樁與插樁
根據(jù)已設定的控制點用直角坐標法對樁位進行二次復核，正確后下放首節(jié)樁，首節(jié)樁樁尖的中心點與樁位的偏差控制在20mm以內(nèi)。
4.2.5 垂直度控制
當樁尖進入土層500mm后，用經(jīng)緯儀調(diào)整樁機樁架處于垂直位置，然后再調(diào)整首節(jié)樁的垂直度（經(jīng)緯儀一般架設在距樁機15m以外），使樁架與樁身保持平行，其精度誤差小于樁長的1%（首節(jié)管樁插入地面時的垂直度偏差不得超過0.5%），即可壓樁，并在壓樁過程中進行跟蹤監(jiān)測，指揮樁架保持其精度。如果超差，必須及時調(diào)整，但需保證樁身不裂，必要時拔出重插應盡可能拔出樁身，查明原因，排除故障，以沙土回填后再進行施工，不允許采取強扳的方法進行快速糾偏，而將樁身拉裂、折斷。
圖三 打樁送樁垂直度監(jiān)控示意圖
4.2.6 打樁、接樁、送樁
1．打樁(錘擊施工)
用樁架的導滑夾具或樁箍將樁嵌固在樁架兩導注中，垂直對準樁中心，緩緩放下插入土中，待樁位置及垂直度校正后即可將錘連同樁帽壓在樁上，同時應在樁的側(cè)面或架上設置標尺。并做好記錄，始可擊樁，如樁頭不平時，用麻袋或厚紙板墊平，亦可先環(huán)氧砂漿補抹平整。開始打樁應起錘輕壓或輕擊數(shù)錘，觀察樁身，樁架，樁錘等垂直一致后，即可轉(zhuǎn)入正常施打，開始打樁時，落距應較小，入地一定深度待樁穩(wěn)定后，再按需求的落距進行施打。
沉樁應用適合樁頭尺寸的樁帽和彈性襯墊，以緩和打樁時的沖擊和使打樁應力均勻分布，延長撞擊的持續(xù)時間以利樁的貫入。樁帽用鑄鋼或鋼板制成，錘墊多用硬木或白棕繩圈盤面成，樁墊多用松木或紙墊或酚醛層壓塑料，合成橡膠等。樁帽與樁接觸的表面須平整，與樁身應在同一直線上，以免打樁時產(chǎn)生偏斜。樁錘本身帶帽者，只須在樁頂護以繩墊或木塊。若樁須深入土時，應用送樁。送樁用堅硬的木料或鋼鐵制成，長度和直徑視需要而定，使用時，將送樁放于樁頂頭上， 使與樁在同一垂線上，錘擊送樁，將樁慢慢打入土中。沉樁過程中，要經(jīng)常注意樁身有無位移和傾斜現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)問題應及時糾正，樁將沉至要求深度或到達硬土層時，落錘高度一般不宜大于1m，以免打爛樁頭，沉樁過程中作好沉樁施工記錄，至接近設計要求時，即可對貫入并或入土標高進行觀測，至達到設計要求為止，然后移樁機至新樁位。
2．接樁
①、案例工程接樁采用焊接法。
②、樁段就位必須和相連接的樁節(jié)保持在同一軸線上，連接后樁身保持垂直。
③、管樁接樁：
a）管樁拼接成整樁采用端板焊接連接，焊接前樁頭預埋鐵件必須清除污銹，露出金屬光澤。如樁節(jié)之間間隙過大，可墊鐵片填實焊牢，接合面之間的間隙不大于2mm。焊接時，應將四角點焊固定，然后對稱同時焊接以減少焊接變形，焊縫要求連續(xù)飽滿，焊縫厚度必須滿足設計要求。手工焊接時第一層必須用Φ3.2mm電焊條打底，確保根部焊透，第二層方可用粗焊條（Φ4mm或Φ5mm），采用E4303或E4316焊條。
b）拼接處坡口槽的電焊部分應分三層以上對稱進行環(huán)縫焊接，并采取措施減少焊接變形，正確掌握焊接電流和速度，每層焊接厚度應均勻，每層間的焊渣必須敲清后方可再焊次一層，坡口槽的電焊必須滿焊，電焊厚度宜高出坡口1mm，焊縫必須每層檢查，焊縫不宜有夾渣、氣孔等缺陷，滿足《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》（GB50205-07）二級焊縫的要求
c）接樁應盡量縮短時間，以避免停打時間過長導致樁周土重固結(jié)而影響沉樁。
④、焊縫完成后，應會同監(jiān)理檢查驗收，待焊縫降溫1min后再行打樁，嚴禁用水冷卻或焊好后立即沉樁。
3．送樁
送樁時必須采取送樁器，可采用插銷式送樁器。送樁桿送樁時，應根據(jù)設計要求計算好送樁深度，并在送樁桿上做好醒目標記。當送樁至距設計標高1m左右時，測量人員指揮樁機操作工減小速度，并跟蹤觀測送樁情況，直到送樁至設計標高時，發(fā)出信號停止送樁。送樁過程中如有異常情況時，應即時向設計和建設部門反映，以便及時采取措施。送樁后留下的孔洞及時用道碴回填夯實。樁頂標高允許偏差為±50mm。樁頂位移偏差控制在允許范圍以內(nèi)。送樁留下的孔洞要采用方木、筑膠板覆蓋，避免物品人員掉落，并及時回填，避免陷機。
4.2.7 施工記錄
記錄人員必須及時、認真做好原始資料記錄、整理工作，樁位編號，隨打隨填，以免發(fā)生差錯，每換班打樁前后，都要核對樁位、樁數(shù)以防錯打和漏打。
4.2.8 常見質(zhì)量問題現(xiàn)象、原因分析與防治措施
1．樁身斷裂
a. 現(xiàn)象：在壓樁過程中，樁身突然傾斜錯位，當樁尖處土質(zhì)條件沒有特殊變化，而貫入度突然增大，施壓油缸的油壓顯示突然下降并引起機臺抖動，此時可能是樁身斷裂。
b. 原因：
①、樁材加工彎曲度超過規(guī)定，樁尖偏離樁的縱軸線較大，沉入過程中樁身發(fā)生傾斜或彎曲。
②、樁入土后，遇到大塊堅硬的障礙物，把樁尖擠向一側(cè)。
③、插樁不垂直，在壓入一定深度后，用移機方法來糾正，使樁身產(chǎn)生曲折。
④、多節(jié)樁施工時，相對接的兩節(jié)樁不在同一軸線上，焊接后產(chǎn)生彎曲。
⑤、樁材混凝土強度不夠，在堆放、吊運過程中產(chǎn)生裂紋或斷裂而未被發(fā)現(xiàn)。
c. 預防措施：
①、施工前應把樁位下的障礙物清理干凈，必要時對每個樁位用釬探檢查。
②、加強樁材外觀檢查，發(fā)現(xiàn)樁身彎曲超過規(guī)定（L/1000且≤20mm）或樁尖不在樁縱軸線上不宜使用。
③、在插樁過程中如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應及時糾正，樁壓入一定深度發(fā)生嚴重傾斜時，不得采用移機方法來糾正。接樁時要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上，端面間隙要加墊鐵片塞牢。
④、樁的堆放和吊運應嚴格執(zhí)行規(guī)范，若樁身裂縫超過驗收標準嚴禁使用。
2．樁頂損壞
a. 現(xiàn)象：在沉樁過程中，樁頂出現(xiàn)損壞。
b. 原因：
①、樁材混凝土配比不良，施工控制不嚴，養(yǎng)護措施不力。
②、樁頂端面不平，造成樁頂端面與樁軸線不垂直。
③、樁頂與送樁桿的接觸面不平，送樁時造成樁頂端面局部應力集中而損壞。
c. 預防措施：
①、樁制作時，離心要均勻，樁頂加密箍筋位置要準確，并按規(guī)范養(yǎng)護。
②、沉樁前應檢查樁頂有無凹凸現(xiàn)象，其端面是否垂直于軸線，樁尖是否偏斜，若不符合規(guī)范要求不得使用，或經(jīng)過修補處理后才能使用。
③、檢查送樁桿與樁的接觸面是否平整，如不平整應進行處理才能使用。
3．樁位偏移
a. 現(xiàn)象：在壓樁過程中，相鄰的樁產(chǎn)生橫向位移或樁身上浮。
b. 原因：
①、樁入土后，遇到大塊堅硬的障礙物，把樁尖擠向一側(cè)。
②、多節(jié)樁施工時，相對接的兩節(jié)樁不在同一軸線上，焊接后產(chǎn)生彎曲。
③、樁數(shù)量較多且樁距較小，壓樁時土被擠壓到極限密實度后而向上隆起，相鄰的樁被浮起。
④、在軟土地基施壓較密集的群樁時，由于壓樁引起的超孔隙水壓力較大把相鄰的樁推向一側(cè)或浮起。
c. 預防措施：
①、壓樁前應先將樁位下的障礙物清理干凈，加強樁材外觀檢查，若發(fā)現(xiàn)樁身彎曲超過規(guī)定或樁尖不在樁縱軸線上不得使用。
②、在壓樁過程中，如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應及時糾正，接樁時要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上，施焊應嚴格執(zhí)行規(guī)范。
③、采用井點降水、砂井或盲溝等降水或排水措施。
④、壓樁期間不得開挖基坑，要等樁全部壓完，停置兩周后才能開挖。
4．沉樁達不到設計標高
a. 現(xiàn)象：沉樁壓力已達到或超過設計值，但樁尖未到達設計的標高位置。
b. 原因：
①、工程地質(zhì)情況未能勘探清楚，尤其是持力層的標高起伏不明，致使設計考慮的持力層或選擇的樁尖標高有誤；
②、局部有堅硬夾層或砂夾層；
③、施工中遇到地下障礙物，如大石頭、舊埋設物等；
④、群樁擠土效應導致樁入土阻力增加；
⑤、樁機壓力過小。
c. 預防措施：
①、工程地質(zhì)情況應詳細勘探，做到工程地質(zhì)情況與勘察報告相符；
②、合理選擇持力層或樁尖標高；
③、遇有硬夾層或砂夾層時，可采用先鉆后壓法（預鉆孔）穿透硬夾層，以利沉樁。
④、先用回轉(zhuǎn)鉆孔機進行預鉆孔取土、調(diào)整施工順序（先施工沉樁困難的樁）、在工程場地布置應力釋放孔和溝槽、減緩沉樁速度等，以減少擠土效應對工程場地的影響，釋放土壓力；
4.2.9 成品保護
對施工完成的管樁空洞采用素土回填。土方開挖時，預留土方保護層，采用人工配合，清除樁間土方。禁止機械碰撞樁頭造成樁身破裂。
五、成樁質(zhì)量檢測
試樁完成后，待土體恢復固結(jié)后，按設計要求需進行靜載荷試驗，以確定樁身承載力，同時可對地質(zhì)情況進行一定的判定。土體固結(jié)時間規(guī)范有具體要求，一般砂土為10-15天，黏土及淤泥土為15—20天，加荷要求一般為2倍的單樁承載力特征值，操作方法可采用堆載,獲得樁身沉降量值，描繪Q—S曲線進行分析，獲得樁身極限承載力標準值。
六、質(zhì)量標準
