管樁在城市軌道工程中的施工質量控制與缺陷處理探討

劉金偉，司孫義，張禹康，畢承偉，周豪，管騰飛

（江蘇省建筑工程質量檢測中心有限公司，江蘇 南京 210028）

0 引言

隨著我國城市軌道交通工程近幾年的迅速發展， 地鐵車輛的行駛終端均會修建車輛段或停車場。 運用庫、工程車庫、洗車鏇輪庫及軌行道岔區等作為車輛段或停車場的必備功能區， 其地基基礎通常采用高強預應力混凝土管樁進行加固處理。 采用靜壓施工工藝， 目前常用管樁為PHC-400-AB-95 型高強預應力混凝土管樁， 其各項性能均符合GB13476—2009 《先張法預應力混凝土管樁》的技術要求[1]。

1 地質概況

本工程地質地表多為填土， 填土厚度一般在1～10 m 左右，以黏性土為主，流塑、軟塑、可塑、硬塑狀不等、軟塑-流塑狀厚度一般為2.10～22.30 m；局部分布少量粉砂土層，厚度不大，呈透晶體狀分布。 下伏基巖為象山群砂巖，受地質構造和風化作用的影響，局部裂隙較為發育，巖石強度變化大。

2 管樁施工質量控制

2.1 試樁

按照圖紙設計要求，選擇具有代表性的地段進行工藝性試樁試驗，以復核地質資料、各項技術參數和實際成樁效果， 以便下一步管樁大規模施工時能滿足質量驗收標準的各項要求。 試樁檢測合格后編制試樁總結報告， 作為管樁施工的控制依據和操作規程，并按此嚴格執行，最終保證管樁的施工質量。

2.2 施工工藝

本工程采用液壓靜力壓樁機， 其施工工藝流程： 施工準備→測量放線、 控制樁軸線→樁機就位→預應力混凝土管樁驗收與吊裝→樁尖焊接→焊接質量驗收→壓樁→接樁及檢查驗收→壓樁→樁頂標高復核→轉移樁機→樁基檢測→管樁填芯及樁帽制作。

2.3 施工質量控制措施

（1） 預應力管樁的樁身質量應符合GB13476—2009《先張法預應力混凝土管樁》的規定；施工質量應按JGJ 106—2014 《建筑基樁檢測技術規范》 及GB 50202—2018 《建筑地基基礎工程施工質量驗收標準》執行。

（2）預制樁施工應合理安排施工順序，當持力層埋深或樁的入土深度較大時，優先施工長樁后施壓短樁。

（3）混凝土預制樁的混凝土強度等級達到設計強度等級的70%方可起吊。

（4）混凝土預制樁的混凝土強度等級達到設計強度等級的100%才能運輸和施壓作業。

（5）當樁基施工可能影響周圍建（構）筑物，地下管線邊坡道路等正常使用和安全時，應預先采取有效的保護措施，并跟蹤監測。

3 管樁施工常見質量通病

3.1 預應力管樁樁身斷裂

主要原因：①一節樁的細長比過大，沉入時，又遇到較硬的土層；②樁制作時，樁身彎曲超過規定，樁尖偏離樁的縱軸線較大，沉入時樁身發生傾斜或彎曲；③樁人土后，遇到大塊堅硬障礙物，將樁尖擠向一側；④穩樁時不垂直，打入地下一定深度后，再用走樁架的方法校正，使樁身產生彎曲；⑤兩節樁或多節樁施工時， 相接的兩節樁不在同一軸線上，產生了曲折，或接樁方法不當。

3.2 樁頂位移

主要原因：①樁數較多，土層飽和密實，樁間距較小， 在沉樁時土被擠到極限密實度而向上隆起，相鄰的樁一起被涌起；②在軟土地基施工較密集的群樁時，由于沉樁引起的空隙壓力將相鄰的樁推向一側或涌起；③樁位放得不準，偏差過大；施工中樁位標志丟失或擠壓偏離，施工人員隨意定位；樁位標志與墻、柱軸線標志混淆搞錯等，造成樁位錯位較大；④選擇的行車路線不合理；⑤特別是摩擦樁，樁尖落在軟弱土層中，布樁過密或遇到不密實的回填土，在靜壓的影響下使樁頂有所下沉。

3.3 樁身傾斜

主要原因：①打樁機架挺桿導向固定垂直于底盤，不能作前后左右微調，或雖能微調，但使用不便。 ②在沉樁過程中，如果場地不平，有較大坡度，挺桿導向也隨著傾斜，則樁在沉入過程中隨著挺桿導向也會產生傾斜。

3.4 接樁處松脫開裂

主要原因： ①連接處的表面沒有清理干凈，留有雜質、雨水和油污等；②采用焊接或法蘭連接時，連接鐵件不平及法蘭平面不平，有較大間隙，造成焊接不牢或螺栓擰不緊；③焊接質量不好，焊縫不連續、不飽滿，焊肉中央有焊渣等雜物，接樁方法有誤，時間效應與冷卻時間等因素影響；④兩節樁不在同一直線上，在接樁處產生曲折，接樁處局部產生集中應力而破壞連接，上下樁對接時，未作嚴格的雙向校正，兩樁頂間存在縫隙。

4 成樁后低應變檢測結果分析

低應變法主要可以用來檢測樁身的缺陷有：接樁處焊縫質量較差、斷裂、離析、夾泥、縮徑、擴徑、膠結不良以及樁底浮渣較多等。

本工程前期共施工1 200 根管樁，按照相關驗收標準要求需抽測20%的小應變， 即需檢測240根，經過隨機抽測，發現部分樁存在明顯缺陷，如圖1 所示。

圖1 某工程XXX 樁小應變波形

由圖1 可知，波形圖反映約5.6 m 處存在明顯缺陷；而本根樁設計長度為16 m，采用的是10 m+6 m 的兩個樁接樁而成， 缺陷基本體現在接樁處。為進一步保證工程質量， 確保地基強度滿足設計、規范要求。 處理意見如下：首先對本批次施工范圍內的樁基采取擴大頻率進行再抽檢；其次對檢測出現明顯缺陷的樁基對管樁空心部分進行鋼筋混凝土填充；最后對缺陷樁四周的9 根樁基墩帽采用整體式澆筑，以達到整體受力的作用。 針對檢測結果出現的缺陷， 施工方組織相關人員進行原因分析，避免在后期施工過程中再次出現此類問題。

5 結語

文章主要闡述管樁在城市軌道工程中的廣泛應用，管樁作為城市軌道交通工程中停車場或車輛段地基加固處理的一種主要措施。分析施工過程的質量控制要點， 及影響管樁施工質量的關鍵因素，并結合具體事例針對管樁施工過程中出現的問題，研究出處理問題的具體方案。對同行業內的相關單位作為參考，從根本上保證工程質量。