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摘 要：在滨海地区复杂软基土质条件下进行超长预应力管桩基础工程施工，由于地质情况比较复杂，施工中不可预见的因素也较多，难免出现异常情况，当遇到设计桩长长径比超过100的超长预力管桩的施工时，异常情况将更为突出。因此具有针对性的施工工艺和质量控制方法对保证施工质量符合要求具有重要的意义。文章拟通过成功的施工案例介绍在滨海地区复杂软基情况下如何进行超长预应力管桩工程的施工，并提出保证施工质量的防治措施。
关键词：滨海地区复杂软基；超长预应力管桩；施工质量防治措施；软基土方开挖
中图分类号：TU753.3 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）23-0164-02
1 工程概况
珠海科技园生话配套区（宿舍）一期工程，施工日期为2007年6月，该位于珠海洪湾变电厂东南侧，总建筑面积约1.34万 m2；总建筑高度为26.8 m。该工程地处滨海地区围海回填区域，基础采用Φ500 A型、Φ400 A型预应力高强砼管桩基础，共计252根，Φ500 A型桩端以强风化花岗岩作为持力层，单桩承载力标准值为1 700 kN，Φ400 A桩端以作为持力层，单桩承载力标准值为1 500 kN，有效桩长平均为55 m，桩端持力层进入强风化花岗岩≥1.5 m。地质报告显示：人工填土层厚度0.60～4.2 m，且未完成自重固结。其下为淤泥、粘土、淤泥质粘土、粗砂、砾质粘性、全风化花岗岩、强风化花岗岩。其中对施工极为不利的土层为淤泥层，厚达15.1～33.3 m，和厚为2.10～8.80 m的粗砂层，呈稍密到中密状态，给桩机施工带来困难。
2 施工准备阶段情况分析
在施工准备阶段，通过对图纸会审及地质报告资料的查阅，本项目预应力管桩的施工有二个特殊情况：一个是預应力管桩设计桩长为55 m，其长径比大于100，属于超长预应力管桩；另一个是淤泥层厚达15.1～33.3 m。超长管桩及超厚的淤泥层是本工程施工的难点，因此，施工前必须有针对性的落实可行的施工质量控防治制措施，是保证施工质量的前提。
本预应力管桩基础工程与通常用只有二三节管桩长度的普通管桩基础工程相比，施工难度更大：
①桩身超长，若采用锤击桩机施工时因锤击数次多而容易造成桩头破坏和桩身电焊接头损伤，对桩身造成损坏。
②桩身超长及超厚的淤泥层容造成桩身倾斜，沉桩时因挤土效应易造成桩位偏移和断桩等现象的出现。
③本基础工程面层人工填土层厚薄不一（0.60～4.2 m），其下多为淤泥层，因此土方开挖的时候土体容易蠕动也会造成偏桩的情况出现。
3 施工阶段针对性防治措施
建设单位、施工单位、监理单位和设计单位应积极配合和沟通，各方对重要工序的施工实施重点跟进，发现问题及时与各方取得联系，及时采取有效的防治措施。
3.1 预应力管桩施工机械的选择
为避免锤击桩机施工时因锤击数次多而容易造成桩头破坏和桩身电焊接头损伤的问题，应尽量在回填土等施工场地方面采取措施以改善条件以满足静压桩基施工条件要求，采用静压桩机部分代替原先预计采用锤击桩机；但对土质为粗砂、砾质粘性较厚的区域仍采用锤击桩机；本工程采用静力压桩法和锤击法相结合施工方法。
3.2 预应力管桩材料的选择
设计方除应考虑承载要求外，还应考虑到锤击过程中可能会打烂桩头，因此每根桩的最上面一节桩应有加强措施（壁厚加大或用AB桩），以增加管桩的锤击打耐受力，保证在不损坏管桩和接桩焊口的情况下达到设计要求的贯入度。
3.3 施工方案的选择
本工程场地原状土表层土为0.60～4.2 m厚的回填土，其承载能力大小不一致，根据施工图纸的设计特点，应先进行承台基础土方开挖低于承台底500 mm左右进行换填处理后，再进行预应力管桩的施工。土方开挖阶段，为避免土方开挖、机械移动，设备的偏压及先后开挖形成的土体压差，造成土体蠕动，造成桩的位移和桩顶的偏移；应采用长臂挖土机结合人工挖土的方案，分段对承台基础和地梁土方进行施工。
4 预应力管桩的施工
4.1 沉桩顺序
施工前制定合理的切实可行的施工顺序，预应力管桩在施压或施打在承台基础土方开挖和基底换填后进行，同一幢楼先打设计深度较深的桩位，并按施工方案要求分区跳打。在同一区域内打桩顺序为先深后浅、先密后疏、先中间后四周。
4.2 沉桩要点
桩基施工场地应整平；桩机设备进场安装调试，桩机安放、移动要平衡，保持桩机的垂直。
桩就位要准确，压桩或打桩前应从正面及侧面进行垂直度调正，开锤时应低锤轻击，待桩身入土1 m后要进行二次校正。穿过淤泥层时一般会急速自由下沉，要控制好力度避免桩身打裂和损坏设备，稳定后立刻进行桩位及垂直度的校正。
4.3 接桩焊接
预应力混凝土管桩接桩时上下节桩段应保持对直，错位偏差不宜大于2 mm。接头焊接采用气焊焊接，焊接时必须清理焊道，将铁锈、泥土等杂物清理干净方可焊接；焊接时焊缝应饱满、连续，且根部必须焊透，焊缝质量应满足二级焊缝的要求，若达不到要求，必须返工重焊；焊完后冷却时间不得少于8 min，由专人来控制。
4.4 送 桩
在桩接近设计标高的最后几米时要控制好桩机终压表读数、锤击力度和桩顶标高，测定好桩的最后贯入度及桩顶标高。
4.5 预应力管桩施工过程中异常情况的处理措施
由于现场地质情况比较复杂，施工中不可预见的因素也较多，施工时就难免出现异常情况，针对这种情况，我们认真作好桩的原始记录，监理人员积极配合跟机旁站，从桩机就位、桩管起吊、插管、压管、接管、送桩和桩机终压表读数、贯入度等几个连续的施工过程，来严格控制静压桩成桩质量，同时按照设计要求严格控制桩的有效长度。若发现管桩桩头破碎、桩有效长度不够、成桩后桩位偏移等情况，应立即停止施工，并通知设计单位到现场共同处理。在锤击桩机施工过程中，进场的管桩有四根桩桩头出现破碎现象，被怀疑有质量不稳定的情况，经我方汇同建设、设计、监理四方共同研究，在桩基检测时对这四根桩头破碎的桩进行重点检测。对因淤泥层较厚、回填土较薄，桩基施工桩顶在回填土以下致有2根桩偏位严重，建设、施工、监理三方召开工地现场办公会，辅以“工程例会”和“专题例会”，及时解决施工过程中影响工程质量的突发事件。 5 土方开挖时的注意事项
①件进入基础承台、地梁土方的开挖阶段，挖土施工方案以及采取的技术措施，都应围绕“避免土体应力过快释放，避免土体施工荷载过大，合理控制土体位移与应力释放”这样的原则进行。
②土方开挖与桩基全部完成间隔时间应在15 d以上。
③如遇土质较差，宜采用人工挖土，避免挖机荷载及震动对土体的影响。
④挖机、车辆选择应尽量避免采用大型设备。应尽量选择距离开挖位置较远的长臂挖土机及小型挖机配合开挖，外运土方运输车辆优先选用5 t的装载车。
⑤挖土部署中应注意路线优化，避免挖土机械来回重复行走。
6 目标效果与效益
6.1 目标效果
根据质监站和设计院的要求，桩基检测项目如下：
①低应变法检测120根预应力管桩。
②高应变法检Ф400预应力管桩测9根、Ф500预应力管桩6根。
桩基检测结果为：
①低应变法检测120根预应力管桩；桩身完整性类别均为Ⅰ类有107根，占受检桩总数的89%，桩身完整性类别均为Ⅱ类有13根，占受检桩总数的11%。检测结果全部合格，满足设计要求。
②高应变法检Ф400 A型预应力管桩测9根、Ф500 A型预应力管桩6根。9根Ф400 A型预应力管桩单桩竖向承载值均达到3 000 kN，满足设计要求；5根Ф500 A型预应力管桩单桩竖向承载值均达到3 400 kN，满足设计要求。1根Ф500 A型预应力管桩为Ⅲ类桩，根据设计要求作补桩，并对补的桩作低应变法检测，检测结果合格，满足设计要求。
6.2 目標效益
实践证明，在滨海地区复杂软基土质条件下进行超长预应力管桩基础工程的施工，采取有效的防治措施和合理的施工方法，从土方局部换填——预应力管桩按施工方案施工——承台基础的施工整个过程均能有效地避免土体位移引起的管桩偏移、断桩等现象的出现，在施工质量、施工进度及施工成本等方面均取得了良好的社会效益。
参考文献：
[1] GJ 94-2008，建筑桩基技术规范[S].
[2] 陈天丰.静压预应力混凝土管桩施工质量控制和常见问题的处理[J].福建建筑，2006，（2）.
[3] 陈振明，马明.对预应力混凝土管桩锤击法施工收锤标准的探讨[J].混凝土与水泥制品，2002，（3）.
[4] 吴春菲，郑水强.软土地基中预应力混凝土管桩基础应用的实践[J].建筑结构，2006，（11）.
关键词：滨海地区复杂软基；超长预应力管桩；施工质量防治措施；软基土方开挖
中图分类号：TU753.3 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）23-0164-02
1 工程概况
珠海科技园生话配套区（宿舍）一期工程，施工日期为2007年6月，该位于珠海洪湾变电厂东南侧，总建筑面积约1.34万 m2；总建筑高度为26.8 m。该工程地处滨海地区围海回填区域，基础采用Φ500 A型、Φ400 A型预应力高强砼管桩基础，共计252根，Φ500 A型桩端以强风化花岗岩作为持力层，单桩承载力标准值为1 700 kN，Φ400 A桩端以作为持力层，单桩承载力标准值为1 500 kN，有效桩长平均为55 m，桩端持力层进入强风化花岗岩≥1.5 m。地质报告显示：人工填土层厚度0.60～4.2 m，且未完成自重固结。其下为淤泥、粘土、淤泥质粘土、粗砂、砾质粘性、全风化花岗岩、强风化花岗岩。其中对施工极为不利的土层为淤泥层，厚达15.1～33.3 m，和厚为2.10～8.80 m的粗砂层，呈稍密到中密状态，给桩机施工带来困难。
2 施工准备阶段情况分析
在施工准备阶段，通过对图纸会审及地质报告资料的查阅，本项目预应力管桩的施工有二个特殊情况：一个是預应力管桩设计桩长为55 m，其长径比大于100，属于超长预应力管桩；另一个是淤泥层厚达15.1～33.3 m。超长管桩及超厚的淤泥层是本工程施工的难点，因此，施工前必须有针对性的落实可行的施工质量控防治制措施，是保证施工质量的前提。
本预应力管桩基础工程与通常用只有二三节管桩长度的普通管桩基础工程相比，施工难度更大：
①桩身超长，若采用锤击桩机施工时因锤击数次多而容易造成桩头破坏和桩身电焊接头损伤，对桩身造成损坏。
②桩身超长及超厚的淤泥层容造成桩身倾斜，沉桩时因挤土效应易造成桩位偏移和断桩等现象的出现。
③本基础工程面层人工填土层厚薄不一（0.60～4.2 m），其下多为淤泥层，因此土方开挖的时候土体容易蠕动也会造成偏桩的情况出现。
3 施工阶段针对性防治措施
建设单位、施工单位、监理单位和设计单位应积极配合和沟通，各方对重要工序的施工实施重点跟进，发现问题及时与各方取得联系，及时采取有效的防治措施。
3.1 预应力管桩施工机械的选择
为避免锤击桩机施工时因锤击数次多而容易造成桩头破坏和桩身电焊接头损伤的问题，应尽量在回填土等施工场地方面采取措施以改善条件以满足静压桩基施工条件要求，采用静压桩机部分代替原先预计采用锤击桩机；但对土质为粗砂、砾质粘性较厚的区域仍采用锤击桩机；本工程采用静力压桩法和锤击法相结合施工方法。
3.2 预应力管桩材料的选择
设计方除应考虑承载要求外，还应考虑到锤击过程中可能会打烂桩头，因此每根桩的最上面一节桩应有加强措施（壁厚加大或用AB桩），以增加管桩的锤击打耐受力，保证在不损坏管桩和接桩焊口的情况下达到设计要求的贯入度。
3.3 施工方案的选择
本工程场地原状土表层土为0.60～4.2 m厚的回填土，其承载能力大小不一致，根据施工图纸的设计特点，应先进行承台基础土方开挖低于承台底500 mm左右进行换填处理后，再进行预应力管桩的施工。土方开挖阶段，为避免土方开挖、机械移动，设备的偏压及先后开挖形成的土体压差，造成土体蠕动，造成桩的位移和桩顶的偏移；应采用长臂挖土机结合人工挖土的方案，分段对承台基础和地梁土方进行施工。
4 预应力管桩的施工
4.1 沉桩顺序
施工前制定合理的切实可行的施工顺序，预应力管桩在施压或施打在承台基础土方开挖和基底换填后进行，同一幢楼先打设计深度较深的桩位，并按施工方案要求分区跳打。在同一区域内打桩顺序为先深后浅、先密后疏、先中间后四周。
4.2 沉桩要点
桩基施工场地应整平；桩机设备进场安装调试，桩机安放、移动要平衡，保持桩机的垂直。
桩就位要准确，压桩或打桩前应从正面及侧面进行垂直度调正，开锤时应低锤轻击，待桩身入土1 m后要进行二次校正。穿过淤泥层时一般会急速自由下沉，要控制好力度避免桩身打裂和损坏设备，稳定后立刻进行桩位及垂直度的校正。
4.3 接桩焊接
预应力混凝土管桩接桩时上下节桩段应保持对直，错位偏差不宜大于2 mm。接头焊接采用气焊焊接，焊接时必须清理焊道，将铁锈、泥土等杂物清理干净方可焊接；焊接时焊缝应饱满、连续，且根部必须焊透，焊缝质量应满足二级焊缝的要求，若达不到要求，必须返工重焊；焊完后冷却时间不得少于8 min，由专人来控制。
4.4 送 桩
在桩接近设计标高的最后几米时要控制好桩机终压表读数、锤击力度和桩顶标高，测定好桩的最后贯入度及桩顶标高。
4.5 预应力管桩施工过程中异常情况的处理措施
由于现场地质情况比较复杂，施工中不可预见的因素也较多，施工时就难免出现异常情况，针对这种情况，我们认真作好桩的原始记录，监理人员积极配合跟机旁站，从桩机就位、桩管起吊、插管、压管、接管、送桩和桩机终压表读数、贯入度等几个连续的施工过程，来严格控制静压桩成桩质量，同时按照设计要求严格控制桩的有效长度。若发现管桩桩头破碎、桩有效长度不够、成桩后桩位偏移等情况，应立即停止施工，并通知设计单位到现场共同处理。在锤击桩机施工过程中，进场的管桩有四根桩桩头出现破碎现象，被怀疑有质量不稳定的情况，经我方汇同建设、设计、监理四方共同研究，在桩基检测时对这四根桩头破碎的桩进行重点检测。对因淤泥层较厚、回填土较薄，桩基施工桩顶在回填土以下致有2根桩偏位严重，建设、施工、监理三方召开工地现场办公会，辅以“工程例会”和“专题例会”，及时解决施工过程中影响工程质量的突发事件。 5 土方开挖时的注意事项
①件进入基础承台、地梁土方的开挖阶段，挖土施工方案以及采取的技术措施，都应围绕“避免土体应力过快释放，避免土体施工荷载过大，合理控制土体位移与应力释放”这样的原则进行。
②土方开挖与桩基全部完成间隔时间应在15 d以上。
③如遇土质较差，宜采用人工挖土，避免挖机荷载及震动对土体的影响。
④挖机、车辆选择应尽量避免采用大型设备。应尽量选择距离开挖位置较远的长臂挖土机及小型挖机配合开挖，外运土方运输车辆优先选用5 t的装载车。
⑤挖土部署中应注意路线优化，避免挖土机械来回重复行走。
6 目标效果与效益
6.1 目标效果
根据质监站和设计院的要求，桩基检测项目如下：
①低应变法检测120根预应力管桩。
②高应变法检Ф400预应力管桩测9根、Ф500预应力管桩6根。
桩基检测结果为：
①低应变法检测120根预应力管桩；桩身完整性类别均为Ⅰ类有107根，占受检桩总数的89%，桩身完整性类别均为Ⅱ类有13根，占受检桩总数的11%。检测结果全部合格，满足设计要求。
②高应变法检Ф400 A型预应力管桩测9根、Ф500 A型预应力管桩6根。9根Ф400 A型预应力管桩单桩竖向承载值均达到3 000 kN，满足设计要求；5根Ф500 A型预应力管桩单桩竖向承载值均达到3 400 kN，满足设计要求。1根Ф500 A型预应力管桩为Ⅲ类桩，根据设计要求作补桩，并对补的桩作低应变法检测，检测结果合格，满足设计要求。
6.2 目標效益
实践证明，在滨海地区复杂软基土质条件下进行超长预应力管桩基础工程的施工，采取有效的防治措施和合理的施工方法，从土方局部换填——预应力管桩按施工方案施工——承台基础的施工整个过程均能有效地避免土体位移引起的管桩偏移、断桩等现象的出现，在施工质量、施工进度及施工成本等方面均取得了良好的社会效益。
参考文献：
[1] GJ 94-2008，建筑桩基技术规范[S].
[2] 陈天丰.静压预应力混凝土管桩施工质量控制和常见问题的处理[J].福建建筑，2006，（2）.
[3] 陈振明，马明.对预应力混凝土管桩锤击法施工收锤标准的探讨[J].混凝土与水泥制品，2002，（3）.
[4] 吴春菲，郑水强.软土地基中预应力混凝土管桩基础应用的实践[J].建筑结构，2006，（11）.