一、案例工程概況
案例工程共採用三種基礎，即樁基礎、混合基礎（樁基礎結合開挖基礎）和天然淺基礎。所有樁基礎及混合基礎都擬採用預應力管樁直徑為φ400、φ500預製管樁，預製管樁型號分別為PHC-400A95、PHC-500A100型預應力管樁。±0.000m標高相當於絕對標高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報告，樁端進入持力層大於等於樁長及貫入度控制。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徵值分別不大於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現場靜載試驗確定，工程試驗樁承載力滿足設計要求後方可施工工程樁。
二、試樁目的
試樁完成後，通過樁的靜載試驗，確定樁基工程各項設計、施工等參數，選擇樁基持力層、判定沉樁的可能性，選擇靜壓值，並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，根據建設方提供的相關圖紙及國家相關規範，案例工程的試樁數量為54根。試樁時應採取措施保證樁身側向穩定性要求。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#，然後由南向北試樁，暫安排兩臺設備在建設方規定的時間內完成試樁(適當可增加設備)。
案例工程原地面以下地質情況如下：
（1）素填土：層厚0.60-14.5米，黃褐色、灰褐色、鬆散、稍溼。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）殘積粉質黏土：層厚1.2-27米，黃褐色、灰黑色、可塑，幹強度中等，中等韌性，搖振反應無，稍有光澤，該層為泥灰巖風化殘積層。地基承載力特徵值fak=200Kp；
（3）強風化泥灰巖：層厚0.6-19.9米，灰褐色、灰黑色、強風化狀態。巖體破碎，巖質較軟。風化裂痕發育，巖芯呈塊狀。泥質結構，層狀構造。巖體基本質量登記為V級。幹鑽不易鑽進。地基承載力特徵值fak=400Kpa；
（4）中風化泥灰巖：層厚5-10米，青灰色、灰黑色，中風化狀態。巖體較完整巖質較硬，巖心呈柱狀、短柱狀。鈣泥質結構，層狀構造，基本質量等級為Ⅲ級。地基承載力特徵值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資料的分析、工程設計圖紙的認真領會，以及對現有設備性能的綜合考評，案例工程採用靜壓施工工藝，施工工藝如下：
測量放線→樁機就位 →覆核樁位→掛吊樁鋼絲繩→ 起吊樁→ 樁尖入土穩樁雙向校正→ 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）採用送接壓樁完畢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
根據建設單位提供的控制、水準點建立測量控制網，並在施工現場打樁影響範圍外設置座標和高程控制點，並經規劃、設計、監理等相關單位覆核無誤確認後方可投入使用。
（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。並了解工程所在地區的紅線點位置及坐標、周圍環境、現場地形等情況。
（2）熟悉和了解地面建築物的布局、定位依據、定位條件及建築物的主要軸線等。
（3）將招標單位提供的水準點高程、坐標進行複測無誤後，及時辦理籤證移交手續。
（4）在熟悉和掌握全部樁基設計圖紙的基礎上，對總圖上所標註的定位坐標、尺寸用計算閉合導線方法核算是否準確。
（5）根據總圖上提供的坐標，計算出測量時所需的距離、角度並通過坐標反算，換算成極坐標後進行平面控制網的測設。
（6）測設時先校核施工現場上已測設的坐標點，然後根據已測量出的坐標點測設出平面布置圖上的坐標點，並使各個坐標點分布在施工場地內。
（7）每次用直角坐標測設後要進行校核。
（8）主要坐標控制點測設後，建立整個施工場地的平面控制網。
（9）測設出建築物軸線與主要控制點，為樁基放樣做好準備。
（10）平面控制網測設時保證測設精度，控制網測設後進行閉合平差。並對主要坐標控制點作必要的保護。
2．測放樁位
根據控制點設定建築物軸線及角樁，按樁位布置圖測放樁位，並在樁位中心用鋼筋或竹籤作好標記，樁位測放後應經監理單位覆核後方能施工。為防止樁機就位時樁機自重擠壓土體使已測放樁位移位，在樁機就位後正式壓樁前應覆核正確，樁定位偏差控制在20mm以內。
4.2.2 預製樁的驗收
（1）預製樁出廠到工地，應按批量查收預製樁出廠合格證。
（2）質檢人員應會同現場監理共同檢查、驗收預應力管樁，驗收合格後，方準使用。如驗收中發現不合格，應做好標記並及時退貨。
4.2.3 樁起吊、就位
樁現場駁運採用二吊點法、餵樁時採用一吊點，吊點設置在0.29L（L為樁長）處（如下圖所示），起吊過程中，用託繩穩住樁的下部，吊機儘量減小吊臂仰角（並儘量減少吊臂促出長度），緩慢地將樁拖至樁機就近處後再開始垂直起鉤，平穩地把樁餵至樁機夾持器中。
圖一 二點吊示意圖
圖二 一點吊示意圖
對於由樁機自備卷揚機吊樁操作同理。樁的起吊、轉運過程中．操作人員均應按起重安全操作規程進行。
4.2.4 豎樁與插樁
根據已設定的控制點用直角坐標法對樁位進行二次覆核，正確後下放首節樁，首節樁樁尖的中心點與樁位的偏差控制在20mm以內。
4.2.5 垂直度控制
當樁尖進入土層500mm後，用經緯儀調整樁機樁架處於垂直位置，然後再調整首節樁的垂直度（經緯儀一般架設在距樁機15m以外），使樁架與樁身保持平行，其精度誤差小於樁長的1%（首節管樁插入地面時的垂直度偏差不得超過0.5%），即可壓樁，並在壓樁過程中進行跟蹤監測，指揮樁架保持其精度。如果超差，必須及時調整，但需保證樁身不裂，必要時拔出重插應儘可能拔出樁身，查明原因，排除故障，以沙土回填後再進行施工，不允許採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後即可將錘連同樁帽壓在樁上，同時應在樁的側面或架上設置標尺。並做好記錄，始可擊樁，如樁頭不平時，用麻袋或厚紙板墊平，亦可先環氧砂漿補抹平整。開始打樁應起錘輕壓或輕擊數錘，觀察樁身，樁架，樁錘等垂直一致後，即可轉入正常施打，開始打樁時，落距應較小，入地一定深度待樁穩定後，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，以緩和打樁時的衝擊和使打樁應力均勻分布，延長撞擊的持續時間以利樁的貫入。樁帽用鑄鋼或鋼板製成，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製成，長度和直徑視需要而定，使用時，將送樁放於樁頂頭上， 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，要經常注意樁身有無位移和傾斜現象，如發現問題應及時糾正，樁將沉至要求深度或到達硬土層時，落錘高度一般不宜大於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，即可對貫入並或入土標高進行觀測，至達到設計要求為止，然後移樁機至新樁位。
2．接樁
①、案例工程接樁採用焊接法。
②、樁段就位必須和相連接的樁節保持在同一軸線上，連接後樁身保持垂直。
③、管樁接樁：
a）管樁拼接成整樁採用端板焊接連接，焊接前樁頭預埋鐵件必須清除汙鏽，露出金屬光澤。如樁節之間間隙過大，可墊鐵片填實焊牢，接合面之間的間隙不大於2mm。焊接時，應將四角點焊固定，然後對稱同時焊接以減少焊接變形，焊縫要求連續飽滿，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），採用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縫焊接，並採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後方可再焊次一層，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《鋼結構工程施工及驗收規範》（GB50205-07）二級焊縫的要求
c）接樁應儘量縮短時間，以避免停打時間過長導致樁周土重固結而影響沉樁。
④、焊縫完成後，應會同監理檢查驗收，待焊縫降溫1min後再行打樁，嚴禁用水冷卻或焊好後立即沉樁。
3．送樁
送樁時必須採取送樁器，可採用插銷式送樁器。送樁杆送樁時，應根據設計要求計算好送樁深度，並在送樁杆上做好醒目標記。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，並跟蹤觀測送樁情況，直到送樁至設計標高時，發出信號停止送樁。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，以便及時採取措施。送樁後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範圍以內。送樁留下的孔洞要採用方木、築膠板覆蓋，避免物品人員掉落，並及時回填，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，以免發生差錯，每換班打樁前後，都要核對樁位、樁數以防錯打和漏打。
4.2.8 常見質量問題現象、原因分析與防治措施
1．樁身斷裂
a. 現象：在壓樁過程中，樁身突然傾斜錯位，當樁尖處土質條件沒有特殊變化，而貫入度突然增大，施壓油缸的油壓顯示突然下降並引起機臺抖動，此時可能是樁身斷裂。
b. 原因：
①、樁材加工彎曲度超過規定，樁尖偏離樁的縱軸線較大，沉入過程中樁身發生傾斜或彎曲。
②、樁入土後，遇到大塊堅硬的障礙物，把樁尖擠向一側。
③、插樁不垂直，在壓入一定深度後，用移機方法來糾正，使樁身產生曲折。
④、多節樁施工時，相對接的兩節樁不在同一軸線上，焊接後產生彎曲。
⑤、樁材混凝土強度不夠，在堆放、吊運過程中產生裂紋或斷裂而未被發現。
c. 預防措施：
①、施工前應把樁位下的障礙物清理乾淨，必要時對每個樁位用釺探檢查。
②、加強樁材外觀檢查，發現樁身彎曲超過規定（L/1000且≤20mm）或樁尖不在樁縱軸線上不宜使用。
③、在插樁過程中如發現樁不垂直應及時糾正，樁壓入一定深度發生嚴重傾斜時，不得採用移機方法來糾正。接樁時要保證上下兩節樁在同一軸線上，端面間隙要加墊鐵片塞牢。
④、樁的堆放和吊運應嚴格執行規範，若樁身裂縫超過驗收標準嚴禁使用。
2．樁頂損壞
a. 現象：在沉樁過程中，樁頂出現損壞。
b. 原因：
①、樁材混凝土配比不良，施工控制不嚴，養護措施不力。
②、樁頂端面不平，造成樁頂端面與樁軸線不垂直。
③、樁頂與送樁杆的接觸面不平，送樁時造成樁頂端面局部應力集中而損壞。
c. 預防措施：
①、樁製作時，離心要均勻，樁頂加密箍筋位置要準確，並按規範養護。
②、沉樁前應檢查樁頂有無凹凸現象，其端面是否垂直於軸線，樁尖是否偏斜，若不符合規範要求不得使用，或經過修補處理後才能使用。
③、檢查送樁杆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. 現象：在壓樁過程中，相鄰的樁產生橫向位移或樁身上浮。
b. 原因：
①、樁入土後，遇到大塊堅硬的障礙物，把樁尖擠向一側。
②、多節樁施工時，相對接的兩節樁不在同一軸線上，焊接後產生彎曲。
③、樁數量較多且樁距較小，壓樁時土被擠壓到極限密實度後而向上隆起，相鄰的樁被浮起。
④、在軟土地基施壓較密集的群樁時，由於壓樁引起的超孔隙水壓力較大把相鄰的樁推向一側或浮起。
c. 預防措施：
①、壓樁前應先將樁位下的障礙物清理乾淨，加強樁材外觀檢查，若發現樁身彎曲超過規定或樁尖不在樁縱軸線上不得使用。
②、在壓樁過程中，如發現樁不垂直應及時糾正，接樁時要保證上下兩節樁在同一軸線上，施焊應嚴格執行規範。
③、採用井點降水、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，停置兩周後才能開挖。
4．沉樁達不到設計標高
a. 現象：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、工程地質情況應詳細勘探，做到工程地質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，可採用先鑽後壓法（預鑽孔）穿透硬夾層，以利沉樁。
④、先用迴轉鑽孔機進行預鑽孔取土、調整施工順序（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採用素土回填。土方開挖時，預留土方保護層，採用人工配合，清除樁間土方。禁止機械碰撞樁頭造成樁身破裂。
五、成樁質量檢測
試樁完成後，待土體恢復固結後，按設計要求需進行靜載荷試驗，以確定樁身承載力，同時可對地質情況進行一定的判定。土體固結時間規範有具體要求，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倍的單樁承載力特徵值，操作方法可採用堆載,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、質量標準