前言：在工程建設(shè)中預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和灌注樁都有著比較廣泛的應(yīng)用。它們各具特點，且適用條件也不盡相同。所以如何在保證工程質(zhì)量與資金的同時，科學(xué)合理的選擇樁型就顯得非常重要。在本文中，筆者著重的對兩者的使用條件、優(yōu)缺點、承載特性進(jìn)行了詳細(xì)比對分析。以求更好的為以后兩者在工程中運(yùn)用做出有效的價值參考。
一、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁與鉆孔灌注樁
預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是通過現(xiàn)場預(yù)應(yīng)力理性成型后，在置于攝氏一千八百度、十個大氣壓的蒸汽中養(yǎng)護(hù)制成的一類空心圓筒混凝土預(yù)制構(gòu)件。它又被稱為PHC管樁。它的分類主要從施工工藝、混凝土強(qiáng)度等級、壁厚來分，以此為先、后張法預(yù)應(yīng)力管樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁、薄管管樁等。直接在工程所設(shè)計的樁位上開孔，然后將鋼筋籠加入孔內(nèi)注入混凝土形成的構(gòu)件叫做灌注樁，灌注樁通常為圓形截面，在工程施工中的應(yīng)用比較常見，一般有人工挖孔、鉆孔、嵌巖、干作業(yè)成孔、泥漿護(hù)壁成孔等形式的灌注樁型。
二、工程地質(zhì)適用條件對比分析
在沉樁施工時，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁主要采用靜壓和錘擊兩種方法。兩種方法的選擇都是具有一定的適用性，但是面對特殊地質(zhì)構(gòu)造的工程時，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁則是顯得有些力不從心。就已有的工程研究與運(yùn)用可以發(fā)現(xiàn)。在軟土層、砂土層、粘土層以及以風(fēng)化巖基層的地質(zhì)條件下，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁非常有實用性。但是，一旦有孤石、無法清除的障礙物、基巖、巖溶發(fā)育層、不宜作為持力層的堅硬夾層、密實碎土石等淤泥松軟土層地質(zhì)條件時，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁則不能發(fā)揮其主要特性，這種情況其被使用容易造成工程事故。而這種情況下可以采用灌注樁。在特殊地質(zhì)環(huán)境下，人工灌注樁效果最為突出，以下是其使用的特殊地質(zhì)條件的分類：
1、表面柔軟以及土層較厚的土層、土層有暗流、深坑等特殊地質(zhì)條件不宜作為基礎(chǔ)持力層；有液化土層的場地；山區(qū)、坡地土層覆蓋參差不齊的土層變化梯度大的土層以及可能引起地表不均勻沉降和滑坡的場地。
2、豎向承載要求比較高的，容易因為過量荷載發(fā)生變形和地表不均勻沉降的場地
3、對地基沉降與沉降速率有嚴(yán)格要求的場地。
三、優(yōu)、缺點對比分析
PHC管樁的來源主要是通過工廠嚴(yán)格制造工序制得的，有非常高的質(zhì)量保障。其主要優(yōu)點有單樁承載力非常高、設(shè)計范圍比較廣泛易于廣泛選用、施工速度快、施工效率高、施工工期短且經(jīng)濟(jì)造價低，而成品樁質(zhì)量有保證。樁身有非常高的抗打性能、穿透性能也比較好，在施工時，現(xiàn)場比較文明、干凈整潔、方便監(jiān)理等。其在工業(yè)民用建筑工程、港口工程以及現(xiàn)代道路橋梁建設(shè)工程中有著廣泛的運(yùn)用。
與PHC管樁相比，灌注樁的主要優(yōu)點有：
1、與PHC管柱相比其單樁承載能力雖然要稍顯遜色，但是其可以進(jìn)行單樁分布，且單樁分布距離大，群樁效應(yīng)非常小。
2、有非常強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，它可以在各種各樣的復(fù)雜地層環(huán)境中穿插使用，在較為堅實的持力層或基巖壓樁后，可以明顯的觀察施工過程中地層的變化情況，從而有利于根據(jù)實際施工問題進(jìn)行及時處理。
3、灌注樁的施工設(shè)備簡單、輕便、施工效率非常高且可以同時進(jìn)行施工。利用簡單的施工設(shè)備可以施工具有較大承載力的樁。同時在施工過程中，沒有噪聲、振動、濃煙影響且不會造成地面隆起或者側(cè)移，不會對周邊環(huán)境造成污染且不會破換已有的建筑物、道路以及地下設(shè)施。
4、灌注樁的經(jīng)濟(jì)效益比較好，人工挖孔灌注樁造價要低于預(yù)制樁，同時鋼筋的配筋率也非常低。
5、灌注樁有非常好的抗震性，在承載巨大的豎向荷載的同時，還能承載較大的水平荷載，所以在能夠被當(dāng)做抗滑樁與支護(hù)樁在坡地抗滑與建筑物基坑開挖中使用，而且還能在基坑開挖后做為地下承重墻的永久性結(jié)構(gòu)。
管樁在實際應(yīng)用中也存在不足與缺點，主要有：管樁生產(chǎn)和施工設(shè)備都需要相當(dāng)?shù)馁Y金投入；在進(jìn)行錘擊法施工時會產(chǎn)生劇烈的振動，而且有噪聲產(chǎn)生，而在采用靜壓法施工時，施工設(shè)備比較笨重，不利于設(shè)備的進(jìn)出場；管樁施工時會產(chǎn)生巨大的擠土效應(yīng)；管樁送樁的深度有一定的局限性；在不利的地質(zhì)條件下，管樁不能被使用。灌注樁的不足之處則是：在灌注樁的施工現(xiàn)場作業(yè)太多，使得樁的質(zhì)量受到影響，從而導(dǎo)致樁的質(zhì)量不穩(wěn)定。常常會發(fā)生縮頸、斷樁、樁身局部夾泥等質(zhì)量事故；無法有效的控制樁底沉渣問題。
四、承載特性對比分析
在預(yù)應(yīng)力管樁沉樁時會出現(xiàn)排土效應(yīng)，同時還會產(chǎn)生一定的擠土作用。與沉灌注樁相比，擠土效應(yīng)在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工中反應(yīng)比較弱，它不能很好的提高地基的承載能力。在排土效應(yīng)發(fā)生的同時混凝土管樁沉樁過程還會伴隨土塞效應(yīng)，從而發(fā)生“土塞”正是由于這種效應(yīng)，管樁的荷載傳遞規(guī)律與承載機(jī)理比沉灌注樁要更為復(fù)雜。樁土?xí)谕饨绾奢d的作用下產(chǎn)生差異性沉降，同時管樁外側(cè)摩阻力由上至下釋放出來。而管內(nèi)摩阻力則只能在荷載傳遞至樁端反射沉降后，由下往上逐漸釋放。管內(nèi)土塞與管樁在較小的荷載作用下會發(fā)生共同下沉，且土塞對管樁內(nèi)壁不會有摩阻力作用發(fā)生。當(dāng)土塞底部有較大反作用力時，土塞則會發(fā)生向上位移從而出現(xiàn)沉降差，內(nèi)側(cè)摩阻力才能逐步被釋放。土塞的整體摩阻力在一般情況下是不可能被發(fā)揮出來的。
由于沉灌注樁的一般直徑比較大，所以在沉樁過程中，樁的周圍土環(huán)境會發(fā)生擠土作用，從而干擾其重塑行為，增加側(cè)向壓應(yīng)力。擠土作用在不同的土體中效果是不一樣的。由于水平方向擠壓的強(qiáng)烈作用，在非飽和土地基中，土氣會被擠出來，從而減小內(nèi)部空隙，使土體密實度增加提高樁的側(cè)摩阻力，疏松的土體粘粒含量比較低，擠密效果會更好。對于滲透系數(shù)低的飽和粘性土地基來說，空隙間的水會隨著側(cè)向擠壓的發(fā)生而即使排除，土體的瞬時固結(jié)壓縮變形難以有效發(fā)生，所以會使土體產(chǎn)生高于孔隙水的壓力，在壓力超過一定極限值后，地基土體會發(fā)生橫向位移和豎向隆起變形從而導(dǎo)致地基土結(jié)構(gòu)的破壞。
五、承載力增長機(jī)制對比分析
地基承載能力在預(yù)應(yīng)力管樁與灌注樁施工完成后會得到一定的改觀。以沉管灌注樁為例，土體的固結(jié)時效在施工過程中會由于超孔隙水壓的釋放使樁側(cè)土體發(fā)生固結(jié)，那么土的有效應(yīng)力和密實度就會增加從而提高其承載能力。同時，樁周圍的土層強(qiáng)度會隨著施工擾動的發(fā)生而降低，施工結(jié)束后，樁周圍的土層會由于觸變恢復(fù)作用而提高其承載力。
鉆孔灌注樁在施工過程中是不會發(fā)生擠土效應(yīng)的，所以它也不會產(chǎn)生超孔隙水壓。而且土層的擾動面積比較小。所以地基承載力在經(jīng)過處理后其沉降幅度會變得很小。樁施工過程中會擾動土體的觸變恢復(fù)作用，從而讓鉆孔灌注樁周圍土層的強(qiáng)度與承載力的變化。
擠土作用在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在沉樁過程中表現(xiàn)的比較弱，在施工后要比沉管灌注樁小的多。而地基承載能力的變化效應(yīng)，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁與沉管灌注樁基本原理相同，承載能力的提高也基本和鉆孔灌注樁相同。
結(jié)語：
通過本文詳細(xì)的對預(yù)應(yīng)力混凝土管樁與鉆孔灌注樁的工程特性做出了具體比較分析，希望廣大讀者可以通過本文的閱讀，能夠在實際工程運(yùn)用中得到一些參考和指導(dǎo)。
參考文獻(xiàn)：
[1]GB50204-2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(2011年版)[S].
[2]王紹民.我國模板發(fā)展戰(zhàn)略問題的研究與思考[J].建筑技術(shù)，2011(08).
[3]張思峰，周健，賈敏才，等．深基坑施工的現(xiàn)場監(jiān)測及其時空效應(yīng)分析［J］建筑結(jié)構(gòu)，2007，37(6)：53－55
成功提示
錯誤提示
警告提示
評論 （0）