所謂的預(yù)應(yīng)力PHC管樁，就是預(yù)應(yīng)力高強度混凝土管樁，是采用先張預(yù)應(yīng)力離心成型工藝，并經(jīng)過10個大氣壓、1800℃左右的蒸汽養(yǎng)護，制成一種空心圓筒型混疑土預(yù)制構(gòu)件。它具有承載力高、樁身耐打、穿透力強、運輸?shù)跹b方便、接樁快捷、施工文明、現(xiàn)場整潔等優(yōu)點，已經(jīng)在國內(nèi)外很多地區(qū)和工程中得到廣泛的應(yīng)用?；又ёo在建筑物的施工過程中是一項非常重要的工作，它直接關(guān)系到建筑物的安全和使用，因此，為了確保預(yù)應(yīng)力PHC管樁在基坑支護工程中的施工質(zhì)量，就要做好有關(guān)方面的質(zhì)量控制的措施。
1工程概況
1.1基坑概況
該工程主樓為15層，裙樓3層，設(shè)1層地下室。據(jù)勘查，工程的總占地面積為7012m2，其中建筑面積3333m2。結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式采用樁基礎(chǔ)。
根據(jù)地質(zhì)勘察報告，現(xiàn)場地面標(biāo)高在3.45m左右，又根據(jù)建筑施工圖，基礎(chǔ)底板標(biāo)高為-1.05m，底板厚度為300mm，故該部分大開挖深度約為4.8m。電梯井部分原地面標(biāo)高為3.3m，基礎(chǔ)底板頂標(biāo)高-2.6m，底板厚300mm，故電梯井部分開挖深度為6.2m。
1.2工程地質(zhì)條件
場地內(nèi)地層自上而下為：人工填土層（Qml）、第四系海陸交互沉積層（Qmc）、第四系殘積層（Qel）及花崗混合巖（Pt）。1）人工填土層（Qml），2）第四系海陸交互沉積層（Qmc），3）第四系殘積層（Qel）。
1.3水文地質(zhì)條件
場地內(nèi)地下水主要賦存于第四系中粗砂層②3及花崗混合巖④裂隙帶中，屬孔隙水及基巖裂隙水。地下水補、徑、排條件受鄰近地形、大氣降水及鄰近地下水側(cè)滲影響，賦、透水性好?？辈炱陂g測得地下水混合靜止水位埋深2.30～2.80m。地下水環(huán)境屬Ⅱ類，場地地下水對基礎(chǔ)混凝土具有弱腐蝕性，對鋼筋混凝土中的鋼筋和鋼結(jié)構(gòu)具有中等腐蝕性。
2設(shè)計方案
2.1支護方案選擇
本基坑支護工程基坑開挖深度較淺，場地西北、西南是街道，距離基坑底邊線較小，最小處只有6m多，東北、東南較空曠。有多種方案可供初步選擇，如重力式水泥土墻、鉆孔樁+內(nèi)支撐、PHC樁+錨桿支護?，F(xiàn)分別從經(jīng)濟、環(huán)境、工期等方面將各自優(yōu)缺點對比如下。
1）水泥土重力式擋墻優(yōu)點是造價較低，施工技術(shù)成熟，開挖前施工，與開挖工序間施工干擾小，同時可作止水帷幕，有多種工法可供選擇，如深層攪拌法、高壓旋噴法等。缺點是施工周期長，有時還需設(shè)置多排樁，隱蔽施工，樁與樁之間需搭接，質(zhì)量難以保證，水泥土重力式擋墻抗彎、抗折強度低。
2）鉆孔樁加內(nèi)撐優(yōu)點是超前支護，對后續(xù)開挖影響小，鉆孔樁現(xiàn)場施工，直徑、樁長配筋率可根據(jù)現(xiàn)場計算設(shè)計，節(jié)約材料；強度高，尤其是根據(jù)土壓力計算值來靈活配筋，抗彎強度可很好地保證。缺點是現(xiàn)場施工，清孔、掏渣不徹底時質(zhì)量比較難保證，易形成蜂窩、空洞、夾泥層或級配不均等病害，造成質(zhì)量隱患；需制備大量泥漿，不利于環(huán)保；另外選用內(nèi)支撐則工期長，給土方開挖與上部結(jié)構(gòu)施工造成干擾。
2.2設(shè)計計算過程
2.2.1設(shè)計方案簡介
本工程最終采用攪拌樁+PHC管樁+錨索復(fù)合支護技術(shù)?，F(xiàn)就本工程的主要支護剖面——1-1剖面為例進行分析計算。距地下室外邊線外3m處從原地面開挖放坡，坡度為1∶0.5，坡面掛20號鐵絲網(wǎng)，壓抹M10水泥砂漿，厚度為60mm，坡底用M10水泥砂漿硬化，厚度也是60mm。
2.2.2設(shè)計方案計算
采用基坑支護通用計算軟件理正深基坑F-SW5.5計算。計算參數(shù)如表1所示。
表1基坑計算土層參數(shù)
極限彎矩為211.74kN·m，根據(jù)規(guī)范《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》GB13476-2009，φ600mmC型110管樁抗裂彎矩為285kN·m，極限彎矩為569kN·m。該工程中支護樁最大彎矩Mmax=211.74kN·m1）整體穩(wěn)定性驗算采用圓弧滑動法計算，土體寬度取為0.4m，如圖1所示。
圖1整體穩(wěn)定性驗算示意
圖1中：圓弧半徑R=16.961m；圓心坐標(biāo)：x=-1.328，y=5.551；整體穩(wěn)定安全系數(shù)Ks=2.131。整體穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。
2）抗傾覆計算抗傾覆安全系數(shù)：
錯誤！未找到引用源。（1）
式中：Mp為被動土壓力及支點力對樁底的彎矩，其中支點力為錨索的錨固力和抗拉力的較小值；Ma為主動土壓力對樁底的彎矩。錨固力計算依據(jù)錨桿實際錨固長度計算。
1號錨索材料抗力為92.626kN/m，鋪固力為104.398kN/m；2號錨索材料抗力為92.626kN/m，鋪固力為104.398kN/m。經(jīng)計算Ks=1.914≥1.200，滿足規(guī)范要求。
3）抗管涌穩(wěn)定安全系數(shù)（K≥1.5）：
1.5γ0h′γw≤（h′+2D）γ′（2）
式中：γ0為側(cè)壁重要性系數(shù)；γ′為土的有效重度（kN/m3）；γw為地下水重度（kN/m3）；h′為地下水位至基坑底的距離（m）；D為樁（墻）入土深度（m）；K=10.536≥1.5，滿足規(guī)范要求。
3支護樁施工要點
3.1打樁步驟
清除障礙物→平整場地→測量定樁位→樁機組裝→打樁準(zhǔn)備→喂樁、插樁→初打矯正→正式打樁、接樁→送樁→移位施打下一樁。
3.2管樁施打
1）劃線將PHC管樁及送樁器劃出1m刻度線，并標(biāo)識距樁底有效長度，上節(jié)樁及送樁器上標(biāo)識出設(shè)計入土深度及間距100mm和50mm刻度線，以此來控制打入深度和貫入度。
2）PHC管樁的運輸和吊放PHC管樁達到設(shè)計強度的70%以上方可起吊，達到100%運輸。PHC管樁采用大平板車運至現(xiàn)場吊放于對應(yīng)地點。為防止管樁在運輸和堆放時產(chǎn)生自重應(yīng)力作用下的破壞，應(yīng)堆放在平整、堅實的地面上并用枕木墊在支點0.2L處，疊層堆放不宜超過3層。管樁擺放時要采取防止?jié)L動的措施，用木塊等墊在管樁兩側(cè)。起吊時最好采用專用吊鉤鉤住管樁兩端內(nèi)壁進行水平起吊。取樁時嚴(yán)禁用樁架上的卷揚機拖拉管樁取樁。
3）就位打樁樁位處事先用白石灰撒出中心并釘鋼筋頭，混凝土管樁強度及齡期均應(yīng)達到施工規(guī)范要求，場地準(zhǔn)備好后樁機就位進行打樁，用吊車將第1節(jié)樁送至樁機前，采用一點綁扎，吊點宜選在1/3處，用樁機上的吊鉤喂樁，要求樁位正、樁身直，然后安裝樁帽。
4）打樁方法樁尖焊接后，進行插樁，待樁錘重量完全落在樁上后，先調(diào)整樁機導(dǎo)桿垂直度，再移動樁機使樁和導(dǎo)桿平行，用兩個經(jīng)緯儀正交90°觀測，保證樁及導(dǎo)桿垂直度偏差小于0.5%。打樁過程中樁和打樁架的垂直度超過0.5%時，應(yīng)將樁及時拔出重新插樁施打，待第1節(jié)樁進入本節(jié)1/3時再正常施打。要求樁錘、樁帽和樁身應(yīng)保持在同一縱軸線上，宜重錘低擊，低錘重打，樁尖進入硬土層力求連續(xù)施打，如需停打，應(yīng)盡量縮短停錘時間。要求打樁過程中做好記錄，在沉樁較困難時必須觀察貫入度以防止樁頭擊碎卻沒有貫入度的記錄，尤其是最后30擊（3陣）貫入度的記錄，并且注意觀察樁身進入速度和反彈情況。
5）PHC樁連接接樁采用鋼端板焊接法，用CO2氣體保護焊焊接。當(dāng)下節(jié)樁樁頂距地面0.5m左右時就可接樁。接樁時摘去樁帽，先在下節(jié)樁鋼箍上焊上鋼筋棍，然后將第2節(jié)樁如前述方法吊至第1節(jié)樁的上方，上下節(jié)樁段應(yīng)保持順直，錯位偏差不宜大于5mm，節(jié)點彎曲矢高不大于樁段的1‰。焊接時先將對稱四點焊牢、然后分層（不少于兩遍）連續(xù)施焊，焊縫連續(xù)飽滿、厚度高出樁表面2mm。焊縫完畢后刷瀝青船底漆兩遍。
6）停錘標(biāo)準(zhǔn)停錘標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按標(biāo)高和貫入度雙控原則并以標(biāo)高控制為主，貫入度控制為輔。雙控原則：若樁底已達設(shè)計標(biāo)高（-2.85m）時停打；若樁底未達設(shè)計標(biāo)高（-2.85m），但貫入度滿足（4cm/10擊～8cm/10擊）時，繼續(xù)錘擊3陣，每陣（10擊）貫入度均小于2cm/10擊～3cm/10擊，而且樁長達到設(shè)計樁長的90%以上時，可停錘。這里的貫入度控制標(biāo)準(zhǔn)較規(guī)范嚴(yán)格，是因為本工程淤泥層很厚，按工程類比原則，將此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)得更高。
3.3其它施工注意事項
1）注意保護土坡原狀土特性，不受外界擾動，在基坑開挖完成后應(yīng)立即進行護層施工，以防間隔時間過長，土體受擾動而導(dǎo)致局部塌方。
2）為使保護層與土體緊密結(jié)合，修坡與抹灰漿前均應(yīng)噴水濕潤表面，鋼絲網(wǎng)位置應(yīng)設(shè)在灰層中層，水泥砂漿薪舊接槎要注意搭接，以保證護層良好的整體性和不透水性。
3）坡面必須清理干凈，同時防止雨水、地面水滲入坡體內(nèi)，以防層土坡脫節(jié)剝離或護層沿坡面滑動。
4）打樁時，當(dāng)遇到貫入度劇變，樁身突然發(fā)生傾斜、位移或有嚴(yán)重回彈、樁頂或樁身出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫、破碎等情況，應(yīng)暫停打樁，并分析原因，采取相應(yīng)措施。
4結(jié)語
綜上所述，預(yù)應(yīng)力PHC管樁具有承載力高、樁身耐打、穿透力強、運輸?shù)跹b方便、接樁快捷、施工文明、現(xiàn)場整潔等優(yōu)點，已經(jīng)在國內(nèi)外很多地區(qū)和工程中得到了廣泛的應(yīng)用。作為基坑支護的重要施工工程，對整個基坑支護起到了重要的作用。因此，為了確?；又ёo工程的施工質(zhì)量，就要做好預(yù)應(yīng)力PHC管樁的工程質(zhì)量，促進基坑圍護中的應(yīng)用和發(fā)展。
參考文獻：
[1]周建凡.PHC管樁在深基坑工程中的應(yīng)用研究[J].武漢理工大學(xué).2007.
[2]沈晞、周建凡、夏亮.PHC管樁在基坑支護工程中的應(yīng)用研究[J].國外建材科技.2007（01）.
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