一、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的基本原理
預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（下簡(jiǎn)稱“管樁”）是一種細(xì)長(zhǎng)的空心等截面預(yù)制混凝土構(gòu)件，是采用先、后張法預(yù)應(yīng)力工藝和離心成型方法并經(jīng)蒸汽養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)而成。管樁按樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同分為PC樁（其混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于C80，但不低于C60）和PHC樁（其混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C80）；按樁身樁裂彎矩的大小分為A型、AB型和B型（A型最小、B型最大），外徑有300mm、400mm、500mm、600mm，壁厚為65～125mm，節(jié)長(zhǎng)為4～12m，其中常用節(jié)長(zhǎng)為7～12m。
一、樁型和沉樁工藝的選擇
樁基設(shè)計(jì)中，樁型選擇是十分重要的，它在樁基工程的質(zhì)量和造價(jià)中起關(guān)鍵作用。具體講，樁基的選型和沉樁工藝取決于工程地質(zhì)條件、建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工技術(shù)條件、環(huán)境因素和綜合經(jīng)濟(jì)效果。設(shè)計(jì)以安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理為原則。根據(jù)這些原則對(duì)各種樁型設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較、分析，才能獲得既安全又經(jīng)濟(jì)合理的樁型和沉樁工藝。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)采用管樁時(shí)，要認(rèn)真分析場(chǎng)地的地質(zhì)勘察資料，結(jié)合工程的實(shí)際情況，合理選擇管樁直徑和壁厚，確定管樁的施工長(zhǎng)度，合理布樁，計(jì)算確定單樁豎向承載力，選擇合理樁機(jī)型號(hào)及提出符合實(shí)際的施工技術(shù)要求等。一般來(lái)說(shuō)，因摩擦樁受樁周摩擦力控制，樁間土對(duì)樁的摩擦力影響大，所以，宜選擇細(xì)而長(zhǎng)的樁，壁厚不需要太大。端承載則在滿足長(zhǎng)徑比的前提下，宜選用管徑和壁厚都稍大的樁。同時(shí)，管樁的長(zhǎng)徑比不宜超過(guò)100，當(dāng)穿越較厚淤泥層后即碰到硬巖層時(shí)，若管樁過(guò)于細(xì)長(zhǎng)，在建筑荷載下，易失穩(wěn)壓折破壞。
二、確定管樁的單樁豎向承載力
合理確定管樁的單樁豎向承載力是管樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，單樁豎向承載力一般由以下4種方法確定：
(1)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)靜載試驗(yàn)確定。單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)靜載試驗(yàn)確定，試驗(yàn)方法應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)5建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范6中關(guān)于單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的規(guī)定。
(2)利用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算。在根據(jù)土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，可按江蘇省標(biāo)準(zhǔn)和地質(zhì)勘察資料來(lái)進(jìn)行估算，并作為參考。
(3)用高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法估算。用高應(yīng)變動(dòng)力試樁結(jié)果估計(jì)管樁承載力設(shè)計(jì)值時(shí)，可參照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)5基樁高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)規(guī)程6JGJ106有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。
(4)按樁身允許承載力來(lái)確定。單樁的承載力設(shè)計(jì)值的取值應(yīng)在樁身允許承載力設(shè)計(jì)值的范圍內(nèi)。在實(shí)際操作中應(yīng)根據(jù)不同情況綜合考慮，選用相應(yīng)的管樁基礎(chǔ)的單樁豎向承載力計(jì)算公式，合理進(jìn)行調(diào)整，這樣就可比較合理地確定單樁承載力。
三、合理布置管樁
樁的布置原則主要應(yīng)考慮樁的中心距，樁的合理排列以及樁端進(jìn)入持力層的深度等因素。這表明，布樁時(shí)樁的中心距的最小距離和樁端進(jìn)入持力層的深度設(shè)計(jì)是否合理，是管樁質(zhì)量的關(guān)鍵。規(guī)定管樁的最小中心距，是減少和防止打樁時(shí)引起相鄰樁上浮、位移而導(dǎo)致樁的承載力下降的重要措施。設(shè)計(jì)布樁時(shí)樁不能太多太密，對(duì)獨(dú)立承臺(tái)內(nèi)樁數(shù)超過(guò)30根和大面積群樁的情況，管樁的最小中心距更應(yīng)加大至4.0d以上。另外，要求樁端進(jìn)入持力層一定深度，主要是為了盡量提高樁端阻力，管樁在錘擊能量作用下有明顯的擠土作用，使樁端周圍的土提高了密實(shí)度，達(dá)到增長(zhǎng)阻力的效果，在臨界深度范圍內(nèi)，樁進(jìn)入持力層深度愈深，效果愈明顯。
三、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：①施工前準(zhǔn)備時(shí)間短。由于制作過(guò)程的自動(dòng)化程度高，經(jīng)高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)的管樁，從成型到使用僅需幾天時(shí)間。②適應(yīng)性強(qiáng)。對(duì)持力層起伏較大的地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)可依靠樁長(zhǎng)的調(diào)整，達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效果。③強(qiáng)度高，樁身耐打，穿透力強(qiáng)。成樁質(zhì)量可靠。④施工速度快，施工周期短，文明施工，現(xiàn)場(chǎng)整潔。⑤經(jīng)濟(jì)效益好，單位承載力造價(jià)相對(duì)較低。與其他混凝土預(yù)制樁相比單方混凝土可能提供的承載力高。
缺點(diǎn)：①土層中含有較多難以清除的孤石（障礙物），或有不適宜作持力層且管樁又難以貫穿的堅(jiān)硬夾層地域。②管樁難以貫入的巖面上無(wú)適合作樁端持力層的土層，或持力層較薄且持力層上覆土較松軟，管樁難于貫入的巖面埋藏較淺且傾斜較大。
四、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的注意事項(xiàng)
注意事項(xiàng)：①PHC樁、PC樁適用于抗震設(shè)防烈度不大于8度的地區(qū)；若使用于抗震設(shè)防烈度較高的地區(qū)，則需另行驗(yàn)算。②PHC樁和PC樁主要適用于承受豎向荷載的樁基。當(dāng)有水平荷載或抗拔作用時(shí)，應(yīng)根據(jù)荷載和地質(zhì)情況按本圖集或相應(yīng)規(guī)范驗(yàn)算后使用。③當(dāng)基礎(chǔ)的環(huán)境條件對(duì)管樁有中度及其以上侵蝕性時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用條件按有關(guān)規(guī)范采取有效的防腐蝕措施。
五、工程實(shí)際中的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)
根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和普遍的反應(yīng)，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的豎向承載力按現(xiàn)行規(guī)范公式計(jì)算普遍偏低。尤其對(duì)一些10～20m的中短樁，按現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算，承載力遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏小，有時(shí)甚至計(jì)算值比實(shí)際應(yīng)用值小1/2左右。單樁承載力特征值定得很低，會(huì)造成很大的浪費(fèi)，顯示不出預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的優(yōu)越性，也不利于管樁的推廣應(yīng)用。相反，在特殊和較復(fù)雜的地質(zhì)條件下，如當(dāng)上下土層軟硬差別很大時(shí)，甚至有堅(jiān)硬夾層等地質(zhì)情況，根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告提供的設(shè)計(jì)參數(shù)，管樁的豎向承載力按現(xiàn)行規(guī)范公式計(jì)算會(huì)偏大。單樁承載力特征值定得偏高，會(huì)存在不安全的隱患，同樣也是應(yīng)該避免的。所以，在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)該僅按現(xiàn)行規(guī)范公式計(jì)算單樁承載力，而應(yīng)該通過(guò)靜載試驗(yàn)來(lái)確定單樁承載力特征值。在地質(zhì)條件較復(fù)雜的地區(qū)，勘察點(diǎn)要適當(dāng)加密，不要為了節(jié)省勘察費(fèi)用而減少勘察點(diǎn)，結(jié)果可能導(dǎo)致打樁施工時(shí)更大的浪費(fèi)甚至失敗。在工程地質(zhì)條件較復(fù)雜的地區(qū)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土管樁設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)單位一定要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，調(diào)整確定合適的單樁承載力特征值，以達(dá)到工程設(shè)計(jì)的安全性和經(jīng)濟(jì)性的最佳結(jié)合。
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