PHC管樁（高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁）在高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計被大量采用，除滿足豎向抗壓承載力的同時也要滿足水平承載力的要求。本文以水平載荷試驗為確定水平承載力的基本方法，依據(jù)水平力—時間—位移（H—t—Y0）及水平力—位移梯度（H—ΔY0/ΔH）曲線，綜合確定水平臨界荷載Hσ、水平極限荷載Hu，并對地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)m的合理推算進行了初步分析。
1工程概況
該工程為山東石化丙烯酸項目，構(gòu)筑物均擬采用PHC管樁基礎(chǔ)，試驗場地土層情況自上而下為：1、耕土：黃~黃褐色，稍濕，松散，層厚0.30~060m；2、粉質(zhì)粘土：黃~黃褐色，軟塑~可塑，層厚0.30~3.20m；3、粉土：黃~黃褐色，松散~稍密，層厚1.10~8.10m；4、粉質(zhì)粘土：黃褐~灰褐色，可塑~軟塑，層厚0.40~8.60m；5、粉土：黃褐~灰褐色，稍密~密實，層厚1.00~12.90m；6、細砂：灰褐色，中密~密實，該層最大厚度29.70m；7、粉質(zhì)粘土：褐灰色，可塑~硬塑，該層最大揭露厚度16.0m。
試樁規(guī)格為PHC400AB95-15a，樁保護層厚度40mm，樁端全截面進入持力層不小于2d，樁基采用靜力壓樁法施工，試樁樁頂標(biāo)高±0.000m。
2試驗方法
試驗采用一臺100t油壓千斤頂加載，荷載由JCQ-503型全自動載荷測試分析系統(tǒng)自動控制，水平位移觀測采用2只量程50mm，精度0.01mm的電子數(shù)顯位移傳感器。試驗裝置如圖1所示。
圖1單樁水平靜載荷試驗示意圖
采用單向多循環(huán)加卸載法，按《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003）的規(guī)定進行加卸載及位移觀測：依據(jù)設(shè)計單位的計算荷載，取5kN為每級荷載的加荷增量。每級荷載施加后，恒載4min后可測讀水平位移，然后卸載至零，停2min測讀殘余水平位移，至此完成一個加卸載循環(huán)。如此循環(huán)5次，完成一級荷載的位移觀測，且試驗不得中間停頓。當(dāng)樁身折斷或水平位移超過30～40mm(軟土取40mm)時，可終止加載，結(jié)束試驗。
3試驗數(shù)據(jù)的整理與分析
3.1臨界荷載Hcr及極限荷載Hu的分析與判定
?、?、繪制水平力-時間-作用點位移（H—t—Y0）、水平力-位移梯度（H—ΔY0/ΔH）曲線；
②、取H—t—Y0曲線出現(xiàn)拐點的前一級水平荷載值，或H—ΔY0/ΔH曲線第一拐點對應(yīng)的水平荷載值為臨界荷載Hcr。
?、?、取H—t—Y0曲線產(chǎn)生明顯陡降的前一級水平荷載值，或H—ΔY0/ΔH曲線第二拐點對應(yīng)的水平荷載值為極限荷載Hu。
按試驗數(shù)據(jù)繪制出H—t—Y0曲線和H—ΔY0/ΔH曲線（見圖2），依據(jù)上述規(guī)定，通過
圖28#、9#、10#樁水平靜載試驗H—t—Y0曲線和H—ΔY0/ΔH曲線
圖2可確定8#、9#、10#試樁的臨界荷載Hcr及極限荷載Hu，如表1所示。
表1臨界荷載和極限荷載成果表
3.2m值的推算
本試驗樁頂自由且水平力作用位置位于地面，故按《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003）的規(guī)定，m值可按下列公式推算：
………………..(1)………………………(2)
為樁的水平變形系數(shù)（m-1）；νy為樁頂水平位移系數(shù)，由公式（2）試算，當(dāng)h≥4.0時（h為樁的入土深度），νy=2.441；H為作用于地面的水平力（kN）；Y0為水平力作用點的水平位移（m）；b0為樁身計算寬度（m），對于圓形樁且樁徑d≤1m時，b0=0.9（1.5d+0.5）=0.99m；EI為樁身抗彎剛度（kN·m2），對于鋼筋砼樁，EI=0.85EcI0，圓形截面I0=W0d0/2。
其中………………………(3)
d—樁直徑，0.40m；d0—扣除保護層厚度的樁直徑，0.32m；dl—空心樁內(nèi)徑，0.19m；—鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值，預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量Es=2.0×105N/mm2，混凝土彈性模量Ec=3.8×104N/mm2，=Es/Ec=5.26；—樁身配筋率，=0.703%（查規(guī)范）。
故計算得W0=0.0059m3，I0=9.5×10-4m4，EI=0.85EcI0=3.068×10-4kN·m2。通過公式（1）可得到各級荷載下m值隨荷載H及水平位移Y0的變化曲線，驗算h≥4.0的假設(shè)成立，故νy=2.441，如圖3、4所示。
圖3Y0—m曲線圖4H—m曲線
由圖分析知：Y0—m曲線和H—m曲線都近似雙曲線變化規(guī)律。在最初的小位移階段，m值對上部土層的變化非常敏感，m值隨水平位移的增大迅速變??；而隨著土體變型進入彈塑變形階段，m值隨水平位移的增大而變小的趨勢放緩。
由試驗數(shù)據(jù)顯示：如m值取低值，對應(yīng)水平荷載H為高值，同時對應(yīng)樁頂水平位移為高值，設(shè)計時，按樁的水平承載力控制則偏于不安全；若按樁的水平位移控制則又偏于安全。故存在m值如何合理取值的問題?！督ㄖ鶚稒z測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003）中規(guī)定，m值按以下考慮確定：
?、佟⒖砂丛O(shè)計給出的實際荷載或樁頂位移確定m值；
?、?、設(shè)計未作具體規(guī)定的，可取水平承載力特征值對應(yīng)的m值。
故可確定8#、9#、10#試樁的m值分別為30、29、25MN/m4。
4結(jié)語
4.1試驗表明PHC樁應(yīng)按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）5.7.2-2“對鋼筋混凝土預(yù)制樁、鋼樁和當(dāng)樁身配筋率不小于0.65%的灌注樁，取設(shè)計樁頂標(biāo)高處水平位移為10mm（對水平位移敏感的建筑物取6mm）所對應(yīng)荷載的0.75倍為單樁水平承載力特征值Ha”去取值。
4.2水平荷載作用下的破壞模式一般為彎曲破壞，極限承載力由樁身強度控制。所以單樁水平承載力特征值Ha，不采用水平極限承載力除以某一固定安全系數(shù)的做法，而是把樁身強度、開裂或允許位移等條件作為控制因素。因此通過水平靜載試驗給出的極限承載力和極限彎矩對強度控制設(shè)計非常必要。
4.3PHC樁采用高標(biāo)號（C80）的混凝土，可獲得較高的抗拉和抗壓強度及較高的彈性模量，同時空心薄壁比相同尺寸的實心圓樁有更高的截面慣性矩；并且PHC樁采用較高的配筋率和較小直徑的預(yù)應(yīng)力鋼筋，可較好地控制樁身的開裂，進而有效提高基樁的水平承載力。
4.4在樁基礎(chǔ)施工中，機械挖土?xí)r挖斗不要碰撞樁身，基坑開挖時注意棄土的正確堆放，注意保持邊坡的穩(wěn)定。
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