引言
社會經(jīng)濟的快捷化發(fā)展，推動了建筑工程的規(guī)模性開發(fā)。同時，也促進了建筑施工技術(shù)的高效性研究。預應(yīng)力混凝土管樁作為日趨成熟的樁基工程施工技術(shù)，成為當前很多大型高層建筑、道橋工程建設(shè)過程中，用于基礎(chǔ)工程施工的樁基處理措施。
1預應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)特征
預應(yīng)力混凝土是為有效避免混凝土結(jié)構(gòu)過早出現(xiàn)裂縫，針對高強度混凝土結(jié)構(gòu)在荷載前預先施加預壓應(yīng)力，用來減小或抵消荷載應(yīng)力，以延緩混凝土裂縫變性，提高混凝土構(gòu)件的抗裂性能和剛度強度。預應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)，是采用高強性混凝土及高強度鋼筋，采用先張法鋼筋工藝，利用離心法和預應(yīng)力技術(shù)，通過蒸氣高壓養(yǎng)護制作成空心圓筒體等混凝土構(gòu)件，施工時利用大噸位壓樁機將其靜壓深入地下形成建筑物承載性基礎(chǔ)樁基的樁基施工方式。預應(yīng)力混凝土管樁具有如下技術(shù)優(yōu)勢：
1.1單樁承載力高
預應(yīng)力混凝土管樁制作工藝精良，樁身混凝土強度性能高，靜壓入土層時由于擠壓作用，管樁承載力要比同樣直徑的沉管灌注樁或鉆孔灌注樁高。
1.2抗裂形變性好
相對而言，預應(yīng)力混凝土管樁經(jīng)過高強性預應(yīng)力工藝處理，具有較強的抗裂性和抗彎性等剛度性能，能夠有效避免運輸及靜壓施打施工過程中的破損現(xiàn)象。
1.3施工效果優(yōu)良
預應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)施工，施工工藝簡單易行，無噪音震動等環(huán)境污染影響，接樁快捷、成樁質(zhì)量可靠，工期短工效高、成樁后即可作樁基檢測。
1.4技術(shù)適應(yīng)性廣
預應(yīng)力混凝土管樁單樁承載力高，地層穿透能力強，施工條件受限小，經(jīng)濟效益好，適用于各種大型高層建筑、橋梁碼頭等基礎(chǔ)工程的施工。
2.管樁設(shè)計計算
●樁身豎向承載力設(shè)計值的計算式與各種類型樁身豎向承載力設(shè)計值，要求管樁豎向承載力設(shè)計值不應(yīng)超過樁身承載力設(shè)計值的基本要求，以便設(shè)計與施工中加以嚴格控制。樁身承載力設(shè)計值按下式計算：
R=(0.6一0.75)fcAp一0.34Apδpc，式中
R—樁身豎向承載力設(shè)計值(kN)；
fc—混凝土軸心受壓強度設(shè)計值(N/m耐)；
Ap—樁身有效截面積(mm')；
δ—樁身截面混凝土有效預加應(yīng)力(N/m耐)；
Q一相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的單樁豎向承載力設(shè)計值。
要求單樁豎向承載力設(shè)計值應(yīng)小于或等于樁身豎向受壓承載力設(shè)計值，即Q●樁身頂壓壓樁力和抱壓壓樁力
目前樁基施工中較多采用靜壓壓樁法，靜壓壓樁一般采用抱壓或頂壓，又以抱壓為主，抱壓力比頂壓壓樁力對樁身產(chǎn)生的橫向力大，一般可大30%-50寫。由于抱壓壓樁力要求較大，其抱壓力也很大，過大的抱壓力將引起樁身產(chǎn)生順樁身的豎向裂縫。在抱壓壓樁力作用下，管樁內(nèi)側(cè)壁在力的作用點處將產(chǎn)生拉應(yīng)力，管樁的外壁在力的作用點處將產(chǎn)生拉應(yīng)力，而此拉應(yīng)力遠遠大于C80混凝土抗拉強度標準值3.11N/mm，因此非裂不可。為了提高管樁側(cè)壁的抗裂性能，就必須增加箍筋的含箍率或提高混凝土強度等級，這樣做勢必導致價格上升，是廠家和建設(shè)方所不能接受.為了保證樁身不受損壞，通過限制壓樁力來控制頂壓力和抱壓力，抱壓壓樁力和頂壓壓樁力與樁身強度存在一定關(guān)系，樁身允許抱壓壓樁力應(yīng)滿足式：
Pi=0.45(fce一δpc)Ap
式中
Pi—樁身允許抱壓壓樁力(kN)；
f—管樁離心混凝土抗壓強度，取fe=80MPa；
AP—樁身橫截面面積(mmZ)，
頂壓式壓樁機的最大壓樁力一般可取比樁身允許抱壓壓樁力大10﹪，即
P頂=1.1Pjmax
式中Pjmax—頂壓式最大壓樁力(kN)，
3管樁設(shè)計構(gòu)造要求
1)預應(yīng)力主筋沿管壁環(huán)向均勻布置，其間距偏差不得超過5mm，最小配筋率不低于0.4%，并不少于6根。配筋圖中預應(yīng)力筋所在圓周的直徑D，是在滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010第3.4.1條規(guī)定的在二類環(huán)境下最大裂縫控制不超過。.2mm情況下和當處于腐蝕介質(zhì)中的樁應(yīng)控制不出現(xiàn)裂縫，其保護層厚度加大至30mm條件下確定的。一般不允許生產(chǎn)廠家隨意修改Dp值，否則應(yīng)對預應(yīng)力管樁的力學性能重新核算。
2)螺旋箍筋的直徑應(yīng)根據(jù)管樁的規(guī)格確定，外徑45㎜以下，螺旋筋的直徑應(yīng)不小于4mm，外徑500-600mm螺旋筋的直徑應(yīng)不小于5mm，螺旋筋的螺距最大不超110mm，管樁兩端長度范圍1000-1500mm，螺旋筋螺距應(yīng)加密40-60mm，螺距偏差不得超過士l0mm，
3)單節(jié)樁最大長度。工廠脫膜時吊裝一般采用兩端鉤吊，此時的餛凝土強度比設(shè)計值低很多，一般為C40，驗算此時的抗裂彎矩，以確定各種型號管樁的單節(jié)最大長度，以確保吊裝過程不出現(xiàn)微裂縫，避免留下工程安全隱惠。
4)管樁與承臺的連接。對于受壓樁，提供了三種管樁與承臺連接大樣供設(shè)計選用。設(shè)計人員可根據(jù)現(xiàn)場施工條件，選擇合適的管樁與承臺連接做法。對于抗拔樁，考慮到后澆的填芯混凝土與管樁內(nèi)壁沒有可靠的連結(jié)，貓結(jié)力較差，當承受較大的拉拔力時，填芯混凝土易與管樁內(nèi)壁脫離后被拔出，所以對于受較大拉拔力的抗拔樁，應(yīng)將樁身的全部縱向預應(yīng)力鋼筋全部錨人承臺內(nèi)，施工時應(yīng)予留該部分長度，沉樁到位后采用人工截樁的方法剝離該部分樁身混凝土，留出足夠長度的樁身鋼筋錨人承臺內(nèi)，或在管樁的端頭板上焊接鋼筋，鋼筋錨人承臺內(nèi)。
4.結(jié)語
目前，在管樁的設(shè)計、施工方面，工程實踐經(jīng)驗尚不夠豐富。盡管有些地區(qū)編制了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)程，但國家尚未出臺統(tǒng)一的預應(yīng)力混凝土管樁設(shè)計、施工技術(shù)標準。隨著預應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)的不斷推廣應(yīng)用和發(fā)展，以及對預應(yīng)力混凝土管樁的理論和工程實踐經(jīng)驗的不斷積累，相信預應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)將進一步得到規(guī)范，應(yīng)用水平將會不斷得到提高。
參考文獻
[1]廣東省標準《預應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》
[2]湖北省地方省標準《預應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》
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