高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(簡(jiǎn)稱PHC管樁)，是采用先張預(yù)應(yīng)力和離心成型工藝，并經(jīng)過(guò)蒸汽養(yǎng)護(hù)，制成一種空心圓筒型混疑土預(yù)制構(gòu)件，根據(jù)需要配置相應(yīng)的模具，定制節(jié)長(zhǎng)，目前直徑多數(shù)從300～800mm不等，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C80。PHC管樁具有以下優(yōu)點(diǎn)：①品種配套，樁型、樁長(zhǎng)可根據(jù)實(shí)際情況選用進(jìn)行拼接，配樁極為方便，對(duì)樁端持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)；②工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，標(biāo)準(zhǔn)化程度高；③樁身棍凝土強(qiáng)度高．單樁承載力高，貫穿能力強(qiáng)，貫人性好，適應(yīng)在復(fù)雜的地質(zhì)條件下的基礎(chǔ)工程中使用；④施工文明，靜壓沉樁施工全過(guò)程無(wú)震動(dòng)、無(wú)噪音，無(wú)環(huán)境污染，對(duì)周圍的環(huán)境影響較小。在城市中較為適用。由于PHC管樁具有以上的優(yōu)點(diǎn)。越來(lái)越多的基礎(chǔ)處理工程使用PHC管樁。對(duì)PHC管樁的研究也逐漸深入。靜力壓樁的過(guò)程是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，涉及到很多的力學(xué)問題?，F(xiàn)在并沒有統(tǒng)一的理論。本文將討論在工程實(shí)踐中經(jīng)常遇到的3個(gè)問題：擠土效應(yīng)，承載力的時(shí)效性，靜壓管樁終壓力和管樁基樁承載力的關(guān)系
1擠土效應(yīng)
靜力壓樁的過(guò)程中，由于樁位處的土體被管樁排擠開，因而使得樁周土受到嚴(yán)重的擾動(dòng)．樁周土受擾動(dòng)后重塑，側(cè)向壓應(yīng)力增加。樁周圍的土體在沉樁過(guò)程中向樁周發(fā)生較大的側(cè)向位移和隆起，在地面附近的土體是向上隆起，而在地面以下較深層土體產(chǎn)生水平方向的擠壓作用。土體的位移性狀隨著地質(zhì)條件的不同而不同，對(duì)于非飽和土。由于土受擠而增密，從樁兩側(cè)擠出地表，因而土體隆起較大。土越松散。粘性越低，其增密幅度越大。對(duì)于飽和粘性土，由于瞬時(shí)排水固結(jié)效應(yīng)不顯著，體積壓縮變形小，土體的隆起較小，引起超孔隙水壓力。土體產(chǎn)生橫向位移和豎向隆起，隨后出現(xiàn)孔壓消散，再固結(jié)和觸變恢復(fù)。
在工程實(shí)踐中，由于群樁施工中的迭加作用，會(huì)使已打人樁和鄰近管線產(chǎn)生較大側(cè)向位移和上?。畼度涸矫?，位移也越大，有資料顯示，地面隆起可達(dá)50～60cm，有的甚至達(dá)到70～80cm。在軟土地基中，由于擠土效應(yīng)的側(cè)向位移經(jīng)常造成斜樁和樁的上浮，造成樁的承載力降低和在靜荷載試驗(yàn)時(shí)樁的沉降過(guò)大。因此在軟土地基中進(jìn)行靜壓樁施工時(shí)要預(yù)防樁的傾斜和上浮，加強(qiáng)對(duì)樁的監(jiān)測(cè)?？梢栽跇痘┕そY(jié)束后1～3d進(jìn)行復(fù)壓，并根據(jù)實(shí)際情況多次復(fù)壓。
青島某工地地基為軟土地基，有相對(duì)較厚的淤泥質(zhì)粉土和淤泥。靜力壓樁完成后，地面有隆起現(xiàn)象。壓樁工程完成后2d后進(jìn)行復(fù)壓并在18d后進(jìn)行單樁靜荷載試驗(yàn)(表1)。
表l復(fù)壓及靜荷載試驗(yàn)數(shù)據(jù)表
當(dāng)樁周土有多層飽和軟塑一可塑粘土層，且層厚大時(shí)，由于快速沉樁導(dǎo)致飽和粘土層回彈致使樁身上浮。進(jìn)行復(fù)壓時(shí)樁頂?shù)某两盗勘容^大。如果沒有進(jìn)行復(fù)壓直接進(jìn)行靜荷載試驗(yàn)，會(huì)出現(xiàn)樁的沉降量較大、承載力較小的現(xiàn)
為減少靜力壓樁過(guò)程中的擠土效應(yīng)，采取以下措施。①合理交排沉樁順序。一般原則是：先內(nèi)后外，由中心逐漸向外側(cè)對(duì)稱施下；先密后疏，先打較密的群樁后打較疏的群樁。②控制壓樁的速率和日壓樁數(shù)量。③預(yù)先引孔后在壓樁。④設(shè)置袋裝砂井或塑料排水板消除部分超孔隙水壓力，減少擠土現(xiàn)象；設(shè)置隔離板樁或地下連續(xù)墻；開挖地面排土溝，消除擠土效應(yīng)。⑤沉樁過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)臨近建筑物、地下管線的觀測(cè)、監(jiān)護(hù)，減少對(duì)周圍建筑物和地下管線的影響。
2承載力的時(shí)效性
工程實(shí)踐表明，靜壓樁的承載力不是一個(gè)穩(wěn)定的值，而是隨著時(shí)間不斷變化的，達(dá)到穩(wěn)定所需的時(shí)間為幾天到十幾天不等。產(chǎn)生承載力的時(shí)效性的機(jī)理非常復(fù)雜。樁周土在沉樁過(guò)程中被剪切擠壓破壞，產(chǎn)生超孔隙水壓力，破壞土體結(jié)構(gòu)，土體強(qiáng)度降低，粘性土的觸變作用使強(qiáng)度隨時(shí)問逐漸恢復(fù)。壓樁過(guò)程中．樁擠開周圍土體．使土體的總應(yīng)力增加，超靜孔隙水壓力增加。沉樁結(jié)束后，超靜孔隙水壓力消散，從而使樁周土產(chǎn)生固結(jié)。土的強(qiáng)度逐漸恢復(fù)．有的土體超過(guò)其初始強(qiáng)度。壓樁結(jié)束后，經(jīng)過(guò)一殷時(shí)間的靜置和固結(jié)，樁側(cè)摩擦力和樁周土的抗剪強(qiáng)度增大，從而提高了樁的承載力。
圖l樁承載力隨時(shí)間增長(zhǎng)曲線圖
一些學(xué)者對(duì)這一問題進(jìn)行了深人的研究，得到單樁承載力隨時(shí)間的增長(zhǎng)曲線圖，如圖l所示。從曲線圖可以看出靜壓樁的承載力前期增長(zhǎng)迅速，后期增趨于平緩，并最終達(dá)到穩(wěn)定值。
在工程實(shí)踐中，下列境況需要合理考慮樁承載力的時(shí)效性：①在打樁后多長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行樁基承載力的檢測(cè)，即合理選擇樁基檢測(cè)的時(shí)間；②如何合理估計(jì)樁的長(zhǎng)期承載力，建筑物需要擴(kuò)建加層和改變建筑物的使用用途時(shí)，如何評(píng)價(jià)樁的承載力。
3靜壓管樁終壓力和管樁極限承載力的關(guān)系
靜壓管樁終壓力和豎向極限承載力是兩個(gè)不同的概念，最終壓力指的是靜力壓樁過(guò)程中終止壓樁時(shí)出現(xiàn)的靜壓力，主要是來(lái)自克服樁端土層的抗沖剪阻力和樁側(cè)滑動(dòng)摩擦力，反映的是土體對(duì)樁的短時(shí)間的抗力，即壓樁機(jī)上儀表最后反映的壓力值。豎向極限承載力指的是壓樁結(jié)束后，樁能保持正常使用時(shí)可承受的最大豎向荷載，主要是樁側(cè)極限摩阻力和樁極限樁端阻力。反映土體穩(wěn)定后對(duì)樁的長(zhǎng)期抗力。豎向極限承載力最終由靜荷載試驗(yàn)確定。
靜壓樁在靜壓力作用下沉人地基。沉樁過(guò)程中，樁使土體產(chǎn)生剪切破壞，產(chǎn)生超孔晾水壓力。擾動(dòng)土體結(jié)構(gòu)，使樁周土的抗剪強(qiáng)度降低。此時(shí)樁側(cè)表面與樁周上體之間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力。這種滑動(dòng)摩擦力非常小，所以靜壓管樁的壓樁力主要來(lái)自樁向下沖壓土層時(shí)的樁端土體的阻力和滑動(dòng)摩擦力。壓樁終止后，隨著時(shí)問的推移，超孔隙水壓力會(huì)逐漸消散，含水率降低，樁周土體重新固結(jié)。土的抗剪強(qiáng)度逐漸恢復(fù)，此時(shí)樁側(cè)表面產(chǎn)生的是靜摩擦力，持力層對(duì)樁提供樁端阻力。靜壓樁這時(shí)才獲得工程意義上的極限承載力。
管樁終壓力和豎向極限承載力的本質(zhì)決定了兩者的不同，兩者的量值也不盡相同，主要與樁長(zhǎng)、樁周土及樁端土的性質(zhì)有關(guān)。但大量工程實(shí)測(cè)資料表明兩者之間也是有一定的關(guān)系的。
廣東省的工程技術(shù)人員通過(guò)大量現(xiàn)場(chǎng)基樁試驗(yàn)資料的統(tǒng)計(jì)分析．結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，建立使用于本地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)公式。廣東省《靜壓樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》編制組，提出一個(gè)樁的極限承載力與終壓力之間的關(guān)系經(jīng)驗(yàn)公式。
當(dāng)L≤14m時(shí)，Quk=Rsm=（0.6~0.85）Rsm；當(dāng)14m＜L＜21m時(shí)，Quk=Rsm=（0.75~1.05）Rsm；當(dāng)L＞21m時(shí)，Quk=Rsm=（1.0~1.2）Rsm；
式中：Quk——靜壓樁單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值；Rsm——靜壓樁的終壓力值。
一般樁長(zhǎng)一些，土質(zhì)好一些，土體恢復(fù)系數(shù)可取上限值；反之取下限值。
4結(jié)論
1)靜力壓樁過(guò)程中不可避免產(chǎn)生擠土效應(yīng)，容易造成斜樁和樁的上浮，在軟土中尤其明顯。在軟土地基中進(jìn)行靜壓樁施工應(yīng)采取措施減少擠土效應(yīng)對(duì)樁的影響。
2)靜壓樁的承載力不是一個(gè)穩(wěn)定的值，而是隨著時(shí)間的變化而逐漸增長(zhǎng)。靜壓樁的承載力前期增長(zhǎng)迅速，后期增趨于平緩，并最終達(dá)到穩(wěn)定值。
3)靜壓管樁終壓力和豎向極限承載力是兩個(gè)不同的概念，兩者本質(zhì)上沒有對(duì)應(yīng)的關(guān)系，但大量工程實(shí)測(cè)資料表明兩者之聞?dòng)幸欢ǖ年P(guān)系。由實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)建立起來(lái)的經(jīng)驗(yàn)公式地域性較強(qiáng)?？梢栽趯?shí)際工程實(shí)踐中作為參考。
楊為民（1982.5-）：就職于山東省煤田地質(zhì)局第五勘探隊(duì)，從事巖土工程勘察，地基處理，樁基等工作。
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