一．前言
近年來，PHC預(yù)應(yīng)力管樁應(yīng)用越來越廣泛。管樁具有施工工藝簡明、樁身質(zhì)量易保證、造價低、單樁承載力較高、檢測方便等特點。施工方法主要有靜壓法和錘擊法。錘擊法施工是通過重錘抬高后下落時的沖量將管樁擊打入土中的沉樁工藝。錘擊法有兩種方式一種是筒式柴油錘，一種是導(dǎo)桿式柴油錘。
但是，由于PHC預(yù)應(yīng)力管樁屬于擠土樁，擠土效應(yīng)明顯，尤其是在軟土廣泛分布的地區(qū)，管樁在打入軟土過程中所產(chǎn)生的擠土效應(yīng)對工程環(huán)境的影響是相當(dāng)嚴重的，這種影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面：樁身易出現(xiàn)裂縫、接頭錯位甚至斷裂，造成質(zhì)量隱患；有的樁則出現(xiàn)樁身上浮現(xiàn)象，造成樁端阻力的散失，樁的承載力顯著降低，從而影響正常使用；對周邊環(huán)境而言，可能造成鄰近建筑物和市政地下管線和道路等公共設(shè)施上抬變形、地坪或磚墻開裂、管線拉斷等破壞事故。因此，在PHC管樁沉樁過程中采取必要技術(shù)措施保證成樁質(zhì)量及減少沉樁對周圍建物的影響，主要的方法有設(shè)置防震溝、設(shè)置排水板、作土體位移觀測及孔隙水壓力觀測等方法。本文主要介紹排水板法。
二．PHC管樁產(chǎn)生擠土效應(yīng)的機理
擠土效應(yīng)的機理分析：在PHC管樁沉樁過程中，將土體向樁周圍擠壓，使土體在一定范圍內(nèi)受到擠壓。在飽和淤泥性土中沉樁時，土的不排水抗剪強度很低，具有滲透性弱和不排水時壓縮性低的特點，樁體擠入土體時，使土體的初始應(yīng)力平衡狀態(tài)遭到破壞，沉樁時產(chǎn)生的瞬時擠壓應(yīng)力較大，并使土體壓縮，與此同時土體顆粒間孔隙內(nèi)的自由水被擠壓，從而形成較大的超靜孔隙水壓力?？紫端畨毫屯翂汗餐跇扼w上產(chǎn)生了擠壓應(yīng)力。在樁周周土體被擾動的范圍內(nèi)，土體對樁體均會產(chǎn)生的作用力。
由上面分析得知，由于淤泥質(zhì)土的滲透性差，使土體中的超孔隙水壓力不易消散。對樁體而言，過大的擠壓應(yīng)力可能會造成樁身出現(xiàn)裂縫、接頭錯位甚至斷裂，在場地樁數(shù)量較多、樁距較密的情況下，時常后施工的樁會對早期施工的樁產(chǎn)生擠壓上抬，特別對于短樁，易形成所謂的吊腳樁。對樁間土體而言，與樁體積等量的土體在沉樁過程中向樁周發(fā)生較大的側(cè)向位移以及地面隆起，使周圍建(構(gòu))物產(chǎn)生裂縫，造成破壞。因此，在施工中通過減小超靜孔隙水的壓力來弱化擠土效應(yīng)，不僅有利于減小沉樁對周圍環(huán)境的不良影響，也利于提高管樁的施工質(zhì)量和加快施工進度。
三．插板機施打塑料排水板的施工方法
(1)塑料排水板的原理：該項技術(shù)措施就是采用插板機將具有良好透水性的帶狀塑料排水板插入土中，從而在土中形成豎向的排水通道，通過樁體擠土作用，在軟土中的孔隙水通過塑料排水板的通道逸出，從而減小孔隙水壓力，弱化擠土效應(yīng)。土中的孔隙水應(yīng)力和附加應(yīng)力引起的超孔隙水應(yīng)力，隨著孔隙水通過塑料排水板排出而降低，地基的孔隙水含水量也隨之降低，從而減小了擠土效應(yīng)。根據(jù)太沙基的有效應(yīng)力原理（б/=б-u；其中：б/表示有效應(yīng)力，б表示總應(yīng)力，u表示孔隙水應(yīng)力）可知，由土顆粒間傳遞的有效應(yīng)力б/會隨著土中孔隙水應(yīng)力降低（即孔隙水的消散）等量增加，進而減小擠土作用。
(2)塑料排水板布置及插入深度：一般按1∶4設(shè)置排水板，間距為1.5m，梅花型布置，但不能設(shè)置在樁樁位上。插入深度控制在樁長的1/2左右，要穿過淤泥層。
(3)工藝流程：目前國內(nèi)施打塑料排水板使用較多的是步履式插板機。插板機上配置導(dǎo)管，導(dǎo)管前端設(shè)置活瓣樁尖。打入時，活瓣樁尖夾住塑料排水板，并把導(dǎo)管前端關(guān)閉。導(dǎo)管上拔時，前端打開并把塑料排水板留在所定標高。導(dǎo)管靴一般有圓形和矩形兩種，由于導(dǎo)管靴斷面不同，所用樁尖各異，并且大多與導(dǎo)管分離。樁尖的主要作用是在施打塑料排水板過程中防止淤泥進入導(dǎo)管內(nèi)，并且對塑料排水板起錨定作用，以防止提管時將塑料排水板帶出。塑料排水板施打順序包括：定位；將塑料排水板通過導(dǎo)管從管靴穿出；將塑料排水板與樁尖連接貼緊管靴并對準樁位；插入導(dǎo)管(內(nèi)已穿塑料排水板)；拔管
剪斷塑料排水板等。當(dāng)塑料排水板需要接長時，
一般可用訂書機進行連接。施工工藝流程如圖1。
(4)質(zhì)量標準及技術(shù)措施：塑料排水板應(yīng)有足夠的抗拉強度，溝槽表面平滑，能保持一定的過水面積，并具耐酸堿、抗腐蝕性。塑料排水板質(zhì)量、品格要求應(yīng)依據(jù)有關(guān)規(guī)范標準、依據(jù)插板深度不同選用，斷面尺寸宜采用4mm×100mm。
在打設(shè)過程中應(yīng)隨時注意控制導(dǎo)管垂直度，其偏差應(yīng)不大于±1.5%。要求嚴格控制塑料排水板的打設(shè)標高，不得出現(xiàn)線向偏差；打設(shè)塑料排水板時，嚴禁出現(xiàn)扭結(jié)、斷裂和撕破濾膜等現(xiàn)象。
施工現(xiàn)場堆放的塑料排水板盤帶應(yīng)加以適當(dāng)覆蓋以防暴露在空氣中老化。塑料排水板插入過程中導(dǎo)軌應(yīng)垂直，鋼導(dǎo)管不得彎曲。使用前還必須按規(guī)定進行檢驗，各項技術(shù)指標滿足設(shè)計要求后方可施工使用。
嚴格按施工圖設(shè)計的位置、間距進行塑料排水板插設(shè)位置的測放，并作好標示，嚴格控制塑料排水板間距，嚴禁隨意施插。樁尖與套管要配套，避免淤泥進入套管。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，必須及時清除，以免塑料板與套管壁間的摩擦力增大以致帶出塑料板。為了避免淤泥進入板芯以致堵塞排水通道，影響排水效果，防止塑料排水板被帶出，底部端頭的塑料排水板應(yīng)反折回一定長度，并且錨銷與導(dǎo)管下端口密封要嚴。為確保塑料排水板打設(shè)深度，在插板機塔架上應(yīng)設(shè)有明顯的進尺標記，以控制排水板的打設(shè)深度。當(dāng)發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況變化，無法按設(shè)計要求打設(shè)時，應(yīng)與現(xiàn)場監(jiān)理工程師聯(lián)系，征得同意后方可變更打設(shè)標高。
四．工程實例
天津某電廠擴建主廠房區(qū)域PHCφ600AB型管樁共計1900根，樁長30米。地質(zhì)情況：1~3米的回填層，3~18米為淤泥層，19~25米為粉土層，25~30為砂層。由于樁比較密集，為防止土體位移，減小孔隙水壓力，在管樁施工區(qū)域先插排水板后進行管樁的施工。排水板每根樁周圍布置4根，深度為15米。
在管樁施工過程中排水效果明顯，在管樁密集的汽機地板和磨煤機區(qū)域及施工速度快的區(qū)域內(nèi)有明顯的孔隙水溢出，匯集后用水泵排除。并在區(qū)域外設(shè)立了土體位移觀測點，土體位移無明顯變化。施工過程中對周圍建筑物進行觀測，結(jié)果未出現(xiàn)明顯的位移。開挖后管樁均未出現(xiàn)上浮現(xiàn)象，對樁進行高應(yīng)變及低應(yīng)變檢測，結(jié)果滿足設(shè)計要求。
五．結(jié)論
(1)PHC管樁施工在軟土條件下采用設(shè)置塑料排水板，使孔隙水壓力能在短時間內(nèi)排出，減小擠土效應(yīng)，加快施工速度。同時，在PHC管樁擠土應(yīng)力作用下使土體快速固結(jié)，可以提高工程樁的側(cè)摩阻力，增加單樁承載力。實踐表明，采用本技術(shù)措施達到了預(yù)期目的，起到了實質(zhì)性作用。
(2)由于PHC樁擠土是一非常復(fù)雜的過程，在采取了插入塑料排水板措施后，施工過程中還應(yīng)采取其它控制措施。在區(qū)域內(nèi)設(shè)置土體位移觀測點，孔隙水壓力觀測點，加強監(jiān)測，控制沉樁速度，合理安排的施工路線和順序，對不同長度不同樁徑的樁宜先大后小，先長后短，可使土層擠密均勻，防止鄰樁側(cè)移或上浮。
參考文獻：
[1]建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(JGJ79-2002)[S].
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