預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁（簡稱PHC樁），是在近代高性能混凝土（HPC）和預(yù)應(yīng)力技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的混凝土預(yù)制構(gòu)件，它是建設(shè)部科技成果重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。PHC樁在國內(nèi)外發(fā)展迅速，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑、港口碼頭、水利及橋梁建設(shè)中。本文以建筑工程樁基工程為例，介紹高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的施工方法，設(shè)計、施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)及適用條件以及樁的質(zhì)量控制。
一、高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PHC樁）的特點(diǎn)及適用范圍
1．PHC樁的特點(diǎn)。PHC樁的單位承載力造價是各種樁型中心最低的，且綜合經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)也好于其他樁型。竹樁穿透土層的能力特別強(qiáng)，對持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)；成樁質(zhì)量可靠，監(jiān)理、檢測方便；施工周期短；噪聲小，無振動，無污染，符合環(huán)保要求。但PHC樁延性差，超過其樁身承受的極限荷載時會出現(xiàn)脆性破壞。
2．適用范圍。PHC樁適用范圍廣，適用于以人工填土、軟土、粘性土、粉土、粉砂、細(xì)砂、中砂為覆蓋層的地區(qū)，持力層一般為粗砂、礫砂、圓礫、風(fēng)化巖，人土深度一般為10m～70m。
二、工程概況
某綜合性辦公大樓工程為框架九層，總高度達(dá)87米。地質(zhì)狀況屬軟土地基，周圍為多層綜合樓綜合群，距離八、九米之間；該工程樁基為高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（直徑為400毫米，管樁壁厚45毫米，混凝土強(qiáng)度為C60），采用三節(jié)接樁，單樁承載力為600千帕，樁長24米，總樁數(shù)287根。
三、施工質(zhì)量控制要點(diǎn)
1．做好施工前的技術(shù)準(zhǔn)備。（1）檢查建筑場所和鄰近的高壓電纜、通訊線路和其他地下管線；（2）研究工程地質(zhì)報告、樁位平面布置圖、樁基結(jié)構(gòu)施工圖；（3）審核承建單位的主要技術(shù)人員的資質(zhì)；（4）審核承建人的施工組織設(shè)計或施工技術(shù)方案；（5）檢查預(yù)應(yīng)力管樁的合格證，并進(jìn)行管樁外觀檢查，核對管樁直徑、壁厚、長度，以及生產(chǎn)日期；（6）檢查備用電源的供電能力；（7）審核周邊沉降觀測點(diǎn)布置。
2．打樁準(zhǔn)備。
（1）樁錘的選擇選擇樁錘時，必須充分考慮樁的形狀、尺寸、重量、入土長度、結(jié)構(gòu)形式以及土質(zhì)、氣象等條件，并掌握各種錘的特性。樁錘的夯擊能量必須克服樁的貫入阻力，包括克服樁尖阻力、樁側(cè)摩阻力和樁的回彈產(chǎn)生的能量損失等。如果樁錘的能量不能滿足上述要求，則會引起樁頭部的局部壓曲，難以將樁送到設(shè)計標(biāo)高。（2）樁架的選擇樁架的設(shè)置、安裝和準(zhǔn)備工作對打樁效率有很大影響。樁架一般選用D—308S型履帶行走式樁架，其最大特點(diǎn)是移動靈活，使用方便，運(yùn)行機(jī)構(gòu)為履帶，對路面要求比較低。
（3）施工組織設(shè)計和樁位測設(shè)。根據(jù)打樁施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況和基礎(chǔ)幾何形狀，要合理選擇打樁順序，對周圍建筑物采取預(yù)防措施。根據(jù)樁基施工圖進(jìn)行樁位測設(shè)。
（4）管樁齡期的確定。管樁從制造成型到打樁施工的間隔時間宜盡量長些，混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度等級標(biāo)準(zhǔn)值以上（若在工廠制造，一般按80％的設(shè)計強(qiáng)度等級標(biāo)準(zhǔn)值出廠），故要求現(xiàn)場要堆存一定量的樁，按“先進(jìn)場樁先打”的原則，滿足管樁的強(qiáng)度要求。
（5）檢查修整。管樁施工前應(yīng)再次逐根檢查，即檢查混凝土樁有無嚴(yán)重質(zhì)量問題，對管樁兩端應(yīng)清理干凈，施焊面上有油漆雜物污染時，應(yīng)清刷干凈。
3．插樁。樁打入過程中修正樁的角度較困難，因此就位時應(yīng)正確安放。第一節(jié)管樁插入地下時，要盡量保持位置方向正確。開始要輕輕打下，認(rèn)真檢查，若有偏差應(yīng)及時糾正，必要時要拔出重打。校核樁的垂直度可采用垂直角，即用兩個方向（互成90°）的經(jīng)緯儀使導(dǎo)架保持垂直。通過樁機(jī)導(dǎo)架的旋轉(zhuǎn)、滑動及停留進(jìn)行調(diào)整。經(jīng)緯儀應(yīng)設(shè)置在不受打樁影響處，并經(jīng)常加以調(diào)平，使之保持垂直。
4．錘打。因地層較軟，初打時可能下沉量較大，宜采取低提錘，輕打下，隨著沉樁加深，沉速減慢，起錘高度可漸增。在整個打樁過程中，要使樁錘、樁帽、樁身盡量保持在同一軸線上。必要時應(yīng)將樁錘及樁架導(dǎo)桿方向按樁身方向調(diào)整。要注意盡量不使管樁受到偏心錘打，以免管樁受彎受權(quán)。打樁較難下沉?xí)r，要檢查落錘有無傾斜偏心，特別是要檢查樁墊樁帽是否合適。如果不合適，需更換或補(bǔ)充軟墊。每根樁宜連續(xù)一次打完，不要中斷，以免難以繼續(xù)打下。
5．接樁。接樁時要注意新接樁節(jié)與原樁節(jié)的軸線一致，兩施焊面上的泥土、油污、鐵銹等要預(yù)先清刷干凈。當(dāng)下節(jié)樁的樁頭距地面1—1．2m時，即可進(jìn)行焊接接樁。接樁時可在下節(jié)樁頭上安裝導(dǎo)向箍，以便新接樁節(jié)的引導(dǎo)就位。上節(jié)樁找正方向后，對稱點(diǎn)焊4—6點(diǎn)加以固定，然后拆除導(dǎo)向箍。管樁焊接施工應(yīng)由有經(jīng)驗(yàn)的焊工按照技術(shù)規(guī)程的要求認(rèn)真進(jìn)行；施焊第一層時，宜適當(dāng)加大電流，加大熔深。采用手工焊接，第一層用ф3．2或ф4．0的E4320型焊條，第二層以后用ф4．0—ф5．0的E4320型焊條，要保證焊接質(zhì)量。接樁焊接如圖
6．送樁。為將管樁打到設(shè)計標(biāo)高，需要采用送樁器，送樁器用鋼板制作，長4m。設(shè)計送樁器的原則是打入阻力不能太大，容易拔出，能將沖擊力有效地傳到樁上，并能重復(fù)使用。
7．打樁記錄和周圍環(huán)境觀察。打樁過程中應(yīng)詳細(xì)記錄各種作業(yè)時間，每打入0．5-1m的錘擊數(shù)、樁位置的偏斜、最后10擊的平均貫人度和最后1m的錘擊數(shù)等。
打樁過程中應(yīng)詳細(xì)觀察周圍環(huán)境的變化，在參照物上設(shè)置觀察點(diǎn)，利用遠(yuǎn)處的固定水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行對比分析，從而確定沉降或上升情況。
8．施工后的控制。（1）靜載試驗(yàn)和動測工作須在管樁復(fù)壓完畢15d后進(jìn)行；（2）審查施工方提交的沉樁記錄、隱蔽工程記錄、樁位平面布置圖；（3）組織有關(guān)單位進(jìn)行管樁驗(yàn)收；（4）組織對樁基工程進(jìn)行質(zhì)量評定。
四、施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)
1．綜合考慮地質(zhì)情況和樁身強(qiáng)度，確定單樁承載力。管樁為開口樁，根據(jù)現(xiàn)場壓樁觀察分析，在入土過程中，會較快地在樁尖處形成一土楔，使其入土?xí)r的擠土情況與閉口樁無異，故在確定單樁承載力時將開口樁按閉口樁考慮。
2．適當(dāng)限制壓樁速度，沉樁速度一般控制在lm／min左右為宜，使各層土體能正確反映其抗剪能力。當(dāng)?shù)鼗韺又写嬖诖髩K石頭等障礙物時，要避免壓偏。
3．壓樁機(jī)應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況配足額重量或選用相應(yīng)的液壓樁機(jī)。
4．若采用焊接法接樁時，須分層均勻地將套箍對焊的焊縫填滿，為加快施工速度，減少接樁時間，可設(shè)2～3名焊工同時施焊，焊畢停約lmin即可進(jìn)行沉樁。
5．管樁身不受損壞；樁帽、樁身和送樁的中心線應(yīng)重合；壓同一根樁應(yīng)縮短停息時間。
6．壓樁機(jī)的液壓入樁有一定的垂直行程高度，如YZY360樁機(jī)的垂直行程為1.5m，即每入樁1.5m即松開抱樁器。開動油泵使之上移，再抱樁固定壓入，循環(huán)作業(yè)。在開始的第一二個行程，要特別注意控制樁身的垂直度。
7．記錄入樁行程深度及相應(yīng)壓力值，以判別入樁情況正常與否及樁的承載能力。
五、管樁施工的檢驗(yàn)與試驗(yàn)
為了保證工程的質(zhì)量，必須分階段進(jìn)行單樁承載力的靜載和動測試驗(yàn)。
1．靜載試驗(yàn)法。以該綜合樓工程為例，管樁的靜載試驗(yàn)要模擬實(shí)際荷載情況，通過靜力加壓，得出3根試樁荷載——沉降關(guān)系曲線，試樁的入土深度為-8.5米、-29.70米和-29.90米。根據(jù)上述系列關(guān)系曲線，綜合評定確定其容許承載力，均大于設(shè)計要求600千牛頓的標(biāo)準(zhǔn)值。單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)采用油壓千斤頂加載，加載反力裝置可采用如下方法：
?。?）錨樁橫梁反力裝置。由4根錨樁、主梁、次梁、油壓千斤頂以及測量儀表等組成。錨樁、反力粱裝置能提供的反力應(yīng)不小于預(yù)估最大試驗(yàn)荷載的1.2～1.5倍。
?。?）壓重平臺反力裝置。由支墩、鋼橫梁、鋼錠、油壓千斤頂及測量儀表等組成。壓重量不得少于預(yù)估試樁破壞荷載的1.2倍；壓重應(yīng)在試驗(yàn)開始前一次加上，并均勻穩(wěn)固放置于平臺上
2．動測試驗(yàn)法。動測試驗(yàn)法，是檢測樁基承載力及樁身質(zhì)量的技術(shù)手段。高應(yīng)變動力測試法，也是作為靜載試驗(yàn)的補(bǔ)充。采用PDA打樁分析儀測試法，是利用重錘錘擊樁頭使樁頭產(chǎn)生一個永久性位移而得出樁的極限承載力和樁身結(jié)構(gòu)完整資料。
六、結(jié)語
由此可見，施工單位嚴(yán)格執(zhí)行國家、地方有關(guān)技術(shù)規(guī)范，加強(qiáng)現(xiàn)場人員的現(xiàn)場質(zhì)量保證體系正常運(yùn)行，不斷提高現(xiàn)場施工人員的質(zhì)量意識，保證施工質(zhì)量，高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PHC樁）在建筑工程施工中有廣闊的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn)
[1]建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-94）．
[2]先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（GB13476-1999）．
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