一、前言
近年來(lái)隨著各地經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市中各類(lèi)建筑拔地而起，作為高層的基礎(chǔ)PHC管樁因其樁身質(zhì)量容易控制、施工工期短、穿透性強(qiáng)、容易接樁、造價(jià)低廉等優(yōu)勢(shì)，使其在建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。但是，若對(duì)管樁的應(yīng)用條件認(rèn)識(shí)不清，對(duì)使用方法掌握不當(dāng)，也會(huì)發(fā)生工程質(zhì)量問(wèn)題，下面就PHC管樁在設(shè)計(jì)、施工中容易出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析和探討。
二、PHC管樁在設(shè)計(jì)、施工中容易出現(xiàn)的問(wèn)題
1、管樁的承載力問(wèn)題
樁基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)時(shí)一般都是根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供的參數(shù)確定單樁承載力設(shè)計(jì)值，根據(jù)這個(gè)估算的單樁承載力直接進(jìn)行樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)并施工，等工程樁施工結(jié)束后再挑選試樁進(jìn)行靜載試驗(yàn)。這個(gè)過(guò)程具有相當(dāng)?shù)牟豢茖W(xué)性，結(jié)果符合估算要求，則皆大歡喜。如果試驗(yàn)結(jié)果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，則會(huì)給工程質(zhì)量帶來(lái)影響，還會(huì)拖延工期，增加工程費(fèi)用。若再補(bǔ)樁也會(huì)很困難，且有時(shí)因地質(zhì)報(bào)告有出入會(huì)給施工中帶來(lái)相當(dāng)?shù)牟槐?。這里主要有兩個(gè)問(wèn)題。一是根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供的樁周土摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值及樁端土承載力標(biāo)準(zhǔn)值是由規(guī)范JGJ94-94計(jì)算的場(chǎng)區(qū)單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值，這是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，不宜直接采用。近幾年來(lái)在各類(lèi)樁基礎(chǔ)中試樁及工程樁的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)樁的實(shí)際承載力均大于計(jì)算值，有些相差幅度較大，因此按試樁獲得的實(shí)際承載力進(jìn)行樁數(shù)及樁位布置將會(huì)比按勘察報(bào)告估算的承載力來(lái)布置能節(jié)省相當(dāng)數(shù)量的材料費(fèi)。其二是當(dāng)場(chǎng)地不均勻或地質(zhì)報(bào)告數(shù)值有偏差的情況下，不進(jìn)行試樁而直接按地質(zhì)報(bào)告進(jìn)行工程樁施工將給施工帶來(lái)巨大的困難，且造成不必要的浪費(fèi)。例如某五層商住樓，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告采用10m長(zhǎng)的預(yù)制管樁，樁徑400mm，單樁承載力極限標(biāo)準(zhǔn)值約為1350kN，采用靜力壓樁，實(shí)際施工中幾乎每根樁都?jí)褐?000kN而未達(dá)到預(yù)定深度，而此時(shí)已達(dá)到預(yù)制樁的樁身強(qiáng)度，故施工過(guò)程中每根樁都采用了砍樁，在時(shí)間、經(jīng)濟(jì)上都造成了巨大的浪費(fèi)。經(jīng)過(guò)靜載荷試驗(yàn)未達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高的工程樁均達(dá)到了設(shè)計(jì)承載力，也就是說(shuō)設(shè)計(jì)上如先進(jìn)行試樁則至少可減短1.5m左右的樁長(zhǎng)，樁承載力不減小且不需要砍樁。由上可見(jiàn)，樁基礎(chǔ)承載力的設(shè)計(jì)過(guò)程中靜載試驗(yàn)是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。通過(guò)科學(xué)試驗(yàn)，取得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，以場(chǎng)地實(shí)際試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工才能使設(shè)計(jì)方案更加合理、可行和經(jīng)濟(jì)。
2、管樁施工過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題
首先，樁基施工中對(duì)樁位的偏差必須嚴(yán)格控制，特別是對(duì)于承臺(tái)樁，樁位的偏差將產(chǎn)生很大的附加內(nèi)力，而使基礎(chǔ)設(shè)計(jì)處于不安全狀態(tài)。對(duì)于樁位偏差規(guī)范JGJ94-94給出了明確的規(guī)定，見(jiàn)下表。
按標(biāo)高控制的樁，樁頂標(biāo)高的允許偏差為-50~+100mm，但實(shí)際施工中偏差這么大將引起繁重的施工任務(wù)及損失。當(dāng)樁頂標(biāo)高高于設(shè)計(jì)標(biāo)高，則需要砍樁，而當(dāng)樁頂標(biāo)高低于設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，又需要補(bǔ)樁頭，這既影響工期又浪費(fèi)金錢(qián)。這就要求施工單位在施工過(guò)程中必須嚴(yán)格控制樁頂標(biāo)高，盡可能地使工程樁標(biāo)高同設(shè)計(jì)一致，特別是施工過(guò)程中必須考慮到樁在卸載后的回彈量，否則不加考慮則每根樁都將高于設(shè)計(jì)標(biāo)高。當(dāng)然樁位偏差滿(mǎn)足規(guī)范或設(shè)計(jì)要求僅僅代表樁基本身驗(yàn)收合格，而對(duì)于由此引起的承臺(tái)整體偏心或基礎(chǔ)高度損失，我們必須另行處理。對(duì)于樁偏心可以采取增加承臺(tái)剛度或加大拉梁剛度、配筋來(lái)解決，這在實(shí)際工程中需針對(duì)具體情況相應(yīng)處理。其次，打樁過(guò)程中必須注意擠土及土體擾動(dòng)的影響，規(guī)范JGJ94-94規(guī)定擠土預(yù)制樁排數(shù)超過(guò)3排（含3排）且樁數(shù)超過(guò)9根（含9根）的摩擦型樁，樁的最小中心距為3.5d，其他情況為3.0d，規(guī)定樁的最小中心距是為了減少樁周應(yīng)力重疊，也是為了減少打樁對(duì)鄰樁的影響。目前，大面積的管樁群，在高層建筑的基礎(chǔ)中被廣泛應(yīng)用，有的一個(gè)大承臺(tái)含有管樁幾十根甚至上百根，如果此時(shí)間距仍為3.5d或3.0d，打樁引起的土體上浮現(xiàn)象將非常明顯，這樣不僅影響樁的承載力，還可能將薄弱的管樁接頭拉脫，因此遇到這種群樁大承臺(tái)，可適當(dāng)放寬樁間距，規(guī)范JGJ94-94第7.4.8條還提出了一些輔助措施，施工時(shí)可做適當(dāng)處理。另外，還應(yīng)注意土體擾動(dòng)的影響。例如，某工程由于時(shí)間限制，甲方要求試樁與工程樁同時(shí)進(jìn)行，待試驗(yàn)樁滿(mǎn)足JGJ94-94附錄c.0.6條時(shí)進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)，結(jié)果三組試樁有一組滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求而另外兩組試樁均在小于設(shè)計(jì)承載力時(shí)產(chǎn)生破壞。我們從設(shè)計(jì)、施工和試驗(yàn)等各方面去分析這兩組試樁，但經(jīng)過(guò)與周邊工程比較及現(xiàn)場(chǎng)施工試驗(yàn)記錄分析，均未發(fā)現(xiàn)特殊情況，即不存在施工，試驗(yàn)中的失誤。后對(duì)第一組合格試樁的情況進(jìn)行了比較，終于發(fā)現(xiàn)后二組試樁本身的停歇時(shí)間已夠，但周邊的其余工程樁施工在試驗(yàn)前2天才完成，完全有理由認(rèn)為是因?yàn)楣こ虡妒┕r(shí)將試樁周邊的土破壞而沒(méi)有固結(jié)，影響了試樁的承載力。于是等工程樁停歇時(shí)間也滿(mǎn)足JGJ94-94附錄c.0.6條時(shí)再次對(duì)2根試樁進(jìn)行了靜載荷試驗(yàn)，結(jié)果與我們判斷完全一致，試樁均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。這一實(shí)例告訴我們影響試樁結(jié)果的因素有很多，我們?cè)诠こ虒?shí)踐中對(duì)各種情況一定要仔細(xì)分析，找出問(wèn)題所在，而不要盲目處理，造成不必要的損失和浪費(fèi)。第三，必須注意管樁連接處的焊接問(wèn)題。由于管樁的抗剪、抗拉能力比較差，因此接樁部位就成了管樁的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。焊接前，要將鋼箍上的泥土及銹跡處理干凈，保證上下兩根樁處在同一中軸線(xiàn)上，焊接時(shí)，先將四角點(diǎn)焊固定，然后對(duì)稱(chēng)焊接，確保焊縫質(zhì)量和設(shè)計(jì)尺寸。焊好后的樁應(yīng)自然冷卻10分鐘后方可施打，嚴(yán)禁用冷水冷卻或焊好即打，因?yàn)檫@樣錘擊次數(shù)一多，容易使焊縫開(kāi)裂。
3、基坑開(kāi)挖時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題
在管樁密集的軟土地區(qū)，應(yīng)待管樁全部打完并間歇至少十天以后，再進(jìn)行基坑開(kāi)挖。開(kāi)挖基坑時(shí)，應(yīng)制定合理的施工程序。挖土應(yīng)分層均勻進(jìn)行，樁周土體高差應(yīng)控制在1米以?xún)?nèi)，不得在坡頂堆土。在福建沿海地區(qū)，已有多個(gè)工程，打樁質(zhì)量沒(méi)有問(wèn)題，就是在基坑開(kāi)挖時(shí)，貪快蠻干，或掉以輕心，樁周土體高差達(dá)到了2米，再加上重型機(jī)械在土體上面施工，造成土體塌方，由此引起大面積的管樁傾斜折斷的嚴(yán)重事故。當(dāng)出現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)先采用低應(yīng)變法對(duì)樁身完整性進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于垂直度偏差小于0.5%的管樁，管壁基本無(wú)裂縫，認(rèn)為承載力應(yīng)不受損失，在增加了一組試樁證明承載力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)條件后不再進(jìn)行處理。而對(duì)垂直度偏差大于0.5%的管樁，管壁均已產(chǎn)生裂縫，承載力已受影響，對(duì)此類(lèi)樁采用了先糾偏再進(jìn)行灌芯處理，使裂縫部位的傳力通過(guò)灌芯部分混凝土傳遞。而偏差過(guò)大的，則割除缺陷以上部位，上部以人工孔樁接起。因此，在開(kāi)挖前應(yīng)制定合理的挖土方案、運(yùn)土路線(xiàn)、堆土位置，以保證工程質(zhì)量。
三、結(jié)語(yǔ)
樁基工程是一繁重而復(fù)雜的過(guò)程，關(guān)系著整個(gè)工程質(zhì)量的好壞。多數(shù)建筑物的傾斜、開(kāi)裂甚至倒塌都是由于基礎(chǔ)的原因引起的。由于樁基礎(chǔ)隱蔽性強(qiáng)，檢驗(yàn)及驗(yàn)收困難。因此，就要求我們的設(shè)計(jì)及施工人員一定要考慮到每一個(gè)環(huán)節(jié)，統(tǒng)籌兼顧，根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)條件的不同選擇不同的基礎(chǔ)形式，嚴(yán)格按照規(guī)范及規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，從各方面使之合理化。不應(yīng)僅考慮經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，最重要的是要保證建筑物安全。
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