1、靜壓管樁的優(yōu)點與局限性
1.1靜壓管樁的優(yōu)點
(1)單樁承載力高，可打入密實的砂層及強風化巖層，樁尖附近的強風化巖層或密實的砂層受到擠壓，樁端承載力可比原狀態(tài)提高80-100%，管樁極限承載力特征值要比同樣直徑的沉管灌注樁或鉆孔灌注樁高；
(2)設(shè)計選用范圍廣，既適用于多層建筑，也適用于50層以下的高層建筑，而且在同一建筑物基礎(chǔ)中，還可根據(jù)柱荷載的大小采用不同直徑的管樁；
(3)對持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適用性強，管樁樁節(jié)長短不一，搭配靈活，接長方便，在施工現(xiàn)場可隨時根據(jù)地質(zhì)條件的變化接樁或截樁；
(4)單位承載力造價便宜；
(5)運輸?shù)跹b方便，接樁快捷；
(6)可以冬季施工，改變傳統(tǒng)的施工習慣，保證工程連續(xù)性，使工期提前，縮短投資回收期；
(7)成樁質(zhì)量較可靠，只要按施工要求，認真操作，成樁質(zhì)量在多種樁基中是最可靠的，特別是靜壓樁，承載力的保證率更高；
(8)檢測方便，可利用靜壓樁機做負載配合靜載檢測試驗。則不需支設(shè)錨樁和準備大量堆載；
(9)管樁規(guī)格多，可用于工業(yè)與民用建筑和高層建筑基礎(chǔ)，設(shè)計選用范圍廣(如表1)。
表一預(yù)應(yīng)力管樁規(guī)格及適用性(PTC、PC、PHC樁)
外徑(mm)壁厚(mm)混凝土等級節(jié)長(m)豎向承載力設(shè)計值(KN)適用樓層
300(PTC)55C60≦9600～8006～12
400(PTC、PC)60、75C60≦12960～14006～18
500(PTC、PC、PHC)65、100C60、C80≦151300～300010～35
550(PTC、PC、PHC)70、100、125C60、C80≦151600～420010～35
600(PTC、PC、PHC)70、100、110、130C60、C80≦151700～430020～40
800110C80≦154400～600030～50
1.2靜壓管樁的局限性
靜壓管樁雖有許多優(yōu)越性，但并非適用于所有工程地質(zhì)情況，也就是說，它還具有自身的局限性。下列情況下不宜采用靜壓管樁：
(1)孤石和障礙物多的地區(qū)不宜采用靜壓管樁；
(2)有堅硬、難以穿越的隔層時不宜采用靜壓管樁；
(3)石灰?guī)r地層不宜采用靜壓管樁。
2、樁機選擇及終壓力的確定
靜力壓樁的終壓力Pze既是壓樁施工時確定停壓的標準也是終止壓樁時的阻力，主要由于的抗沖剪阻力與土的抗側(cè)動摩阻力組成。它雖不等于豎向極限承載力Qu，但兩者之間存在一定的比例關(guān)系。終壓力主要和樁的極限承載力，樁周土體性質(zhì)、樁塵土體性質(zhì)、樁的類型(摩擦樁、端承樁、摩擦端承樁)相關(guān)。雖然在多種資料和規(guī)范中按樁的類型及樁長提出了終壓力和極限承載力之間的經(jīng)驗公式，但因公式繁雜及地質(zhì)條件復(fù)雜，二者之間有時出入較大。根據(jù)多年工程的施工經(jīng)驗簡化如下：對于粘土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土等端阻力值小的土質(zhì)，終壓力一般小于樁的極限承載力(Pze=0.6～1Qu)，此時可按1～1.2Qu選擇樁機，而按0.8～1Qu選擇配重，此時樁一般會壓到設(shè)計標高，按標高控制壓樁。對于粉土、砂土等端阻力較大的土質(zhì)，終壓力一般都大于Qu，有時會很大，會出現(xiàn)樁壓不到位的情況，此時樁機及配重按樁身允許壓樁力來確定。
：允許終壓力
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：樁砼有效預(yù)壓應(yīng)力
?。簶渡頇M截面而積
?。簶渡碡Q向承載力設(shè)計值
此時終壓力一般由樁頂承受的壓力值決定。在實際施工中，因制管樁樁頂水平度的偏差、施工時樁身垂直度的偏差等原因，樁頂不可能均勻受力，會發(fā)生砼角部先受力產(chǎn)生變形的現(xiàn)象，并且管樁的箍筋在砼的中部，對砼的側(cè)向變形約束較小，加之管樁外側(cè)鋼箍薄且短對砼不能產(chǎn)生三項約束效果導(dǎo)致樁頂承受的壓力小于fcA(fc砼抗壓強度設(shè)計值)。以PHCAB600樁型為例，砼強度C80，Rp=3500KnPze=5230kN，樁身豎向承載力設(shè)計值為6070kN。
終壓力大于允許終壓力時，樁頂壓碎的幾率將大大增加，將對樁身質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此按允許終壓力控制停壓標準，既可滿足設(shè)計對承載力的要求又可保證樁身的質(zhì)量。此種情況按壓力控制壓樁，輔以樁長控制。
3、靜壓管樁經(jīng)濟性比較
樁基礎(chǔ)形成主要有人工挖孔樁、沉管灌注樁、預(yù)制方樁和靜壓管樁等多種，現(xiàn)就上述幾種樁型，靜壓管樁在經(jīng)濟性上有較大優(yōu)勢，下面以工程實例進行比較。
3.1人工挖孔樁同靜壓管柱比較
以某小區(qū)3號樓樁基為例。根據(jù)施工情況、該地區(qū)的工程地質(zhì)情況以及各種規(guī)格的管樁可達到的單樁承載力特征值，結(jié)合靜壓管樁使用經(jīng)驗進行布樁，具體情況見表l。
采用人工挖孔樁采用靜壓管樁
挖孔樁基礎(chǔ)編號單樁承載力特征值/KM樁數(shù)量管樁布樁方案單樁承載力特征值/KM管樁數(shù)量承臺砼量/m3
WKZ12860233d400mm1300698.07
WKZ2368033d400mm130098.07
WKZ3460034d400mm13001213.44
WKZ43260113d400mm13003329.56
WKZ55160124d400mm13004853.76
WKZ6412054d400mm13002022.40
WKZ7249012d400mm130022.14
WKZ8624015d400mm130056.36
WKZ9712016d400mm130068.43
WKZ10462014d400mm130044.48
WKZ11574025d400mm13001012.72
WKZ125610145d400mm13007089.04
WKZ13623055d400mm13002531.80
WKZ14754066d400mm13003650.58
合計總混凝土量約
1750.66m3326根PHC-A400(95)-13管樁Ra=1300KN340.85
注：承臺鋼筋混凝土造價按480.00元/m3計(含材料/人工機械等)。
(1)采用靜壓管樁基礎(chǔ)造價：
樁身造價為326根×14m×180.00元/m=821520.00元，
承臺造價：480.00元m3×340.85m3=163608.00元。
采用靜壓管樁基礎(chǔ)總價為985128.00元，工期lO天(含檢測時間)。
(2)采用人工控孔樁基礎(chǔ)造價：
根據(jù)挖孔樁明細表：挖孔樁單價790.00元/m3，該基礎(chǔ)工程總砼量為1750.66m3，該人工挖孔樁基礎(chǔ)造價為790元/m3×1750.66m3=1383201.40元，工期45天。
經(jīng)綜合比較，如果該樁基礎(chǔ)采用靜壓管樁將比采用人工挖孔樁節(jié)省成本398073.40元，約28.7%，工期可提前約35天。
3.2沉管灌注樁同靜壓管樁的比較
以某小區(qū)1號樓樁基礎(chǔ)為例。該小區(qū)1號樓為底框架結(jié)構(gòu)(1托6)。地質(zhì)條件為l5m左右見礫砂層，以中柱為例進行比較(該中樁軸力為2200kN)。
(1)采用靜壓管樁方案：
根據(jù)地質(zhì)條件及多年使用管樁經(jīng)驗，選定樁型PHC—A300(70)一15，≥750kN，該柱子下布置3300mm管樁。樁身造價為：3根×135.00元/m×15m=6075.00元；承臺造價：1.24m3×480.O0元/m3=595.20元，采用靜壓管樁單柱基礎(chǔ)造價為6670.20元。
(2)采用沉管灌注樁方案：
根據(jù)地質(zhì)勘察報告350mm沉管樁≥280kN，樁長12m，該柱子下需布置8350mm沉管樁。
樁身造價：3.14÷4×0.352×8×1.1×550.00×12=5585.12(元)；
承臺造價：11×O.35×5×0.35×0.8×480.00=2587.20(元)。
采用沉管灌注樁單柱基礎(chǔ)造價為8172.32元。經(jīng)綜合比較，如果該柱基礎(chǔ)采用靜壓管樁比采用沉管灌注樁節(jié)省成本l502.12元，節(jié)省18.3%。
3.3預(yù)制方樁同靜壓管樁比較
某小區(qū)4號樓為例。小區(qū)為小高層，短肢剪刀墻結(jié)構(gòu)，設(shè)計初期甲方委托設(shè)計方針對預(yù)制方樁和靜壓管樁兩種基礎(chǔ)形式分別進行設(shè)計。以4號樓為例，具體設(shè)計情況見表2。
項目預(yù)制方樁方案靜壓管樁方案
300mm×300mm預(yù)制樁PHC—A300(70)—9
樁型
數(shù)量
Ro=500kN
214根，共1926m，
計173.4m3PHC—A400(95)—10
12根PHC—A400(95)—9
108根PHC—A300(70)—9
承臺砼量/m38869
工期/天73
(1)靜壓管樁基礎(chǔ)造價：
樁身造價：135.00元/m×108根×9m+180.00元/m×12根×9m=150660.00元；
承臺造價：480.00元/m×69m=33120.00元，總造價為：183780.O0元。
(2)采用預(yù)制方樁造價：
樁身造價：173.4×850.00=147390.O0元；承臺造價為：480.0088=42240.00元，總造價為189630.00元。
經(jīng)綜合比較，采用靜壓管樁比采用預(yù)制方樁節(jié)省造價5850.00元，節(jié)省約3.1%，工期提前4天。最終該項目樁基礎(chǔ)設(shè)計為靜壓管樁基礎(chǔ)。
4、總結(jié)
幾年來，筆者所經(jīng)歷的工程案例約20多萬平方米商品房，結(jié)合本地區(qū)實際地質(zhì)情況，基礎(chǔ)選型時優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，都取得良好的工程應(yīng)用效果和良好的社會效益、經(jīng)濟效益。
參考文獻：
[1]JGJ94-2008《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》
[2]GB50007-2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范
[3]GB50026-93《工程測量規(guī)范》
[4]GB50202-2002《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》
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