0引言
預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在我國已有較長的使用歷史，豐臺橋梁廠于20世紀(jì)60年代就進(jìn)行了較大規(guī)模的生產(chǎn)，隨著混凝土管樁的生產(chǎn)和應(yīng)用不斷發(fā)展，尤其是80年代后期至90年代，先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁成為建設(shè)部全國重點推廣應(yīng)用的科技成果，在我國的廣東，上海，寧波和連云港等地大量地用于建筑，港口，道路，橋梁，電力等工程建設(shè)中，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
建筑的復(fù)雜地質(zhì)情況對基礎(chǔ)工程的要求越來越嚴(yán)格，基礎(chǔ)工程造價占整個工程總投資的比例越來越大，樁基礎(chǔ)得到了大量的應(yīng)用，常見的鉆孔灌注樁、振動沉管灌注樁等具有施工速度慢，場地污染嚴(yán)重，成樁質(zhì)量難以保證，材料浪費大等弊病，打入式預(yù)制實心樁造成了較大的噪音和土體震波，不僅對周圍環(huán)境影響大，而預(yù)應(yīng)力混凝土管樁具有樁質(zhì)量好，施工速度快，承載力高等特點，得到了各方人士的一致認(rèn)可，因此很多廠家對其進(jìn)行了批量生產(chǎn)。很有必要對預(yù)應(yīng)力混凝土管樁進(jìn)行全面的了解。
1預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工特點
預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在被壓入土過程中，地基土受到重塑擾動，樁壓入時所受到的土體阻力并不完全是靜態(tài)阻力，但也不同動態(tài)阻力，壓樁阻力是由樁側(cè)摩阻力和樁尖阻力組成的，壓樁阻力的大小和分布規(guī)律的影響因素主要是土質(zhì)、土層排列、硬土層厚度、埋入持力層深度等。
在穿過上覆軟土層時，壓樁阻力較小。主要是因為對于上覆土層為較軟土層，如飽和粘性土、粉土等，其瞬時排水固結(jié)效應(yīng)不明顯，體積壓縮變形小，樁體在貫入時會產(chǎn)生超靜孔隙水壓力。當(dāng)將樁壓到密實砂層、硬塑堅硬的風(fēng)化殘積土、強風(fēng)化巖等持力層時，壓樁力會急劇上升。因為將樁壓到持力層時，在壓樁力劇烈的擠壓擠密作用下，樁端附近的土己經(jīng)不是原狀土，而是形成超壓密土層區(qū)和擠密加固區(qū)，強度比原狀土的強度高。壓樁完成后，隨樁側(cè)土孔壓消散、再固結(jié)和觸變恢復(fù)，最終形成一層緊貼于樁表面的硬殼，最后管樁由樁身摩擦力與端承作用提供承載力。
2管樁承載力計算
管樁的提供承載力來源于樁側(cè)摩阻力與持力層的端承作用，若使用豎靜壓樁施工藝，廣東省《靜壓樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》編制組通過大量樁基資料的統(tǒng)計分析，提出一個樁的極限承載力與靜壓的最終壓力之間的關(guān)系經(jīng)驗公式如下：
當(dāng)L≤14m時，Quk=αRsm=(0.60~0.85)Rsm，
當(dāng)14m當(dāng)L≥21m時，Quk=αRsm=(1.0~1.2)Rsm。
式中：L—預(yù)應(yīng)力混凝土管樁長(m)，
Quk—靜壓樁單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)，
Rsm—靜壓樁的終壓力值(kN)，
α—承載力與壓力關(guān)系值。
若使用錘擊法施工，?。?/div>
Quk=0.3(fce-σpc)•A
式中：fce—管樁離心混凝土抗壓強度，PC樁取50MPa，PHC取80MPa，
σpc—管樁混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力，MPa，
A—管樁橫截面面積，mm2。
3預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在工程中的應(yīng)用
3.1工程概況
某商品樓采用混凝土錐形管樁基礎(chǔ)工程，樁徑400mm，設(shè)計樁長12m，地層變化比較大，如表1所示。根據(jù)地質(zhì)報告，對部分區(qū)域的樁長進(jìn)行了調(diào)整，樁長為9-16m，總計210根，管樁采用混凝土強度等級C60，單樁豎向極限承載力設(shè)計值為1815KN，施工終壓力值為2000KN，壓樁采用型液壓靜力壓樁機兩臺。采用靜壓樁預(yù)應(yīng)力混凝土錐形管樁施工，管樁示意如圖1所示。
3.2施工中的注意點
3.2.1避免吊樁損壞
由于圓形管樁表面光滑，無棱角，吊樁捆抓不能用吊方樁的方法，必須注意防滑；
3.2.2.減少樁身裂縫
防止沉樁過程中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫的要點是解決錘擊沉樁時的氣錘效應(yīng)、水錘效應(yīng)等動力效應(yīng)，主要措施是使管樁內(nèi)腔的空也與大氣連通。
3.2.3.防止樁身破碎
管樁對偏心錘擊特別敏感，極易導(dǎo)致樁頂破碎；樁錘過小，錘擊能量易集中在樁頂，且錘擊次數(shù)過多，易將樁頂打碎；送樁剛度偏小，易打碎樁頂。
3.3減少施工對環(huán)境的影響
管樁屬于擠土樁，沉樁時土體中產(chǎn)生很高的孔隙水壓力，土體發(fā)生側(cè)向擠出和向上隆起，使周圍建筑物和市政管線產(chǎn)生變形，嚴(yán)重時發(fā)生開裂、傾斜等事故，在預(yù)制樁事故時應(yīng)采取合理的施工方法和必要的防治措施，同時必須進(jìn)行周圍建筑物和市政管線的變形預(yù)測，以控制施工速度和改進(jìn)施工方法。
應(yīng)合理安排沉樁的順序，控制沉樁速度是降低擠土效應(yīng)，防止出現(xiàn)事故的主要措施。沉樁順序應(yīng)背離保護(hù)對象由近向遠(yuǎn)處沉樁，在場地空曠的條件下，宜采取先中央后周，由里及外的順序沉樁。每天的沉樁數(shù)量不宜過多，使擠土引起的孔隙水壓力有足夠的時間消散，可以有效地減少擠土效應(yīng)。
3.4質(zhì)量檢驗
本工程抽取成樁進(jìn)行了豎向靜載荷試驗，結(jié)果證明單樁豎向極限承載力均達(dá)到要求，并對部分樁進(jìn)行了低應(yīng)變試驗，檢測結(jié)果表明樁身結(jié)構(gòu)完整，波速正常。
4對預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的幾點認(rèn)識
1)單樁承載力高，單位承載力價格便宜。
2)設(shè)計選用范圍廣，容易布樁。
3)對樁端持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強。
4)運輸?shù)跹b輕便。
5)施工前期準(zhǔn)備時間短。
6)施工速度快，工期短。
7)成樁質(zhì)量監(jiān)測方便。
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