【摘要】：預(yù)應(yīng)力混凝土管樁作為樁基礎(chǔ)擁有眾多優(yōu)勢，有望成為建筑行業(yè)的翹楚，但由于諸多原因使其陷入推廣使用的瓶頸，本文全面剖析了目前預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在推廣應(yīng)用中所遇到的問題，并提出了相應(yīng)的對策，以期能夠指導(dǎo)其施工過程，減少事故的發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】：預(yù)應(yīng)力混凝土管樁;問題;對策

1、前言

隨著城市灼熱化發(fā)展，大量高層建筑逐步成為城市規(guī)劃的重心，需承受的荷載亦趨加大，傳統(tǒng)的淺基礎(chǔ)、鉆孔灌注樁等已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求，高強(qiáng)度的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁應(yīng)運而生，并逐漸發(fā)展成為高層建筑業(yè)的寵兒。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁本身為一細(xì)而長且等直徑環(huán)形預(yù)制砼構(gòu)件，再采取錘擊或靜壓沉樁法打入地基土內(nèi)以作為建筑物的基礎(chǔ)而承受上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載。[1]

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁之所以受到眾多學(xué)者、設(shè)計、施工人員的廣泛關(guān)注與其擁有眾多優(yōu)勢是分不開的。它采用離心力作用、蒸汽養(yǎng)護(hù)技術(shù)、高強(qiáng)度的混凝土、先張法預(yù)應(yīng)力等先進(jìn)技術(shù)，集合了許多混凝土施工前沿的新工藝、新技術(shù)，所以有很高的承載能力，抗彎、抗裂性能良好[2];它的自重小，且沉樁時間不受季節(jié)影響，所以施工高效[3];由于大多是采用靜壓法沉樁，噪聲小，所以具有施工環(huán)保的特點[4]。以上優(yōu)越性使得預(yù)應(yīng)力混凝土管樁被使用的頻率逐漸增加。

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是基礎(chǔ)工程施工最核心的階段，其施工質(zhì)量、水平的高低將會決定整個工程的質(zhì)量，因此設(shè)計與施工單位必須根據(jù)工程的實際情況選用合適的樁型，采取有效的對策保證施工過程的準(zhǔn)確、規(guī)范性，避免工程事故的發(fā)生，使得預(yù)應(yīng)力混凝土管樁得到充分使用，引領(lǐng)我國建筑業(yè)的發(fā)展。本文中剖析了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在推廣使用過程中遇到的瓶頸問題，并提出了相應(yīng)的對策，以期各施工單位在相應(yīng)的工程中借鑒采納。

2、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁推廣應(yīng)用中所出現(xiàn)的問題

質(zhì)量問題：預(yù)應(yīng)力混凝土管樁容易出現(xiàn)本身的質(zhì)量問題，如混凝土強(qiáng)度不夠、蒸汽養(yǎng)護(hù)時間不足、截樁過程的控制易被忽略，使得其抗彎強(qiáng)度低，且經(jīng)常出現(xiàn)使用非專業(yè)施工人員使用大錘對管樁進(jìn)行橫向敲打或者拉拔現(xiàn)象;

適用范圍：由于預(yù)應(yīng)力混凝土目前在國內(nèi)外很多領(lǐng)域都有使用，屬于比較熱門的樁基礎(chǔ)，所以有些施工場地在沒有認(rèn)真勘查、地質(zhì)分析的情況下盲目使用管樁，發(fā)生不必要的工程事故;

施工順序：有些工期比較緊的工程容易出現(xiàn)沉樁后立刻進(jìn)行基坑開挖工作的情況，而且沒有相應(yīng)的排水措施或者沒有選擇恰當(dāng)?shù)氖┕ぢ肪€，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土管樁發(fā)生傾斜或失穩(wěn)，造成工程事故;

放樣階段：預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的放樣階段由于施工人員不專業(yè)導(dǎo)致位置不準(zhǔn)確，沉樁困難，亦使后期施工工作不能正常開展;

垂直度：管樁的起吊、沉樁過程中垂直度誤差太大，導(dǎo)致在起吊過程中管樁發(fā)生振動、旋轉(zhuǎn)、彎矩情況改變等現(xiàn)象，施工質(zhì)量差;

沉樁方法：有一些比較落后的地區(qū)在選用沉樁方法時仍然采用錘擊法，選用錘的重量太輕或者落距太大，導(dǎo)致樁頭有破損現(xiàn)象，更甚有打偏現(xiàn)象;

沉樁方案：在沉樁過程中自始至終連續(xù)敲打管樁，由于自重大于摩擦力，使其一落到底，不能保證樁的連續(xù)性，基礎(chǔ)出現(xiàn)斷層現(xiàn)象，引發(fā)工程事故;

焊接質(zhì)量：焊接接頭質(zhì)量不易保證，導(dǎo)致管樁在沉樁過程中出現(xiàn)接頭錯位、強(qiáng)度差、承載力不足、抗浮能力差等問題，甚至?xí)a(chǎn)生斷樁現(xiàn)象;

擠土現(xiàn)象嚴(yán)重：由于沉樁過程中其周圍的土體受到大范圍的影響，改變了土體力的狀態(tài)，再加上樁的接頭較多，焊接質(zhì)量欠缺，管樁端停歇在硬土層中時間比較長，布樁過多過密，每天成樁數(shù)量太多，壓樁速率太快等均會加劇擠土現(xiàn)象的發(fā)生。

3、相應(yīng)對策

質(zhì)量問題：為保證管樁的抗彎等強(qiáng)度，混凝土強(qiáng)度一般設(shè)計為C60或C80;蒸汽養(yǎng)護(hù)條件要滿足，靜停7d后才可以沉樁;截樁應(yīng)選用專業(yè)人員和使用專門的截樁器進(jìn)行規(guī)范操作，以防樁體變形;

適用范圍：在某些特殊土質(zhì)地區(qū)不能強(qiáng)行使用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，如高地下水位、軟土、巖溶、石灰?guī)r層喀斯特發(fā)育、有老基礎(chǔ)、孤石的土層應(yīng)斟酌使用;由于關(guān)于管樁的抗震性能研究較少，抗震能力不能保證，故在抗震烈度比較高的地區(qū)也不宜使用此法，盡量選用灌注樁比較好;

施工順序：基坑開挖時要注意順序，先開挖基坑，再進(jìn)行沉樁，沉樁完成后等隔一段時間樁體穩(wěn)定后再開挖，并注意進(jìn)行樁位復(fù)查、規(guī)劃好施工路線及恰當(dāng)?shù)呐潘椒ǎ_保樁體的穩(wěn)定，一般要求樁頂直徑1米范圍內(nèi)禁止大型的機(jī)械設(shè)備碾壓作業(yè);

放樣階段：通過專業(yè)的設(shè)備、施工機(jī)械、專業(yè)的放樣人員進(jìn)行樁位的放樣工作，在此過程中要嚴(yán)格按照施工圖紙進(jìn)行放樣，以確保樁位的準(zhǔn)確性，保證沉樁的質(zhì)量，避免出現(xiàn)施工事故;

垂直度：應(yīng)采用先進(jìn)的吊裝設(shè)備，在起吊過程中應(yīng)嚴(yán)格控制樁的垂直度，對樁下半部分進(jìn)行嚴(yán)格的管控，其錯位偏差應(yīng)不超過2mm，此過程中對于施工速度也要有嚴(yán)格控制，益慢，不能拋擲、碰撞管樁，若有此情況發(fā)生必須經(jīng)過再次檢查才可使用;

沉樁方法：盡量避免使用錘擊沉樁法，若使用，應(yīng)選用合適的樁錘，采用“重錘低擊”的原則沉樁，并應(yīng)加強(qiáng)對打樁的施工管理工作，制定嚴(yán)格完整的打樁方案，避免打偏，造成應(yīng)力偏心;

沉樁方案：沉樁應(yīng)采用兩種作業(yè)模式，一是點擊作業(yè)，剛開始要點擊敲打沉樁，避免第一節(jié)管樁由于自重作用沉到地基底部，在整個沉樁過程采用鋼絲繩對其約束;二是連續(xù)作業(yè)，當(dāng)管樁所受阻力大于其自重時就可采用該方式不斷沉樁;

焊接質(zhì)量：加強(qiáng)對焊接工作的管理，應(yīng)選用有相應(yīng)焊接證的施工人員進(jìn)行操作，不能為降低成本而隨意進(jìn)行人員選用，對于焊接方法也應(yīng)該加強(qiáng)操作人員的學(xué)習(xí)，焊縫應(yīng)飽滿、不留孔隙，目前應(yīng)用比較多的是端頭板電焊聯(lián)接法，隨著施工技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)加強(qiáng)施工領(lǐng)域內(nèi)資源共享，共同進(jìn)步，同時要時刻注意焊縫的長度與寬度的控制，在坡口四周應(yīng)選擇6 點對稱電焊，焊接的層數(shù)≥2 層;

擠土現(xiàn)象：為盡量避免擠土，需注意以下四點：

1）控制打樁密度，對于排布比較緊密的管樁可采用預(yù)鉆孔沉樁方法，施工時做到隨鉆隨打或使用跳打法，不可緊密布樁直接沉樁;

2）控制沉樁速率，一般要求不超過 1 m/min 。要求制定合理的沉樁路線，并遵循“先長后短、先高后低”的打樁原則， 若樁距比較小，宜選用從中間向四周打的方法;若樁一側(cè)緊鄰建筑物，宜從靠近建筑物的一端開始，該措施能有效減弱擠土現(xiàn)象;

3）減少施工過程中的間歇時間，如果中途間歇時間太長、會增大摩擦阻力，造成沉樁困難;

4）在含水量比較豐富的地區(qū)，采用真空預(yù)壓、人工降低地下水位或采用排水板等辦法進(jìn)行排水，降低土體含水量，緩解擠土現(xiàn)象;

4、結(jié)論

由于預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的應(yīng)用面越來越廣，其在建筑基礎(chǔ)行業(yè)中的角色愈發(fā)重要，但施工過程容易發(fā)生各種各樣的問題，所以有關(guān)其設(shè)計、承載能力、施工方面的工作需要引起我們足夠的重視。本文總結(jié)剖析了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的優(yōu)點、應(yīng)用現(xiàn)狀、推廣使用時經(jīng)常遇到的問題及解決方案，提出了如何減少預(yù)應(yīng)力混凝土管樁事故的預(yù)防措施，以期對以后的預(yù)應(yīng)力混凝土工程的施工有一定的指導(dǎo)意義。只要我們能從勘查、設(shè)計、施工、使用各個方面杜絕隱患的發(fā)生，善于總結(jié)工程經(jīng)驗，明確預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的適用環(huán)境，在施工中嚴(yán)格遵守其施工工藝及質(zhì)量控制要求，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的推廣使用就不是問題。在建筑行業(yè)各方面的努力下，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁定能在以后建筑業(yè)的發(fā)展中彰顯魅力。

參考文獻(xiàn)：

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[3]Gharbawy S E， Iskander M G，Olson R E.Application of suction casson foundation in the gulf of Mexico[A].0CT8832，1988：531-538.

[4]DUN， X，J.A Soil Structure-Interaction Analysis of Tall Buildings [D].University of Southern California， 2005.