王學(xué)斌

摘 要：本文主要是介紹了PHC管樁在建筑工程中主要的應(yīng)用范圍和條件，并介紹了幾種PHC樁的承載力計(jì)算方法，提出了PHC管樁單樁承載力在超靜空隙水壓力消散和樁周土固結(jié)作用下的預(yù)測。

關(guān)鍵詞：PHC管樁；承載力；應(yīng)用

中圖分類號：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、PHC管樁的主要適用范圍

20世紀(jì)80年代，由于PHC管樁的性能卓越并且適應(yīng)我國南方的軟土地基，我國引進(jìn)了日本美國等發(fā)達(dá)國家對PHC管樁預(yù)制的技術(shù)并加以改進(jìn)成功研制生產(chǎn)出了PHC管樁，在20世紀(jì)90年代，經(jīng)過建設(shè)部的推廣，PHC管樁成為一種成熟的工程產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用。它能夠得以廣泛應(yīng)用的原因主要是其適用性和經(jīng)濟(jì)性都非常優(yōu)異。對于實(shí)際場地地基情況在基巖埋藏較深淺表層軟弱，強(qiáng)風(fēng)化巖層或這風(fēng)華殘積土層較厚的地質(zhì)條件下，PHC管樁能夠有效地起到穩(wěn)定的作用，而對于樁尖在強(qiáng)風(fēng)化巖層1m～2m的，持力層的選擇一般是在該強(qiáng)風(fēng)化的巖層中，對于承載力的設(shè)計(jì)要求而言是滿足要求的，并且沉降量與灌注樁差別不大。對于抗震設(shè)防的烈度在9°以下的地區(qū)可以使用PHC管樁。對于在市區(qū)內(nèi)部或者建筑比較密集的地方為了減少噪音可以使用靜壓法進(jìn)行施工，而對于在對施工要求沒有限制時可以采用錘擊、鉆孔植樁的方法進(jìn)行施工。不過對于孤立的巖石比較多或者底下的建筑以及障礙物多的地方或者底層，以及有堅(jiān)硬的夾層并且該夾層不能作為持力層的情況，不應(yīng)當(dāng)選用PHC管樁。對于石灰?guī)r和其他熔巖地區(qū)，以及微風(fēng)化基礎(chǔ)巖石地基，也是不能夠選取PHC管樁作為基礎(chǔ)的。

二、PHC管樁的優(yōu)缺點(diǎn)分析

主要優(yōu)點(diǎn)有：

PHC管樁成型的工期短、功效高，在能夠保證一定質(zhì)量的情況下可以批量生產(chǎn)預(yù)制，并且能夠保證一定的施工質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)研究表明在一定的情況下選取PHC管樁作為樁基礎(chǔ)較其他基礎(chǔ)而言，耐久性更好并且單樁的承載力更高，對于建筑地區(qū)的持力層起伏變化大的地區(qū)應(yīng)用更好。尤其是在我國的軟土地基區(qū)域，PHC管樁的應(yīng)用解決了很大的問題。并且PHC預(yù)制管樁在施工的后期便于監(jiān)理人員及檢測人員檢測。在經(jīng)濟(jì)性方面，在滿足復(fù)核單位承載力與其他樁相同的情況下價格比普通樁要低30%。

主要的缺點(diǎn)有：

PHC管樁在需要進(jìn)行錘擊樁施工法以及人多或者建筑密集的地區(qū)施工還是首選考慮靜壓施工樁。并且PHC管樁的送樁長度有限，應(yīng)當(dāng)選取合適的樁長并避免截樁斷樁。PHC管樁有一定的擠土效應(yīng)，會對周圍建筑物及地下管線布置的產(chǎn)生一定影響，要求邊樁的中心離建筑物的間距要大。對施工場地的耐力要求高，濕軟土地基施工會產(chǎn)生塌陷。

三、PHC單樁承載力確定的主要方法

對于地質(zhì)條件、水文條件比較復(fù)雜的地區(qū)，以及一級建筑物或者還沒有應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)，應(yīng)當(dāng)先采取試樁實(shí)驗(yàn)，并且進(jìn)行現(xiàn)場的靜載，實(shí)驗(yàn)以確定單樁承載力的標(biāo)準(zhǔn)值。在了解現(xiàn)場的工程情況后獲得實(shí)用的最后貫入度控制值?，F(xiàn)行的規(guī)范中，對于PHC管樁并沒有明確的計(jì)算公式或者參數(shù)要求來確定單樁的豎向承載力，所以對于在實(shí)際工程中的PHC管樁計(jì)算可以參考借用鋼管樁的經(jīng)驗(yàn)公式。并且綜合該經(jīng)驗(yàn)公式的基礎(chǔ)上采用適當(dāng)?shù)男拚禂?shù)計(jì)算極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值。還有一種方法即采用高應(yīng)變動力試樁的方法，它能夠通過有效的統(tǒng)計(jì)和分析來計(jì)算出預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在錘擊打入過程中樁錘的最大沖擊力以及樁頭位移與承載力之間的有效關(guān)系，并且通過估算，可以得出該樁的豎向承載力是否滿足工程需要。而在正常施工過程中，往往需要考慮時間效應(yīng)來確定單樁承載力，PHC管樁在打入軟土地基中時，周圍土體的強(qiáng)度會受到損傷，因此樁的承載能力也會減小，而隨著時間的推移并且軟土的固結(jié)，樁周的承載力逐漸增強(qiáng)，計(jì)算公式及其參數(shù)的確定參照規(guī)范要求。

四、對于施工壓樁技術(shù)的簡述

施工前首先要保持場地平整清潔，坡度不大于1%，場內(nèi)排水順暢，地質(zhì)情況滿足規(guī)范要求，地面的基本承載力要滿足壓樁，為了控制樁身垂直度，夾角機(jī)具選擇長度選用較長值。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行實(shí)地測設(shè)放線工作時可采用直角坐標(biāo)法，樁位的軸線結(jié)合平面圖進(jìn)逐樁綜合布置，在樁基周圍布置至少3個水準(zhǔn)點(diǎn)檢測樁入土深度情況，待樁基軸線的測定完成后，相關(guān)人員進(jìn)行復(fù)核檢測，達(dá)到規(guī)范要求后方可進(jìn)行壓樁。

在壓樁時，首先要確定工序的銜接問題，避免打樁機(jī)多次往返，盡量做到先深后淺，先密后疏，最大限度地保證工程經(jīng)濟(jì)性合理。在壓樁過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)放線實(shí)際情況選出控制點(diǎn)，然后根據(jù)控制點(diǎn)以此引出軸線的位置并且選擇好固定的位置進(jìn)行固定，每根樁都應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)場的情況用鋼筋固定好樁位，樁位之間根據(jù)現(xiàn)場軸線定位選擇機(jī)具行進(jìn)順序，測量人員在壓樁的施工進(jìn)程中應(yīng)當(dāng)持續(xù)檢測復(fù)核，避免施工誤差的出現(xiàn)導(dǎo)致樁體歪斜以及入土深度不到位。在壓樁機(jī)到達(dá)合適位置后對其進(jìn)行整平安裝，保證壓樁機(jī)夾持鉗口的中心和樁體中心在同一水平線上不會傾斜和移動。為了能讓樁體在起吊的時候能夠不偏斜，并且豎直進(jìn)入夾樁鉗口，選用雙千斤方法起吊。在樁體進(jìn)入夾樁鉗口后進(jìn)行微調(diào)并對中調(diào)整，緩慢將樁體的尖部壓入土中約1m，然后進(jìn)行復(fù)核樁體垂直情況，確保誤差小于0.5%。然后進(jìn)行靜壓沉樁，每一節(jié)的入土深度大約在1.5m左右，具體的操作工序?yàn)閴簶稒C(jī)夾具放松，上升后加緊，再壓的往復(fù)工作。各層樁位之間如果需要接樁的化，通常會選用焊接的方式，保持下屆樁頭處的導(dǎo)向箍筋到位，接樁的過程中需要復(fù)核其上下樁體是否數(shù)值，偏差保持在兩毫米以內(nèi)，接樁焊接固定過程中在樁體對稱進(jìn)行，在上下節(jié)樁體固定后應(yīng)當(dāng)拆掉導(dǎo)向箍筋，然后進(jìn)行分層焊接，保證焊接層數(shù)在兩層藝術(shù)，焊縫連續(xù)無空腔，保證其焊接強(qiáng)度，等到焊接完畢自然冷卻后一段時間再進(jìn)行錘擊，冷卻實(shí)際盡量在10分鐘以上，保證接樁的質(zhì)量達(dá)到規(guī)范要求。

五、施工中要點(diǎn)及難點(diǎn)的分析概述

在施工過程中，有可能會遇到相鄰樁體的橫向位移，這是由于樁入土后，遇到較大的堅(jiān)硬障礙，把樁尖擠向一側(cè)。這種情況下，為了有效地減少樁頂?shù)奈灰?，在施工前?yīng)當(dāng)最樁位下做清障處理，對與樁身玩去超過規(guī)定值千分之樁長的情況下或者樁尖不能樁中心軸線上應(yīng)當(dāng)及時糾正，避免后期產(chǎn)生其他問題。還有可能會產(chǎn)生地面的隆起或者樁體浮起的施工問題，而這兩種種情況產(chǎn)生的主要原因主要有兩個：在樁體沉入過程中，由于土在瞬間擠壓力作用下是不可壓縮的，會導(dǎo)致的樁周土體產(chǎn)生的一定的擠壓應(yīng)力，這種擠壓應(yīng)力引起周圍土體中孔隙水壓力的提高，并產(chǎn)生樁周土體相應(yīng)的剪切形變，也叫作擠土效應(yīng)。另一個重要的原因就是壓樁的順序不合理，導(dǎo)致周圍土體應(yīng)力分布情況不均，正確的沉樁順序應(yīng)當(dāng)由內(nèi)向外，由深到淺進(jìn)行。這種問題在實(shí)際的施工過程中很常見，基于這種情況，應(yīng)當(dāng)采取的相應(yīng)對策主要也是改進(jìn)壓樁的施工方法并進(jìn)行合理的施工過程監(jiān)測。在此僅簡述一種施工方法，即進(jìn)行預(yù)鉆孔取土再進(jìn)行打樁，就是隔一個樁鉆一個孔，將鉆孔與PHC管樁施工交替進(jìn)行，按照由外到內(nèi)的方法，逐一壓完一排取土樁，再壓不取土樁，在場地中央的樁進(jìn)行壓樁后再進(jìn)行對周邊樁的壓樁。同時應(yīng)當(dāng)合理進(jìn)行地質(zhì)勘測避免出現(xiàn)地基深層的土體變形而導(dǎo)致淺層軟土地基的側(cè)向位移或者隆起，減少對周邊建筑物的損壞。

另一種主要的難點(diǎn)在于，由于實(shí)際的地質(zhì)情況問題，會產(chǎn)生密度相差較大的夾層出現(xiàn)，這種夾層的穩(wěn)定性不足以滿足作為地基的承載力要求，不能夠作為樁基的持力層，所以在這種地質(zhì)情況下要穿越過這一地質(zhì)情況較差的底層，讓樁端進(jìn)入下面較為穩(wěn)定的持力層中。但是實(shí)際的工程中，可能會出現(xiàn)較為復(fù)雜的情況，當(dāng)夾層的密實(shí)程度較高且厚度較大，采用靜壓法施工時樁體往往會在穿越過程中受阻。如果樁尖不能夠穿透該夾層到達(dá)穩(wěn)定持力層，會產(chǎn)生極大的安全隱患。因此應(yīng)當(dāng)采用鉆孔設(shè)備預(yù)先引孔，也就是說用鉆孔設(shè)備先對樁位的預(yù)穿透位置鉆一個能夠穿透過夾層的孔，然后再進(jìn)行靜壓樁體。這一過程中需要準(zhǔn)備及掌握的問題主要有兩個，一個是對于鉆孔所鉆取的孔徑大小的選取，一般而言，如果樁體直徑在4m～5m之間，則應(yīng)當(dāng)用鉆孔設(shè)備鉆取小于該直徑1m～1.5m之間的鉆孔。如果鉆孔太小，就不能產(chǎn)生足夠的側(cè)向剪切強(qiáng)度起到讓樁身破壞夾層的能力，導(dǎo)致樁體不能夠進(jìn)入下持力層，無法實(shí)現(xiàn)引孔的作用。而如果鉆孔的孔徑過大，會導(dǎo)致樁身周圍產(chǎn)生摩擦力造成損傷，影響樁整體的承載能力。二是對沉入持力層深度的把握，應(yīng)當(dāng)盡量控制在樁尖進(jìn)入持力層1m左右，太深會影響持力層的強(qiáng)度，減弱承載力，太淺則不能夠達(dá)到承載力的要求。

結(jié)語

通過本文的分析，為了進(jìn)一步提高PHC在實(shí)際工程中的應(yīng)用并改進(jìn)施工質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)在工程實(shí)際情況中注意幾個問題，為了避免造成人力資源和工程資源的浪費(fèi)，應(yīng)當(dāng)做好施工前的檢測形成報(bào)告，減少樁不到位的情況。

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