楊 青 楊國兵

(1.滁州學(xué)院土木與建筑工程學(xué)院，安徽 滁州 239000； 2安徽滁州技師學(xué)院，安徽 滁州 239000)

1 關(guān)于PHC管樁研究及應(yīng)用

1.1 PHC管樁及施工工序

我國預(yù)應(yīng)力高強度混凝土管樁(Prestressed High Strength Concrete Pipe Pile，簡稱PHC管樁)，自20世紀(jì)80年代末引進了日本PHC管樁的生產(chǎn)工藝[1]后,尤其在房地產(chǎn)行業(yè)得以快速推廣，緣于該種樁施工過程中不僅可以利用大型機械設(shè)備，施工效率高，速度快，而且單樁承載力高，質(zhì)量易于保證，節(jié)能環(huán)保利于文明施工。PHC管樁的工程參數(shù)如管徑、壁厚、鋼筋配筋量、混凝土強度、樁長等，由結(jié)構(gòu)設(shè)計人員根據(jù)場地工程地質(zhì)特性，結(jié)合軟件(如PKPM系列之基礎(chǔ)部分JCCAD軟件)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計確定。

目前我國大部分地區(qū)管樁施工采用的方法有靜壓法(抱壓式居多)、錘擊法(分氣錘和柴油錘兩種)、振動法、預(yù)鉆孔法[1]和水沖法等，常見PHC管樁靜壓法施工流程見圖1。

1.2 PHC管樁施工理論研究

擠土效應(yīng)是管樁施工的典型特征，其施工過程中強力破壞巖土體的平衡產(chǎn)生土側(cè)壓應(yīng)力和超孔隙水壓力，與管樁的布樁率、土的地層特性(土的滲透系數(shù))、壓樁速度、施工順序密切相關(guān)。處理不好會引起周圍管樁的水平位移及隆起，造成不應(yīng)有的工程事故。為克服明顯的擠土效應(yīng)，趙春風(fēng)[2]研究了新型中掘管樁施工，邊取土邊沉樁的工藝使得樁周土體水平位移小，收獲較小增幅的孔隙水壓力，“樁端注漿”新工藝使得新型中掘管樁在軟土地區(qū)極具推廣價值。胡煜[3]介紹了錘擊沉樁的樁錘選擇方法及合理安排沉樁順序，采用先開挖基坑后沉樁的施工工序?qū)D土效應(yīng)有緩解功效。邵晶晶[4]通過樁基檢測實驗發(fā)現(xiàn)，同種條件下PHC管樁施工應(yīng)優(yōu)先采用靜壓法。

蔣躍楠[5]通過實測資料分析了靜壓樁終壓力與單樁豎向承載力之間的相關(guān)性，如樁長、樁周土的靈敏性、樁端土條件等多項因素。建議軟粘土地區(qū)靜力壓樁的終壓控沉標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)以標(biāo)高為主要控制標(biāo)準(zhǔn),壓樁力為參考。尤其對于長度小于20 m的樁,應(yīng)確保樁尖可靠地進入持力層,防止壓樁中出現(xiàn)不可預(yù)見的地質(zhì)情況(如局部硬核)時的停壓。陳守蘭[6]分析了PHC管樁施工存在的截樁問題、擠土效應(yīng)、陷機問題等。采用試樁，通過樁體入土深度與終壓力來判斷是否達(dá)到設(shè)計要求的單樁豎向極限承載力是靜壓工程樁施工必備前奏。

2 工程背景

2.1 工程概況

某市高端居住區(qū)開發(fā)，地處京滬高鐵站區(qū)，總建筑面積26.4萬m2，其中人防面積1.2萬m2，車庫面積5.59萬m2，共用小高層花園洋房9棟與15棟16層～20層高層建筑相配，兩面環(huán)水，景色宜人。彰顯建筑個性特色，見圖2。為了搶得商機，盤活資產(chǎn)，披星戴月，風(fēng)雨兼程是其施工場景特色。

地下室-1F采用框架結(jié)構(gòu)，PHC管樁(承臺)筏板基礎(chǔ)，樁型為PHC-500AB(125)和PHC-400AB(95)兩種，樁有效長度10 m～15 m。

2.2 地形地貌

場地屬丘陵帶，中心及周邊地帶的微地貌單元為山前沖積平原。原地勢整體較平緩，現(xiàn)狀地表大部分區(qū)域堆積較厚的人工填土，場地東西高差約8 m；項目區(qū)內(nèi)主要地物為天然植被等，局部高差相對較大?？辈炱陂g場地自然地坪高程22.70 m～30.92 m。

2.3 場地地質(zhì)層巖性

根據(jù)鉆探結(jié)果，本工程地基土物理力學(xué)參數(shù)見表1，場地地質(zhì)情況見表2。

表1 地基土物理力學(xué)參數(shù)表

表2 場地地層地質(zhì)情況一覽表

2.4 管樁施工簡況

以3號樓(11層，剪力墻結(jié)構(gòu))為例，2018年12月初開始管樁施工，基礎(chǔ)平面尺寸為68.7 m×18.8 m?；A(chǔ)采用樁筏基礎(chǔ),樁頂標(biāo)高為-6.620 m(±0相當(dāng)于自然地坪高程31.800 m)。本工程樁基采用靜壓樁施工，單節(jié)樁PHC-400AB(95)管樁，工程樁總數(shù)154根，單樁豎向承載力特征值為1 300 kN，壓樁值定為2 600 kN。

3號洋房樁基施工后土方開挖，發(fā)現(xiàn)管樁“超長”現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重(我們暫且將高出樁頂標(biāo)高多余的樁體稱為“超長”)，70%超出樁頂標(biāo)高1.5 m～3.0 m，必須大面積進行截樁，圖3為該棟號基坑截樁過程實景圖。圖4為3號樓施工現(xiàn)場YZY800靜力壓樁機起吊樁體現(xiàn)場圖及破土開挖露出工程樁情景。

3 管樁超長原因分析

管樁“超長”現(xiàn)象是對隱蔽工程管樁施工的大暴露，這高出墊層50 mm～100 mm后的樁體面臨鋸割，多余樁體將不能再行利用[7]。雖然不可能做到管樁頂恰好符合圖紙設(shè)計標(biāo)高，這是理想的境界，少之又少，但通常在設(shè)計樁頂±1 m左右為正常(考慮地質(zhì)剖面圖只是反映節(jié)點之間土層的推測，有一定的出入)，普遍超出樁頂標(biāo)高1.5 m～3.0 m實屬罕見。筆者通過現(xiàn)場調(diào)查，給予推斷。

通過調(diào)查，地基土物理力學(xué)(見表1)，場地地層地質(zhì)(見表2)，得知該場地屬于穩(wěn)定場地；場地屬于地震烈度6度區(qū)，場地土類型多為中軟土，現(xiàn)場對照3號洋房勘探點平面位置圖與地質(zhì)剖面圖，⑤-1層為樁端持力層，樁長結(jié)構(gòu)設(shè)計定為13 m。樁基持力層⑤-1層強風(fēng)化砂巖有較大起伏，最大高差為2.4 m，可見樁尖進入⑤-1層強風(fēng)化砂巖難度肯定不一，管樁隨進入持力層深度不同，壓樁力有一定的波動是很正常的，如果采用同一種樁長和壓樁力，則必定會因為樁底深度不同，出現(xiàn)樁頂標(biāo)高“遠(yuǎn)近高低各不同”之梅花樁景觀。

試樁情景無可得知，但經(jīng)調(diào)查可以確定的是，施工采用的是同一種樁型及樁長。如果在地質(zhì)剖面圖上根據(jù)工程樁長度標(biāo)注出管樁樁底位置線，不難得出其與持力層頂面的高差正好與現(xiàn)場尺寸吻合。

4 結(jié)語

本工程PHC管樁施工超長“露”出設(shè)計標(biāo)高現(xiàn)象的原因：

1)沉樁難易程度受地層風(fēng)化程度、持力層起伏形狀和沉樁工藝的影響。采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁時，要考慮樁端需要進入持力層一定的深度(通常不少于1 m)；

2)本案持力層⑤-1層對預(yù)應(yīng)力管樁的沉樁可能存在困難，采用該樁型時應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)氖┕すに?確保管樁進入持力層1 m)，相關(guān)單位應(yīng)探討樁長、壓樁力與預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在地質(zhì)報告反映的地層位置，充分考慮擠土效應(yīng)對PHC管樁影響，控制沉樁速率、合理安排沉樁順序和采取引孔等措施以減小或消除擠土效應(yīng)的影響；

3)試樁確定的施工參數(shù)應(yīng)靈活運用，沉樁未按地質(zhì)勘察報告及時調(diào)整樁長；

4)監(jiān)理工作流于形式，勘察、設(shè)計未提供有力的技術(shù)服務(wù)。