預(yù)應(yīng)力管樁在靖江地區(qū)高層建筑中的應(yīng)用

邵建東

（靖江市建筑設(shè)計(jì)院有限公司，江蘇 靖江 214500）

預(yù)應(yīng)力管樁在靖江地區(qū)高層建筑中的應(yīng)用

邵建東

（靖江市建筑設(shè)計(jì)院有限公司，江蘇 靖江 214500）

預(yù)應(yīng)力管樁在靖江地區(qū)高層建筑中應(yīng)用越來(lái)越多，文章系統(tǒng)介紹了管樁的設(shè)計(jì)原則和施工工藝，指出了在靖江地區(qū)應(yīng)用中遇到的一些技術(shù)問(wèn)題，提出了如何控制管樁質(zhì)量的具體建議。

預(yù)應(yīng)力管樁；設(shè)計(jì)；施工；質(zhì)量控制

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝和離心成型方法制成的一種空心圓柱型鋼筋混凝土預(yù)制樁。預(yù)應(yīng)力管樁在我國(guó)的應(yīng)用很廣，泰州市靖江地區(qū)從2002年開始應(yīng)用預(yù)應(yīng)力管樁，在工業(yè)與民用建筑中使用效果較好。預(yù)應(yīng)力管樁與鉆孔灌注樁是靖江地區(qū)高層建筑的主要樁型?，F(xiàn)就預(yù)應(yīng)力管樁在高層建筑工程中應(yīng)用作簡(jiǎn)要分析。

1 適用范圍及條件

管樁分為預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁（PHC）、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PC）、預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁（PTC）。施工方法分錘擊和靜壓兩種，施工機(jī)械中有600T和800T大型壓樁機(jī)、DD63和DD83以上的柴油錘。靖江地區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度，可以直接選用江蘇省結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集（蘇G03-2002）[1]。靖江地區(qū)常用的為PHC管樁，常用的預(yù)應(yīng)力管樁各項(xiàng)參數(shù)如表1。

表1 常用預(yù)應(yīng)力管樁參數(shù)

2 樁基設(shè)計(jì)

2.1 高層建筑樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)步驟[2]：

（1）巖土工程勘察報(bào)告與上部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)況的綜合分析研究。靖江地區(qū)高層建筑層次一般為11-30層，結(jié)構(gòu)形式為剪力墻和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)兩種，抗震設(shè)防類別為丙類，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)，樁基設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)。根據(jù)本地區(qū)巖土工程勘察報(bào)告，上部土層為軟土，一般選擇35-40米左右的中密-密實(shí)粉細(xì)砂為樁端持力層，樁端以下土層為細(xì)砂和中粗砂。

下圖為某工程地質(zhì)剖面圖，可以初步確定以第⑩層粉細(xì)砂為樁端持力層。

（2）確定單樁豎向、水平向承載力及單樁剛度特征。根據(jù)建筑物荷載初步確定樁的直徑，單樁承載力確定時(shí)按規(guī)范[3]5.3.1條第二款設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)的建筑樁基，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件簡(jiǎn)單時(shí)，可參照地質(zhì)條件相同的試樁資料，結(jié)合靜力觸探等原位測(cè)試和經(jīng)驗(yàn)參數(shù)綜合確定。按照勘察報(bào)告提供的樁側(cè)阻力和樁端阻力值，計(jì)算單樁豎向、水平向承載力。

（3）確定樁數(shù)、樁的平面布置及埋深。墻下樁的布置可依據(jù)荷載情況和橫墻間距大小確定，一般采用單排布置，應(yīng)盡量使群樁形心和荷載重心重合，務(wù)必要使各樁受力基本均勻，不可布置得過(guò)于零散，造成施工不便。獨(dú)立樁基的樁采用對(duì)稱布置，樁距按規(guī)范選用3.5d。

（4）驗(yàn)算樁基豎向和水平整體承載力及樁基沉降量。高層建筑應(yīng)進(jìn)行樁基變形計(jì)算，對(duì)高層剪力墻結(jié)構(gòu)，變形控制指標(biāo)主要是總沉降量和整體傾斜；對(duì)高層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，變形控制指標(biāo)主要是外柱和內(nèi)部混凝土墻之間的差異沉降。對(duì)樁中心距不大于6倍樁徑的樁基，其最終沉降量可采用等效作用分層總和法，可按《高層建筑巖工程勘察規(guī)程》附錄F0.3進(jìn)行估算。

本地區(qū)樁基計(jì)算沉降量一般在40-80mm之間，與實(shí)測(cè)值比較接近，均能滿足規(guī)范要求。

（5）對(duì)樁數(shù)、布置方案和承臺(tái)結(jié)構(gòu)作出技術(shù)上的必要調(diào)整。樁基設(shè)計(jì)的工程實(shí)例較多，這里不再闡述。

3 預(yù)應(yīng)力管樁的施工工藝

3.1 準(zhǔn)備工作

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的施工必須配備性能可靠、符合標(biāo)準(zhǔn)、種類齊全的施工機(jī)械和設(shè)備，根據(jù)設(shè)計(jì)文件和施工組織計(jì)劃的要求，確定合理可行的施工順序。

3.2 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的施工

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的施工工藝流程如圖2所示：

3.3 施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）樁位放樣 根據(jù)圖紙和技術(shù)交底確定的坐標(biāo)控制點(diǎn)進(jìn)行樁位放樣，采用全站儀定出樁位。用石膏粉作出樁位的圓形標(biāo)記，圓心位置用小樁標(biāo)記。（2）沉樁 樁機(jī)就位后開始吊樁，然后調(diào)平樁機(jī)，同時(shí)用相互垂直的兩個(gè)方向經(jīng)緯儀檢查垂直度，開動(dòng)壓樁裝置，記錄壓樁時(shí)間和各壓力表讀數(shù)（錘擊樁記錄錘擊數(shù)和貫入度）。（3）接樁和焊接要求 接樁時(shí)樁頭高出地面1.0米左右，焊接時(shí)應(yīng)分層焊接，焊縫應(yīng)達(dá)到三級(jí)焊縫要求，嚴(yán)禁用水冷卻。（4）送樁 用水準(zhǔn)儀確定地面標(biāo)高，在送樁管上作記號(hào)，不得超送。（5）終止沉樁 正常情況按設(shè)計(jì)要求和試樁情況結(jié)束送樁。（6）在施工過(guò)程中若出現(xiàn)壓力顯著增加或減少，需暫停施工，分析原因后提出處理措施。

在靖江地區(qū)施工預(yù)應(yīng)力管樁，尤其要注意以下四點(diǎn)：（1）由于表面土層承載力較低，場(chǎng)地應(yīng)回填建筑垃圾或干砂，厚度不得低于0.5米。（2）高層建筑大部分附有地下室，送樁時(shí)嚴(yán)格控制垂直度和標(biāo)高。（3）靖江地區(qū)在地下15-24米左右存在中密狀態(tài)的粉砂層，上面兩節(jié)樁配樁長(zhǎng)度應(yīng)大于24.0米，避免在此層中焊接。（4）焊接質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格按要求執(zhí)行，避免因土體隆起或者孔隙水壓力消散時(shí)引起的拉應(yīng)力而造成質(zhì)量事故。

3.4 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量及檢驗(yàn)要求[4]

表2 預(yù)應(yīng)力管樁施工質(zhì)量控制表

3.5 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的檢測(cè)

工程樁應(yīng)采用靜載試驗(yàn)確定單樁豎向抗壓承載力[5]，檢測(cè)數(shù)量在同一條件下不應(yīng)少于3根。對(duì)上述選定以外的樁，可采用高應(yīng)變法進(jìn)行單樁豎向抗壓承載力驗(yàn)收檢測(cè)。高應(yīng)變法也可作為單樁豎向抗壓承載力驗(yàn)收檢測(cè)的補(bǔ)充，抽檢數(shù)量不宜少于總樁數(shù)的5%。出于對(duì)樁基抵抗水平力的考慮，應(yīng)進(jìn)行單樁水平承載力檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的2%。低應(yīng)變法檢測(cè)，應(yīng)不少于20%。

樁基抽樣檢測(cè)時(shí)宜選擇下列樁：施工質(zhì)量有疑問(wèn)的樁，設(shè)計(jì)方認(rèn)為重要的樁，局部地質(zhì)條件出現(xiàn)異常的樁和適量選擇完整性檢測(cè)中判定的Ⅲ類樁。

4 預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

在管樁沒有推廣使用之前，為獲得比較高的單樁承載力，一般采用鉆孔灌注樁。由于靖江地處長(zhǎng)江北岸，在地貌上屬長(zhǎng)江下游沖積平原，土層由淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉砂、粉土和粉細(xì)砂組成，土體中含砂較多，清孔后泥漿粘度難以達(dá)到要求，孔底沉渣較厚，導(dǎo)致單樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，往往要進(jìn)行處理，導(dǎo)致增加工程造價(jià)。另外，泥漿排放也很困難，容易污染環(huán)境。而預(yù)應(yīng)力管樁沉樁比較順利，樁尖可以達(dá)到預(yù)計(jì)持力層，壓力和貫入度可控，承載力有較大提高，從而節(jié)約基礎(chǔ)造價(jià)。按目前工程造價(jià)采用同直徑的鉆孔灌注樁和預(yù)應(yīng)力管樁，基礎(chǔ)造價(jià)可以節(jié)約20%左右。

5 結(jié)束語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力管樁能滿足現(xiàn)代化建設(shè)高質(zhì)量、環(huán)境保護(hù)、工業(yè)化的要求，無(wú)論在市內(nèi)或城郊都有比較好的施工方法。文章對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁的設(shè)計(jì)、施工進(jìn)行了論述，表明管樁在靖江地區(qū)高層建筑中的應(yīng)用可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的效果。

[1] 先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁 (蘇G03-2002)[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005.

[2] 郭繼武.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.

[3] JGJ94-2008,建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.

[4] 劉金礪.高層建筑樁基工程技術(shù)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1998.

[5] JGJ106-2003,建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2003.

Pre-stressed Steel Pipe Driven in as Piling in Jingjiang Area High-rise Construction App lication

SHAO Jian-dong(Jingjiang Architectual Design Institute Co., Ltd., Jingjiang Jiangsu 214500,China)

The pre-stressed steel pipe driven in as piling applies in the Jingjiang area high-rise construction are getting more and more, this article system introduced the steel pipe driven in as piling principle of design and the construction craft, had pointed out meets some technical question in the Jingjiang area application, proposed how to control the steel pipe driven in as piling quality the concrete proposal.

pre-stressed steel pipe driven in as piling;design;construction;quality control

TU378

A

1671-0142(2010)01-0070-03

邵建東(1970-),男,江蘇靖江人,工程師.

（責(zé)任編輯 李冠楠）