淺談PHC管樁在建筑工程中的應用研究與實踐

王學斌

摘 要：本文主要是介紹了PHC管樁在建筑工程中主要的應用范圍和條件，并介紹了幾種PHC樁的承載力計算方法，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)作用下的預測。

關(guān)鍵詞：PHC管樁；承載力；應用

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A

一、PHC管樁的主要適用范圍

20世紀80年代，由于PHC管樁的性能卓越并且適應我國南方的軟土地基，我國引進了日本美國等發(fā)達國家對PHC管樁預制的技術(shù)并加以改進成功研制生產(chǎn)出了PHC管樁，在20世紀90年代，經(jīng)過建設部的推廣，PHC管樁成為一種成熟的工程產(chǎn)品被廣泛應用。它能夠得以廣泛應用的原因主要是其適用性和經(jīng)濟性都非常優(yōu)異。對于實際場地地基情況在基巖埋藏較深淺表層軟弱，強風化巖層或這風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，而對于樁尖在強風化巖層1m～2m的，持力層的選擇一般是在該強風化的巖層中，對于承載力的設計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，以及有堅硬的夾層并且該夾層不能作為持力層的情況，不應當選用PHC管樁。對于石灰?guī)r和其他熔巖地區(qū)，以及微風化基礎(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)缺點分析

主要優(yōu)點有：

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)預制，并且能夠保證一定的施工質(zhì)量。實驗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)應用更好。尤其是在我國的軟土地基區(qū)域，PHC管樁的應用解決了很大的問題。并且PHC預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)濟性方面，在滿足復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%。

主要的缺點有：

PHC管樁在需要進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，應當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，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、水文條件比較復雜的地區(qū)，以及一級建筑物或者還沒有應用實踐經(jīng)驗的地區(qū)，應當先采取試樁實驗，并且進行現(xiàn)場的靜載，實驗以確定單樁承載力的標準值。在了解現(xiàn)場的工程情況后獲得實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，所以對于在實際工程中的PHC管樁計算可以參考借用鋼管樁的經(jīng)驗公式。并且綜合該經(jīng)驗公式的基礎(chǔ)上采用適當?shù)男拚禂?shù)計算極限承載力標準值。還有一種方法即采用高應變動力試樁的方法，它能夠通過有效的統(tǒng)計和分析來計算出預應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，計算公式及其參數(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，夾角機具選擇長度選用較長值。根據(jù)設計圖紙進行實地測設放線工作時可采用直角坐標法，樁位的軸線結(jié)合平面圖進逐樁綜合布置，在樁基周圍布置至少3個水準點檢測樁入土深度情況，待樁基軸線的測定完成后，相關(guān)人員進行復核檢測，達到規(guī)范要求后方可進行壓樁。

在壓樁時，首先要確定工序的銜接問題，避免打樁機多次往返，盡量做到先深后淺，先密后疏，最大限度地保證工程經(jīng)濟性合理。在壓樁過程中，應當根據(jù)放線實際情況選出控制點，然后根據(jù)控制點以此引出軸線的位置并且選擇好固定的位置進行固定，每根樁都應當根據(jù)現(xiàn)場的情況用鋼筋固定好樁位，樁位之間根據(jù)現(xiàn)場軸線定位選擇機具行進順序，測量人員在壓樁的施工進程中應當持續(xù)檢測復核，避免施工誤差的出現(xiàn)導致樁體歪斜以及入土深度不到位。在壓樁機到達合適位置后對其進行整平安裝，保證壓樁機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，并且豎直進入夾樁鉗口，選用雙千斤方法起吊。在樁體進入夾樁鉗口后進行微調(diào)并對中調(diào)整，緩慢將樁體的尖部壓入土中約1m，然后進行復核樁體垂直情況，確保誤差小于0.5%。然后進行靜壓沉樁，每一節(jié)的入土深度大約在1.5m左右，具體的操作工序為壓樁機夾具放松，上升后加緊，再壓的往復工作。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向箍筋到位，接樁的過程中需要復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行，在上下節(jié)樁體固定后應當拆掉導向箍筋，然后進行分層焊接，保證焊接層數(shù)在兩層藝術(shù)，焊縫連續(xù)無空腔，保證其焊接強度，等到焊接完畢自然冷卻后一段時間再進行錘擊，冷卻實際盡量在10分鐘以上，保證接樁的質(zhì)量達到規(guī)范要求。

五、施工中要點及難點的分析概述

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)奈灰疲谑┕で皯斪顦段幌伦銮逭咸幚?，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當及時糾正，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，會導致的樁周土體產(chǎn)生的一定的擠壓應力，這種擠壓應力引起周圍土體中孔隙水壓力的提高，并產(chǎn)生樁周土體相應的剪切形變，也叫作擠土效應。另一個重要的原因就是壓樁的順序不合理，導致周圍土體應力分布情況不均，正確的沉樁順序應當由內(nèi)向外，由深到淺進行。這種問題在實際的施工過程中很常見，基于這種情況，應當采取的相應對策主要也是改進壓樁的施工方法并進行合理的施工過程監(jiān)測。在此僅簡述一種施工方法，即進行預鉆孔取土再進行打樁，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，在場地中央的樁進行壓樁后再進行對周邊樁的壓樁。同時應當合理進行地質(zhì)勘測避免出現(xiàn)地基深層的土體變形而導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。

另一種主要的難點在于，由于實際的地質(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，讓樁端進入下面較為穩(wěn)定的持力層中。但是實際的工程中，可能會出現(xiàn)較為復雜的情況，當夾層的密實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穩(wěn)定持力層，會產(chǎn)生極大的安全隱患。因此應當采用鉆孔設備預先引孔，也就是說用鉆孔設備先對樁位的預穿透位置鉆一個能夠穿透過夾層的孔，然后再進行靜壓樁體。這一過程中需要準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，則應當用鉆孔設備鉆取小于該直徑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)向剪切強度起到讓樁身破壞夾層的能力，導致樁體不能夠進入下持力層，無法實現(xiàn)引孔的作用。而如果鉆孔的孔徑過大，會導致樁身周圍產(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，應當盡量控制在樁尖進入持力層1m左右，太深會影響持力層的強度，減弱承載力，太淺則不能夠達到承載力的要求。

結(jié)語

通過本文的分析，為了進一步提高PHC在實際工程中的應用并改進施工質(zhì)量，應當在工程實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，應當做好施工前的檢測形成報告，減少樁不到位的情況。

參考文獻

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