淺析超高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在施工中的應(yīng)用

孫偉

摘 要：預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁（簡稱PHC樁），其特點(diǎn)是單樁承載力高、設(shè)計(jì)范圍廣、抗彎性能好、樁身耐錘擊、抗裂性好、穿透力強(qiáng)、造價低廉、施工速度快、工期短。施工過程包括測放樁位、樁機(jī)就位、吊裝與運(yùn)輸、插樁、錘擊沉樁、接樁和施工記錄。

關(guān)鍵詞：超高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力；混凝土管樁；施工技術(shù)

1 PHC樁特點(diǎn)

（1）工地的機(jī)械化性能好，場地很整潔，一般不會發(fā)生泥漿遍地的現(xiàn)象，也不會存在隨處抽水以及到處運(yùn)土的現(xiàn)象，可以持續(xù)的開展建設(shè)工作。（2）建設(shè)速率非?？?，單一的設(shè)備一般可以完成少八根樁。因?yàn)榻ㄔO(shè)時間縮減了，帶來了非常豐厚的利潤，進(jìn)而減少了成本。（3）建設(shè)時期因?yàn)閴簶秾?dǎo)致的應(yīng)力不是很大，同時樁身在建設(shè)的時候一般不存在拉力，樁頭非常的完整，負(fù)壓很簡單。（4）單樁承載力高。由于擠壓作用，管樁承載力要比同樣直徑的沉管灌注樁或鉆孔灌注樁高。（5）對持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。因?yàn)楣軜稑豆?jié)長短不一，通常4—16m一節(jié)，可以靈便的搭接，在建設(shè)場地之中可以結(jié)合地質(zhì)狀態(tài)來對長度進(jìn)行調(diào)節(jié)，節(jié)省用樁的總數(shù)。（6）吊裝便捷。

2 使用過程中注意的問題

（1）預(yù)應(yīng)力筋必須錨入承臺。（2）截樁后應(yīng)考慮預(yù)應(yīng)力損失，在預(yù)應(yīng)力損失段的樁外圍應(yīng)包裹鋼筋混凝土。（3）宜采用單節(jié)管樁。（4）多節(jié)管樁可考慮通長灌芯，另行設(shè)置通長的抗拔鋼筋，或?qū)⒖拱纬休d力留有余地，防止墩頭拔出。（5）端板與鋼筋的連結(jié)強(qiáng)度應(yīng)滿足抗拔力要求。

3 材料的要求

（1）配制高強(qiáng)度混凝土宜選擇高強(qiáng)度水泥，可采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥。立窯生產(chǎn)的水泥須經(jīng)仔細(xì)檢驗(yàn)其化學(xué)成分后方可確定使用與否。

（2）配制用的細(xì)骨料，除應(yīng)符合規(guī)定外，尚應(yīng)滿足如下要求：宜使用級配良好的中砂，細(xì)度模數(shù)不小于2.6，含泥量應(yīng)小于2%。

（3）配制用的粗骨料，除應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)定外，尚應(yīng)滿足如下要求：應(yīng)使用質(zhì)地堅(jiān)硬、級配良好的碎石，骨料的抗壓強(qiáng)度應(yīng)比所配制的混凝土強(qiáng)度高50%以上，含泥量應(yīng)小于1%，針片狀顆粒含量應(yīng)小于5%，骨料的最大粒徑宜小于25mm。

（4）拌制高強(qiáng)度混凝土用的水應(yīng)符合規(guī)定。

（5）配制高強(qiáng)度混凝土必須使用高效減水劑，并根據(jù)不同的要求輔以助劑配制，其摻量應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定，外加劑的性能必須符合規(guī)定。

（6）配制時宜外摻的混合材料為磨細(xì)粉煤灰、沸石粉、硅粉?；旌喜牧系募夹g(shù)條件應(yīng)符合規(guī)定，其摻量應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定。

（7）高強(qiáng)度混凝土中的氯離子含量，對位于溫暖或寒冷地區(qū)、無侵蝕物質(zhì)影響及與土直接接觸的橋梁不應(yīng)超過水泥重量的0.2%，對位于嚴(yán)寒和海水區(qū)域，受侵蝕環(huán)境，使用除冰鹽的橋涵，不應(yīng)超過水泥重量的0.1%。

4 PHC樁施工

PHC樁施工順序一般宜采用“先長樁后短樁，先大徑后小徑，從中間向四周并且對稱進(jìn)行”。

（1）測放樁位。測放樁位時應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，首先確定樁的位置相對坐標(biāo)，將樁中心位置用木樁打入地面下50cm，再在木樁上將樁中心點(diǎn)放出，用生石灰線將樁徑圈定，由于打樁時振動較大，所以，樁位放置不能一次放數(shù)個樁位，要根據(jù)控制線放護(hù)樁，然后用護(hù)樁引測，施打一根，放一根樁位線，護(hù)樁距樁機(jī)應(yīng)保持一定距離，太近時則影響樁位的準(zhǔn)確。護(hù)樁應(yīng)采取保護(hù)措施，防止擾動。

（2）樁機(jī)就位。樁機(jī)設(shè)備進(jìn)場后，先進(jìn)行安裝調(diào)試，然后移至樁位處就位。樁架安裝就位后應(yīng)垂直平穩(wěn)。在樁機(jī)移至樁位對中后，用2臺經(jīng)緯儀對樁機(jī)進(jìn)行垂直度調(diào)正，使導(dǎo)桿垂直，打樁期間經(jīng)常檢查，隨時保證導(dǎo)桿的垂直度。

（3）吊裝與運(yùn)輸。①PHC樁混凝土強(qiáng)度超過80%時才能吊裝。吊裝方法有：當(dāng)樁長大于13m 的PHC 樁宜采用支點(diǎn)法，兩支點(diǎn)設(shè)在離樁兩端0.2L處；當(dāng)樁長小大于13m時，可采用直接進(jìn)行水平起吊。②PHC樁強(qiáng)度達(dá)到100%時可進(jìn)行運(yùn)輸，樁在運(yùn)輸過程中要綁扎牢固。③PHC樁堆放場地要堅(jiān)實(shí)平整，最下層要在兩支點(diǎn)下放墊木，堆放層數(shù)不得超過四層。

（4）插樁。樁打入過程中修正樁的角度較困難，因此就位時應(yīng)正確安放。第一節(jié)管樁插入地下時，要盡量保持位置方向正確。開始要輕輕打下，認(rèn)真檢查，若有偏差應(yīng)及時糾正，必要時要拔出重打。校核樁的垂直度可采用垂直角，即用兩個方向（互成90°）的經(jīng)緯儀使導(dǎo)架保持垂直。通過樁機(jī)導(dǎo)架的旋轉(zhuǎn)、滑動及停留進(jìn)行調(diào)整。經(jīng)緯儀應(yīng)設(shè)置在不受打樁影響處，并經(jīng)常加以調(diào)平，使之保持垂直。

（5）錘擊沉樁。初打時保證落距在0.5-0.8米，全落距打樁時保證樁錘落距不超過1.2米。在整個打樁過程中，要使樁錘、樁帽、樁身盡量保持在同一軸線上。必要時應(yīng)將樁錘及樁架導(dǎo)桿方向按樁身方向調(diào)整。要注意盡量不使管樁受到偏心錘打，以免管樁受彎受權(quán)。打樁較難下沉?xí)r，要檢查落錘有無傾斜偏心，特別是要檢查樁墊樁帽是否合適。

（6）接樁。接樁采用端板式焊接接頭，接樁時要注意新接樁節(jié)與原樁節(jié)的軸線一致，當(dāng)下節(jié)樁的樁頭距地面1-1.2m時，要進(jìn)行接樁。兩施焊面上的泥土、油污、鐵銹等要預(yù)先清刷干凈。焊接層數(shù)應(yīng)大于等于二層，施焊第一層時，宜適當(dāng)加大電流，加大熔深。采用手工焊接，第一層用[?]3.2或[?]4.0的E4320型焊條，第二層以后用[?]4.0～[?]5.0的E4320型焊條焊接。焊好的樁接頭應(yīng)自然冷卻3-8分鐘后方可錘擊沉樁。

（7）施工記錄。在打樁過程中，每打入0.5m～1m的錘擊數(shù)、樁位置的偏斜、最后10擊的平均貫入度和最后1m的錘擊數(shù)等應(yīng)詳細(xì)記錄。按規(guī)范要求進(jìn)行質(zhì)量評價。

5 質(zhì)量要求

（1）高強(qiáng)度混凝土的施工技術(shù)要符合有關(guān)規(guī)定。（2）配料數(shù)量的允許偏差應(yīng)符合預(yù)制場或集中攪拌站拌制的規(guī)定。（3）配制高強(qiáng)度混凝土必須準(zhǔn)確控制用水量，砂石中的含水量應(yīng)仔細(xì)測定后從用水量中扣除。除事先規(guī)定的部分用水可留在現(xiàn)場補(bǔ)加外，嚴(yán)禁在材料出機(jī)后再加水。（4）高效減水劑宜采用后摻法，如制成溶液加入，應(yīng)在用水量中扣除這部分溶液用水。加入減水劑后，混凝土拌和料在攪拌機(jī)中繼續(xù)攪拌的時間，當(dāng)用粉劑時不得少于60s，當(dāng)用溶液時不得少于30s。（5）拌制高強(qiáng)度混凝土必須使用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，宜采用二次投料法拌制。（6）混凝土的澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，如因故必須間斷時，其間斷時間應(yīng)小于前層混凝土的初凝時間或能重塑時間。允許間斷時間應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。若超過允許間斷時間，須采取保證質(zhì)量的措施或按工作縫處理。

6 大管樁與PHC管樁的區(qū)別

最根本的差別在于制造工藝，大管樁是后張法，PHC是先張法，再者，后張法的大管樁由于先制造多個管節(jié)，然后管節(jié)拼接，穿鋼筋，上錨具，最后灌漿，可以制造長度較大的管樁，最后，大管樁的錨具是無法取下來的。PHC管樁則是現(xiàn)在預(yù)支臺座上張拉鋼筋，然后澆筑混凝土，在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度的時候放張，最后取下錨具，由于PHC樁需要一次成型，目前主要用于制造較短的管樁。

7 總結(jié)

（1）“重錘低打”能有效降低錘擊應(yīng)力。樁錘對樁頭的錘擊速度越快，在樁身上產(chǎn)生的應(yīng)力波強(qiáng)度也越高，即打樁應(yīng)力與錘擊速度成正比，所以為降低錘擊應(yīng)力并保持較好的貫入度，采用了較重的樁錘和較低的速度施打，效果良好。

（2）樁頭襯墊效應(yīng)對錘擊應(yīng)力也有直接影響。為延長錘擊作用時間、降低錘擊速度，并借以降低錘擊應(yīng)力，選用軟厚適宜的木樁墊，收到良好效果。

（3）選擇合理的打樁施工順序，能減小樁的側(cè)向位移，對周圍建筑物不會有大的影響。

（4）采用PHC樁，可做到現(xiàn)場清潔，文明施工。