論P(yáng)HC管樁在建筑基礎(chǔ)加固中的應(yīng)用研究
摘要：隨著PHC管樁的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，以及人們對(duì)它的理論研究和工程實(shí)踐的不斷積累。PHC樁的施工技術(shù)會(huì)不斷得到提高。PHC樁的單位承載力造價(jià)是各種樁型中較低的，且綜合經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)也好于其他樁型。為此，本文闡述了PHC管樁在軟土地基加固中的一些基本應(yīng)用，同時(shí)還介紹了一些質(zhì)量控制措施，保證預(yù)應(yīng)力管樁施工質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：PHC管樁 施工 質(zhì)量控制
0 引言
預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁(PHC)在建筑市場(chǎng)得到廣泛應(yīng)用，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)占樁基市場(chǎng)達(dá)80％以上。PHC管樁能夠獲得如此大的應(yīng)用市場(chǎng)的主要原因是它具有耐打、耐壓，穿透能力強(qiáng)，單樁豎向承載力高，抗震性能好，耐久性好，造價(jià)適宜，施工工期短，施工現(xiàn)場(chǎng)文明整潔等特點(diǎn)，深受業(yè)主、施工單位和設(shè)計(jì)人員的普通歡迎。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁有進(jìn)一步發(fā)展趨勢(shì)。但是在使用過(guò)程中，特別在施工時(shí)，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)諸如樁頭暴裂、樁偏位、樁身偏斜等問(wèn)題，給樁基工程帶來(lái)不少麻煩，增加樁基處理費(fèi)用等。
1 PHC管樁的主要施工方法
1.1 放樣定樁位：采用極坐標(biāo)放樣。壓樁機(jī)就位時(shí)，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)樁位。啟動(dòng)平臺(tái)支腿油缸，校正平臺(tái)處于水平狀態(tài)，啟動(dòng)門(mén)架支持油缸，使門(mén)架作微傾15，以便吊管樁。
1.2 吊樁定位，調(diào)整垂直度：先拴好吊樁用的鋼絲繩及索具，啟動(dòng)吊車吊樁，管樁在施工中起吊，可采用一點(diǎn)法(位置距樁頭0.29L處)，使樁尖垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，微微啟動(dòng)壓樁油缸，當(dāng)樁入土至50cm時(shí)，啟動(dòng)壓樁油缸，進(jìn)入壓樁狀態(tài)。
1.3 壓樁：?jiǎn)?dòng)壓樁油缸，把樁徐徐壓下，控制施壓進(jìn)度，一般不超過(guò)2m／min，達(dá)到壓樁力的要求以后，必須持荷穩(wěn)定。若不能穩(wěn)定，必須再持荷，一直到持荷穩(wěn)定為止，持荷時(shí)間由設(shè)計(jì)人員與監(jiān)理在現(xiàn)場(chǎng)試樁時(shí)確定。
1.4 接樁：采用焊接法接樁，接樁前應(yīng)將端板及樁套箍端板坡口處，表面的銹蝕清除干凈，表面呈金屬光澤后方可焊接，接樁一般在距離地面1m左右進(jìn)行，上、下兩塊端板軸向錯(cuò)位量應(yīng)小于2mm，坡口根部間隙應(yīng)小于4mm，焊條選用E4303型，焊接道數(shù)不少于3道，焊縫應(yīng)滿焊，確保焊縫高度。上下節(jié)樁如有間隙應(yīng)用楔形鐵片全部墊實(shí)焊牢。接樁處焊縫應(yīng)自然冷卻15分鐘以上方可沉樁。
2 PHC管樁的具體施工工藝
2.1 工作墊層材料的選用工作墊層用來(lái)改善原有地表的承載力，使樁機(jī)施工時(shí)行走平穩(wěn)，但又不能影響到后續(xù)施工。如果工作墊層的材料有較多的大塊片石，將會(huì)影響到管樁施工時(shí)的樁位和垂直度：但是粒徑過(guò)細(xì)的材料對(duì)于改善地表土為淤泥質(zhì)土或常年種植土的承載力的效果不明顯，所以工作墊層材料的選用要恰當(dāng)，材料粒徑可偏大，但不能出現(xiàn)大塊的片石。
2.2 管樁材料的堆放管樁的堆放根據(jù)樁的規(guī)格、長(zhǎng)度和使用先后及遠(yuǎn)近進(jìn)行堆放；堆放場(chǎng)地選擇在平整堅(jiān)實(shí)的地方，使樁堆放后不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的沉陷，最下層與地面接觸的墊木加寬加高。堆放時(shí)，樁下墊木設(shè)置兩道，支承點(diǎn)的位置就在兩點(diǎn)吊的吊點(diǎn)位置處，同層的兩道墊木頂面保持在同一水平面上；當(dāng)重疊堆放時(shí)，各層均設(shè)置墊木，并保證各層墊木上下對(duì)齊；堆放層數(shù)不超過(guò)三層；墊木選用耐壓的木枋。
2.3 擠土效應(yīng)擠土效應(yīng)的防治具有重要意義，特別是在周圍有密集建筑的區(qū)域內(nèi)施工。一般做法是先清除表層的雜填土，開(kāi)挖防擠溝，設(shè)置應(yīng)力釋放孔，合理地安排打樁順序，根據(jù)施工場(chǎng)地周圍環(huán)境和擠土程度，靜距離先施工，遠(yuǎn)距離后施工，必要情況下還應(yīng)控制每天的壓樁數(shù)量。如果允許管樁內(nèi)腔涌入土體，使用開(kāi)口型樁尖，也能有效地減小擠土效應(yīng)。
2.4 終壓標(biāo)準(zhǔn)在樁材質(zhì)量合格、沉樁正常的情況下，由于壓樁壓力而引起的樁身?yè)p壞多與停壓標(biāo)準(zhǔn)控制不合理有關(guān)。同時(shí)由于PHC樁具有脆性破壞和抗拉應(yīng)力低的特性，當(dāng)壓力較大，因樁機(jī)架配重不夠，而導(dǎo)致樁機(jī)抬架所產(chǎn)生的沖擊力極易使PHC樁產(chǎn)生裂縫或損壞，壓斷樁的情況也時(shí)有發(fā)生。因此，正確合理地控制停壓標(biāo)準(zhǔn)，是PHC樁施工的一項(xiàng)重要技術(shù)。PHC樁停壓標(biāo)準(zhǔn)的控制主要考慮以下兩方面：樁入土深度和壓樁力(貫八阻力)。施工時(shí)要詳細(xì)了解工程地質(zhì)情況及有關(guān)設(shè)計(jì)要求，正確掌握樁入土深度與貫八阻力的關(guān)系，一般情況以樁進(jìn)入持力層且最后三次貫入阻力達(dá)1.8～2.0倍單樁設(shè)計(jì)承載力而累積下沉≤10mm時(shí)為停壓控制標(biāo)準(zhǔn)：但是施工中的終壓力值是根據(jù)在施工瞬間荷載作用下有土體側(cè)向約束的情況來(lái)確定的，因此終壓力可比兩倍的管樁單樁豎向承載力大。
2.5 樁頂位移為了有效地減少樁頂位移，施工前應(yīng)對(duì)樁位下的障礙物清理干凈，對(duì)樁構(gòu)件要進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)樁身彎曲超過(guò)規(guī)定或樁尖不在樁縱軸線上的不宜使用。在穩(wěn)樁過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應(yīng)及時(shí)糾正，接樁時(shí)要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上，接頭處應(yīng)嚴(yán)格按照操作要求執(zhí)行。采用井點(diǎn)降水、砂井和盲溝等降水或排水措施。沉樁期間不得開(kāi)挖基坑，需要沉樁完畢后相隔適當(dāng)時(shí)間方可開(kāi)挖，相隔時(shí)間應(yīng)視具體地質(zhì)情況、基坑開(kāi)挖深度、面積、樁的密集程度及孔隙水壓力消散情況來(lái)確實(shí)，一般經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為宜兩周左右。
3 質(zhì)量控制
完善的管理措施是質(zhì)量控制技術(shù)落實(shí)的基本保證，是要有一整套質(zhì)量技術(shù)保證措施。①嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙，工程合同文件，有關(guān)現(xiàn)行施工規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求制定各分項(xiàng)工程的實(shí)施措施。②高強(qiáng)砼預(yù)應(yīng)力管樁質(zhì)量控制：運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)的管樁應(yīng)按規(guī)定要求進(jìn)行嚴(yán)格檢查，對(duì)于不合格產(chǎn)品或次品，堅(jiān)決退回。③樁在運(yùn)輸過(guò)程中起吊、堆放必須保持平穩(wěn)，無(wú)大振動(dòng)，以保證樁身不受損傷。④樁位放樣要求設(shè)置相對(duì)固定的基準(zhǔn)點(diǎn)，四角大樣與場(chǎng)地地面標(biāo)高的測(cè)定必須準(zhǔn)確，基準(zhǔn)點(diǎn)一定要安全保護(hù)。⑤樁機(jī)就位：樁機(jī)就位后必須用經(jīng)緯儀在樁機(jī)兩個(gè)方向相互垂直的地方，觀測(cè)樁機(jī)，樁的中心線，設(shè)計(jì)的樁位是否在同一垂直線上，其偏差不應(yīng)超過(guò)施工規(guī)范要求的允許偏差。⑥壓樁：工程樁正式施工前應(yīng)進(jìn)行試壓樁，以確定壓樁標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下應(yīng)以樁長(zhǎng)和壓樁力雙控進(jìn)行施工。如樁頂標(biāo)高在地面以下，需要送樁，送樁器下端應(yīng)設(shè)置樁墊，要求厚度均勻，并與樁全面接觸，送樁軸線必須與樁軸線一致，壓力表經(jīng)國(guó)家法定單位檢測(cè)合格，壓樁前必須提供近期檢測(cè)證明方可壓樁。⑦焊接接樁：焊條性能必須符合設(shè)計(jì)要求和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并應(yīng)有出廠合格證證明。焊接時(shí)應(yīng)在兩側(cè)對(duì)稱均勻地同時(shí)施焊，焊第二道時(shí)應(yīng)將浮渣徹底清除，焊縫應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，焊縫質(zhì)量由監(jiān)理等相關(guān)單位進(jìn)行隱蔽工程的簽證。⑧截樁：露出地面或未能送至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高的樁，即必須截樁，截樁要求用截樁器，嚴(yán)禁用大錘橫向敲擊、沖撞。
PHC樁的單位承載力造價(jià)是各種樁型中較低的，且綜合經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)也好于其他樁型。隨著PHC管樁的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，以及人們對(duì)它的理論研究和工程實(shí)踐的不斷積累，PHC樁的施工技術(shù)會(huì)不斷得到提高。
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0 引言
預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁(PHC)在建筑市場(chǎng)得到廣泛應(yīng)用，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)占樁基市場(chǎng)達(dá)80％以上。PHC管樁能夠獲得如此大的應(yīng)用市場(chǎng)的主要原因是它具有耐打、耐壓，穿透能力強(qiáng)，單樁豎向承載力高，抗震性能好，耐久性好，造價(jià)適宜，施工工期短，施工現(xiàn)場(chǎng)文明整潔等特點(diǎn)，深受業(yè)主、施工單位和設(shè)計(jì)人員的普通歡迎。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁有進(jìn)一步發(fā)展趨勢(shì)。但是在使用過(guò)程中，特別在施工時(shí)，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)諸如樁頭暴裂、樁偏位、樁身偏斜等問(wèn)題，給樁基工程帶來(lái)不少麻煩，增加樁基處理費(fèi)用等。
1 PHC管樁的主要施工方法
1.1 放樣定樁位：采用極坐標(biāo)放樣。壓樁機(jī)就位時(shí)，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)樁位。啟動(dòng)平臺(tái)支腿油缸，校正平臺(tái)處于水平狀態(tài)，啟動(dòng)門(mén)架支持油缸，使門(mén)架作微傾15，以便吊管樁。
1.2 吊樁定位，調(diào)整垂直度：先拴好吊樁用的鋼絲繩及索具，啟動(dòng)吊車吊樁，管樁在施工中起吊，可采用一點(diǎn)法(位置距樁頭0.29L處)，使樁尖垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，微微啟動(dòng)壓樁油缸，當(dāng)樁入土至50cm時(shí)，啟動(dòng)壓樁油缸，進(jìn)入壓樁狀態(tài)。
1.3 壓樁：?jiǎn)?dòng)壓樁油缸，把樁徐徐壓下，控制施壓進(jìn)度，一般不超過(guò)2m／min，達(dá)到壓樁力的要求以后，必須持荷穩(wěn)定。若不能穩(wěn)定，必須再持荷，一直到持荷穩(wěn)定為止，持荷時(shí)間由設(shè)計(jì)人員與監(jiān)理在現(xiàn)場(chǎng)試樁時(shí)確定。
1.4 接樁：采用焊接法接樁，接樁前應(yīng)將端板及樁套箍端板坡口處，表面的銹蝕清除干凈，表面呈金屬光澤后方可焊接，接樁一般在距離地面1m左右進(jìn)行，上、下兩塊端板軸向錯(cuò)位量應(yīng)小于2mm，坡口根部間隙應(yīng)小于4mm，焊條選用E4303型，焊接道數(shù)不少于3道，焊縫應(yīng)滿焊，確保焊縫高度。上下節(jié)樁如有間隙應(yīng)用楔形鐵片全部墊實(shí)焊牢。接樁處焊縫應(yīng)自然冷卻15分鐘以上方可沉樁。
2 PHC管樁的具體施工工藝
2.1 工作墊層材料的選用工作墊層用來(lái)改善原有地表的承載力，使樁機(jī)施工時(shí)行走平穩(wěn)，但又不能影響到后續(xù)施工。如果工作墊層的材料有較多的大塊片石，將會(huì)影響到管樁施工時(shí)的樁位和垂直度：但是粒徑過(guò)細(xì)的材料對(duì)于改善地表土為淤泥質(zhì)土或常年種植土的承載力的效果不明顯，所以工作墊層材料的選用要恰當(dāng)，材料粒徑可偏大，但不能出現(xiàn)大塊的片石。
2.2 管樁材料的堆放管樁的堆放根據(jù)樁的規(guī)格、長(zhǎng)度和使用先后及遠(yuǎn)近進(jìn)行堆放；堆放場(chǎng)地選擇在平整堅(jiān)實(shí)的地方，使樁堆放后不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的沉陷，最下層與地面接觸的墊木加寬加高。堆放時(shí)，樁下墊木設(shè)置兩道，支承點(diǎn)的位置就在兩點(diǎn)吊的吊點(diǎn)位置處，同層的兩道墊木頂面保持在同一水平面上；當(dāng)重疊堆放時(shí)，各層均設(shè)置墊木，并保證各層墊木上下對(duì)齊；堆放層數(shù)不超過(guò)三層；墊木選用耐壓的木枋。
2.3 擠土效應(yīng)擠土效應(yīng)的防治具有重要意義，特別是在周圍有密集建筑的區(qū)域內(nèi)施工。一般做法是先清除表層的雜填土，開(kāi)挖防擠溝，設(shè)置應(yīng)力釋放孔，合理地安排打樁順序，根據(jù)施工場(chǎng)地周圍環(huán)境和擠土程度，靜距離先施工，遠(yuǎn)距離后施工，必要情況下還應(yīng)控制每天的壓樁數(shù)量。如果允許管樁內(nèi)腔涌入土體，使用開(kāi)口型樁尖，也能有效地減小擠土效應(yīng)。
2.4 終壓標(biāo)準(zhǔn)在樁材質(zhì)量合格、沉樁正常的情況下，由于壓樁壓力而引起的樁身?yè)p壞多與停壓標(biāo)準(zhǔn)控制不合理有關(guān)。同時(shí)由于PHC樁具有脆性破壞和抗拉應(yīng)力低的特性，當(dāng)壓力較大，因樁機(jī)架配重不夠，而導(dǎo)致樁機(jī)抬架所產(chǎn)生的沖擊力極易使PHC樁產(chǎn)生裂縫或損壞，壓斷樁的情況也時(shí)有發(fā)生。因此，正確合理地控制停壓標(biāo)準(zhǔn)，是PHC樁施工的一項(xiàng)重要技術(shù)。PHC樁停壓標(biāo)準(zhǔn)的控制主要考慮以下兩方面：樁入土深度和壓樁力(貫八阻力)。施工時(shí)要詳細(xì)了解工程地質(zhì)情況及有關(guān)設(shè)計(jì)要求，正確掌握樁入土深度與貫八阻力的關(guān)系，一般情況以樁進(jìn)入持力層且最后三次貫入阻力達(dá)1.8～2.0倍單樁設(shè)計(jì)承載力而累積下沉≤10mm時(shí)為停壓控制標(biāo)準(zhǔn)：但是施工中的終壓力值是根據(jù)在施工瞬間荷載作用下有土體側(cè)向約束的情況來(lái)確定的，因此終壓力可比兩倍的管樁單樁豎向承載力大。
2.5 樁頂位移為了有效地減少樁頂位移，施工前應(yīng)對(duì)樁位下的障礙物清理干凈，對(duì)樁構(gòu)件要進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)樁身彎曲超過(guò)規(guī)定或樁尖不在樁縱軸線上的不宜使用。在穩(wěn)樁過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應(yīng)及時(shí)糾正，接樁時(shí)要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上，接頭處應(yīng)嚴(yán)格按照操作要求執(zhí)行。采用井點(diǎn)降水、砂井和盲溝等降水或排水措施。沉樁期間不得開(kāi)挖基坑，需要沉樁完畢后相隔適當(dāng)時(shí)間方可開(kāi)挖，相隔時(shí)間應(yīng)視具體地質(zhì)情況、基坑開(kāi)挖深度、面積、樁的密集程度及孔隙水壓力消散情況來(lái)確實(shí)，一般經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為宜兩周左右。
3 質(zhì)量控制
完善的管理措施是質(zhì)量控制技術(shù)落實(shí)的基本保證，是要有一整套質(zhì)量技術(shù)保證措施。①嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙，工程合同文件，有關(guān)現(xiàn)行施工規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求制定各分項(xiàng)工程的實(shí)施措施。②高強(qiáng)砼預(yù)應(yīng)力管樁質(zhì)量控制：運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)的管樁應(yīng)按規(guī)定要求進(jìn)行嚴(yán)格檢查，對(duì)于不合格產(chǎn)品或次品，堅(jiān)決退回。③樁在運(yùn)輸過(guò)程中起吊、堆放必須保持平穩(wěn)，無(wú)大振動(dòng)，以保證樁身不受損傷。④樁位放樣要求設(shè)置相對(duì)固定的基準(zhǔn)點(diǎn)，四角大樣與場(chǎng)地地面標(biāo)高的測(cè)定必須準(zhǔn)確，基準(zhǔn)點(diǎn)一定要安全保護(hù)。⑤樁機(jī)就位：樁機(jī)就位后必須用經(jīng)緯儀在樁機(jī)兩個(gè)方向相互垂直的地方，觀測(cè)樁機(jī)，樁的中心線，設(shè)計(jì)的樁位是否在同一垂直線上，其偏差不應(yīng)超過(guò)施工規(guī)范要求的允許偏差。⑥壓樁：工程樁正式施工前應(yīng)進(jìn)行試壓樁，以確定壓樁標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下應(yīng)以樁長(zhǎng)和壓樁力雙控進(jìn)行施工。如樁頂標(biāo)高在地面以下，需要送樁，送樁器下端應(yīng)設(shè)置樁墊，要求厚度均勻，并與樁全面接觸，送樁軸線必須與樁軸線一致，壓力表經(jīng)國(guó)家法定單位檢測(cè)合格，壓樁前必須提供近期檢測(cè)證明方可壓樁。⑦焊接接樁：焊條性能必須符合設(shè)計(jì)要求和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并應(yīng)有出廠合格證證明。焊接時(shí)應(yīng)在兩側(cè)對(duì)稱均勻地同時(shí)施焊，焊第二道時(shí)應(yīng)將浮渣徹底清除，焊縫應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，焊縫質(zhì)量由監(jiān)理等相關(guān)單位進(jìn)行隱蔽工程的簽證。⑧截樁：露出地面或未能送至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高的樁，即必須截樁，截樁要求用截樁器，嚴(yán)禁用大錘橫向敲擊、沖撞。
PHC樁的單位承載力造價(jià)是各種樁型中較低的，且綜合經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)也好于其他樁型。隨著PHC管樁的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，以及人們對(duì)它的理論研究和工程實(shí)踐的不斷積累，PHC樁的施工技術(shù)會(huì)不斷得到提高。
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