張國祥

(江蘇鴻成工程造價(jià)咨詢有限公司)

淺析PHC管樁在蘇南地區(qū)的應(yīng)用

張國祥

(江蘇鴻成工程造價(jià)咨詢有限公司)

PHC管樁是軟粘土地區(qū)廣泛使用的一種預(yù)應(yīng)力、高強(qiáng)度樁，主要用錘擊法或靜壓法進(jìn)行施工。介紹了PHC管樁的一般施工方法和常見質(zhì)量問題，并探討了PHC管樁在蘇南地區(qū)應(yīng)用的實(shí)例。實(shí)例表明預(yù)應(yīng)力管樁的施工應(yīng)重視場地土層的性質(zhì)，要根據(jù)不同的土層分布選擇不同的施工工藝，以避免發(fā)生工程質(zhì)量問題。

PHC管樁;錘擊法;靜壓法

1 PHC管樁的施工方法

預(yù)應(yīng)力管樁的沉樁方法較多，施工時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場具體的土質(zhì)與土層情況、沉樁能量要求、周圍建筑物及環(huán)境狀況、噪聲控制要求、打樁設(shè)備的進(jìn)出條件等認(rèn)真選擇合適的方法，目前經(jīng)常采用的是錘擊沉樁和靜力壓樁法。

錘擊法沉樁的工藝流程:測(cè)量、放樣樁→打樁機(jī)就位→喂樁→對(duì)中、調(diào)直→錘擊法沉樁→接樁→再錘擊→打至持力層→送樁→收錘。

靜壓樁的施工流程為:測(cè)量定位→壓樁機(jī)就位→吊樁→喂樁→樁身對(duì)中調(diào)直→壓樁→接樁→再壓樁→送樁→切割樁頭。

2 PHC管樁施工常見的質(zhì)量問題

2.1 錘擊PHC管樁的質(zhì)量問題

(1)樁頂擊碎，在錘擊樁的施工過程中，如果樁頂受到的錘擊次數(shù)過多、樁頂與樁帽接觸不平，樁帽變形傾斜、沉樁時(shí)樁墊不合要求，失去緩沖作用以及施工中落錘過高或遇孤石等都會(huì)發(fā)生樁頂被擊碎的現(xiàn)象。

(2)樁身斷裂或開裂，在施工過程中，PHC樁尖遇到堅(jiān)硬的障礙物或樁身在施工前就已開裂以及焊接不牢、偏心打樁等則會(huì)引起樁身斷裂。

(3)沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)選擇的持力層不當(dāng)、打樁錘選擇太小以及布樁密集、打樁順序不當(dāng)或樁頭被擊碎后樁都無法到達(dá)設(shè)計(jì)深度。

(4)擠土現(xiàn)象導(dǎo)致樁周邊土體以及已沉入的樁上涌，由涌樁而引起樁身拉裂。錘擊法打樁施工時(shí)或施工后一段時(shí)間應(yīng)對(duì)每根樁進(jìn)行沉降觀測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)上浮，則要進(jìn)行復(fù)打。

2.2 靜壓PHC管樁的質(zhì)量問題

(1)靜壓施工后PHC管樁上浮，樁沉入土體以后，樁周和樁尖一定范圍內(nèi)的土體受到很大的水平擠壓，由于地基土體的低壓縮性以及群樁施工的疊加因素，土體發(fā)生的位移和隆起會(huì)使已打入的樁產(chǎn)生側(cè)向偏位和上浮。

(2)PHC管樁發(fā)生淺部缺陷或斷樁，靜壓樁的機(jī)架重量很大，樁機(jī)在移動(dòng)過程中經(jīng)常發(fā)生下陷，導(dǎo)致樁機(jī)支座下已經(jīng)施工的工程樁承受不均勻的水平橫向荷載，當(dāng)水平橫向荷載超過樁的抗彎承載力時(shí)，則樁將在淺部受力較差的位置出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷或斷樁。

(3)接樁部位薄弱，樁頂本身不平或接樁處縫隙大或墊片填充不均勻而導(dǎo)致焊接質(zhì)量差。加上沉樁過程中的擠土效應(yīng)對(duì)鄰樁產(chǎn)生的上浮力，使一些小樁距大直徑的樁將鄰樁焊接處拉斷。

(4)靜壓PHC管樁的抱樁力一般為壓樁力的2倍，在施壓過程中，當(dāng)壓樁達(dá)到終壓力時(shí)，樁身側(cè)面所受的抱樁力最大。整個(gè)壓樁過程是抱緊→下壓→松開→上升→再抱緊的反復(fù)進(jìn)行。因此在最后一節(jié)樁的樁身上部，易產(chǎn)生橫向或豎向裂縫。

3 PHC管樁在蘇南地區(qū)的應(yīng)用實(shí)例

3.1 工程實(shí)例一

蘇南某市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)光電子產(chǎn)業(yè)園標(biāo)準(zhǔn)廠房為四層框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用Ф600 mm的預(yù)應(yīng)力管樁，錘擊法施工。樁長33 m，樁數(shù)488根，施工日期2010年9～10月，單樁設(shè)計(jì)承載力1 850 kN，樁端持力層為第7層—含礪粘土層，場地土層分布如表1所示。

表1 土層分類情況

樁基工程完工以后，經(jīng)低應(yīng)變監(jiān)測(cè)，樁身的完整性均滿足要求，建設(shè)單位隨機(jī)做了6根樁的靜荷載試驗(yàn)，其結(jié)果如表2所示。

表2 錘擊樁靜荷載試驗(yàn)結(jié)果

測(cè)試結(jié)果顯示:6根樁的總沉降均小于40 mm，且沉降穩(wěn)定。因此推斷該場地錘擊樁的豎向抗壓極限承載力不小于3 700 kN，滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2 工程實(shí)例二

該市金城花園住宅樓為14層地框架剪力墻結(jié)構(gòu)，層數(shù)為14層，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)Φ500 mm和Φ400 mm的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，樁長34 m，樁數(shù)共267根，其中238根樁的單樁設(shè)計(jì)承載力為1 850 kN，29根樁的單樁設(shè)計(jì)承載力為1 350 kN。全部采用靜壓法施工，施工時(shí)間為2011年9月，樁端持力層設(shè)置在第8層—硬塑粘土層，場地土層分布如表3所示。

表3 土層分類情況

樁基工程完工后，于10月份進(jìn)行了低應(yīng)變監(jiān)測(cè)得出樁身的完整性滿足要求的結(jié)論，隨后建設(shè)單位抽查了5根樁的靜荷載試驗(yàn)(單樁設(shè)計(jì)承載力為1 850 kN的樁中抽3根，單樁設(shè)計(jì)承載力為1 350 kN的樁中抽2根)，其結(jié)果如表4所示。

表4 靜壓樁靜荷載試驗(yàn)結(jié)果

從抽檢樁的靜載試驗(yàn)結(jié)果來看，5根樁的總沉降均小于40 mm，且沉降穩(wěn)定，因此斷定該場地靜壓樁的豎向抗壓極限承載力不小于3 700 kN和2 700 kN，也滿足設(shè)計(jì)要求。

4 分析與討論

從以上兩個(gè)工程實(shí)例可知，PHC管樁的錘擊法和靜壓法施工在蘇南地區(qū)都是可行的，主要取決于施工現(xiàn)場的土層性狀。實(shí)例一中，場地土層主要是粉土和粉砂土，土層的滲透系數(shù)大。在砂土中沉樁時(shí)，沉樁產(chǎn)生的超孔隙水壓力會(huì)迅速消散，沉樁阻力是樁端阻力和樁側(cè)阻力的共同反映，它隨樁端砂層的密實(shí)度及沉樁深度的增加而增大，所以采用錘擊法施工，利用樁錘自由下落時(shí)的瞬時(shí)沖擊力所產(chǎn)生的機(jī)械能去克服土體對(duì)樁的阻力，會(huì)導(dǎo)致土的靜力平衡狀態(tài)破壞使樁體快速下沉;實(shí)例二中，場地土層以粘性土為主，在粘性土中沉樁，樁周土體會(huì)受到劇烈擾動(dòng)，導(dǎo)致孔隙水壓力急劇上升，土體的抗剪強(qiáng)度下降，由于粘性土的滲透性差，所以土體強(qiáng)度不能立即恢復(fù)，采用靜壓法容易沉樁。因?yàn)殪o壓樁的沉樁阻力主要來自樁尖穿透土層時(shí)的沖剪力，它不一定隨樁的入土深度而增加，而主要隨樁尖土體的軟硬、松密程度而變化，隨著樁貫入壓力的逐漸增大，土體發(fā)生急劇變形后達(dá)到極限破壞，只要樁頂?shù)撵o壓力大于抵抗阻力，樁將一直“刺入”下沉。因此，PHC管樁施工前必須對(duì)工程場地進(jìn)行詳細(xì)的勘探，充分了解施工場地內(nèi)的土(巖)層分布及不良地質(zhì)情況，以便針對(duì)不同的土層性質(zhì)選擇不同的施工方法。

5 結(jié)語

PHC管樁具有樁身強(qiáng)度高、耐壓耐錘擊性好、施工速度快和質(zhì)量便于控制等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合蘇南地區(qū)土層情況，介紹了預(yù)應(yīng)力管樁的錘擊法和靜壓法施工實(shí)例，實(shí)例表明:PHC管樁的設(shè)計(jì)應(yīng)重視“先勘察，后施工”的原則，根據(jù)不同的場地土層情況采用合理樁基施工工藝，以消除不良地形帶來的諸多不利影響和提高經(jīng)濟(jì)效益。

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U416.1

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1008-3383(2012)03-0047-02

2011-11-20

張國祥(1962-)，男，江蘇宜興人，工程師，主要從事建筑工程監(jiān)理工作。