結合工程實例談談預應力高強混凝土管樁的應用

王賢權

摘 要：隨著建筑技術的發(fā)展，在基坑工程中，有很多種樁基形式可以選用。由于不同的樁基形式，對應不同的適應條件，選擇合理的樁基形式，對于保證施工安全、縮短工期、減少建設投資等方面，有著至關重要的作用。本文結合工程實例，談談預應力高強混凝土管樁的應用。

關鍵詞：基坑;樁基形式;預應力高強混凝土管樁

中圖分類號：TU47? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）05-0141-03

預應力高強混凝土管樁（簡稱PHC樁），有很多優(yōu)勢：單樁承載力高，設計選用范圍廣，對持力層起伏變化較大的地質條件適應性強，單樁承載力造價便宜，吊裝方便，接樁快捷，施工速度快，工效高，工期短。但是也有自己的局限性：預應力混凝土管樁對運輸和臨時堆放要求高;預應力混凝土管樁需穿越較厚的粉土粉砂層或硬塑粘土層，沉樁困難，嚴重的會發(fā)生管樁壓不下或壓力過大樁身碎裂等。本文結合工程的特點和基坑的實際情況，對樁基形式的選擇進行分析，談談預應力高強混凝土管樁的應用。

1工程概況及基坑周邊情況

1.1 工程概況

工程主體結構有八層，地下室有一層，采用樁基礎，建筑面積大概5000平方米;工程±0.000m處對應絕對標高25.800m，周邊場地整平標高為25.400m，基坑設計計算深度為5.10m～6.70mm;基坑大致為方形，周長大概168m，開挖面積約1770m?;按照《基坑工程技術規(guī)程》（DB42/T159-2012） ，基坑支護結構的安全等級為一級，變形控制40mm以內。

1.2基坑周邊情況

基坑的主要特點，就是基坑四周很近的距離內都有建筑物，在開挖基坑及樁基礎施工過程中，存在一定的危險性，會危及原有建筑物的結構安全，比如可能會引起建筑物的不均勻沉降，墻體開裂等。具體的情況如下：基坑北側的A樓，筏板基礎，基礎埋深3.5米，6層框架結構，基坑開挖邊線距離房屋的最短距離為4.4米;基坑東側的B樓，箱型基礎，基礎埋深5.3米，主體17層局部20層的框剪結構，基坑開挖邊線距離房屋的最短距離為4.3米;基坑南側的C樓，距離C樓較遠，約11.9米，但是距離C樓的圍墻最近處只有2.9米;基坑西側的D樓，條形基礎，基礎埋深1.0米，混合結構，基坑開挖邊線距離房屋的最短距離為7.9米。如下圖所示，藍色線條為基坑邊線，紅色線條為基坑與周圍建筑物的距離。

總的來說，本工程距離西側D樓和北側A樓較近，且均為淺基礎，需要重點保護。施工期間，基坑周邊為正常使用的建筑物，周邊管線已經密設，管道變形需嚴格控制。

2樁形式的選用

2.1 樁基類型

樁基礎施工技術指的是在建筑工程項目的施工過程中所使用的一種由集裝和連接于樁頂?shù)某信_共同組成的地基土體結構處理的施工技術類型[1]。對于樁基的類型，劃分方法很多。從受力原理上說，根據(jù)基礎受力的情況，有摩擦樁和承載樁。摩擦樁是利用地層與基樁的摩擦力來承載構造物并可分為壓力樁及拉力樁，大致用于地層無堅硬之承載層或承載層較深。端承樁是使基樁坐落于承載層上（巖盤上）使可以承載構造物。按照施工方式可分為預制樁和灌注樁。預制樁是通過打樁機將預制的鋼筋混凝土樁打入地下。優(yōu)點是材料省，強度高，適用于較高要求的建筑，缺點是施工難度高，受機械數(shù)量限制且施工時間長。灌注樁，首先在施工場地上鉆孔，當達到所需深度后將鋼筋放入澆灌混凝土。優(yōu)點是施工難度低，尤其是人工挖孔樁，可以不受機械數(shù)量的限制，所有樁基同時進行施工，大大節(jié)省時間，缺點是承載力低，費材料。

2.2 樁基形式的選用及確定

樁型的選擇應根據(jù)建筑物的使用要求、上部結構類型、荷載的大小其及分布、工程地質情況、施工條件及周圍環(huán)境等因素綜合確定[2]。

本工程地質勘察的情況，如下表?；觽缺跒?層雜填土、2層粉質粘土夾粉土 ，坑底大部分落在2層粉質粘土夾粉土中。基坑4層及5層以下土層為含水層，存于④層及⑤層砂土層中的地下水為承壓水。

結合工程的地質和基坑周邊情況，初步確定在灌注樁、預應力管樁兩種樁型中選一種。

其中，人工挖孔灌注樁，先采用人力作業(yè)的方式開挖成孔，然后下放鋼筋籠，最后澆筑混凝土。人工挖孔樁施工時，擾動小，沒有擠土效應，噪音也較小，比較適合本工程。且施工方便、速度較快、不需要大型機械設備，挖孔樁要比木樁、混凝土打入樁抗震能力強，造價較為節(jié)省，但是對于地下水要求較高?？紤]到工程距離長江邊不到300米，開挖過程中，由于地層中水位較高，開挖時會讓四周的水充入樁孔內，可能會引起塌孔，或者沉渣厚度過大從而影響后期的混凝土澆筑，這些都會影響人工挖孔樁的正常施工。尤其是工程的土層中，有粉土層和粉砂層，發(fā)生流砂和井漏的概率比較高。如果結合井點降水進行施工，周圍的作業(yè)面收到嚴重制約。

預應力高強混凝土管樁，采用先張預應力離心成型工藝制成一種空心圓筒型混凝土預制構件，樁身所用的混凝土等級一般是C80以上，所以樁身強度高，從而單樁承載力較高。由于PHC 管樁樁身混凝土強度高，可打入密實的砂層和強風化巖層，由于擠壓作用，樁端承載力可比原狀土質提高70% ～80% ，樁側摩阻力提高20%～40% 。因此，PHC 管樁承載力設計值要比同樣直徑的沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和人工挖孔樁高。PHC 管樁是由側阻力和端阻力共同承受上部荷載，可選擇強風化巖層，全風化巖層，堅硬的粘土層或密實的砂層（或卵石層）等多種土質作為持力層，且對持力層起伏變化大的地質條件適應性強。沉樁質量可靠 PHC 管樁是工廠化、專業(yè)化、標準化生產，樁身質量可靠;運輸?shù)跹b方便，接樁快捷;機械化施工程度高，操作簡單，易控制;在承載力，抗彎性能、抗撥性能上均易得到保證。PHC管樁施工方法主要有錘擊和靜壓兩種：其中靜壓法施工是通過壓樁機的自重和樁架上的配重作反力將PHC管樁壓入土中的一種沉樁工藝，在沉樁過程中，壓樁力可直觀、安全、準確地讀出并自動記錄下來，因而對樁承載力控制及判斷精確度高;樁身質量及沉樁長度可用直接手段進行監(jiān)測，人為干擾因素少。錘擊法沉樁震動劇烈，噪音大，對周邊環(huán)境影響大，這是錘擊法的一大弊端。而靜壓法施工，無震動，無噪音，很適合在市區(qū)及其他對噪音有限制的地點施工。

綜上，結合基坑較近的距離內，四周既有建筑物要正常運行和辦公，且距離長江邊不足300米，地下水情況較為復雜，綜合判斷，本項目采用預應力高強混凝土管樁，施工方法采用靜力壓樁的方式進行。

3 預應力高強混凝土管樁施工中、后期的沉降觀測

為了更好地保證基坑周圍建筑物的安全，能夠在施工過程中更好地直觀了解到基坑周邊管線、建筑物、冠梁等的變化情況，在布置觀測點時，嚴格按照規(guī)范的要求。對基坑周邊建筑物及道路監(jiān)測點進行沉降監(jiān)測，對基坑冠梁及立柱監(jiān)測點進行水平位移及沉降監(jiān)測，對基坑支護樁測斜孔進行了深層側向位移監(jiān)測，對基坑內支撐應力監(jiān)測點進行應力監(jiān)測。以基坑周邊建筑物及道路監(jiān)測為例，重點關注兩個指標，一個是累計沉降量，以及當日的沉降速率?？紤]到沉降在基坑施工完成后，還會繼續(xù)進行，對基坑的跟蹤檢測按照：主體封頂后一年內，每三個月一次;主體封頂后第二年，每半年一次進行實施。下表是最后一次的沉降觀測值（由于點數(shù)較多，截取了部分數(shù)據(jù)）。從觀測數(shù)據(jù)來看，完全符合規(guī)范的要求。

4結語

總的來說，對于目前國家提出的棚改概念，將會有越來越多的老城區(qū)改造項目。而這些項目若涉及基坑開挖，基礎重做，很大可能都會面臨基坑周圍都是既有老建筑的情況，而在這種情況下，保護原有建筑物不被影響，控制沉降，盡量少擾動原有建筑物基礎等方面，預應力高強混凝土管樁就可能發(fā)揮出較大的優(yōu)勢。

參考文獻：

[1]陳天宇.建筑工程施工中樁基礎技術的應用及實施要點[J].低碳世界，2017（06）：164-165.

[2]崔曉軍.淺談各種樁基礎及其適用范圍[J].建材技術與應用，2011（02）：39-41.