論PHC管樁在建筑基礎加固中的應用研究
摘要：隨著PHC管樁的廣泛應用和發(fā)展，以及人們對它的理論研究和工程實踐的不斷積累。PHC樁的施工技術會不斷得到提高。PHC樁的單位承載力造價是各種樁型中較低的，且綜合經濟效益指標也好于其他樁型。為此，本文闡述了PHC管樁在軟土地基加固中的一些基本應用，同時還介紹了一些質量控制措施，保證預應力管樁施工質量。
關鍵詞：PHC管樁 施工 質量控制
0 引言
預應力高強砼管樁(PHC)在建筑市場得到廣泛應用，據不完全統(tǒng)計占樁基市場達80％以上。PHC管樁能夠獲得如此大的應用市場的主要原因是它具有耐打、耐壓，穿透能力強，單樁豎向承載力高，抗震性能好，耐久性好，造價適宜，施工工期短，施工現場文明整潔等特點，深受業(yè)主、施工單位和設計人員的普通歡迎。預應力高強砼管樁有進一步發(fā)展趨勢。但是在使用過程中，特別在施工時，經常發(fā)現諸如樁頭暴裂、樁偏位、樁身偏斜等問題，給樁基工程帶來不少麻煩，增加樁基處理費用等。
1 PHC管樁的主要施工方法
1.1 放樣定樁位：采用極坐標放樣。壓樁機就位時，應對準樁位。啟動平臺支腿油缸，校正平臺處于水平狀態(tài)，啟動門架支持油缸，使門架作微傾15，以便吊管樁。
1.2 吊樁定位，調整垂直度：先拴好吊樁用的鋼絲繩及索具，啟動吊車吊樁，管樁在施工中起吊，可采用一點法(位置距樁頭0.29L處)，使樁尖垂直對準樁位中心，微微啟動壓樁油缸，當樁入土至50cm時，啟動壓樁油缸，進入壓樁狀態(tài)。
1.3 壓樁：啟動壓樁油缸，把樁徐徐壓下，控制施壓進度，一般不超過2m／min，達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，持荷時間由設計人員與監(jiān)理在現場試樁時確定。
1.4 接樁：采用焊接法接樁，接樁前應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左右進行，上、下兩塊端板軸向錯位量應小于2mm，坡口根部間隙應小于4mm，焊條選用E4303型，焊接道數不少于3道，焊縫應滿焊，確保焊縫高度。上下節(jié)樁如有間隙應用楔形鐵片全部墊實焊牢。接樁處焊縫應自然冷卻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改善原有地表的承載力，使樁機施工時行走平穩(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，將會影響到管樁施工時的樁位和垂直度：但是粒徑過細的材料對于改善地表土為淤泥質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，材料粒徑可偏大，但不能出現大塊的片石。
2.2 管樁材料的堆放管樁的堆放根據樁的規(guī)格、長度和使用先后及遠近進行堆放；堆放場地選擇在平整堅實的地方，使樁堆放后不會產生過大的沉陷，最下層與地面接觸的墊木加寬加高。堆放時，樁下墊木設置兩道，支承點的位置就在兩點吊的吊點位置處，同層的兩道墊木頂面保持在同一水平面上；當重疊堆放時，各層均設置墊木，并保證各層墊木上下對齊；堆放層數不超過三層；墊木選用耐壓的木枋。
2.3 擠土效應擠土效應的防治具有重要意義，特別是在周圍有密集建筑的區(qū)域內施工。一般做法是先清除表層的雜填土，開挖防擠溝，設置應力釋放孔，合理地安排打樁順序，根據施工場地周圍環(huán)境和擠土程度，靜距離先施工，遠距離后施工，必要情況下還應控制每天的壓樁數量。如果允許管樁內腔涌入土體，使用開口型樁尖，也能有效地減小擠土效應。
2.4 終壓標準在樁材質量合格、沉樁正常的情況下，由于壓樁壓力而引起的樁身損壞多與停壓標準控制不合理有關。同時由于PHC樁具有脆性破壞和抗拉應力低的特性，當壓力較大，因樁機架配重不夠，而導致樁機抬架所產生的沖擊力極易使PHC樁產生裂縫或損壞，壓斷樁的情況也時有發(fā)生。因此，正確合理地控制停壓標準，是PHC樁施工的一項重要技術。PHC樁停壓標準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)。施工時要詳細了解工程地質情況及有關設計要求，正確掌握樁入土深度與貫八阻力的關系，一般情況以樁進入持力層且最后三次貫入阻力達1.8～2.0倍單樁設計承載力而累積下沉≤10mm時為停壓控制標準：但是施工中的終壓力值是根據在施工瞬間荷載作用下有土體側向約束的情況來確定的，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，施工前應對樁位下的障礙物清理干凈，對樁構件要進行檢查，發(fā)現樁身彎曲超過規(guī)定或樁尖不在樁縱軸線上的不宜使用。在穩(wěn)樁過程中，如發(fā)現樁不垂直應及時糾正，接樁時要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上，接頭處應嚴格按照操作要求執(zhí)行。采用井點降水、砂井和盲溝等降水或排水措施。沉樁期間不得開挖基坑，需要沉樁完畢后相隔適當時間方可開挖，相隔時間應視具體地質情況、基坑開挖深度、面積、樁的密集程度及孔隙水壓力消散情況來確實，一般經驗認為宜兩周左右。
3 質量控制
完善的管理措施是質量控制技術落實的基本保證，是要有一整套質量技術保證措施。①嚴格按照設計圖紙，工程合同文件，有關現行施工規(guī)范和質量標準要求制定各分項工程的實施措施。②高強砼預應力管樁質量控制：運到現場的管樁應按規(guī)定要求進行嚴格檢查，對于不合格產品或次品，堅決退回。③樁在運輸過程中起吊、堆放必須保持平穩(wěn)，無大振動，以保證樁身不受損傷。④樁位放樣要求設置相對固定的基準點，四角大樣與場地地面標高的測定必須準確，基準點一定要安全保護。⑤樁機就位：樁機就位后必須用經緯儀在樁機兩個方向相互垂直的地方，觀測樁機，樁的中心線，設計的樁位是否在同一垂直線上，其偏差不應超過施工規(guī)范要求的允許偏差。⑥壓樁：工程樁正式施工前應進行試壓樁，以確定壓樁標準，一般情況下應以樁長和壓樁力雙控進行施工。如樁頂標高在地面以下，需要送樁，送樁器下端應設置樁墊，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，壓力表經國家法定單位檢測合格，壓樁前必須提供近期檢測證明方可壓樁。⑦焊接接樁：焊條性能必須符合設計要求和有關標準的規(guī)定，并應有出廠合格證證明。焊接時應在兩側對稱均勻地同時施焊，焊第二道時應將浮渣徹底清除，焊縫應符合設計要求，焊縫質量由監(jiān)理等相關單位進行隱蔽工程的簽證。⑧截樁：露出地面或未能送至設計樁頂標高的樁，即必須截樁，截樁要求用截樁器，嚴禁用大錘橫向敲擊、沖撞。
PHC樁的單位承載力造價是各種樁型中較低的，且綜合經濟效益指標也好于其他樁型。隨著PHC管樁的廣泛應用和發(fā)展，以及人們對它的理論研究和工程實踐的不斷積累，PHC樁的施工技術會不斷得到提高。
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關鍵詞：PHC管樁 施工 質量控制
0 引言
預應力高強砼管樁(PHC)在建筑市場得到廣泛應用，據不完全統(tǒng)計占樁基市場達80％以上。PHC管樁能夠獲得如此大的應用市場的主要原因是它具有耐打、耐壓，穿透能力強，單樁豎向承載力高，抗震性能好，耐久性好，造價適宜，施工工期短，施工現場文明整潔等特點，深受業(yè)主、施工單位和設計人員的普通歡迎。預應力高強砼管樁有進一步發(fā)展趨勢。但是在使用過程中，特別在施工時，經常發(fā)現諸如樁頭暴裂、樁偏位、樁身偏斜等問題，給樁基工程帶來不少麻煩，增加樁基處理費用等。
1 PHC管樁的主要施工方法
1.1 放樣定樁位：采用極坐標放樣。壓樁機就位時，應對準樁位。啟動平臺支腿油缸，校正平臺處于水平狀態(tài)，啟動門架支持油缸，使門架作微傾15，以便吊管樁。
1.2 吊樁定位，調整垂直度：先拴好吊樁用的鋼絲繩及索具，啟動吊車吊樁，管樁在施工中起吊，可采用一點法(位置距樁頭0.29L處)，使樁尖垂直對準樁位中心，微微啟動壓樁油缸，當樁入土至50cm時，啟動壓樁油缸，進入壓樁狀態(tài)。
1.3 壓樁：啟動壓樁油缸，把樁徐徐壓下，控制施壓進度，一般不超過2m／min，達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，持荷時間由設計人員與監(jiān)理在現場試樁時確定。
1.4 接樁：采用焊接法接樁，接樁前應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左右進行，上、下兩塊端板軸向錯位量應小于2mm，坡口根部間隙應小于4mm，焊條選用E4303型，焊接道數不少于3道，焊縫應滿焊，確保焊縫高度。上下節(jié)樁如有間隙應用楔形鐵片全部墊實焊牢。接樁處焊縫應自然冷卻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改善原有地表的承載力，使樁機施工時行走平穩(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，將會影響到管樁施工時的樁位和垂直度：但是粒徑過細的材料對于改善地表土為淤泥質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，材料粒徑可偏大，但不能出現大塊的片石。
2.2 管樁材料的堆放管樁的堆放根據樁的規(guī)格、長度和使用先后及遠近進行堆放；堆放場地選擇在平整堅實的地方，使樁堆放后不會產生過大的沉陷，最下層與地面接觸的墊木加寬加高。堆放時，樁下墊木設置兩道，支承點的位置就在兩點吊的吊點位置處，同層的兩道墊木頂面保持在同一水平面上；當重疊堆放時，各層均設置墊木，并保證各層墊木上下對齊；堆放層數不超過三層；墊木選用耐壓的木枋。
2.3 擠土效應擠土效應的防治具有重要意義，特別是在周圍有密集建筑的區(qū)域內施工。一般做法是先清除表層的雜填土，開挖防擠溝，設置應力釋放孔，合理地安排打樁順序，根據施工場地周圍環(huán)境和擠土程度，靜距離先施工，遠距離后施工，必要情況下還應控制每天的壓樁數量。如果允許管樁內腔涌入土體，使用開口型樁尖，也能有效地減小擠土效應。
2.4 終壓標準在樁材質量合格、沉樁正常的情況下，由于壓樁壓力而引起的樁身損壞多與停壓標準控制不合理有關。同時由于PHC樁具有脆性破壞和抗拉應力低的特性，當壓力較大，因樁機架配重不夠，而導致樁機抬架所產生的沖擊力極易使PHC樁產生裂縫或損壞，壓斷樁的情況也時有發(fā)生。因此，正確合理地控制停壓標準，是PHC樁施工的一項重要技術。PHC樁停壓標準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)。施工時要詳細了解工程地質情況及有關設計要求，正確掌握樁入土深度與貫八阻力的關系，一般情況以樁進入持力層且最后三次貫入阻力達1.8～2.0倍單樁設計承載力而累積下沉≤10mm時為停壓控制標準：但是施工中的終壓力值是根據在施工瞬間荷載作用下有土體側向約束的情況來確定的，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，施工前應對樁位下的障礙物清理干凈，對樁構件要進行檢查，發(fā)現樁身彎曲超過規(guī)定或樁尖不在樁縱軸線上的不宜使用。在穩(wěn)樁過程中，如發(fā)現樁不垂直應及時糾正，接樁時要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上，接頭處應嚴格按照操作要求執(zhí)行。采用井點降水、砂井和盲溝等降水或排水措施。沉樁期間不得開挖基坑，需要沉樁完畢后相隔適當時間方可開挖，相隔時間應視具體地質情況、基坑開挖深度、面積、樁的密集程度及孔隙水壓力消散情況來確實，一般經驗認為宜兩周左右。
3 質量控制
完善的管理措施是質量控制技術落實的基本保證，是要有一整套質量技術保證措施。①嚴格按照設計圖紙，工程合同文件，有關現行施工規(guī)范和質量標準要求制定各分項工程的實施措施。②高強砼預應力管樁質量控制：運到現場的管樁應按規(guī)定要求進行嚴格檢查，對于不合格產品或次品，堅決退回。③樁在運輸過程中起吊、堆放必須保持平穩(wěn)，無大振動，以保證樁身不受損傷。④樁位放樣要求設置相對固定的基準點，四角大樣與場地地面標高的測定必須準確，基準點一定要安全保護。⑤樁機就位：樁機就位后必須用經緯儀在樁機兩個方向相互垂直的地方，觀測樁機，樁的中心線，設計的樁位是否在同一垂直線上，其偏差不應超過施工規(guī)范要求的允許偏差。⑥壓樁：工程樁正式施工前應進行試壓樁，以確定壓樁標準，一般情況下應以樁長和壓樁力雙控進行施工。如樁頂標高在地面以下，需要送樁，送樁器下端應設置樁墊，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，壓力表經國家法定單位檢測合格，壓樁前必須提供近期檢測證明方可壓樁。⑦焊接接樁：焊條性能必須符合設計要求和有關標準的規(guī)定，并應有出廠合格證證明。焊接時應在兩側對稱均勻地同時施焊，焊第二道時應將浮渣徹底清除，焊縫應符合設計要求，焊縫質量由監(jiān)理等相關單位進行隱蔽工程的簽證。⑧截樁：露出地面或未能送至設計樁頂標高的樁，即必須截樁，截樁要求用截樁器，嚴禁用大錘橫向敲擊、沖撞。
PHC樁的單位承載力造價是各種樁型中較低的，且綜合經濟效益指標也好于其他樁型。隨著PHC管樁的廣泛應用和發(fā)展，以及人們對它的理論研究和工程實踐的不斷積累，PHC樁的施工技術會不斷得到提高。
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