摘要：靜壓法的施工噪聲小、無污染、無廢漿、樁的破損率低，且應(yīng)用范圍廣泛，特別適合在人口密集的市區(qū)進(jìn)行施工。與傳統(tǒng)的施工工藝相比，其安全系數(shù)高，且環(huán)保，文明施工程度高，具有廣闊的應(yīng)用前景。本文根據(jù)工程實(shí)例，對(duì)靜壓PHC管樁的施工特點(diǎn)、施工工藝及質(zhì)量控制進(jìn)行探討。
　　關(guān)鍵詞：靜壓樁，施工工藝，管樁檢驗(yàn)
　　
　　1工程概況
　　某工程地下1層，地上19～30層不等，地下水位-1.5m左右，基礎(chǔ)落在粉土層上，該層地基承載力特征值為70kPa，屬輕微偏中等液化，液化指數(shù)為ILE=1.3～5.9，靈敏度較高土層。根據(jù)以上情況，不能采用復(fù)合地基。對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁與灌注樁在文明施工、施工速度、工程質(zhì)量、造價(jià)等多方面比較下，靜壓預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁優(yōu)勢明顯，因此決定采用該種樁型。經(jīng)試樁，確定的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁為PHC-A500-(100)。樁長為23m，27m，30m三種。單樁豎向承載力特征值分別為1500kN，l800kN，2300kN，選擇一種樁體，介紹如下。
　　2靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁的選擇
　　2.1靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁的承載力
　　根據(jù)試樁報(bào)告，單樁豎向承載力特征值為2300kN，設(shè)計(jì)選用PHC-A500-(100)，C80靜壓預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁，該管預(yù)應(yīng)力鋼筋為10φ9，預(yù)應(yīng)力鋼筋代號(hào)為SBPDL1275/1420，張拉應(yīng)力控制在鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的0．7倍，即σcon=0．7fptk。
　　1)管樁樁體結(jié)構(gòu)豎向承載力特性：
　　Rα=Rp÷1.35=Afc*φc／1.35=2338kN＞2300kN(滿足)。
　　其中，Rp為管樁樁體結(jié)構(gòu)豎向承載力設(shè)計(jì)值，kN；A為管樁截面積，mm2；fc為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，MPa；φc為工作條件系數(shù)，取0.7。
　　2)管樁樁體受拉承載力設(shè)計(jì)值：
　　N=fpy×Ap=640kN。
　　其中，fpy為預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，MPa；Ap為預(yù)應(yīng)力鋼筋面積，mm2。
　　3)抗裂彎矩：
　　MLY=(σpc+ftk×1.9)W0=99kN.m。
　　其中，σpc為混凝土有效預(yù)應(yīng)力，取3．9Mpa；ftk為混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(預(yù)應(yīng)力混凝土管樁開裂驗(yàn)算中，離心混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘混凝土離心工藝系數(shù)，C80取1.9)；W0為管樁截面受拉邊緣的彈性抵抗矩，mm3。
　　2．2試樁前設(shè)計(jì)初步估算
　　單樁豎向承載力特征值的估算(注：以L=30m為例)：
　　Quk=1720kN。
　　實(shí)際試樁，單樁豎向承載力特征性達(dá)到2300kN(未做破壞試驗(yàn)，實(shí)際比2300kN還大)，是估算值的1.35倍。通過對(duì)30根試樁的分析，樁端位于砂土層時(shí)，壓樁時(shí)的壓力值和試樁壓力值是一致的，原因是砂土層孔隙水壓力在壓樁過程中很快消散，土體的結(jié)構(gòu)未遭破壞。樁端位于粉土和粉質(zhì)黏土層，試樁的壓力值是壓樁時(shí)壓力值的2.7倍～4.5倍，一般情況是3倍～3.3倍，分析原因與樁長、土層和土層的飽和度有關(guān)，理論基礎(chǔ)以排水固結(jié)來解釋，所以規(guī)范規(guī)定，由于沉樁時(shí)對(duì)土體的擾動(dòng)，所以試樁必須待樁周土體的強(qiáng)度恢復(fù)后方可開始。間隔天數(shù)應(yīng)視土質(zhì)條件而定，鋼筋混凝土管樁在砂層需停歇不少于7d，粉土和粉黏土需不少于15d，飽和粉土粉黏土需不少于25d。
　　3施工過程
　　3．1原材料選擇
　　原材料就是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁和連接管樁的二氧化碳焊接的高強(qiáng)度焊絲產(chǎn)品，都是向廠家訂購，進(jìn)場有合格證，在購進(jìn)前我們組織驗(yàn)察組去廠家驗(yàn)察生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)工藝流程、成品堆放、產(chǎn)品的技術(shù)性能、技術(shù)指標(biāo)和產(chǎn)品質(zhì)量實(shí)驗(yàn)檢測控制、產(chǎn)銷網(wǎng)絡(luò)及運(yùn)輸支持能力等。高強(qiáng)焊絲是名牌廠家產(chǎn)品，有出廠合格證，這些都是保證工程質(zhì)量的前提。
　　3．2施工控制
　　采用抱壓式壓樁機(jī)作業(yè)，根據(jù)我工地的地質(zhì)條件，有些樁號(hào)在一16m以下有7m～8m厚的中密砂層，所以我們選擇600t，800t靜壓樁機(jī)兩臺(tái)，本工程施工靜壓單樁豎向承載力特征值為2300kN時(shí)，需壓樁機(jī)自重和配重值為2300×2+200=4800kN。靜壓樁入砂土層時(shí)，壓力值達(dá)到4800kN，預(yù)應(yīng)力管樁不下沉，可采取鋸樁措施，如再增加壓力，管樁會(huì)壓爆造成不必要的浪費(fèi)。
　　施工過程中嚴(yán)格遵照預(yù)應(yīng)力管樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，主控項(xiàng)目樁體質(zhì)量和承載力按樁基檢測技術(shù)規(guī)范。樁位偏差由施工方技術(shù)人員與監(jiān)理、建設(shè)單位現(xiàn)場人員對(duì)每根樁進(jìn)行監(jiān)督檢查，保證每根樁的偏差在規(guī)范允許偏差以內(nèi)，一般項(xiàng)目成品樁質(zhì)量、外觀、樁徑、管壁厚度、樁體彎曲，隨吊隨檢查，每根樁的樁頂標(biāo)高由水準(zhǔn)儀控制，這是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。接樁焊縫質(zhì)量，每根樁檢查，接樁時(shí)上下節(jié)樁段保證順直，錯(cuò)位偏差小于2mm，對(duì)接前應(yīng)清理干凈接駁口和坡口，清理干凈確保垂直后方可進(jìn)行焊接，焊接時(shí)應(yīng)由兩臺(tái)焊機(jī)同時(shí)對(duì)稱焊接，采用二氧化碳保護(hù)焊，雖無焊渣，但焊接時(shí)按層數(shù)不能少于兩層焊縫，焊縫應(yīng)飽滿連續(xù)。焊接結(jié)束后自然冷卻時(shí)間不得少于8min，嚴(yán)禁用水冷卻，下雨天應(yīng)停止施工或采取防雨措施，保證焊接處不接觸雨水淋濕。每根樁必須一次完成，中間不能停歇，保證其質(zhì)量是非常重要的環(huán)節(jié)。必須檢查每根樁，樁的垂直度嚴(yán)格控制在0．5％以內(nèi)。
　　3．3施工工藝
　　樁機(jī)就位調(diào)平，對(duì)準(zhǔn)樁點(diǎn)(檢查樁的垂直度小于0.5％)→第一節(jié)壓樁(檢查記錄壓力值)→接樁焊接(檢查上下節(jié)順直錯(cuò)位偏差不宜小于2mm，檢查焊縫質(zhì)量，焊完后停歇8min)→第二節(jié)壓樁，接樁焊接，質(zhì)量控制同第一節(jié)壓樁→第三節(jié)壓樁，樁頂標(biāo)高的控制(水準(zhǔn)儀測量)。
　　3．4施工驗(yàn)算
　　1)管樁吊樁驗(yàn)算，施工最長樁為14m。
　　λ=M/L=3.5/14=0.25，取動(dòng)力系數(shù)為1.5；管樁自重為3.27kN/m。
　　Mmax=1/8ql2(1-λ2)2×1.5=59.41kN•m＜99kN•m(滿足)。
　　2)管樁標(biāo)準(zhǔn)承載力驗(yàn)算。
　　該樁豎向承載力設(shè)計(jì)值為：Q=Apfcφc=3150kN。
　　單樁的承載力標(biāo)準(zhǔn)值為：0.8Apftk=5044kN＞4800kN(滿足)。
　　其中，fc為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值；fck為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值。
　　4管樁檢驗(yàn)
　　4．1單樁豎向承載力檢驗(yàn)
　　按樁數(shù)的1％做單樁靜載荷試驗(yàn)，試樁方法為慢速維持荷載法，試驗(yàn)加載分1O級(jí)進(jìn)行，卸載分5級(jí)，通過試驗(yàn)加載，當(dāng)單樁豎向承載力為特征值的2倍時(shí)，30根樁最大下沉25.27mm，最小下沉10.92mm，平均下沉19.95mm，卸載后回彈平均值為4．3mm。
　　4．2低應(yīng)變測試
　　按樁數(shù)的20％檢測474根，一類樁474根占100％樁身完整性，完全滿足要求。靜壓樁在壓樁過程中，壓力值由儀表控制，當(dāng)樁在下沉過程中出現(xiàn)問題時(shí)，壓力值的儀表會(huì)立即反映出來，本工地有1棟樓的半個(gè)單元過去有建筑物，地基處理采用深層攪拌樁，在靜壓管樁沉樁過程中，管樁遇地下厚層攪拌樁時(shí)，預(yù)應(yīng)力管樁樁頭破裂，壓力值儀表即時(shí)反映，我們將樁拔起，該樁頭破裂。本人認(rèn)為高壓預(yù)應(yīng)力靜壓管樁在沉樁過程中，由壓力值儀表控制，反映非常清楚，不必做低應(yīng)變測試。如懷疑某些樁有問題，可抽查低應(yīng)變測試。
　　5高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁設(shè)計(jì)值探討
　　樁身混凝土強(qiáng)度應(yīng)滿足承載力設(shè)計(jì)要求，通常樁總是同時(shí)受軸力、彎矩和剪力的作用。樁必須滿足樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度條件的驗(yàn)算。低樁臺(tái)樁基，當(dāng)作用在單樁上的彎矩、剪力不大時(shí)，樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足軸壓驗(yàn)算即可，對(duì)全埋入地基中的樁，除穿越超軟土層的端承樁外，一般可不考慮樁的縱向彎曲。
　　軸心受力時(shí)計(jì)算公式：
　　Q≤Apfcφc。
　　其中，Q為相應(yīng)與荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的單樁豎向力設(shè)計(jì)值；fc為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；Ap為樁身橫截面積φc；為工作條件系數(shù)，預(yù)制樁取0.75，灌注樁取0.6～0.7。由于灌注樁在成孔和混凝土水下澆筑時(shí)質(zhì)量難以保證，預(yù)制樁在運(yùn)輸及沉樁過程中，受振動(dòng)和錘擊的影響，因此根據(jù)上述樁的施工工作條件因素，計(jì)算中，給予工作條件系數(shù)φc是符合實(shí)際要求的。筆者認(rèn)為0.85～0.9較為合適，能充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力管樁的優(yōu)勢，避免不必要的浪費(fèi)。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]楊立鵬．靜壓管樁的擠土效應(yīng)及預(yù)防措施[J]．山西建筑，2008，34(19)．