李　劍

摘要:文章介紹了預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁的類型及特點(diǎn),并從檢測(cè)角度提出了應(yīng)用中應(yīng)注意的事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁;樁基;擠土效應(yīng);鉆孔引土

中圖分類號(hào):TV528文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1674-1145(2009)24-0152-02

一、樁基的分類

建筑物的樁基礎(chǔ)從成樁工藝的方法可分為:(1)非擠土樁:干作業(yè)法、泥漿護(hù)壁樁、套管護(hù)壁法;(2)部分?jǐn)D土樁:部分?jǐn)D土樁灌注樁、鉆孔打入式預(yù)制樁、打入式敞口樁;(3)擠土樁:擠土灌注樁、擠土預(yù)制樁(打入式或靜壓)。按承載性狀分類可分為:(1)摩擦型樁由摩擦樁和端承摩擦樁組成;(2)端承型樁由端承樁和摩擦端承樁組成,南寧市的樁基類型基本上屬于端承型樁。

二、南寧市常用的樁基礎(chǔ)類型及PHC樁的優(yōu)點(diǎn)

南寧市目前用得最多的樁基礎(chǔ)是鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁和預(yù)制樁,鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁這兩種樁的優(yōu)點(diǎn)是:能提供較大的單樁承載力,成樁質(zhì)量相對(duì)可靠;缺點(diǎn)是:施工場(chǎng)地會(huì)有大量的建筑垃圾,在清理時(shí)會(huì)增加二次運(yùn)輸費(fèi)。預(yù)制樁多為構(gòu)件廠預(yù)制,其優(yōu)點(diǎn)是:成樁質(zhì)量較為保證,采用液壓式擠入樁的方法施工,相對(duì)較為環(huán)保,一般在地質(zhì)勘察較為準(zhǔn)確的情況下,施工場(chǎng)地不會(huì)遺留有建筑垃圾,還因其單樁設(shè)計(jì)承載力不是很大,因此,在基樁檢測(cè)費(fèi)用方面要比人工挖孔灌注樁和鉆孔灌注樁要少;缺點(diǎn)是:在地質(zhì)條件不好的場(chǎng)地,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。而目前在南寧市用得最多的預(yù)制樁為先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁(PHC樁),因該種樁型為空心管樁,其優(yōu)點(diǎn)是具有一般砼預(yù)制方樁的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又比砼預(yù)制方樁要節(jié)約材料,因此,深受用戶的歡迎,這也是南寧市近年來先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁(PHC樁)得以很快推廣的原因,但是每種樁型均有其優(yōu)缺點(diǎn)。

三、該樁型應(yīng)用中應(yīng)注意的技術(shù)問題

從多年檢測(cè)結(jié)果及實(shí)際施工情況方面看,該樁型在應(yīng)用中應(yīng)注意如下技術(shù)問題:

(一)PHC樁生產(chǎn)分類及施工機(jī)械對(duì)樁的要求

先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(PHC樁),樁徑按外徑分為:Φ300mm、Φ350mm、Φ400mm、Φ450mm、Φ500mm、Φ550mm、Φ600mm、Φ800mm和Φ1000mm等規(guī)格,按外觀質(zhì)量和尺寸偏差分為優(yōu)等品、一等品和合格品三種,該種樁型采用離心式生產(chǎn),混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C80,養(yǎng)護(hù)方法為高溫蒸養(yǎng)法,屬高強(qiáng)混凝土,因而配筋較少,能節(jié)約成本;但樁身混凝土脆性較大。目前在南寧市使用最多是樁徑為Φ400mm、Φ500mm兩種,其壁厚一般為100mm左右;設(shè)計(jì)單樁承載力值一般為1000kN到2000kN左右。所使用的施工機(jī)械一般為液壓型靜壓樁機(jī),該種樁機(jī)的送樁夾具要求樁的垂直度較高,外觀較圓,否則在施工過程中會(huì)把樁身夾斷或夾裂;一旦樁身出現(xiàn)質(zhì)量問題,則該樁只能作廢或要作出相應(yīng)的處理。在檢測(cè)中鼎溫馨家園時(shí),就遇到樁身被夾壞的情況,均要求補(bǔ)樁處理,影響了施工進(jìn)度。因此我建議,在采購(gòu)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(PHC)時(shí)應(yīng)考慮一等品以上產(chǎn)品,這對(duì)施工能順利進(jìn)行較有保障。

(二)南寧市地質(zhì)概況對(duì)PHC樁的影響

從建筑地基的地質(zhì)條件看,南寧市區(qū)位于南寧向斜構(gòu)造盆地中部,四周為低山陵圍繞,邕江自西南往北東呈“之”字形蜿蜒穿過市區(qū)。整個(gè)市區(qū)展布于邕江多級(jí)階地上,組成邕江各階地的沖積地層自下而上多為圓礫、砂土、粉土及黏土層,具典型的二元結(jié)構(gòu);階地的基底均為第三系內(nèi)陸湖相沉積的半成巖軟質(zhì)巖類地層,由黏質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)泥巖、砂巖、泥灰?guī)r互層夾褐煤、鈣質(zhì)泥巖等組成。在工程地基設(shè)計(jì)時(shí),一般選中風(fēng)化泥巖或圓礫層較厚時(shí)選圓礫層作建筑物的持力層,而在表層土下面經(jīng)常夾有淤泥層,尤其是在沿邕江流域周圍的地段淤泥層較厚;當(dāng)采用液壓式靜壓樁機(jī)進(jìn)行預(yù)制樁施工時(shí),由于樁機(jī)本身較重,其重量應(yīng)為基樁承載力值2.4倍以上,否則,單樁承載力將不能滿足設(shè)計(jì)要求;當(dāng)樁機(jī)移動(dòng)過程中,往往會(huì)造成樁的位移;如果是采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(PHC)施工,則很容易在淤泥和硬質(zhì)土層交界處被折斷或折出裂縫。如我檢測(cè)過的工程有:南寧市竹青苑5#樓和南寧市農(nóng)工商集團(tuán)有限責(zé)任公司青山住宅小區(qū)9#樓等工程就出現(xiàn)過這種情況,這兩個(gè)工程均地處南寧市竹排溪邊;且施工過程中在靠近溪邊的場(chǎng)地,由于業(yè)主為了節(jié)約投資均未作任何支護(hù)處理;淤泥層厚接近3米,施工樁長(zhǎng)為16米至20米,經(jīng)對(duì)所有施工的基樁進(jìn)行完整性檢測(cè),結(jié)果均發(fā)現(xiàn)10多根基樁出現(xiàn)裂縫或斷裂,出現(xiàn)裂縫或斷裂的部位基本在土層變化的位置。南寧市竹青苑5#樓最后經(jīng)開挖并將有裂縫或斷裂的上部分樁,作重新接樁處理,其結(jié)果是既影響了工期也浪費(fèi)了金錢;而南寧市農(nóng)工商集團(tuán)有限責(zé)任公司青山住宅小區(qū)9#樓目前仍繼續(xù)施工,還未作最后處理。另外一種情況是,由于南寧市為盆地構(gòu)造,四周為低山陵圍繞,在近年新開發(fā)的工程中往往將山陵推平來回填低洼處;這種場(chǎng)地的回填土層一般較厚,而新填土中夾較多巖石時(shí),施工過程中也必須注意,因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(PHC)本身的材質(zhì)決定了其缺點(diǎn),即易脆性斷裂,當(dāng)施工遇到巖石時(shí)有可能會(huì)將樁身剪斷。經(jīng)與施工單位了解,這種情況也不少,一般在施工過程中即可發(fā)現(xiàn)問題,能及時(shí)作補(bǔ)樁處理,但結(jié)果也會(huì)造成浪費(fèi)。我本人認(rèn)為遇到上述情況時(shí),為了保證工程質(zhì)量,不一定非用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁,可以考慮泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁,盡管投資成本會(huì)高些,但工程質(zhì)量得到保證;如果是房地產(chǎn)公司開發(fā)的工程,還可以贏得售樓的先機(jī),能盡快收回投資成本。

(三)擠土效應(yīng)對(duì)PHC樁群的影響

預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(PHC)的施工工藝決定其在施工過程中會(huì)引起擠土效應(yīng),尤其是密集樁群,如果不注意施工順序或者未采取鉆孔引孔引土后才施工,引起擠土效應(yīng)是不可避免的;因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁是構(gòu)件廠預(yù)制好的,樁本身的混凝土強(qiáng)度是滿足規(guī)范要求才出廠的,在施工過程中必然會(huì)擠密樁周土層,如果樁土間存在的應(yīng)力不能及時(shí)消除,樁周土必然會(huì)給樁一個(gè)反力,而將樁抬起,多時(shí)會(huì)拔起100多mm,更為嚴(yán)重的是會(huì)把樁抬斷;遇到這種情況,施工完成后應(yīng)作復(fù)壓處理,否則會(huì)造成上部建筑物在建成后,由于沉降不均勻而造成質(zhì)量事故。我公司在檢測(cè)運(yùn)德公司友愛路高層商住樓工程就遇到這種情況,部分樁施工時(shí)由于未作引孔取土處理,結(jié)果在前期作靜載檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)該工程的樁沉降較大,甚至出現(xiàn)一根樁達(dá)到破壞,且屬于斷樁式的破壞。而在早期作兩根試驗(yàn)樁的檢測(cè)時(shí),極限承載力值已達(dá)到3840kN,其總沉降只有21mm左右。經(jīng)復(fù)壓處理后再進(jìn)行檢測(cè)的樁,情況略微好轉(zhuǎn);但開挖后發(fā)現(xiàn)不少基樁出現(xiàn)縱向裂縫,最后,設(shè)計(jì)院同意作內(nèi)套鋼管并在其中灌注C45混凝土及樁、管之間灌注M25水泥漿的處理方案,最后經(jīng)檢測(cè)合格方能使用。在青秀花園中也遇到因擠土效應(yīng)引起檢測(cè)不合格的情況,該工程在做試驗(yàn)樁檢測(cè)時(shí),按2800kN進(jìn)行檢測(cè),基樁樁頂?shù)目偝两狄仓挥?0mm左右。在作工程樁檢測(cè)時(shí),設(shè)計(jì)承載力值仍為1400kN,樁徑僅為Φ400mm,設(shè)計(jì)要求按2800kN進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果有四根樁的總沉降超過40mm以上,估計(jì)是施工隊(duì)未作復(fù)壓處理;最后,經(jīng)設(shè)計(jì)部門核算,認(rèn)為還可以使用,而未作處理。從以上工程實(shí)例表明,在預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁施工過程中,一定要注意擠土效應(yīng)的問題,試驗(yàn)樁檢測(cè)合格并不能證明工程就能滿足要求,遇到這種情況,如果不想加樁,則應(yīng)注意施工方法,否則會(huì)給工程留下隱患。

(四)對(duì)存在Ⅱ類缺陷的基樁是否需作處理

本人從事多年基樁檢測(cè),有些工地檢測(cè)過程中會(huì)遇到預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(PHC)中會(huì)存在Ⅱ類樁,從規(guī)范的角度考慮是不需作任何處理的,但從耐久性的角度看估計(jì)會(huì)有一定的影響,因該種樁型與實(shí)心樁不同,空心部分的中間有很多情況下是沒有填充物的,存在的缺陷是否會(huì)發(fā)展,無從考證,也無法對(duì)在建工程進(jìn)行開挖驗(yàn)證或者監(jiān)測(cè);因此,本人在遇到該類情況時(shí),對(duì)高層建筑物或較為重要的建筑物均要求施工單位作超過缺陷部位的灌芯處理,但施工單位是否按要求處理也無法驗(yàn)證;當(dāng)然,經(jīng)本人檢測(cè)過的工程,到目前為止還沒有出現(xiàn)工程質(zhì)量問題。

(五)從設(shè)計(jì)的角度看預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(PHC)的應(yīng)用

眾所周知,樁基的破壞有兩種情況,一是樁周土的破壞;另一種是樁身本身的破壞。組成預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(PHC)的混凝土屬C80或以上的高強(qiáng)混凝土,而目前廣西的粗骨料即石子,其抗壓強(qiáng)度值相對(duì)偏低些,做成混凝土后其破壞一般多為粗骨料破壞,設(shè)計(jì)部門如果過分相信預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁樁身的質(zhì)量,或有時(shí)出于為業(yè)主減少投資的考慮,則在設(shè)計(jì)時(shí)往往會(huì)考慮較為先進(jìn)的設(shè)計(jì)方案,其設(shè)計(jì)的承載力基本接近預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁樁身破壞的臨界狀態(tài),這是非常危險(xiǎn)的做法;因?yàn)橛靡簤红o壓樁機(jī)施工的樁,除了由于擠土效應(yīng)引起樁的上浮,或是施工的樁機(jī)配重不夠外,樁周土破壞的情況相對(duì)較少;從我公司檢測(cè)過用靜壓樁機(jī)施工并作復(fù)壓處理的工程中幾乎未出現(xiàn)過樁周土破壞的情況,因?yàn)?該種樁的施工往往也是通過樁貫入度來控制;所以,如果設(shè)計(jì)部門設(shè)計(jì)單樁的承載力值偏高,使用基樁的長(zhǎng)度與檢測(cè)時(shí)樁的長(zhǎng)度又不同(有地下室,開挖后須截?cái)嘁欢堕L(zhǎng))時(shí),盡管在檢測(cè)的過程中未出現(xiàn)問題,但由于南寧市的地質(zhì)條件決定本地區(qū)的樁基絕大部分為端承型的樁,也就是說,樁的承載能力主要靠樁端來完成,在長(zhǎng)期的荷載作用下,如果基樁在生產(chǎn)過程存在輕微缺陷,而出廠時(shí)已進(jìn)行過修補(bǔ),檢測(cè)時(shí)又沒有發(fā)現(xiàn),必然會(huì)出現(xiàn)由于應(yīng)力集中而造成樁身破壞,給建筑物造成危害,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)建筑物傾斜或倒塌事故。為了避免上述情況發(fā)生,本人認(rèn)為,設(shè)計(jì)部門在設(shè)計(jì)該種樁型時(shí),應(yīng)考慮充分利用其有效樁長(zhǎng),承載力的使用應(yīng)適當(dāng)安全些,尤其是高層建筑時(shí)更應(yīng)注意;在《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ 94-2008)中就有抗震設(shè)防烈度為8度及以上地區(qū),不宜采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PC)和預(yù)應(yīng)力混凝土空心方樁(PS)的規(guī)定;雖未對(duì)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(PHC)作出規(guī)定,但還是應(yīng)謹(jǐn)慎使用為宜;同時(shí),設(shè)計(jì)部門應(yīng)強(qiáng)調(diào)在施工過程中避免受到水平推力的作用,因有不少工地出于場(chǎng)地限制和節(jié)約成本的考慮,在地下室開挖過程中存在挖出的土不外運(yùn),而直接堆在地下室旁邊,這在無形中對(duì)場(chǎng)地形成一種水平推力,上海在建樓房的倒塌就是很好的例證。

四、結(jié)語

通過對(duì)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的檢測(cè)發(fā)現(xiàn),影響管樁施工質(zhì)量最多的是:(1)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的生產(chǎn)質(zhì)量;(2)地質(zhì)條件;(3)擠土效應(yīng);(4)設(shè)計(jì)的合理性;(5)施工過程中避免水平推力的影響。盡管目前該種樁型得到很快的推廣應(yīng)用,但本人認(rèn)為不應(yīng)盲目使用,應(yīng)充分考慮各方面的因素;如果一旦選用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁作為基礎(chǔ),則應(yīng)從選樁到施工過程控制均應(yīng)嚴(yán)格要求;基樁施工前最好作鉆孔引土處理,以消除擠土效應(yīng);基樁施工完成后,最好要求基樁施工單位對(duì)基樁做復(fù)壓處理,以免出現(xiàn)工程質(zhì)量事故。

參考文獻(xiàn)

[1]先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(GB 13476-1999)[S].

[2]建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ 94-2008)[S].

[3]建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50007-2002)[S].

[4]建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范(GB 106-2003/J256-2003)[S].

作者簡(jiǎn)介:李劍(1969- ),男,廣西建工集團(tuán)第一建筑工程有限公司工程師,研究方向:建材檢驗(yàn)、工程檢測(cè)。