郭紹強

（天津大成國際工程有限公司，天津，300457）

濱海新區(qū)PHC管樁應(yīng)用淺析

郭紹強

（天津大成國際工程有限公司，天津，300457）

天津濱海新區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜，其特點為地下水位高、土層孔隙率、含水率、地勢平坦和標(biāo)高偏低，多為陸海相沉積軟土，建筑基礎(chǔ)形式常采用樁基礎(chǔ)，并以預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁較為常見，但由于大厚度淤泥層和局部硬夾層的存在，常因施工及設(shè)計不當(dāng)導(dǎo)致樁基承載力不足、廢樁、斷樁等問題,通過闡述工程實踐遇到的問題，分析出現(xiàn)質(zhì)量問題的原因，并結(jié)合本地實際提出設(shè)計注意事項。

預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁；靜壓樁；樁基檢測；深厚軟土層

一、引言

預(yù)應(yīng)力高強砼管樁（PHC）在天津地區(qū)應(yīng)用廣泛，濱海新區(qū)新建的單層、多層住宅及廠房均采用此類樁型，天津本地生產(chǎn)廠家也較多，適于天津開發(fā)區(qū)工程項目建設(shè)周期緊、成本控制嚴(yán)的實際情況。PHC管樁具有工廠化生產(chǎn)、造價低廉、穿透能力強、單樁豎向承載力高、耐久性好、施工工期短及施工現(xiàn)場整潔等優(yōu)點，但是在施工過程中，常出現(xiàn)樁頭暴裂、樁偏位、樁身偏斜等質(zhì)量問題，且時有檢測出Ⅲ、Ⅳ類樁，出現(xiàn)問題后設(shè)計部門處理困難。另外，濱海新區(qū)區(qū)內(nèi)塘沽、漢沽及開發(fā)區(qū)西區(qū)地下水多屬弱堿性水，PH值介于7.1～8.5之間，場地地下水干濕交替作用下對混凝土及混凝土中的鋼筋都具有腐蝕性，影響結(jié)構(gòu)耐久性。如果設(shè)計人忽視了基礎(chǔ)部分防腐及預(yù)防混凝土堿集料反應(yīng)，施工時不按照圖紙、規(guī)范要求進(jìn)行防腐處理，很可能導(dǎo)致工程缺陷，很難保證基礎(chǔ)設(shè)計在建筑合理使用年限內(nèi)不出現(xiàn)問題。因此，設(shè)計人員應(yīng)重視建筑基礎(chǔ)部分設(shè)計計算，結(jié)合工程所在地區(qū)實際情況和習(xí)慣做法進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下考慮設(shè)計經(jīng)濟性。

二、濱海地區(qū)PHC管樁應(yīng)用

隨著天津市濱海新區(qū)發(fā)展納入國家發(fā)展規(guī)劃，建設(shè)項目紛紛上馬，濱海建設(shè)正如火如荼地進(jìn)行中，預(yù)應(yīng)力高強砼管樁因其諸多優(yōu)點成為設(shè)計首選。以我院近幾年的項目為例，多層住宅、公建基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)時采用PHC管樁，小高層住宅進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計時，受工程造價及場地、環(huán)保等因素的影響，基礎(chǔ)選型時方案也多采用錘擊或靜壓法施工的PHC管樁。但是，根據(jù)我院統(tǒng)計分析所做項目基礎(chǔ)檢測報告及現(xiàn)場情況，預(yù)應(yīng)力高強砼管樁在實際工程運用中還存在有一些問題，部分可能是我們自身技術(shù)水平所限，特在本文中提出討論，以使今后設(shè)計更加安全合理。本文不足之處，望不吝賜教。本文列舉部分項目存在的問題，僅做技術(shù)探討之用。

1、預(yù)應(yīng)力高強砼管樁（PHC）優(yōu)點：

預(yù)應(yīng)力高強砼管樁為工廠化生產(chǎn)，強度高，質(zhì)量好。預(yù)應(yīng)力高強砼管樁（PHC）是我國引進(jìn)發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)而研究開發(fā)的一種預(yù)制樁型，產(chǎn)品均按照《GB 13476-2009 先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》設(shè)計制造。它具有：工廠流水線生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定可靠；樁身混凝土強度高，耐錘打性好，貫穿能力強；單樁承載力高等優(yōu)點。施工期間進(jìn)度快，場地適應(yīng)性好，在市內(nèi)居住區(qū)可采用靜壓法施工，施工噪音、廢水等污染較少。

2、預(yù)應(yīng)力高強砼管樁（PHC）在天津濱海地區(qū)應(yīng)用存在的問題：

（1）PHC樁在土體有腐蝕性地區(qū)應(yīng)慎用。

天津濱海地區(qū)屬海泥長期淤填而成的軟土地層，海水鹽類長期滲透蓄積，地下水對混凝土構(gòu)筑物有較強的腐蝕性，主要為硫酸鹽腐蝕、鎂鹽腐蝕和氮離子腐蝕，設(shè)計基礎(chǔ)時應(yīng)重視基礎(chǔ)部分的防腐問題，按照《工業(yè)建筑防腐設(shè)計規(guī)范》（GB50046-2008）的相關(guān)要求嚴(yán)格采取防腐措施。PHC樁不得用于對鋼結(jié)構(gòu)、混凝土有強腐蝕性的場地。用于中、軟腐蝕環(huán)境應(yīng)采用防護(hù)措施，如使用特種抗腐蝕材料或摻入防腐外加劑等，管樁壁厚不應(yīng)小于80mm，樁身抗?jié)B等級應(yīng)≥S10,且選用樁徑應(yīng)大于400mm的樁型。另外，我院以前設(shè)計圖紙要求采用抗硫酸水泥，實踐中發(fā)現(xiàn)特種水泥生產(chǎn)采購困難，該設(shè)計要求可操作性差，因此，我院設(shè)計要求以控制混凝土的最小水泥用量、最大水灰比和C3A含量為主，選擇樁型時保證樁身混凝土保護(hù)層厚度，針對地下不同的腐蝕介質(zhì)采取相應(yīng)防護(hù)措施，保證基礎(chǔ)穩(wěn)固安全。

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在以下條件下不應(yīng)使用：

a. 對鋼結(jié)構(gòu)、混凝土有強腐蝕性的場地，

b. 地下存在軟硬夾層或持力層起伏較大、坡度大于5%的場地。

c. 無地下室（半地下室）且在承臺周邊存在軟弱土層的小高層建筑，

d. 有一層地下室且在地下室周邊存在軟弱土層的高層建筑（16層以上）。

e. 塘沽地區(qū)的Ⅳ類場地（介于Ⅲ、Ⅳ類之間的按照Ⅳ類場地考慮）。

（2）PHC樁濱海地區(qū)使用應(yīng)切合本地實際。

濱海地區(qū)軟土地區(qū)適宜PHC樁型的應(yīng)用，但應(yīng)認(rèn)真分析場地土層分布，避免在有堅硬夾層的場地上使用PHC樁。以我院承接的某休閑會所設(shè)計為例，該工程為“一”字型建筑，長度近一百米，場地內(nèi)粉土層間有東高西低的堅硬夾層分布且有較大起伏，建設(shè)單位為節(jié)省勘察費用而沒有采納我院針對特殊地質(zhì)條件進(jìn)行補充勘察的建議，結(jié)果導(dǎo)致打樁施工時沉樁困難，部分樁位有效樁長無法到達(dá)設(shè)計樁長，靜壓樁機增加配重后仍無法壓穿硬質(zhì)夾層，樁底標(biāo)高與設(shè)計樁長普遍相差2～3米。雖然根據(jù)現(xiàn)場情況與勘察部門協(xié)商修改了設(shè)計樁長，認(rèn)定該夾層厚度大且無軟弱下臥層,可以作為管樁持力層，且經(jīng)檢測后樁基承載力滿足設(shè)計要求，但是我們反思整個過程，該項目的設(shè)計確實有不足之處。設(shè)計人員沒有認(rèn)真分析地勘報告的疏漏之處，對地層中層面標(biāo)高有起伏的硬質(zhì)夾層沒有引起足夠重視，設(shè)計時沒有考慮到地層標(biāo)高差異及硬夾層對樁基施工的影響，導(dǎo)致設(shè)計失誤。一方面，設(shè)計應(yīng)堅持現(xiàn)場按照規(guī)范要求補充勘察孔點，提供可靠設(shè)計依據(jù)，并在現(xiàn)場先進(jìn)行試沉樁，待檢測完成后根據(jù)現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)來驗證基礎(chǔ)設(shè)計是否合理，避免設(shè)計浪費及安全隱患。另一方面，部分樁位樁機未送樁就位，需要大量截樁，這對于PHC樁的承載力和耐久性是有一定影響的，必須嚴(yán)格執(zhí)行天津市工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)規(guī)程》（DB29-110-2010）[1]的規(guī)定，采用靜載試驗方法進(jìn)行設(shè)計所需的單樁豎向抗壓承載力、單樁豎向抗拔承載力、單樁水平承載力驗收檢測，抽檢樁數(shù)不應(yīng)少于總樁數(shù)的2%，且不少于5根。管樁與承臺連接應(yīng)采用端頭板焊筋與承臺錨固，截樁時可采用膨脹混凝土灌芯插筋與承臺錨固；無論管樁與承臺采用哪種方式連接，管樁樁頂端處混凝土灌芯深度應(yīng)大于 8倍的樁徑?？傊?，濱海地區(qū)特別是塘沽地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)計選用PHC樁時應(yīng)嚴(yán)格按照《塘沽區(qū)高層建筑預(yù)應(yīng)力管樁應(yīng)用技術(shù)管理暫行規(guī)定》的要求進(jìn)行設(shè)計，確?；A(chǔ)設(shè)計安全適用、經(jīng)濟合理、質(zhì)量可靠、環(huán)保節(jié)能。

（3）PHC樁施工前應(yīng)先進(jìn)行試樁，嚴(yán)禁工程樁作為試樁。

選用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁作為基礎(chǔ)樁型時，必須在工程樁以外進(jìn)行試樁并檢測，以檢驗管樁豎向、水平承載力設(shè)計值是否正確合理，施工工藝、沉樁情況時候符合要求。設(shè)計單位應(yīng)參照規(guī)范提出試樁時間、定位等具體要求，待完成后根據(jù)試樁結(jié)果修改復(fù)核設(shè)計后，方可進(jìn)行施工。

（4）PHC樁不得作為抗拔樁使用或承受拉應(yīng)力。

PHC樁嚴(yán)禁作為抗拔樁或在地震、風(fēng)荷載等水平荷載作用下可能出現(xiàn)拉應(yīng)力的樁基中使用，尤其是地下室基礎(chǔ)設(shè)計時，按照地勘資料提供的抗浮水位及本地工程經(jīng)驗進(jìn)行抗浮驗算，如果基礎(chǔ)可能出現(xiàn)上述情況，選擇樁型時就應(yīng)選擇其他樁型或采取措施防止PHC管樁受拉。

三、結(jié)論

濱海新區(qū)場地多為后填土，其下多淤泥 淤泥質(zhì)黏土或淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，地基承載力很低。PHC樁因強度高、施工快等優(yōu)點成為本地區(qū)設(shè)計首選，得到廣泛應(yīng)用。但是，預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁作為新樁型工程實踐中尚存在不少問題，特別是濱海軟土地區(qū)應(yīng)用還需進(jìn)行大量研究工作，設(shè)計人員選擇樁型應(yīng)結(jié)合工程實際綜合考慮，不能以經(jīng)濟性為唯一衡量標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該在保證結(jié)構(gòu)安全耐久的前提下考慮設(shè)計經(jīng)濟性，更不能犯經(jīng)驗主義錯誤。圖紙不但要滿足國家規(guī)范要求，還應(yīng)滿足天津地方標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)地方規(guī)定，結(jié)合本地實際進(jìn)行項目設(shè)計，力求所交付的圖紙安全可靠、經(jīng)濟合理。

[1] DB29-110-2010(天津市地方標(biāo)準(zhǔn)) 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)規(guī)程

[2] JGJ 94—2008《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》[S]

[3] 土力學(xué)地基與基礎(chǔ)疑難釋義(第二版). 中國建筑工業(yè)出版社, 2004北京 .

[4] 伍錦湛等.預(yù)應(yīng)力管樁的質(zhì)量通病及其預(yù)防措施.《廣東土木與建筑》2005(8).中國廣州；

TU473

1674-3954（2011）03-0348-01