舒孝洪

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摘要：靜壓管樁以其噪音低、震動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，近幾年來被作為一種新的樁型廣泛應(yīng)用。本文作者通過近幾年來對(duì)（PHC）管樁的施工技術(shù)的研究和實(shí)踐結(jié)合，從樁基承載力的確定在施工技巧方面進(jìn)行較深入探討，介紹了在土方回填作業(yè)時(shí)回填標(biāo)高的控制方法，以及在樁端板不平和有孤石的情況下的施工技巧。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土管樁； 終壓值； 樁端板

1 工程地質(zhì)概況

某擬建工程其上覆蓋著第四紀(jì)地層沉積物，地層結(jié)構(gòu)較簡單，具有坡積相沉積結(jié)構(gòu)特征，地層由上至下為①雜填土；②黏土；③粘土夾砂；④碎石；⑤強(qiáng)風(fēng)化安山巖，某典型場地土層構(gòu)成見表一。由于場地工程地質(zhì)條件和建筑物規(guī)模的影響，大多數(shù)場地使用超短樁（5m左右）。吉林省還沒有地區(qū)規(guī)范，仍然以經(jīng)驗(yàn)公式

來計(jì)算承載力，以表一數(shù)據(jù)計(jì)算得450KN。顯然是不合理的，沒能充分發(fā)揮出樁身強(qiáng)度。對(duì)于PHC-A300（70）-6的管樁，以往靜載實(shí)驗(yàn)取值為700KN，要明顯高于經(jīng)驗(yàn)公示值。

表一 場地地基土層構(gòu)成

地層編號(hào) 地層名稱 地層厚度/m 狀態(tài)

1 雜填土 0.2—1.0 —

2 黏土 0.5—1.7 可塑

3 粘土夾砂 1.0—2.5 可塑

4 碎石 1.5—2.1 中密

5 強(qiáng)風(fēng)化安山巖 未鉆穿 中密—密實(shí)

2.壓樁機(jī)工作機(jī)理

靜力壓樁是利用樁機(jī)自重和配重的反力，通過壓樁機(jī)的夾樁箱夾住樁，將預(yù)應(yīng)力混凝土樁壓入地基土層中的一種施工工藝。壓樁時(shí)，利用樁機(jī)自身配備的起重機(jī)將樁吊入樁箱中，夾持油缸將樁從側(cè)面加緊，樁機(jī)調(diào)平即可開動(dòng)壓樁油缸，先將樁壓入土中1m左右后停止，矯正樁垂直度后，壓樁油缸繼續(xù)伸程動(dòng)作，把樁壓入土層中。伸長完后，夾持油缸回程松夾，壓樁油缸回程。重復(fù)上述動(dòng)作，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)壓樁操作，直至把樁壓入目標(biāo)持力層。靜壓法也是以樁頂標(biāo)高和終壓值雙向控制的，超短樁則是以終壓值控制為主，標(biāo)高僅起參考作用，但終壓值與承載力的換算，目前還缺乏可靠的理論依據(jù)，只能通過靜荷載試驗(yàn)和施工經(jīng)驗(yàn)來確定。能準(zhǔn)確把終壓值與承載力特征值換算，對(duì)相同地質(zhì)的靜壓樁施工有著深遠(yuǎn)的意義。

3.超短樁的承載力計(jì)算

軸心受壓的管樁，不考慮管樁壓屈影響時(shí)，樁身軸心受壓承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：

—軸壓力設(shè)計(jì)值；—混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，C80混凝土取值為35.9N/mm2； —考慮沉樁工藝影響及混凝土殘留預(yù)應(yīng)力影響而取的綜合折減系數(shù)，對(duì)于A型、AB型、B型和C型樁統(tǒng)一取=0.7。

計(jì)算得R=1271KN，由公式可知，改值為無樁端板時(shí)混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，沒有考慮管樁中鋼棒的抗壓強(qiáng)度和螺旋箍筋的增強(qiáng)作用，該值比較保守。當(dāng)不考慮沉樁工藝的折減系數(shù)時(shí)，R=1815KN，在樁端板及樁身完整的情況下，根據(jù)樁機(jī)壓力表讀數(shù)，可以確定不同生產(chǎn)廠家的管樁最大壓力可以達(dá)到1800KN—2000KN不等，與理論計(jì)算基本相符合。超短靜壓樁在終壓值的確定上，經(jīng)驗(yàn)放大2.6—2.8倍，可以保證靜荷載試驗(yàn)的100%合格，單樁承載力設(shè)計(jì)值為700KN時(shí)，6米樁終壓值為1820KN，5米樁1960KN。為了滿足終壓值的要求，單樁承載力為700KN時(shí)的PHC—A300（70）—6的超短靜壓樁已經(jīng)充分利用了樁身的強(qiáng)度，采用品牌廠家生產(chǎn)的合格管樁，在施工上市可行的，而以經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算=450KN要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于以樁身強(qiáng)度為依據(jù)的特征值，當(dāng)樁長提高或改為 AB型樁時(shí)，承載力特征值還是可以適當(dāng)?shù)奶岣叩摹?/p>

在超短靜壓樁的施工上同時(shí)也存在著這樣的問題，部分樁不能夠復(fù)壓，即不能二次挪動(dòng)樁機(jī)對(duì)同一樁重復(fù)施工。施工過程中，由于擠土效應(yīng)可能引起局部樁身抬高，尤其是端承樁或端承摩擦樁會(huì)由此引起基礎(chǔ)不均勻沉降，進(jìn)而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的損壞。解決辦法：樁基施工完成后，宜對(duì)樁身進(jìn)行2次就、甚至多次復(fù)壓，但由于回填土標(biāo)高不足、持力層起伏等原因，有些過高的樁采取了錐形鐵破碎的辦法，破碎樁頭到自然地面標(biāo)高，沒有樁端板對(duì)樁的保護(hù)作用，使樁受壓能力顯著下降，無法實(shí)施復(fù)壓，若單獨(dú)對(duì)樁端板完整的樁采取復(fù)壓，又違背不均勻沉降原則，把土回填的太高，后期運(yùn)土出場不經(jīng)濟(jì)。因而，初次施壓的終壓值確定很關(guān)鍵，本地區(qū)土質(zhì)較硬，樁擠土效應(yīng)不明顯，通過首次施工提高終壓值的辦法可以減少甚至基本杜絕浮樁的問題，但也同時(shí)相對(duì)降低了樁身的承載力。在樁擠土

效應(yīng)影響嚴(yán)重的地區(qū)更應(yīng)引起足夠的重視。超短靜壓管樁在設(shè)計(jì)上應(yīng)該以樁身材料強(qiáng)度為設(shè)計(jì)依據(jù)，并結(jié)合不同的施工工藝，不同的樁長、地質(zhì)特點(diǎn)給出合適的設(shè)計(jì)值，以便于更經(jīng)濟(jì)、更合理的利用管樁。

4.超短靜壓樁施工技術(shù)研究

超短靜壓樁從施工工藝上有著鮮明的特點(diǎn)，為了滿足承載力的要求，使終壓值放大的倍數(shù)很大，對(duì)樁身質(zhì)量、耐壓強(qiáng)度要求很高。持力層的起伏，使樁長不易確定，破碎后的樁不能夠復(fù)壓。靜壓管樁應(yīng)用在棚戶區(qū)改造工程當(dāng)中，受老房基礎(chǔ)影響，孤石不易排除干凈，給無樁尖的空心管樁的使用帶來麻煩。針對(duì)以上三種情況，我們?cè)谑┕み^程中進(jìn)行了一些有益探索。

4.1 回填土標(biāo)高確定

超短靜壓樁對(duì)土回填的標(biāo)高要求比較嚴(yán)格，并且場地要平整，不能有高于自然地面的障礙物，而且抱壓式樁是把樁夾在中間的，當(dāng)一個(gè)樁位施工完畢后，樁機(jī)要移到下一個(gè)樁位，因?yàn)槌至悠鸶?，超短樁又為端承樁，以終壓值控制為主，若樁高于自然地面，樁身強(qiáng)度也不允許超壓，不能把樁強(qiáng)行壓于自然地面以下，因此施工后的樁頂標(biāo)高會(huì)高于自然地面，通常采取錐形破碎鐵把高出自然地面的管樁破碎到自然地面，由于樁身材料的脆性，自然地面以下樁身會(huì)有局部炸裂的痕跡，導(dǎo)致樁身不完整，若按技術(shù)要求截樁到樁身完整處，就要降低承臺(tái)低面標(biāo)高，并且增加承臺(tái)厚度，造成浪費(fèi)。通常外徑300mm內(nèi)徑160mm的管樁，在使用自制錐形破樁鐵時(shí)，可以將樁身炸裂控制在400mm以內(nèi)，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，建議在土方回填作業(yè)時(shí)，可以把自然地面標(biāo)高控制在承臺(tái)底面以上400mm處，這樣既可以保證承臺(tái)標(biāo)高不會(huì)因樁頂標(biāo)高過低而下降，也可以使后期再挖掘樁間土方時(shí)外運(yùn)土方量最少。

圖1 破碎樁標(biāo)高示意圖

4.2 樁端板不平時(shí)施工技巧

管樁的樁端板在不同的地質(zhì)情況下起著不同的作用，在開口樁的第一節(jié)樁可以當(dāng)樁尖使用，多節(jié)樁時(shí)可以起到連接的作用，但對(duì)于超短樁，樁端板的存在，主要和螺旋箍筋結(jié)合在一起，對(duì)混凝土起環(huán)箍效應(yīng)，來提高樁的抗壓強(qiáng)度，滿足設(shè)計(jì)上對(duì)沉降的要求，樁端板同時(shí)也承擔(dān)預(yù)應(yīng)力端板的作用，由于生產(chǎn)技術(shù)及材料等原因，有樁端板不平的情況，這時(shí)樁端部應(yīng)力集中，在要到達(dá)持力層時(shí)，應(yīng)力集中使部壓力過大，很容易爆樁。在遇到樁端板不平的情況時(shí)可以再兩節(jié)樁之間增加樁墊，多選用橡膠墊或木板做樁墊，；來平衡應(yīng)力集中。在材料廠家的選擇和進(jìn)場檢驗(yàn)上更應(yīng)慎重考慮，加強(qiáng)管理。在沒有樁端板且承載力比較低的破頭樁上，可以采取把樁頭鋸平整并加設(shè)樁墊的方法，來提高管樁的終壓值，進(jìn)一步提高承載力和控制沉降。

4.3 遇到孤石處理辦法

靜壓樁以其噪音低、震動(dòng)小的特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用在舊房改造工程當(dāng)中，然而老房基礎(chǔ)一直是靜壓樁施工的最大障礙，遇到老基礎(chǔ)再去挖掘又嚴(yán)重影響施工速度。針對(duì)這一問題一般采取的措施如下：施工前，用大型挖掘機(jī)在有樁位甚至全場地進(jìn)行翻土，深度到達(dá)老房基礎(chǔ)持力層，盡可能的把孤石排除干凈，翻土后要控制回填高度，注意引起陷機(jī)，在施工過程中，到達(dá)老房基礎(chǔ)深度時(shí)，重復(fù)多次提樁、壓樁，壓樁的時(shí)候注意控制壓樁速度，過快容易使樁的本身產(chǎn)生橫紋，這種辦法可以把小個(gè)的孤石擠開，