鄧絢麗

摘要：本文以預(yù)應(yīng)力樁基設(shè)計(jì)為主，結(jié)合工程施工的實(shí)際情況討論其設(shè)計(jì)基本原則，從所做項(xiàng)目延伸開(kāi)來(lái)看預(yù)應(yīng)力砼管樁在江浙滬以及廣東省基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的不同要求比對(duì)，從施工和采購(gòu)以及經(jīng)濟(jì)性方面分析比對(duì)，為預(yù)應(yīng)力砼管樁的設(shè)計(jì)施工提供參考。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力砼管樁;預(yù)應(yīng)力砼方樁;錘擊;靜壓

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，預(yù)應(yīng)力管樁和預(yù)應(yīng)力方樁在工程應(yīng)用中越來(lái)越廣泛，常用的沉樁方式可采用靜壓法或錘擊法。靜壓法有加載反力讀數(shù)系統(tǒng)，施工時(shí)能記錄瞬時(shí)加載值，無(wú)振動(dòng)噪聲問(wèn)題，但設(shè)備笨重，堆載對(duì)施工場(chǎng)地承載力要求高且搬運(yùn)難度大;錘擊法沉樁設(shè)備簡(jiǎn)單、穿透力強(qiáng)，由于噪聲大、振感強(qiáng)烈，在城市或一些特殊區(qū)域的使用受到了越來(lái)越嚴(yán)格的限制。

一.預(yù)應(yīng)力樁的優(yōu)點(diǎn)：1）樁身質(zhì)量有保證。預(yù)應(yīng)力樁都是專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家在流水線(xiàn)上生產(chǎn)，質(zhì)量相對(duì)現(xiàn)場(chǎng)澆筑的灌注樁能得到很好的保證;2）應(yīng)用范圍廣，抗震設(shè)防烈度為6、7度和場(chǎng)地土類(lèi)別為Ⅰ、Ⅱ類(lèi)的8度地區(qū)均可以使用，樁端持力層可選擇強(qiáng)風(fēng)化巖、全風(fēng)化巖、堅(jiān)硬粘性土、密實(shí)砂土等;3）預(yù)應(yīng)力樁常用的砼等級(jí)為C60或C80，砼強(qiáng)度高，內(nèi)配預(yù)應(yīng)力筋，抗彎、抗拉性能好，耐久性好。4）施工速度快，工期短，整個(gè)項(xiàng)目資金回籠快。5）工地環(huán)境相對(duì)灌注樁來(lái)說(shuō)更整潔，環(huán)保。

二.預(yù)應(yīng)力樁的局限性：1）孤石和障礙物多的地基慎用;2）石灰?guī)r（巖溶）地區(qū)慎用;3）強(qiáng)風(fēng)化巖層很薄，只有幾十厘米的，又是‘上軟下硬，軟硬突變的土層慎用。這種情況由于沒(méi)有緩沖層，預(yù)應(yīng)力樁施工時(shí)的破損率很高。4）預(yù)應(yīng)力樁不可能打入中風(fēng)化巖和微風(fēng)化巖層。5）地基土具有中腐蝕和強(qiáng)腐蝕性時(shí)慎用。

三.預(yù)應(yīng)力樁設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題：1）預(yù)應(yīng)力樁的生產(chǎn)廠(chǎng)家最小的一節(jié)樁長(zhǎng)為5或6米，按1米遞增，最長(zhǎng)，13、14 或15米，不同樁型不同地區(qū)的數(shù)值略有差別，如果每節(jié)樁長(zhǎng)需要取到上限或下限時(shí)，需留意當(dāng)?shù)貓D集的不同數(shù)據(jù)。但所有地區(qū)如非定制，廠(chǎng)家每截樁長(zhǎng)都是整數(shù)米，不可能出現(xiàn)0.2、0.5、0.8等等之類(lèi)的數(shù)據(jù)。2）預(yù)應(yīng)力樁的接頭以避免設(shè)置在淤泥質(zhì)土或軟土層中，接頭個(gè)數(shù)不宜大于3個(gè)，所以在設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)時(shí)宜盡量選擇較長(zhǎng)米數(shù)的樁進(jìn)行拼接，避免接頭人為增加。3）預(yù)應(yīng)力樁設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)明確樁頂灌芯砼長(zhǎng)度，一般承壓樁，灌芯長(zhǎng)度不小于1米或1.5米，抗拔樁的灌芯長(zhǎng)度不小于3米還需根據(jù)計(jì)算確定。4）預(yù)應(yīng)力樁抵抗水平力的能力很弱。2009年上海閔行曾經(jīng)發(fā)生的蓮花河畔景苑小區(qū)的工程事故中，現(xiàn)場(chǎng)照片顯示;13層的樓房在倒塌中并未完全粉碎，但原本應(yīng)深入地下的數(shù)十根預(yù)應(yīng)力管樁卻被整齊地折斷裸露在外，管樁的水平抵抗力之弱由此可見(jiàn)一斑。江蘇省在此后要求抗拔樁要求采用專(zhuān)門(mén)的抱箍式先張法預(yù)應(yīng)力砼抗拔管樁，不能用普通的預(yù)應(yīng)力管樁直接抗拔。其余地區(qū)雖沒(méi)有明確提出限制使用，設(shè)計(jì)師需慎用，審圖也基本都會(huì)要求提供樁基水平力的計(jì)算書(shū)。5）采用預(yù)應(yīng)力樁做抗拔樁時(shí)，接頭要求與抗壓樁不同，應(yīng)在樁基設(shè)計(jì)說(shuō)明中明確，抗拔樁的抗拔鋼筋應(yīng)根據(jù)各地圖集單獨(dú)驗(yàn)算給出。6）常規(guī)管樁的穿透力優(yōu)于方樁，但在單樁承載力不高時(shí)，方樁的側(cè)摩阻力更大，相對(duì)管樁更經(jīng)濟(jì)。在江浙滬的多層或小高層（小于等于12層）的建筑中應(yīng)用廣泛。管樁在大于12層100米以下的高層中，因?yàn)閷?shí)際施工中爆樁率相對(duì)方樁較低，應(yīng)用較多。7）當(dāng)業(yè)主對(duì)沉降有更高要求，預(yù)應(yīng)力樁比灌注樁、CFG樁在控制沉降方面優(yōu)勢(shì)明顯。實(shí)際工程反饋的預(yù)應(yīng)力樁的沉降值遠(yuǎn)小于計(jì)算的理論值。8）預(yù)應(yīng)力樁的樁徑比不宜大于80～100.江蘇省對(duì)于高度大于60米的建筑物，樁徑宜不小于600mm.9）預(yù)應(yīng)力樁設(shè)計(jì)時(shí)，圖集中的樁身豎向承載力設(shè)計(jì)值一般為設(shè)計(jì)的單樁承載力特征值的1.35倍，特征值的兩倍為極限值。設(shè)計(jì)時(shí)，尤其是設(shè)計(jì)嵌巖樁時(shí)，單樁承載力往往是由樁身強(qiáng)度控制，而非土的側(cè)摩阻力或巖石的端承力控制。10）樁尖的選擇。常用的樁尖有十字型、錐形、開(kāi)口型。前兩種屬于封口型，穿越砂層時(shí)比較好;開(kāi)口型樁尖一般用在用在入土深度40米以上直徑大于等于550的工程中，成樁后下部約有1/3～1/2的樁長(zhǎng)內(nèi)腔被土體塞住，不會(huì)降低單樁承載力，擠土效應(yīng)會(huì)大大減少。十字型樁尖加工簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜，破巖能力強(qiáng)，廣東約90%以上的管樁用的是十字型樁尖;江浙滬地區(qū)樁尖的效果不明顯，很多時(shí)候不采用樁尖。

四.預(yù)應(yīng)力樁施工中常見(jiàn)問(wèn)題的處理：1）新舊建筑物距離較近，采用預(yù)應(yīng)力樁施工時(shí)影響到老建筑物的使用。此時(shí)應(yīng)采用靜壓法施工，減少對(duì)周?chē)ㄖ锏脑胍粲绊?其次，在新老建筑物之間設(shè)置減震溝，溝寬500mm，溝深1000mmm左右，溝內(nèi)掏空或采用砂子回填，減小振動(dòng)波傳遞造成的地表振動(dòng)。第三，改變打樁順序，從距離老建筑最近的樁開(kāi)始打，讓擠土效應(yīng)明顯的樁盡可能遠(yuǎn)離老建筑，這樣先施工的樁還能對(duì)老建筑起到一定的屏障作用。2）施工中樁長(zhǎng)未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)，采取補(bǔ)打樁或其它的加強(qiáng)措施，如果樁身沒(méi)有損壞，僅僅是樁頂標(biāo)高達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高，可以從現(xiàn)場(chǎng)的打樁記錄進(jìn)行分析。如為靜壓樁，但最后的壓樁力達(dá)到了設(shè)計(jì)特征值的1.6～2倍（摩擦樁）;或2.0～2.8倍（端承樁）;且樁長(zhǎng)差距不大于5%時(shí)，經(jīng)設(shè)計(jì)認(rèn)可可不進(jìn)行補(bǔ)樁，樁長(zhǎng)相差較大，數(shù)量較多的情況，可采用抽取此類(lèi)樁做靜載試驗(yàn)為設(shè)計(jì)提供依據(jù)。如果為錘擊樁，應(yīng)以最后十擊的貫入度，綜合錘重綜合分析鑒別。需要注意的是，對(duì)于以強(qiáng)風(fēng)化巖做為持力層的預(yù)應(yīng)力樁，最后10擊的貫入度并非越小越好，有的時(shí)候太小可能會(huì)損壞樁自身的強(qiáng)度。對(duì)于靜壓樁，壓力表的讀數(shù)也并不能代表樁做靜載時(shí)能承受的數(shù)據(jù)，畢竟對(duì)于樁來(lái)說(shuō)瞬時(shí)荷載和恒載是有區(qū)別的，壓力表讀數(shù)也不是設(shè)計(jì)依據(jù)，主要還是作為給設(shè)計(jì)提供分析的依據(jù)。3）當(dāng)樁尖穿越土層困難時(shí)，可采用引孔的辦法幫助樁尖進(jìn)入持力層。引孔施工法不僅可以淺層土對(duì)樁的側(cè)向阻力，降低樁尖處土層的孔隙水壓力從而減少樁底阻力，并減少由于土層上軟下硬突變產(chǎn)生的拉應(yīng)力對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁身的斷裂降低施工難度，使施工機(jī)械能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求的送樁深度。該方法對(duì)樁基穿越淺層砂土或粘土夾粉砂質(zhì)土尤其有效。因?yàn)樵诘叵滤饔孟?，砂土的壓縮效果比較粘土小，在壓樁力的作用下，樁尖及樁端前部側(cè)壁的阻力會(huì)因孔隙水壓力增大的緣故異常增大，使沉樁過(guò)程中的阻力大大超過(guò)設(shè)計(jì)的極限承載力，若在此標(biāo)高上停止打樁，則會(huì)發(fā)生樁基在相應(yīng)土層部分的樁的承載力會(huì)大大降低，如沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高，會(huì)影響樁基承載力、影響工程的本身質(zhì)量。筆者設(shè)計(jì)的江蘇沭陽(yáng)項(xiàng)目就采用了引孔技術(shù)，順利打樁成功，效果很好。4）施工中預(yù)應(yīng)力樁低于設(shè)計(jì)標(biāo)高且不大于樁身直徑的2倍時(shí)，可按圖集給出的接樁圖進(jìn)行接樁;當(dāng)預(yù)應(yīng)力樁樁頂標(biāo)高略高于設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，不應(yīng)采用人工鑿樁或電焊切割鋼筋的方法，應(yīng)采用混凝土切割器、液壓緊箍式切斷機(jī)、液壓千斤頂式截樁器、鋼鋸或鋸樁器，并確保質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力管樁和方樁應(yīng)根據(jù)不同的地方要求，合理選擇施工方式，各地的審圖和圖集要求存在差異，設(shè)計(jì)施工時(shí)應(yīng)注意地方特色。

參考文獻(xiàn)：

[1] 廣東省《錘擊式預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》;中國(guó)建筑工業(yè)出版社;2009-03-01實(shí)施。

[2] 廣東省《靜壓預(yù)制混凝土樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》;中國(guó)城市出版社;2013-10-01實(shí)施。

[3] 浙江省《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》圖集;中國(guó)計(jì)劃出版社;2011-01-01實(shí)施。

[4] 江蘇省《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》;江蘇科學(xué)技術(shù)出版社;2011-01-01實(shí)施。

（作者單位：北京維拓時(shí)代建筑設(shè)計(jì)股份有限公司上海分公司）