ＰＨＣ樁在高速公路軟基處理中的技術(shù)應(yīng)用

李瑞梅

摘要：本文借助廣東省某高速公路第六合同段利用PHC樁進(jìn)行橋涵結(jié)構(gòu)物處軟基處理這一工程實(shí)例,對(duì)該新型樁體在高速公路橋涵結(jié)構(gòu)物處軟基處理中的應(yīng)用情況進(jìn)行闡述,以便讓我們能更清楚地了解這類(lèi)樁體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作特性，為日后進(jìn)行類(lèi)似工程的施工提供一定的指導(dǎo)參考作用。

關(guān)鍵詞：PHC樁；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；工藝要求

1 “PHC樁”結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

首先，讓我們來(lái)了解一下“PHC樁”所指的是一種什么樣的施工樁體。其實(shí)， “PHC樁” 是幾個(gè)英文單詞的組合縮寫(xiě)，把它翻譯成中文，就成了“預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁”。從這個(gè)名稱上可以看出，這類(lèi)樁體，其實(shí)已經(jīng)概括出它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)了，即包含了“預(yù)應(yīng)力”、“高強(qiáng)度”、及“圓管形”這三個(gè)顯著樁體特征。

由于這類(lèi)樁體以前主要是用于房屋建筑的基礎(chǔ)處理，在最近幾年才逐漸被引用到公路工程這個(gè)領(lǐng)域范疇中來(lái)，因此，對(duì)于“PHC樁”的具本控制要求，目前我們交通部暫時(shí)還沒(méi)有一套自已的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，只能暫時(shí)參照建設(shè)部現(xiàn)有的幾套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制。

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13476-1999 《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》的相關(guān)規(guī)定，“PHC樁”因其在預(yù)制生產(chǎn)時(shí)施加預(yù)應(yīng)力值的不同，及設(shè)計(jì)抗裂彎矩、極限彎矩的不同，又將它分為“A類(lèi)”、“B類(lèi)”、“AB類(lèi)”以及“C類(lèi)”四種類(lèi)型。下面就讓我們?cè)賮?lái)了解一下“PHC樁”的其它工作優(yōu)點(diǎn)吧。

單樁承載力高，樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80，具有高強(qiáng)性能，φ600的PHC樁的單樁允許承載力達(dá)到2500～3200KN?？勺鳛楦咚俟窐蚝Y(jié)構(gòu)物處的軟基處理。其單位承載力的造價(jià)比預(yù)制混凝土方樁和鉆孔灌注樁低，且僅為鋼樁的1/3～2/3，并節(jié)省鋼材。

抗彎性能好。PHC樁選用高強(qiáng)度、低松馳的陰螺紋鋼筋作為預(yù)應(yīng)力主筋，使樁身具有較高的預(yù)壓應(yīng)力，其抗彎、抗裂性能良好，PHC樁有卓絕的貫入性能，能穿透密實(shí)的砂層，能適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境與地理?xiàng)l件。

質(zhì)量穩(wěn)定可靠。由于采用工廠預(yù)制的生產(chǎn)方式，能利用先進(jìn)的工藝和設(shè)備，質(zhì)量容易控制，產(chǎn)品質(zhì)量容易保證，且成樁質(zhì)量監(jiān)測(cè)方便。

應(yīng)用范圍廣。樁身耐防腐性能好，規(guī)格長(zhǎng)度容易調(diào)整，使設(shè)計(jì)選用范圍廣，容易布樁，對(duì)樁端持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。

施工速度快，工期短。PHC樁在工廠商品化生產(chǎn)，能按施工要求及時(shí)供樁，施工前期準(zhǔn)備時(shí)間短，一般能縮短工期1-2月。

施工現(xiàn)場(chǎng)文明。施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)砂石、水泥，無(wú)泥漿污染，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)狹窄的工程特別有利。

2 “PHC樁”工藝技術(shù)要求

在了解了“PHC樁”的樁體特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)性能之后，那么，在進(jìn)行管樁施打時(shí)我們應(yīng)注意哪些事項(xiàng)，哪些具體要求呢？

在每一處管樁正式開(kāi)工前，應(yīng)按不少于1%的工程樁數(shù)量且不少于3根的數(shù)量進(jìn)行試樁。試樁樁位應(yīng)選在地質(zhì)勘探孔附近，且試樁的長(zhǎng)度及地質(zhì)條件應(yīng)具有代表性。

管樁施打前,應(yīng)在樁身上劃出以米為單位的長(zhǎng)度標(biāo)記,并按從下至上的順序標(biāo)明樁的長(zhǎng)度,以便觀察樁的入土深度及記錄每米沉樁錘擊數(shù)。施打時(shí)，應(yīng)由專職施工員及時(shí)準(zhǔn)確地填寫(xiě)施工記錄表，并經(jīng)駐地監(jiān)理驗(yàn)證簽名后方可作為有效的施工記錄。

管樁施打時(shí)，應(yīng)按以下原則確定施打順序：若樁距離周?chē)ㄖ镙^遠(yuǎn)、施工場(chǎng)地較開(kāi)闊時(shí)，宜從中間向四周進(jìn)行；若樁的其中一側(cè)靠近建筑物時(shí)，宜從毗鄰建筑物一側(cè)開(kāi)始由近及遠(yuǎn)的進(jìn)行。另外，選樁時(shí)應(yīng)根據(jù)試樁的長(zhǎng)度，宜先選長(zhǎng)后選短。

當(dāng)管樁需要接長(zhǎng)時(shí)，其入土部分樁段的樁頭宜高出地面0.5-1.0m，且任一單樁接頭的數(shù)量不宜超過(guò)4個(gè)。

當(dāng)管樁采用焊接連接的接長(zhǎng)時(shí)，焊接層數(shù)不得少于2層，內(nèi)層焊渣必須清理干凈后方能施焊外一層，且焊縫應(yīng)飽滿連續(xù)。焊好的樁接頭應(yīng)待自然冷卻后方可繼續(xù)錘擊，自然冷卻時(shí)間不宜少于8分鐘，嚴(yán)禁用水冷卻或焊好即打。

當(dāng)樁達(dá)到收錘標(biāo)準(zhǔn)而尚存有較長(zhǎng)的樁長(zhǎng)時(shí)，外露部分應(yīng)進(jìn)行切割，樁頭的切割宜采用鋸樁器進(jìn)行，嚴(yán)禁采用大錘橫向敲擊截樁或強(qiáng)行扳拉截樁。

為了避免因碰到地下孤石而致使打入困難，應(yīng)在每根管樁的第一節(jié)管節(jié)配備樁尖，以確保管樁的順利施打。樁尖宜采用鋼板制作，其規(guī)格及類(lèi)型應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件及設(shè)計(jì)要求選用，建議使用封口型樁尖（十字型或圓錐形）。

收錘標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，即以進(jìn)入樁端持力層2m、最后貫入度不得超過(guò)80cm/10擊為控制標(biāo)準(zhǔn)（錘擊能宜采用錘重2.5t，沖程0.8-1.2m）。

用于施打預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的樁機(jī)可根據(jù)PHC樁的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度與施工成本，結(jié)合實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況選用。目前，管樁施打的方式主要有錘擊式和液壓式兩種。 而具體采取何種形式，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件予以選用。在選擇樁錘時(shí)，必須充分考慮樁的形狀、尺寸、重量、入土長(zhǎng)度、結(jié)構(gòu)形式以及土質(zhì)、氣象等條件，并掌握各種錘的特性。樁錘的夯擊能量必須克服樁的貫入阻力，包括克服樁尖阻力、樁側(cè)摩阻力和樁的回彈產(chǎn)生的能量損失等。如果樁錘的能量不能滿足上述要求，則會(huì)引起樁頭部的局部壓曲，難以將樁送到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

在進(jìn)行錘擊沉樁時(shí)，因地層較軟，初打時(shí)可能下沉量較大，宜低錘輕打，隨著沉樁加深，沉速減慢，起錘高度可漸增。在整個(gè)打樁過(guò)程中，要使樁錘、樁帽、樁身盡量保持在同一軸線上。必要時(shí)應(yīng)將樁錘及樁架導(dǎo)桿方向按樁身方向調(diào)整。要注意盡量不使管樁受到偏心錘打，以免管樁彎扭破壞。打樁較難下沉?xí)r，要檢查落錘有無(wú)傾斜偏心，特別是要檢查樁墊樁帽是否合適。如果不合適，需更換或補(bǔ)充軟墊。每根樁宜連續(xù)一次打完，不要中斷，以免難以繼續(xù)打下。

PHC樁混凝土強(qiáng)度宜超過(guò)80%時(shí)才能吊裝，吊裝有兩種方法：當(dāng)樁長(zhǎng)大于13m 的PHC 樁宜采用支點(diǎn)法，兩支點(diǎn)設(shè)在離樁兩端0.21L 處；當(dāng)樁長(zhǎng)不大于13m時(shí)，可采用直接進(jìn)行水平起吊，采用專用吊鉤鉤住管樁兩端內(nèi)壁直接進(jìn)行水平起吊。 PHC樁強(qiáng)度達(dá)到100%時(shí)方可運(yùn)輸，樁在運(yùn)輸過(guò)程中支承應(yīng)滿足堆放的要求，并且要綁扎牢固。PHC樁堆放場(chǎng)地要堅(jiān)實(shí)平整，且最下層要在兩支點(diǎn)下放墊木，且墊木支撐點(diǎn)應(yīng)在同一平面上。本工程PHC 樁的堆放層數(shù)不得超過(guò)四層。 PHC樁的吊裝、運(yùn)輸及堆放過(guò)程中應(yīng)輕起輕放，應(yīng)避免振動(dòng)、碰撞、滾落。

3 “PHC樁”質(zhì)量檢測(cè)要求

“PHC樁”在施工完成后的質(zhì)量檢測(cè)方法,與CFG樁一樣，一般需要進(jìn)行（大）小應(yīng)變無(wú)破損檢測(cè)、單樁承載力及復(fù)合地基承載力幾項(xiàng)常規(guī)指標(biāo)的檢測(cè)，以進(jìn)一步驗(yàn)證其完工后的處理質(zhì)量及處理效果。下面，就讓我們來(lái)參照《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》DBJ/T15-22-98的有關(guān)要求，并結(jié)合一下廣東省某高速公路第六合同段利用PHC樁進(jìn)行橋涵結(jié)構(gòu)物處軟基處理時(shí)的相關(guān)檢測(cè)內(nèi)容,來(lái)了解一下“PHC樁”的幾項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目以及各個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目的檢測(cè)頻率。

廣東省某高速公路第六合同段的“PHC樁”施工，在每一處管樁施工完畢后，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行以下幾個(gè)方面的檢測(cè)：

須進(jìn)行單樁荷載試驗(yàn)3根，及復(fù)合地基堆載模擬試驗(yàn)2點(diǎn)，其承載力要求分別為：?jiǎn)螛冻休d力不得小于500KN，復(fù)合地基承載力不得小于300Kpa。

須進(jìn)行高應(yīng)變無(wú)破損檢測(cè)及低應(yīng)變無(wú)破損檢測(cè)，其檢測(cè)頻率分別為：高應(yīng)變檢測(cè)0.5%，低應(yīng)變檢測(cè)5%。

當(dāng)管樁生產(chǎn)數(shù)量達(dá)到30000延米時(shí)，須作為一個(gè)檢驗(yàn)批隨機(jī)抽取2根管樁委托具有相應(yīng)檢測(cè)資質(zhì)的檢測(cè)單位進(jìn)行“抗裂彎矩”及“極限彎矩”兩項(xiàng)指標(biāo)的試驗(yàn)，外徑為40cm管樁的具體要求為:A類(lèi)管樁：抗裂彎矩≥52KN·m；極限彎矩≥77KN·m；B類(lèi)管樁：抗裂彎矩≥75KN·m；極限彎矩≥135KN·m。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，由于“PHC樁”比其它類(lèi)型樁體具有獨(dú)一無(wú)二的工程優(yōu)點(diǎn)，因此，才能在短短幾年的時(shí)間里迅速擠身于幾大軟基處理方式的行列，而得到了公路工程建設(shè)者的備加推崇。本人相信，只要我們?cè)凇癙HC樁”的日常施工中能善于觀察，勤于積累，逐漸認(rèn)識(shí)到管樁用于軟基處理不可替代的優(yōu)越性，相信其應(yīng)用前景將是十分廣闊的。

參考文獻(xiàn)

[1]《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》DBJ/T15-22-98

[2]國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13476-1999 《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》