靜壓高強預應力混凝土管樁在工程中的應用

許　峰

摘要：近年來，靜壓高強預應力混凝土管樁（PHC）以其造價低、工期短、有利環保、保障安全及文明施工的特點在廈門地區工民建工程建設中得到了廣泛推廣應用。文中介紹了匯景佳園工程靜壓PHC樁的施工技術、施工質量控制。

關鍵詞：高強預應力混凝土管樁（PHC）；施工技術；施工質量控制

高強預應力混凝土管樁（PHC），是由專業廠家生產，采用先張法預應力和摻加磨細料、高效減水劑等先進工藝，將混凝土經離心脫水密實成型，經常壓、高壓兩次蒸汽養護而制成的一種細長空心等截面預制混凝土構件。PHC樁基主要有以下特點：

樁身強度高：PHC樁均采用C80以上的混凝土，采用先張法預應力制作，因而承壓力高，能抵抗較大的抗裂彎矩。具有較強的工作性能，樁身能在嚴劣的施工環境下保持完好，大大減少裂樁，斷樁事故的發生。

PHC樁由具備資質的專業廠家批量自動化生產，樁身質量穩定可靠。

PHC樁穿透力強，足夠的壓力下，可穿越較厚的砂質土層，確保樁端嵌固于較好的持力層。

靜壓施工時，施工現場簡潔，無污染，噪音低，能保障安全、文明施工，施工工期短。

PHC樁的單樁承載力相對較高，其環形截面所耗混凝土量較少，因而單位承載力造價省。

隨著靜壓PHC樁的廣泛應用，對壓樁施工管理亦提出了相應的要求，現僅以匯景佳園靜壓PHC樁施工為例，對PHC靜壓樁的施工淺作探討。

1 工程概況

匯景佳園工程用地面積3929.53m2，總建筑面積18571.72m2，其中地下建筑面積2650m2。地下一層，主體結構形式為框架-剪力墻體系。

本工程基礎為PHC靜壓樁，樁身砼為C80，管樁頂的填芯為C40。其中：抗拔樁采用PHC500-100-AB型，樁端持力層選在強風化層，抗拔樁豎向承壓承載力設計值為R=2300KN，壓樁力=設計值×1.8為4200KN，實際施工有效樁長為19～33m。承壓樁采用PHC500-125-A型，樁端持力層選在強風化層，單樁豎向承載力設計值為R=2800KN，壓樁力=設計值×1.8為5100KN，實際施工有效樁長為20～35m。樁端進入持力層大于500MM。

2 工程地質分析

①素填土：土層埋深0～4.6m，土層厚度4.0～6.8m，標準貫入3.9擊；②淤泥-淤泥質土：土層埋深4.0～6.8m，土層厚度1.6～6.2m，標準貫入2.3擊；③粉質粘土-粘土：土層埋深7.7～11.7m，土層厚度1.8～13.8m，標準貫入9.7擊；④淤泥-淤泥質土：土層埋深12.5～22.4m，土層厚度0.8～10.9m，標準貫入3.0擊；⑤粉質粘土-粘土：土層埋深18.5～23.7m，土層厚度0.3～4.3m，標準貫入9.4擊；⑥凝灰熔巖殘積粘性土：土層埋深19.6～28.7m，土層厚度1.1～12.4m，標準貫入19.1擊；⑦全風化凝灰熔巖：土層埋深24.0～40.3m，土層厚度1.5～10.9m，標準貫入36.2擊；⑧強風化凝灰熔巖：土層埋深27.3～51.2m，土層厚度1.4～15.6m，標準貫入75.9擊；⑨強風化凝灰熔巖：土層埋深29.7～54.8m，土層厚度2.0～9.7m，反彈；⑩中風化凝灰熔巖：土層埋深32.4～51.4m，土層厚度2.48～14.2m，反彈；

3 PHC樁施工技術

3.1 樁機施工設備選擇

壓樁機：1臺，機重530噸，型號ZYJ－500； Co2氣保焊機：2臺，型號KRI350；割樁器：2臺；吊車：16噸，1臺；全站儀：1臺，型號DZQ22-D；水準儀：1臺，型號DS3-2；經緯儀：1臺，型號DSZ2

ZYJ－500液壓靜力壓樁機技術參數：

壓樁力、壓樁速度：額定壓樁力5000KN，最大壓樁速度：2.2m/min，最小壓樁速度:0.75m/min

壓樁行程、行走距離：一次壓樁行程：2.0m，一次行走距離：縱向3.6m，橫向0.6m，每次轉角:18.9度

適應樁型：方樁：口400～口550mm，管樁：Ф350～Ф550mm

邊樁距離:0.65m，角樁距離:1.00m

吊機起重量：12T，吊機變幅力矩：600KN.m

該樁機經現場試打樁，可以滿足設計要求。

3.2 壓力控制標準

承壓樁以壓樁力控制為主，樁長控制為輔，抗拔樁以壓樁力及樁長雙控，在達到設計壓力值的基礎上復壓三次累計沉降量不大于2cm方可收壓。

3.3 樁長選配

PHC樁作為端承樁，在持力層起伏變化較大的地質情況下沉樁時，配樁合理與否對于節約樁材、降低施工成本、方便施工十分重要。由于持力層截面變化較大，樁長的選配有一定的困難，雖然PHC樁具有可靈活選用樁長的特點（樁長為6～14米），但節長仍為定尺寸生產，配樁過長將造成浪費，露出地面會給樁機移動帶來不便且易受外界因素應力導致斷樁，配樁過短會造成接樁困難、接樁質量不易保證，對結構抗震也極為不利甚至整根樁報廢。樁長的選配通常考慮：

詳細分析地質資料，草劃出持力層標高變化曲線圖，詳細了解持力層分布情況是合理選配樁的前提條件，依據持力層標高變化曲線圖，確定理論配樁長度，作為樁材定貨和試打樁的依據，然后再依照沉樁情況進行區域樁長調整。遇有地質情況復雜時或局部地質變化較大時，應逐根進行相鄰樁的樁長調整。

本工程地貌相對標高約為-1.900，樁頂相對標高為-9.350～-1.700，且大部分樁頂標高處于-6.400～-5.550之間，配樁時根據地質情況并扣除設計樁頂到自然地坪的高度合理調配。在所有樁基施工過程中極少出現樁頭外露或配樁過短的情況，比較理想。

3.4 樁材運輸、堆放和檢查

因PHC樁橫向剛度較脆弱而不能受強烈的撞擊或振動，故當運輸或堆放不適時，易出現結構裂縫；同時在反復施壓產生的拉、壓力作用下，裂縫會有所發展并造成樁身破損。

管樁采用平板拖車由管樁廠運至施工現場卸下堆放，此時樁身強度須達到設計強度標準值100%，堆放地點根據壓樁情況和有利于施工的原則進行堆放，堆放場地應平整、堅實，排水良好，樁應按規格、樁號分層疊置，堆放層數不超過二層，先用的樁堆放在上層，后用的樁堆放在下層。

所有的管樁進場時及靜壓入土前都要進行樁身外觀質量、尺寸的檢查，決不讓一根有缺陷的樁在工程中使用。

3.5 樁身位移與樁頂上浮的防治

PHC樁作端承樁并承受較大荷載時，對樁頂上浮和樁身位移等要求較高。本工程采用封閉式十字樁尖，管樁排土系數為1.0，為全排土樁，故在沉樁時采取了必要的防治樁頂上浮、樁身位移和擠土的措施。每根樁入土前均采用全站儀進行定位校核，對擠土效應集中區采取鉆孔取土與限制打樁數量的措施，釋放、緩解土體應力，以盡量減少擠土效應。

3.6 截樁

由于PHC樁樁身較脆，在受到強烈撞擊時，易產生貫穿性縱向裂縫，影響樁的使用，所以在沉樁完畢及土方開挖過程中需截除多余樁身時，嚴禁采用大錘敲砸或機械鉤、拱、撞的方式斷樁，且在土方施工過程中每臺機械均須安排專人進行指揮，對樁位及樁深向機械手及時進行交底及交流，確保樁身不被破壞，截樁宜采用以下方法：采用專用的PHC樁環形切割機切割；采用工具鋼套箍，緊箍在切口下部樁身上，再沿套箍鑿出一道溝槽，然后再行擴大、切斷，截樁時嚴禁用大錘敲砸或機械推拱。

4 PHC樁施工質量控制

4.1 PHC樁的定位及垂直度控制

壓樁樁位定點誤差控制在30mm范圍內，使用全站儀進行控制。沉樁施工時，當樁身剛插入土時，利用兩臺經緯儀成90度夾角監測，控制傾斜度在0.5%之內，否則通過高速樁機或在樁側加墊進行調整或拔起重壓。在樁焊接時也應保持樁身垂直度。

4.2 樁焊接質量控制

PHC樁采用電焊接樁，樁的接駁采用CO2氣保焊接。焊接前，把管樁端頭鋼板處的浮銹、油污、泥巴等雜物清洗干凈，并保持干燥，接樁時上下節樁應保持順直，錯位偏差不宜大于2mm。管樁接樁位置應相互錯開，避免在同一水平面上接樁。施焊時應對稱進行，接樁處應用不小于12厚焊縫連續飽滿，符合電焊有關的規范要求，焊縫焊接好后自然冷卻8分鐘方可進行施壓。嚴禁用水冷卻或焊好即壓；管樁接頭不宜超過4個，壓同一根樁各個工序要連續施工，應盡量短停頓時間。

4.3 停壓標準控制

PHC樁作為端承樁，停壓標準控制合理與否將直接影響到樁能否既達到設計承載力要求又不致被壓壞的效果。實踐證明：在樁材質量合格、沉樁正常的情況下，由于壓樁力而引起的樁身損壞多與停壓標準控制不合理有關。同時由于PHC樁具有脆性破壞和抗拉應力低不足的特性，當壓力較大，因樁機架配重不夠，而導致樁機抬架所產生的沖擊力極易使PHC樁產生裂縫或損壞，壓斷樁的情況也時有發生。因此，正確合理地控制停壓標準，是PHC樁施工的一項重要技術。

PHC樁停壓標準的控制主要考慮以下兩方面：樁入土深度和壓樁力（貫入阻力），一般由設計根據試打樁情況綜合確定。施工時詳細了解工程地質情況及有關設計要求，正確掌握樁入土深度與貫入阻力的關系，當遇到貫入阻力大而入土深入達不到設計深度或貫入阻力小而入土遠超過設計深度時及時與設計及有關部門聯系解決。承壓樁以達到設計壓力值的基礎上復壓三次累計沉降量不大于2cm方可收壓。

匯景佳園樁基工程，經靜載試驗3根樁、抗拔試驗3根樁及動測134根樁后表明，均符合設計要求。工程竣工后，沉降觀測記錄累計最大沉降量8.5mm，累計最小沉降量1.0mm，相鄰兩點沉降量相差最大值為4.5mm，均在規范允許范圍之內。

結語

盡管PHC樁在廈門地區的使用時間還不長，施工中還存在施工問題需要解決，但其經濟、實用、環保、適用面廣、方便施工、施工工期短等特點，已成為高承載力、低成本、經濟適用的深基礎工程發展的一種趨勢，今后將會被更廣泛采用和推廣。