濱海新區PHC管樁應用淺析

郭紹強

（天津大成國際工程有限公司，天津，300457）

濱海新區PHC管樁應用淺析

郭紹強

（天津大成國際工程有限公司，天津，300457）

天津濱海新區地質情況復雜，其特點為地下水位高、土層孔隙率、含水率、地勢平坦和標高偏低，多為陸海相沉積軟土，建筑基礎形式常采用樁基礎，并以預應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，常因施工及設計不當導致樁基承載力不足、廢樁、斷樁等問題,通過闡述工程實踐遇到的問題，分析出現質量問題的原因，并結合本地實際提出設計注意事項。

預應力高強混凝土管樁；靜壓樁；樁基檢測；深厚軟土層

一、引言

預應力高強砼管樁（PHC）在天津地區應用廣泛，濱海新區新建的單層、多層住宅及廠房均采用此類樁型，天津本地生產廠家也較多，適于天津開發區工程項目建設周期緊、成本控制嚴的實際情況。PHC管樁具有工廠化生產、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場整潔等優點，但是在施工過程中，常出現樁頭暴裂、樁偏位、樁身偏斜等質量問題，且時有檢測出Ⅲ、Ⅳ類樁，出現問題后設計部門處理困難。另外，濱海新區區內塘沽、漢沽及開發區西區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，影響結構耐久性。如果設計人忽視了基礎部分防腐及預防混凝土堿集料反應，施工時不按照圖紙、規范要求進行防腐處理，很可能導致工程缺陷，很難保證基礎設計在建筑合理使用年限內不出現問題。因此，設計人員應重視建筑基礎部分設計計算，結合工程所在地區實際情況和習慣做法進行結構設計，在保證結構安全的前提下考慮設計經濟性。

二、濱海地區PHC管樁應用

隨著天津市濱海新區發展納入國家發展規劃，建設項目紛紛上馬，濱海建設正如火如荼地進行中，預應力高強砼管樁因其諸多優點成為設計首選。以我院近幾年的項目為例，多層住宅、公建基礎采用樁基礎時采用PHC管樁，小高層住宅進行基礎設計時，受工程造價及場地、環保等因素的影響，基礎選型時方案也多采用錘擊或靜壓法施工的PHC管樁。但是，根據我院統計分析所做項目基礎檢測報告及現場情況，預應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水平所限，特在本文中提出討論，以使今后設計更加安全合理。本文不足之處，望不吝賜教。本文列舉部分項目存在的問題，僅做技術探討之用。

1、預應力高強砼管樁（PHC）優點：

預應力高強砼管樁為工廠化生產，強度高，質量好。預應力高強砼管樁（PHC）是我國引進發達國家的先進生產技術而研究開發的一種預制樁型，產品均按照《GB 13476-2009 先張法預應力混凝土管樁》設計制造。它具有：工廠流水線生產，質量穩定可靠；樁身混凝土強度高，耐錘打性好，貫穿能力強；單樁承載力高等優點。施工期間進度快，場地適應性好，在市內居住區可采用靜壓法施工，施工噪音、廢水等污染較少。

2、預應力高強砼管樁（PHC）在天津濱海地區應用存在的問題：

（1）PHC樁在土體有腐蝕性地區應慎用。

天津濱海地區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，設計基礎時應重視基礎部分的防腐問題，按照《工業建筑防腐設計規范》（GB50046-2008）的相關要求嚴格采取防腐措施。PHC樁不得用于對鋼結構、混凝土有強腐蝕性的場地。用于中、軟腐蝕環境應采用防護措施，如使用特種抗腐蝕材料或摻入防腐外加劑等，管樁壁厚不應小于80mm，樁身抗滲等級應≥S10,且選用樁徑應大于400mm的樁型。另外，我院以前設計圖紙要求采用抗硫酸水泥，實踐中發現特種水泥生產采購困難，該設計要求可操作性差，因此，我院設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層厚度，針對地下不同的腐蝕介質采取相應防護措施，保證基礎穩固安全。

預應力混凝土管樁在以下條件下不應使用：

a. 對鋼結構、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樁濱海地區使用應切合本地實際。

濱海地區軟土地區適宜PHC樁型的應用，但應認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計為例，該工程為“一”字型建筑，長度近一百米，場地內粉土層間有東高西低的堅硬夾層分布且有較大起伏，建設單位為節省勘察費用而沒有采納我院針對特殊地質條件進行補充勘察的建議，結果導致打樁施工時沉樁困難，部分樁位有效樁長無法到達設計樁長，靜壓樁機增加配重后仍無法壓穿硬質夾層，樁底標高與設計樁長普遍相差2～3米。雖然根據現場情況與勘察部門協商修改了設計樁長，認定該夾層厚度大且無軟弱下臥層,可以作為管樁持力層，且經檢測后樁基承載力滿足設計要求，但是我們反思整個過程，該項目的設計確實有不足之處。設計人員沒有認真分析地勘報告的疏漏之處，對地層中層面標高有起伏的硬質夾層沒有引起足夠重視，設計時沒有考慮到地層標高差異及硬夾層對樁基施工的影響，導致設計失誤。一方面，設計應堅持現場按照規范要求補充勘察孔點，提供可靠設計依據，并在現場先進行試沉樁，待檢測完成后根據現場檢測數據來驗證基礎設計是否合理，避免設計浪費及安全隱患。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，必須嚴格執行天津市工程建設標準《預應力混凝土管樁技術規程》（DB29-110-2010）[1]的規定，采用靜載試驗方法進行設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，抽檢樁數不應少于總樁數的2%，且不少于5根。管樁與承臺連接應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大于 8倍的樁徑。總之，濱海地區特別是塘沽地區基礎設計選用PHC樁時應嚴格按照《塘沽區高層建筑預應力管樁應用技術管理暫行規定》的要求進行設計，確保基礎設計安全適用、經濟合理、質量可靠、環保節能。

（3）PHC樁施工前應先進行試樁，嚴禁工程樁作為試樁。

選用預應力混凝土管樁作為基礎樁型時，必須在工程樁以外進行試樁并檢測，以檢驗管樁豎向、水平承載力設計值是否正確合理，施工工藝、沉樁情況時候符合要求。設計單位應參照規范提出試樁時間、定位等具體要求，待完成后根據試樁結果修改復核設計后，方可進行施工。

（4）PHC樁不得作為抗拔樁使用或承受拉應力。

PHC樁嚴禁作為抗拔樁或在地震、風荷載等水平荷載作用下可能出現拉應力的樁基中使用，尤其是地下室基礎設計時，按照地勘資料提供的抗浮水位及本地工程經驗進行抗浮驗算，如果基礎可能出現上述情況，選擇樁型時就應選擇其他樁型或采取措施防止PHC管樁受拉。

三、結論

濱海新區場地多為后填土，其下多淤泥 淤泥質黏土或淤泥質粉質黏土，地基承載力很低。PHC樁因強度高、施工快等優點成為本地區設計首選，得到廣泛應用。但是，預應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應用還需進行大量研究工作，設計人員選擇樁型應結合工程實際綜合考慮，不能以經濟性為唯一衡量標準，應該在保證結構安全耐久的前提下考慮設計經濟性，更不能犯經驗主義錯誤。圖紙不但要滿足國家規范要求，還應滿足天津地方標準和相關地方規定，結合本地實際進行項目設計，力求所交付的圖紙安全可靠、經濟合理。

[1] DB29-110-2010(天津市地方標準) 預應力混凝土管樁技術規程

[2] JGJ 94—2008《建筑樁基技術規范》[S]

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

[4] 伍錦湛等.預應力管樁的質量通病及其預防措施.《廣東土木與建筑》2005(8).中國廣州；

TU473

1674-3954（2011）03-0348-01