預應力管樁基礎設計相關問題

摘要：預應力混凝土管樁基礎是應用較為廣范的基礎形式，已被廣泛應用于各類房屋建筑的基礎工程中，預應力混凝土管樁是工廠化生產出來的產品，工藝成熟，質量合格，效率高，質量好，對環境污染少，噪聲小，不擾民。

關鍵詞：預應力管樁基礎 管樁分類 管樁選用

本文在設計方面，通過大量的工程實踐對采用預應力混凝土管樁進行基礎設計時應注意的幾個問題做如下探討：

1 管樁的分類

1.1 管樁分為兩類，分別為預應力混凝土管樁（PC）和預應力高強混凝土管樁（PHC），均采用先張法工藝制作的，適用于非抗震設計及抗震設防烈度小于等于8度地區的工業與民用建筑、構筑物等工程的低承臺樁基礎，抗震設防烈度為8度且建筑物場地類別為Ⅲ、Ⅳ類時慎用。鐵路、公路與橋梁、港口、水里、市政等采用低承臺樁基時可參照《預應力混凝土管樁》圖集使用。

1.2 PHC樁和PC樁主要用于承壓樁，當用于承受水平荷載或用作抗拔樁時，應根據工程實際情況加強樁與樁、樁與承臺的連接構造。

1.3 當基礎的環境地質條件對管樁有中度及其以上侵蝕性時，可以參考《混凝土結構耐久性規范》及《工業防腐蝕規范》，采取適當的防腐措施，比如管樁接頭處鋼材表面均做耐腐蝕表面涂層和防腐蝕面層處理。

1.4 常用的管樁規格主要有外為徑300mm（壁厚70mm）、400mm（壁厚95mm）、500mm（壁厚100mm和125mm）、600mm（壁厚110mm和130mm）這幾種管樁。

2 管樁的選用

2.1 用于抗震設防烈度7度、8度地區的管樁基礎工程，宜選用AB型或B型、C型的管樁。

2.2 工程地質條件復雜、樁基設計等級為甲級的管樁基礎工程，宜選用AB型或B型、C型的管樁。

2.3 地下水或地基土對混凝土、鋼筋和鋼零部件有腐蝕作用時，宜選用AB型或B型、C型的管樁，同時應按相關標準、規范的規定采取有效的防腐措施，不得選用外徑300mm管樁。

2.4 受拉或抗拔樁主要承受水平荷載的管樁基礎工程，宜選用AB型或B型、C型的管樁，不的選用外徑300mm管樁。

2.5 外徑300mm管樁適用于建筑環境類別二a場地。

2.6 對于由多節管樁拼接的單根樁，采用最上面一節樁的型號或壁厚高于下節樁的配樁設計。

2.7 用做受拉或抗拔樁。應根據工程情況，除設置端部錨固筋外，應選用加厚的端板、并增大端板的焊接坡口尺寸。

2.8 以下幾種地質條件不宜選用預應力管樁基礎：①石和障礙物多的地層不宜應用；②有堅硬夾層時不宜應用或慎用；③石灰巖地區不宜應用；④從松軟突變到特別堅硬的地層不宜應用。

3 管樁基礎設計應注意的問題

3.1 單樁承載力問題。根據《樁基礎技術規范》中的公式：Rk=u∑qsiLi+qPk（Aj+λpAPL）來估算管樁的單樁承載力，施工時進行試樁，確定樁長及終壓力，并利用載荷試驗確定單樁承載力特征值，得出該結果，再重新復核計算調整，滿足承載要求。

3.2 基樁的布置。預應力管樁基礎屬于擠土樁，為了減小擠土的負面效應，有效地發揮樁的承載力，在飽和粘性土和密實土層下，樁距應適當加大。最小樁距的規定，考慮了擠土效應，同時考慮樁的排列與數量等因素。一般樁距最小取4.0d，有條件時取4.5d。

3.3 進入持力層的深度。應選擇較硬土層作為樁端持力層。樁端全部進入持力層的深度，對于粘性土、粉土不宜小于2d，砂土不宜小于1.5d，碎石土不宜小于1.0d。當存在軟弱下臥層時，樁端以下持力層厚度不宜小于3d。

4 施工工藝的合理選擇

預應力混凝土管樁主要施工工藝形式有錘擊入樁法和靜壓入樁法兩種。

錘擊法：①按錘擊應力控制時，錘擊壓應力不得大于抗壓強度設計值。②按總錘擊數控制時，任意單樁總錘擊數：PHC樁不宜超過2500、PC樁不宜超過2000。最后1m錘擊數：PHC樁不宜超過300、PC樁不宜超過250。③樁帽和送樁器應做成圓形，并應有足夠的強度、剛度和耐打性。④樁帽和送樁器與管樁周圍的間隙應為5mm～10mm；樁錘與樁帽、樁帽與送樁器和樁頂之間應加設彈性襯墊，襯墊厚度應均勻，且經錘擊壓實后的厚度不宜小于120mm；并在打樁期間應經常檢查，及時更換和補充。

靜壓法入樁：采用頂壓式樁機時，帽與送樁器和樁頂之間應加設彈性襯墊，采用抱壓式樁機時，夾具應避開樁身兩側的合縫位置，樁身允許抱壓壓樁力宜根據當地工程設計經驗確定。

5 關于試樁應注意的問題

在試樁過程，設計人員應注意幾個問題：①對于靜壓樁施工，應檢查其樁機壓力表讀數換算表是否有效可靠。要注意單缸液壓與雙缸液壓的差異。②對于錘擊樁機，應檢查其樁錘重量是否符合設計要求。③對于試樁樁位，應盡量選擇具有代表性的位置。例如，選取在盡量靠近地質勘察資料技術孔的位置，或是地質較薄弱的位置，或是承受上部結構受力重要位置。④對應地質勘察資料，仔細觀察樁的施工過程在進入各個相應土層的反應是否與地質勘察資料相符合。⑤終壓（打）控制參數的確定。即終止壓（打）樁的現場施工控制值，應根據現場實際試樁終壓值，考慮地質資料與現實施工情況的相符合程度，結合設計時的單樁承載力取值，做適當的調整后來確定。

預應力高強混凝土管樁基礎已在我國越來越受設計者所采納與應用，通過對上述在預應力高強混凝土管樁基礎設計中常遇到的幾個問題進行探討，望能為結構設計者在進行預應力高強混凝土管樁基礎設計時提供參考。