高強預應力混凝土管樁管理方針及施工中的應用

摘要：通過大量工程的實踐，探討高強預應力混凝土管樁設計及施工中應注意的幾個具體問題，供同行借鑒和參考。

關鍵詞：高強預應力混凝土管樁；特征值；管樁接駁；快速接頭；防腐蝕處理；抗震

樁基礎是應用比較廣泛的一個基礎類型，也是最古老的基礎之一。人類在遠古時代就已經開始應用木樁支承房屋并經歷了漫長的時期。1981年美國考古學家在智利發現的木樁距今已有12000年。我國在房屋建設中應用木樁基礎也有至少7000年歷史。到了19世紀后期，鋼材、水泥、混凝土和鋼筋混凝土相繼推出，樁基礎才廣泛應用于惡劣地質條件下建造的橋梁、房屋建筑、重型廠房和各種具有特殊要求的建筑，成為廣泛采用的基礎形式之一。

預應力混凝土管樁是從20世紀80年代末在我國開始應用較多的一種預制樁型。這種樁型的優點是單樁承載力高，施工非常方便快捷，耐久性較好，質量高，檢測方便等優點，特別是在沿海地區，得到了非常廣泛的應用。

目前，隨著機械設備的不斷更新，施工工藝的不斷進步，靜力壓樁技術也越來越趨于成熟。在我國，這種技術引進、研究應用的時間不長，還存在著許多有待解決的問題，筆者將對預應力管樁適宜的地質條件、管樁基礎的抗震效果以及管樁的腐蝕處理這些問題進行初步的分析與探討。

一 預應力管樁適宜的地質條件

在通常情況下，軟土、粘性土、粘土、砂土以及風化基巖等地層條件可選用管樁，但對于以下四類情況不宜采用預應力管樁。

（1）孤石、老基礎以及地下障礙物多的地層不宜采用

這種地基會造成管樁施工困難，容易產生如下的質量問題：管樁不能全部進入設計持力層，有些樁打到設計持力層，滿足了設計承載力的需求，而有些樁打不下去，樁長度相差較多，承載力也滿足不了設計要求；樁尖接觸到孤石或者地下障礙物時，樁身就會突然偏離原位產生大幅傾斜，嚴重的會折斷樁身，造成斷樁現象；管樁的樁尖容易破損，樁頭也容易打爛。

（2）有堅硬的夾層且該夾層又不能作為持力層時不宜選用

有些場地存在有一層或多層密實狀態的沙礫層或者卵石夾層，由于厚度薄或下面有軟弱層，所以不能作為持力層，樁基必須要穿越此堅硬夾層到達下部堅硬的持力層，較厚的硬夾層會給施工帶來麻煩，要么穿透不了，要么破損率很高，總之不能保證工程的質量。

（3）持力層太深

一般管樁持力層超過40m時，其經濟效果會明顯降低，并且其長徑比部分也很難滿足相關規范的要求。

（4）從軟土層直接進入中風化或者微風化基巖的地基，要慎用管樁

在上軟下硬和軟硬突變的地層中，在采用錘擊法進行預應力管樁施工時，因為缺少一層“緩沖層”，樁尖一旦接觸到硬巖層，貫入度就會立即變小，甚至為零，使得管樁的樁身容易破損；另外，由于樁端進入持力層深度較淺，樁的穩定性差，當布樁較密時，先打入的樁容易被后打入的樁擠斜，樁基質量得不到保證。

（5）石灰巖地區（巖溶發育的地區）

由于石灰巖地區巖溶比較發育，造成的石芽和石溝使得基巖巖面起伏變化極大，并且發育淺部溶洞現象，再加上石灰巖是水溶性的巖石，不存在強風化層，基巖的表面直接是新鮮巖石，強度較高。在這樣的地質條件下進行管樁施工，樁長難以控制，容易發生斜樁、斷樁、樁身穩定性差及樁身跑位等現象。[1]

二 高層建筑管樁基礎的抗震效果

為了防止地震時，建筑物發生扭轉和應力集中或者塑性變形集中而形成的薄弱部位，在建筑的平面布置和立面造型上要符合以下要求：1）平面布置應規則對稱；2）結構的側向剛度應均勻變化；3）豎向抗側力構件的截面尺寸和材料應自下而上逐漸地減少，避免抗側力結構側向剛度和承載力突變；4）對于體形復雜、平立面不規則的建筑物，可按實際需要在適當的部位設置防震縫，形成多個規則的抗側力結構單元。以上抗震措施可以有效減輕管樁基礎在抗震方面的負擔，并且提高整座建筑物的結構抗震能力。

三 管樁的防腐蝕問題的原因

管樁的防腐蝕是個系統工程，涉及到建設、設計、施工、監理及審圖等多個單位。各個單位因在工程建設中所處的角色不同，對管樁防腐蝕工作的認識及作用也不同；管樁的防腐又受社會因素及人為因素的制約。

（1）業主原因 個別現場管理人員的業務素質不高，不懂管樁的防腐技術及防腐要求，無法對管樁的防腐設計、施工實施進行有效地管理。對管樁防腐蝕的重要性認識不清。[2]不按基本建設程序辦事。有些業主為了趕進度，先設計出樁位布置圖，布樁圖一旦完成，便急于組織施工，不管樁基是否做了防腐的處理[3]。

（2）設計單位原因 地質勘察報告中給出的單樁極限承載力特征值是通過普通管樁經過載荷試驗或者經過計算得到的。

（3）施工單位原因 管樁屬于制成品，其混凝土配制以及接頭連接鋼板、樁尖鋼板都不在施工單位的承包范圍之內。雖然有些文獻對樁身防腐混凝土提出明確的要求，但是由于樁身防腐混凝土屬于管樁廠家的施工范圍，所以施工單位很難控制樁身混凝土的防腐質量[4]。

四 總結

高強預應力混凝土管樁以其樁身質量可靠、適應性強、施工速度快、無污染、造價低等優點，已經越來越被人們所接受。但是由于管樁的應用時間不長，在設計和施工中難免會存在著一些質量問題，有待于我們的進一步完善和探索，使該樁型能夠更好地應用于各類不同的工程中。

參考文獻

[1] 周峰，張平，宰金珉，王旭東，梅國雄.缺陷預應力管樁的加固處理[J].建筑技術，2005（04）.

[2] 馬琳琳.預應力管樁的設計與施工[J].山西建筑，2004（18）.

[3] 孟建芝，司效東.預應力混凝土管樁在高層建筑中的應用實例[J].中外建筑，2001（04）.

[4] 鄭俊杰，聶重軍，彭宏.預應力混凝土管樁研究與應用進展[J].平頂山工學院學報，2004（04）.