軟土地區(qū)高強度預應力管樁施工組織技術分析

胡騰飛

【摘要】隨著我國社會的進步，建筑業(yè)的發(fā)展，高強度預應力管樁施工受到了很大的重視，與此同時，其施工質量要求也在不斷的提高。因此，在實施高強度預應力管樁施工時，我們要不斷的鞏固和提高施工工藝，從而確保其施工質量。高強度預應力管樁在工程施工中具有無可比擬的優(yōu)點，本文通過分析預應力管樁的應用，對預應力管樁的優(yōu)缺點進行初步探討。

【關鍵詞】預應力管樁 沉樁承載力 施工技術

隨著我國建設市場的發(fā)展，地基基礎建設越顯重要。建筑最重要的是要有一個堅固的基礎，同時又希望在工程造價方面比較經濟，在房屋建筑建設中，基礎造價要占到工程總造價的八分之一，有些甚至到了五分之一。而在我國目前管樁的施工是運用較為廣泛的一種基礎形式，其中包括：人工挖孔樁、沉管灌注樁、預制方樁和高強度預應力管樁。特別是隨著制作以及施工工藝的改進，高強度預應力管樁的應用范圍也越來越廣泛。

1、軟基施工中存在的問題及處理要求

1.1軟基施工存在問題

軟土成因大致可以分為海洋和陸地河流兩大類，我國各地不同的成因的軟土都具有相同的性質，其中主要表現為：第一，天然含水量高、孔隙較大。這樣的土質中含水量在34%～72%之間，孔隙比在1.0—1.9之間，飽和度一般大于95%，液限一般為35%—60%，塑性指數一般為13—30，天然密度大約為15 KN/m3～19KN/m3；第二，土質的透水性比較差，大部分的軟土的滲透系數為10-8cm/s～10-7cm/s，在荷載作用下固結很慢，強度很難提高；第三，壓縮性高，壓縮系數為0.5Mpa-1～2.0Mpa-1，屬于高壓縮性土，在自重作用下會持續(xù)下沉，使結構物產生過大變形，影響正常使用，甚至導致結構物開裂；第四，抗堿性強度低，其快剪粘聚力在10kPa左右，快剪內摩擦角在0°～5°之間，當地基的抗剪強度不足以支撐上部結構的荷載時，地基就會產生局部或整體破壞；第五，土質還具有觸變性，一旦受到擾動，土的強度明顯下降，甚至呈流動狀態(tài)；第六，流變性顯著，其長期抗剪強度只有一般抗剪強度的0.4倍～0.8倍。

1.2軟土施工處理要求

軟土地基的處理工程一般包括，處理必要性的研究、加固方法的選擇和加固施工管理的控制等內容。從原理上來說，一般可以分為置換、夯實、擠密、排水、膠結、加筋和熱學等基本方法。處理的核心原則是對正確的方法進行正確的選擇與實施。主要從以下方面進行考慮，首先就是要考慮工程地質條件，設計和施工的條件，場地環(huán)境條件，和結構條件。對具體的工程來講，在選擇處理方法的時候需要進行綜合考慮各種影響因素。

2、高強度預應力管樁的特點

2.1管樁工地機械化施工的程度相對較高，現場比較整潔，避免了鉆孔灌注樁工地泥漿弄得滿地都是的情況，同時還能很好的避免人工挖樁對工地抽水和堆土運土的忙亂場面，這大大提高了施工的效率，同時管樁施工的工地可以連續(xù)24小時不停歇施工。

2.2高強度預應力管樁施工的速度十分快，一臺打樁機在每一班工作中至少可以打7到8根樁，同時可以承受2000kN以上的樁基工程，很大程度的減少了建設工期，創(chuàng)造了時間效益，進而降低了工程造價。

2.3在樁基工程施工的過程中壓樁的應力相對比較小，樁身在施工過程中不會出現拉應力，基樁的樁頭一般都是完好無損，且不影響后期工作，此外，在之后的復壓也較顯容易。

2.4基樁的單根承載力比較高，由于擠壓的作用，管樁承載力要比同樣直徑的沉管灌注樁或者鉆孔灌注樁高。

2.5持力層起伏變化大的地質條件適應性比較強，由于管樁樁節(jié)的長短不一，通常一般為4—16m一節(jié)，基樁搭配的時候比較靈活，接長十分方便，在施工現場可以隨時根據地質條件的變化進行調整接樁的長度，節(jié)省了用樁的數量。

2.6方便基樁運輸和轉配，接樁也比較快捷，管樁接長一般在13m以內，樁身由有預應力，對樁接起吊的時運用特制的吊鉤勾住管樁的兩端便可吊起。

3、高強度預應力管樁與一般的預制方樁的區(qū)別

傳統(tǒng)管樁制作的工藝相對比較簡單，技術要求也相對較低，單樁豎向的承載力設計的時候一般只有400KN～800KN，對其單樁的抗彎和抗裂等各方面的性能也不高，適用于較低層的建筑設施。目前的高強度預應力管樁的制作工藝越來越先進，高強度預應力管樁基本上都是采用的機械化和自動化技術，水泥、砂石和增加劑的配置是采用的電腦控制，這樣更好的保證了各種材料能夠達到合理的配置比例。從鋼筋籠制作、安裝、混凝土攪拌、入模、張拉預應力、離心成型、靜停一級養(yǎng)護、高壓蒸汽養(yǎng)護及檢驗入庫都有嚴格的電腦監(jiān)控以達到高強度的工藝要求。市場上的管樁的管徑大小類型一般有：300mm、400mm、500mm、550mm、600mm，同時根據樁身的抗裂彎矩及極限彎矩從小到大分為 A、AB、B、C 型，它的豎向承載力設計值根據樁徑的大小不同可達500KN～3400KN，隨著樁徑的增大，制作及施工工藝的改進，管樁最高豎向承載力設計值還有待進一步提高的空間。

4、軟基施工中高強度預應力管樁組織技術分析

4.1高強度預應力管樁對地基的要求

高強度預應力管樁基礎的施工中，施工工藝相對簡單，經濟成本比較低，管樁施工的速度快且安全可靠，其使用范圍比較廣。管樁最基礎的條件就是要有適用的土質條件，土層上部分一般應該是松軟的土層，向下逐步深入為密實的土層，最后才到強風化層，而從軟土層到強風化層一般的深度為10m以上。但是，有些土質不適合用，包括石灰?guī)r地區(qū)、地面下有較大溶洞的地區(qū)、地下埋有孤石的地區(qū)、地基的巖石面較陡的地區(qū)等。除此之外，上軟下硬的地基也不宜使用高強度預應力管樁基礎。例如，地面上層是淤泥或其它高靈敏土，下層土層突變到強風化層、中風化層或微風化層，沒有中間過渡層，或者中間過渡層很薄，對于這種地質如果用高強度預應力管樁，樁尖最多只能進入強風化層 0.5m～1.0m 左右，從而管樁的承載力幾乎全部由樁端部分承受，并且樁身的摩阻力很小，造成樁身極不穩(wěn)定，出現樁上部擺動，但樁尖固定的現象，進而造成樁身斷裂。管樁的入土凈深度必須達到一定長度，一般不應小于 6m，根據以往經驗，樁長為 12m以上較為合理。

4.2高強度預應力管樁基礎的沉樁方法

高強度預應力管樁基礎沉樁方法一般有兩種，第一種就是靜壓法，所謂靜壓法是指通過靜壓設備將管樁打實，具有噪聲小、不易破壞樁身的特點，適用于市區(qū)內的施工，市區(qū)有明文規(guī)定，在市區(qū)內部施工要合理避免噪聲污染。另一方面，靜壓法也有缺點，包括靜壓設施相對較大，受到周邊環(huán)境的限制，一些靠場地邊的樁難以實現施工，或者難以施壓到設計的承載力。第二種就是錘擊法，其優(yōu)點就是使用的設施與靜壓設備比要小，移動方便，能夠有效的對邊柱進行錘擊，且錘擊法施工的管樁入巖較深，易穿透一般較薄的夾層，承載力較高。它的缺點是噪聲大，影響到周邊建筑，樁身在樁錘的沖擊下容易破壞。錘擊法則用于居民稀少的市郊及某些不能靜壓的邊樁施工。

5、結束語

高強度預應力管樁具有獨特的優(yōu)點，在工程中應用十分的廣泛，在工程施工中累積了豐富的經驗，但是我們在今后的工程設計和實踐中還需不斷的探索和改進管樁施工技術，以求發(fā)揮更高的應用價值。

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