PHC管樁在基礎施工過程中的優化應用

李文棵（山東魯泰建筑工程集團有限公司,山東　肥城　271608）

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PHC管樁在基礎施工過程中的優化應用

李文棵
（山東魯泰建筑工程集團有限公司,山東肥城271608）

摘 要:針對特殊的地質條件，對PHC管樁在基礎施工過程中進行了優化，取得較好效果。

關鍵詞:PHC管樁；優化應用；靜壓法

1　前言

菏澤聚隆能源有限公司位于菏澤市開發區工業園內，主要建設110萬噸焦炭項目、副產品為粗苯、焦油、硫銨、焦爐煤氣等。煤化工項目工藝復雜，單位工程多，結構形式多，按其生產規模擬建建、構筑物重要性等級為一～三級，項目屬重要工程建設項目，而廠區擬建（構）筑物煙囪、焦爐本體、煤塔、熄焦塔、配煤槽等處于粉土和粉砂層中，其承載能力不足，且具有液化性，不能作為建筑天然地基，為了確保項目建筑物的安全，建筑物基礎必須采用較為安全且經濟的結構形式。對基礎形式進行了充分的論證，對于一般工程的基礎采用天然地基淺基礎，對于部分建、構筑物基礎及設備基礎荷載較大的采用預應力砼管樁基礎處理。

2　方案比較及優化選定

粉土和粉砂呈互層分布，較穩定，厚度變化較小，多數擬建（構）筑物和設備基礎處在兩層中。但因其承載能力不足和具有液化性，擬建（構）筑物煙囪、焦爐本體、煤塔、熄焦塔、配煤槽等均不能以其作天然地基。對于焦臺、沉淀池、遷車臺、煤轉、變電、制樣室、倉庫、機修和水處理間及其他一些輕型建（構）筑物可以其作為天然地基持力層。如果天然地基不能滿足要求，可對該層土采用振沖或擠密碎石樁加固形成復合地基或采用減輕液化影響的基礎和上部結構處理的方法。

根據場地地層情況，綜合分析認為由于菏澤聚隆能源公司焦化項目的配煤槽、焦爐本體、煤塔等重要擬建（構）筑物地基的單位載荷為300KPa～400 KPa，對沉降要求敏感和不能坐在液化土層上，場地中的上部土層滿足不了設計要求，要求采用樁基礎將上部荷載傳入下層土中。場地中的細砂分布穩定，厚度較大，性質量好，深度適中，強度高，可以作為焦爐本體等擬建（構）筑物的樁端持力層，而配煤槽和煤塔可以中砂為樁端持力層，樁基類型為端承摩擦樁。對于某些次要建（構）筑物，如煙囪、熄焦塔、鍋爐房、除塵地面站、塔灌基礎、鼓風機基礎、初冷室等也要采用樁基礎，以細砂為樁端持力層，只是樁可稍短些。

樁基宜選擇鉆孔砼灌注樁和預應力管樁。預應力管樁為擠土樁，樁身質量以保證，抗腐蝕性能強，功效高。它的樁徑較小，施工難度可能較大，由于噪音大對周圍環境有一定的影響。

樁長和樁徑依據載荷的大小確定，如：焦爐本體鉆孔混凝土灌注樁采用樁徑0.60米和預制樁采用樁徑0.40米，樁長30米；配煤槽鉆孔混凝土灌注樁采用樁徑0.80米和預制樁采用樁徑0.50米，樁長40米；對于一些次重要的建（構）筑物可采用混凝土灌注樁徑0.60米和預制樁0.40米，樁長22米等。

砼灌注樁和預應力管樁單樁豎向極限承載力標準值估算公式

Quk= Quk+ Quk=u∑ΨsiqsikLsi+ΨpqpkAp和

Quk= Quk+ Quk=u∑qsikLi+qpk（Aj+λpApl）

式中：qsik-樁側第i層土的極限側阻力標準值；

qpk-樁端持力層的極限的端阻力標準值；

Lsi、Li-樁穿越第i層土的厚度；

Ap-樁端面積；

Aj-空心樁端凈面積；

Apl-空心樁敞口面積；

λp-樁端土塞效應系數；

Ψsi、Ψp—大直徑灌注樁側阻力、端阻力尺寸效應系數。

3　PHC試驗樁施工及檢測結論

3.11、2#焦爐試驗樁方案

1、2#焦爐PHC試驗樁施工，設計樁長為30m，采用錘擊法施工工藝。

工藝流程如下：樁機設備安裝和調試→移機至起點樁位就位→經緯儀對樁機進行垂直度調整→起吊預制樁→試打1-2擊，測樁位偏移→正式打樁→接樁→送樁→測貫入度（或標高）→移樁機至下一樁位

1、2#焦爐試驗樁方案實施；預應力管樁三棵樁單樁豎向抗壓承載力極限值分別為2600KN、2600KN、3380（破壞），累計沉降分別為21.76mm、10.44mm、36.00mm，s-lgt曲線，所有曲線近于水平，間距由密變疏，曲線尾部未出現明顯向下彎曲現象，Q-s曲線，隨著荷載的增加，曲線斜率逐漸增大。荷載加至檢測承載力時，曲線沉降穩定，未出現明顯陡降段，單樁豎向抗壓承載力極限值可以考慮2800KN。

靜壓樁基施工工藝流程：樁位測放→壓樁機就位→吊樁、插樁→樁身對中調直→靜壓第一節樁→樁焊接→壓第二節樁→送樁至樁頂設計標高→成樁移機

3.2靜壓樁基一期工程施工及檢測結論

靜壓樁基一期工程分別對配煤槽、備煤及篩貯焦系統、焦油氨水分離及焦油氨水分離槽、油庫工段進行了施工，工程采用高、低應變法進行檢測，檢測結論如下：

（1）通過對檢測結果的計算分析，配煤槽預應力管樁；樁身完整性合格率為100%，滿足設計要求。

（2）備煤、篩貯焦系統工程低應變法所檢測的B系列配煤系統管樁工程67棵樁中66棵為Ⅰ類樁，占樁基檢測總數的98.5%；1棵為Ⅱ類樁占樁基檢測總數的1.5%；B122通廊工程4棵樁中4棵為Ⅰ類樁，占樁基檢測總數的100%；C系列出焦系統管樁工程14棵樁中13棵為Ⅰ類樁，占樁基檢測總數的92.9%；1棵為Ⅱ類樁，占樁基檢測總數的7.1%；油庫工段管樁工程22棵樁中21棵為Ⅰ類樁，占樁基檢測總數的95.5%；1棵為Ⅱ類樁，占樁基檢測總數的4.5%；C101轉運站工程4棵樁中4棵為Ⅰ類樁，占樁基檢測總數的100%；C102轉運站工程4棵樁中4棵為Ⅰ類樁，占樁基檢測總數的100%；C105轉運站工程4棵樁中4棵為Ⅰ類樁，占樁基檢測總數的100%，滿足設計要求。

（3）焦油氨水分離樁基工程高應變法所檢測的2棵樁單樁豎向抗壓承載力特征值為1300KN；焦油氨水分離樁基工程，低應變法所檢測的22棵樁中，21棵為Ⅰ類樁，占樁基檢測總數的95.5%；1棵為Ⅱ類樁，占樁基檢測總數的4.5%，均滿足設計要求。

4　結論

PHC管樁在施工過程中優點大于缺點，適合在地質條件大致相同的軟土地區廣泛推廣使用，因此現代建筑行業已廣泛應用在工業與民用建筑、鐵路、橋梁、港口、碼頭等工程中。

作者簡介：李文棵（1980-），男，山東肥城人，助理工程師，主要從事：土木工程技術研究工作。

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.082