混凝土樁在實際工程中的應用

夏晨 莊璐

摘 要：本研究從塑料管灌注樁、塑料管現澆混凝土樁、鉆孔灌注樁等方面對混凝土相關內容進行分析，以更進一步了解其在實際工程中的應用。

關鍵詞：混凝土;樁;工程;應用

1.塑料管灌注樁的現場研究

塑料管灌注樁主要是一種用于地基處理的新型樁法塑料管灌注樁的組成、技術原理和施工設備。分析了不同樁靴形式的單樁及其復合地基的靜載試驗結果。根據埋地應變儀的測量結果，研究了軸向力、軸摩擦和趾阻力的分布規律。從工程應用來看，該樁具有質量控制方便、承載力高、質量可靠等優點，比其他地基處理方法具有更高的合理性、先進性和適用性。該樁可適當地代替普通的地基處理方法，取得較大的經濟效益和社會效益[1]。

2.塑料管現澆混凝土樁支護路堤現場試驗研究

小直徑塑料管灌注混凝土樁（TC樁）是由預制的灌注混凝土塑料管組成。以軟土地基上TC樁加固路堤為例，根據TC樁加固路堤系統的監測數據，分析了該系統的處理效果和加固特點。現場監測結果表明，路堤臨界高度約為樁網間距的1.1倍，小間距布置的TC樁可應用于低路堤工程;荷載分擔率能較好、穩定地反映土拱度，監測期末荷載分擔率超過70%[2]。

3.考慮空腔收縮的塑料管現澆混凝土樁設計方法及其驗證

通過承載力計算方法和現場靜載試驗（SLT）程序，有學者研究了我國東南地區越來越多地用于路堤支護的單根塑料管現澆混凝土樁的承載特性。根據圓柱形空腔收縮和水平固結理論，建立了考慮樁設置的承載力計算方法（即設置計算方法）。應用一系列不同日期的單樁試驗研究了管樁的承載性狀，驗證了所建立的沉降計算方法的有效性。在管樁安裝過程中，由于鋼套管的拔出，圓柱形體積收縮約45%。理論和實驗結果表明，考慮圓柱腔收縮的計算結果與實測結果吻合良好。它們之間的差值不超過12%。另一方面，如果忽略圓柱形空腔收縮，則TC樁的計算承載力被高估了160-300%。TC樁的設置主要是由于樁身阻力隨著時間的推移而增加[3]。

4.軟土地區公路工程中的混凝土灌注樁性能

有研究介紹了一種軟粘土路堤地基處理技術——X形現澆混凝土樁（簡稱XCC樁），包括其打樁設備、加固原理和施工工藝。為研究XCC樁安裝過程中的土體響應，以及單個XCC樁和XCC樁筏的承載力，開展了大型儀器化XCC樁路堤現場試驗。XCC樁安裝過程中的試驗結果表明，當XCC樁向封閉端圓形樁提供相同體積的位移土時，其位移變化較大;測量的表面徑向位移明顯低于R的預測值，盡管X截面的周長大于半徑為R的圓的周長;XCC樁的凸部和凸部在同一水平上對歸一化總應力影響不大。單個XCC樁和樁筏的荷載沉降表明，XCC樁似乎比柔性或半剛性柱提供了相當大的增強作用。最后，描述了XCC樁在軟土地基樁承路堤中的有效應用，闡明了XCC樁技術在控制側向變形和加固路堤方面的有效性和穩定性。

5.鉆孔灌注樁

對于鉆孔灌注樁，必須進行仔細的清潔工作，以最大限度地減少鉆孔中截留的碎屑;否則，碎片的存在會導致軟趾效應，影響軸向阻力。缺乏對鉆孔灌注樁的系統研究。相關研究調查通過進行一系列模型規模的實驗室試驗填補了空白，在這些試驗中，碎片用泡沫橡膠模擬，以評估單樁、樁復合地基和群樁的性能。然后利用測得的樁響應校準數值模型。數值模擬還與破壞性現場試驗進行了比較，以解釋碎屑對鉆孔灌注樁的影響。研究發現，碎片的存在導致載荷沉降曲線呈階梯狀。最初，表面摩擦主導樁的阻力，載荷傳遞隨著碎片的壓縮而移動樁尖阻力。帶有碎屑的鉆孔灌注樁不應直接丟棄;相反，與沒有碎片的樁相比，預加載樁以壓縮碎片有助于恢復軸向阻力。

6.擴底混凝土樁

有研究為了研究人工開挖大直徑擴底混凝土樁（LDBCPs）的垂直承載性能，對總共16個LDBCPs進行了現場載荷試驗，基礎直徑從0.8米到3.5米，埋置長度從6.1米到18.0米。最終持力層是砂和礫石。提出并討論了樁的尺寸（即擴大基礎尺寸、埋置長度和長徑比）對擴底樁豎向承載性能的影響。還對擴底樁和傳統直樁在其他類似條件下的豎向承載性能進行了比較。結果表明：1）擴底樁的豎向承載力明顯大于常規直樁，前提是擴底樁底部的雜物被適當清除;2）擴底樁超過65%的豎向承載力歸因于樁端阻力（QE）;3）與樁長L的貢獻相比，增大擴底D是提高擴底樁豎向極限承載力的更有效途徑;4）擴底樁達到最大豎向承載力的最佳長徑比約為3.2。

7.施工過程中的質量控制要點

嚴格把控材料。在灌注樁材料進入施工現場的時候，一定要按照規定檢查相關材料，對于不合格的材料一律不允許進入工地。灌注樁澆筑的過程中，對材料進行定期抽檢也是重要的關鍵步驟，相關部門要嚴格制定和落實相關的抽檢方法以及檢驗方法，對于抽檢人員要進行專業的知識培訓，使其能夠對材料的抽檢能夠專業化，對人員要進行責任制，出現不合格但是進入工地的抽檢人員要進行嚴懲。在抽查的過程中，如果發現質量存在問題要第一時間進行處理，對材料要及時進行跟換，對相關責任人要進行責任落實制度，讓進入施工現場的材料必須是合格的材料。

加強混凝土材料的科學配比。傳統的混凝土澆筑模式是采用導管進行澆筑的，采用導管澆筑避免不了由于拌和材料之間的粘聚力不足而造成的集料下沉現象。因此，為了避免這種現象，從原材料的科學配比上著手，是一個很好的對策。在對混凝土材料進行配比前，必須熟絡每一種材料的特點和有關參數。

加強對混凝土攪拌時間以及坍落度的控制。斷樁、堵管在混凝土澆筑過程中尤為常見，對混凝土的攪拌時間以及對混凝土混凝土坍落度的控制是影響到混凝土的強度的關鍵步驟，能否對混凝土進行良好的攪拌以及對攪拌時間的控制是增強混凝土強度的關鍵。

參考文獻：

[1]Xuanming Ding，Lubao Luan，Hanlong Liu，Changjie Zheng，Hang Zhou，Hongyu Qin. Performance of X-section cast-in-place concrete piles for highway constructions over soft clays[J]. Transportation Geotechnics，2020，22.

[2]Zhi-hui Wan，Guo-liang Dai，Wei-ming Gong. Field study on post-grouting effects of cast-in-place bored piles in extra-thick fine sand layers[J]. Acta Geotechnica，2019，14（5）.

[3]Sun-Kyu Park，Sungnam Hong. Integrity Assessment of Marine Piles for Onshore Bridges based on On-site Inspection[J]. Journal of Coastal Research，2019，SI（91）.