預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的應(yīng)用實(shí)踐

陽(yáng)習(xí)胡

（建華建材科技（江蘇）有限公司 江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

0 引言

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁成樁質(zhì)量好、承載力高，有其不可比擬的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，要重點(diǎn)探討預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的應(yīng)用實(shí)踐，運(yùn)用靜壓預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)大幅提高樁基礎(chǔ)的單樁承載力，提高成樁率，避免樁身破損的問(wèn)題。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

預(yù)應(yīng)力混凝土錐形管樁也即先張法環(huán)形預(yù)應(yīng)力混凝土錐形管樁，呈圓錐形的外形，錐度為1：75，相關(guān)技術(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)有：長(zhǎng)度6～14m、錐形管樁外徑190mm、壁厚60mm，鋼筋的張拉應(yīng)力為994MPa，當(dāng)鋼筋直徑分別為7.1mm、9.0mm、10.7mm、12.6mm 時(shí)，其對(duì)應(yīng)張拉力為39 760N、63 620N、89 460N、124 300N。錐形管樁的混凝土有不同的強(qiáng)度等級(jí)，以PHC 樁、PC 樁、PTC樁為例，其強(qiáng)度等級(jí)分別為C80、C60、C70。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁應(yīng)用工程實(shí)踐分析

2.1 工程概況

某商住樓預(yù)應(yīng)力混凝土錐形管樁基礎(chǔ)工程采用ф400、長(zhǎng)度8-15m 的管樁，共計(jì)358 根，單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為1815kN，施工終壓力值為2200kN。壓樁工藝方法主要選取液壓靜力壓樁的方式，由壓樁機(jī)、板車、汽車吊等設(shè)備進(jìn)行操作。通過(guò)計(jì)算分析可知，工程采用錐形管樁明顯節(jié)約造價(jià)成本，比等徑管樁節(jié)約資金約百萬(wàn)元[1]。

2.2 管樁施工組織管理

要做好管樁施工前的準(zhǔn)備，包括機(jī)具準(zhǔn)備和材料準(zhǔn)備等，依照垂直和水平運(yùn)輸方案組織機(jī)械進(jìn)場(chǎng)和組裝調(diào)試，樁基軸線由基準(zhǔn)線引出，并設(shè)置不少于2 個(gè)的水準(zhǔn)點(diǎn)，樁位偏差在±10mm 以內(nèi)。

具體施工方法為：

（1） 樁架準(zhǔn)備。預(yù)先進(jìn)行樁架的組裝就位準(zhǔn)備，并做好樁架的壓樁位置檢查，通過(guò)調(diào)試使之保持平衡狀態(tài)。

（2） 起吊插樁。通常采用單繩起吊插樁的方式，吊點(diǎn)位于距離樁頂800～1200 處，勻速起吊；還要避免樁與鋼梁的碰撞損傷，可以利用懸掛于樁架的舊輪胎進(jìn)行緩沖，使之面向吊樁一側(cè)的水平鋼梁表面，達(dá)到預(yù)期的緩沖效果。同時(shí)，要注意樁下端與樁點(diǎn)之間垂直對(duì)正，具體操作方法為：將樁插入樁架—送至樁孔—平旋180°，注重控制垂直偏差，通常要控制在0.5%以內(nèi)。

（3） 沉樁。采用由內(nèi)而外、先淺后深、先長(zhǎng)后短的順序，進(jìn)行沉樁壓入操作，使沉樁始終保持軸心受壓狀態(tài)，使之具有一定的受壓狀態(tài)、樁身沉入速度和樁身高度，并要注重送樁器與樁的中心線偏差控制，要將其控制在10mm 以內(nèi)。

（4） 接樁。通常采用焊接接樁的方式進(jìn)行施作，采用四面點(diǎn)焊的連續(xù)施焊方法，使接樁的上下節(jié)樁軸線保持一致，軸線的重合偏差要控制在10mm 以內(nèi)。

（5） 沉樁控制。根據(jù)試樁數(shù)據(jù)確定沉樁的終壓值，當(dāng)樁長(zhǎng)不滿足條件時(shí)，可以在樁自身強(qiáng)度允許的條件下提高終壓值10%～15%。當(dāng)壓樁至終壓值后卸荷，稍微靜置后再進(jìn)行復(fù)壓，達(dá)到終壓值時(shí)觀測(cè)樁身的沉降及反彈情況，待樁身沉降及反彈值之差在20mm 以內(nèi)之后，再終止壓樁操作。

要在施工中保證管樁的質(zhì)量，逐根檢查混凝土樁的上下端板平整度，保證混凝土樁身的質(zhì)量和圈板焊接質(zhì)量。在施工中要嚴(yán)格控制樁機(jī)的垂直度，避免帶樁調(diào)整樁機(jī)的現(xiàn)象，務(wù)必在脫離樁體之后再行調(diào)整，并在抵達(dá)終壓值時(shí)立刻回油卸載。

2.3 合理運(yùn)用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工技術(shù)

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工主要采用靜壓法植樁，選用參與壓樁的液壓缸和配套液壓系統(tǒng)構(gòu)成的準(zhǔn)恒功率系統(tǒng)，降低壓樁機(jī)的能耗，提高壓樁施工速度，增強(qiáng)壓樁力。并采用新穎的“邊樁、角樁處理裝置”，便捷處理距離建筑物墻體較近的“邊樁”，解決“角樁”施工存在的問(wèn)題，提高樁機(jī)的適應(yīng)性。同時(shí)，施工采用新型步履式行走機(jī)構(gòu)，利用其特殊的回轉(zhuǎn)補(bǔ)償裝置和回轉(zhuǎn)自動(dòng)復(fù)位功能，實(shí)現(xiàn)樁機(jī)的縱橫移動(dòng)和回轉(zhuǎn)，大幅降低施工阻力，減少輔助作業(yè)時(shí)間成本，提高機(jī)構(gòu)運(yùn)行的靈活性和可靠性。在施工中以?shī)A樁箱和夾樁鉗口夾持管樁，使之具有良好的穩(wěn)固牢靠性能，降低樁身的受損幾率[2]。

2.4 加強(qiáng)管樁施工質(zhì)量檢查

要注重預(yù)應(yīng)力混凝土管樁植樁前的質(zhì)量檢查和檢驗(yàn)，核查管樁的樁徑、長(zhǎng)度、類型及根數(shù)，檢查樁頭與樁縱軸的垂直度及樁身的彎曲情況，并重點(diǎn)檢驗(yàn)管樁是否存在縱、環(huán)向裂縫的質(zhì)量缺陷。

管樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量的檢查檢驗(yàn)尤其重要，要保證樁身的垂直度，使其偏差在1%以內(nèi)。并要保證樁頂?shù)臉?biāo)高，將其偏差控制在±10mm 以內(nèi)。同時(shí)，對(duì)于封口型樁尖的管樁而言，可以將低壓電燈泡沉入管樁內(nèi)腔進(jìn)行照射，直觀可視地察覺(jué)錐形管樁存在的缺陷；對(duì)于開(kāi)口型樁尖的管樁而言，可以選用動(dòng)測(cè)法檢查樁身質(zhì)量。

要采用現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)法或高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法，檢測(cè)管樁基礎(chǔ)工程的單樁豎向承載力，試驗(yàn)中的錨拉樁必須加固試樁的頂部，并不得選用工程樁。對(duì)于靜載檢測(cè)不合格的要進(jìn)行加倍復(fù)檢，仍不合格則采用高應(yīng)變分理處測(cè)法進(jìn)行抽樣檢測(cè)，并提出針對(duì)性的補(bǔ)強(qiáng)措施。

2.5 注重管樁質(zhì)量問(wèn)題的防治

要充分關(guān)注和重視管樁的常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題，及時(shí)針對(duì)性地加以防治，具體包括以下內(nèi)容：

（1） 端頭鈑傾斜。端頭鈑傾斜會(huì)導(dǎo)致樁頭混凝土出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象，其成因主要是鋼筋定長(zhǎng)切斷不準(zhǔn)，使鐓頭后部受拉鋼筋長(zhǎng)度不一致；或絲桿與拉頭平面不相垂直而導(dǎo)致的。

（2） 樁身彎曲。由于主筋定長(zhǎng)切斷不準(zhǔn)導(dǎo)致混凝土橫截面受壓不均勻，使樁混凝土橫截面處于偏心受壓的狀態(tài)，削弱了樁的承載力。

（3） 管樁環(huán)裂、縱裂。主要是指管樁出現(xiàn)裂縫的質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)于管樁環(huán)裂而言，可以通過(guò)適當(dāng)多配筋的方式增加混凝土的預(yù)壓應(yīng)力，并要在起吊、翻動(dòng)、運(yùn)輸、拖拽的過(guò)程中，盡量減小動(dòng)荷載。管樁縱裂是一種不可愈合的初始結(jié)構(gòu)裂縫，可以通過(guò)適當(dāng)調(diào)整離心角度的方法，盡量保持充分的倒?jié){作業(yè)，使之保持較長(zhǎng)的靜停時(shí)間，并注意控制環(huán)境的濕度條件。由于管樁的外表面縱裂會(huì)損壞管樁的耐久性能，要在管樁蒸汽養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中加以控制，注重降壓、降溫過(guò)程的控制，要在降溫后期將釜門開(kāi)啟，待管樁溫度與釜外的溫度達(dá)到適宜溫差條件時(shí)，再緩慢拉出樁車，以每小時(shí)0.2～0.25MPa 的降壓降溫速度為宜，并使降溫后的管樁溫度與外部溫差在80℃以內(nèi)，規(guī)避和解決管樁縱裂的質(zhì)量缺陷。還可以在釜邊建一條保溫“窯”（棚），使管樁在“窯”（棚）內(nèi)徐緩冷卻，有效提高蒸壓釜的利用率[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁單樁承載力高、易于布樁、吊裝輕便，成樁質(zhì)量監(jiān)測(cè)簡(jiǎn)便，較好地體現(xiàn)出工程應(yīng)用的適應(yīng)性。未來(lái)還要在工程實(shí)踐中不斷探索和發(fā)展，不斷創(chuàng)新預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工機(jī)械，應(yīng)用更加先進(jìn)的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)，并在工程實(shí)踐中深入探討復(fù)合膠凝材料、特種水泥的應(yīng)用，并加強(qiáng)高頻振動(dòng)離心技術(shù)、大直徑管樁制造技術(shù)的研究，更好地滿足工程實(shí)踐的需要。