結(jié)合工程實(shí)例談?wù)勵(lì)A(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的應(yīng)用

王賢權(quán)

摘 要：隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，在基坑工程中，有很多種樁基形式可以選用。由于不同的樁基形式，對(duì)應(yīng)不同的適應(yīng)條件，選擇合理的樁基形式，對(duì)于保證施工安全、縮短工期、減少建設(shè)投資等方面，有著至關(guān)重要的作用。本文結(jié)合工程實(shí)例，談?wù)勵(lì)A(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：基坑;樁基形式;預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁

中圖分類(lèi)號(hào)：TU47? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2021）05-0141-03

預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁（簡(jiǎn)稱(chēng)PHC樁），有很多優(yōu)勢(shì)：?jiǎn)螛冻休d力高，設(shè)計(jì)選用范圍廣，對(duì)持力層起伏變化較大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)，單樁承載力造價(jià)便宜，吊裝方便，接樁快捷，施工速度快，工效高，工期短。但是也有自己的局限性：預(yù)應(yīng)力混凝土管樁對(duì)運(yùn)輸和臨時(shí)堆放要求高;預(yù)應(yīng)力混凝土管樁需穿越較厚的粉土粉砂層或硬塑粘土層，沉樁困難，嚴(yán)重的會(huì)發(fā)生管樁壓不下或壓力過(guò)大樁身碎裂等。本文結(jié)合工程的特點(diǎn)和基坑的實(shí)際情況，對(duì)樁基形式的選擇進(jìn)行分析，談?wù)勵(lì)A(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的應(yīng)用。

1工程概況及基坑周邊情況

1.1 工程概況

工程主體結(jié)構(gòu)有八層，地下室有一層，采用樁基礎(chǔ)，建筑面積大概5000平方米;工程±0.000m處對(duì)應(yīng)絕對(duì)標(biāo)高25.800m，周邊場(chǎng)地整平標(biāo)高為25.400m，基坑設(shè)計(jì)計(jì)算深度為5.10m～6.70mm;基坑大致為方形，周長(zhǎng)大概168m，開(kāi)挖面積約1770m?;按照《基坑工程技術(shù)規(guī)程》（DB42/T159-2012） ，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為一級(jí)，變形控制40mm以?xún)?nèi)。

1.2基坑周邊情況

基坑的主要特點(diǎn)，就是基坑四周很近的距離內(nèi)都有建筑物，在開(kāi)挖基坑及樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中，存在一定的危險(xiǎn)性，會(huì)危及原有建筑物的結(jié)構(gòu)安全，比如可能會(huì)引起建筑物的不均勻沉降，墻體開(kāi)裂等。具體的情況如下：基坑北側(cè)的A樓，筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深3.5米，6層框架結(jié)構(gòu)，基坑開(kāi)挖邊線(xiàn)距離房屋的最短距離為4.4米;基坑?xùn)|側(cè)的B樓，箱型基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深5.3米，主體17層局部20層的框剪結(jié)構(gòu)，基坑開(kāi)挖邊線(xiàn)距離房屋的最短距離為4.3米;基坑南側(cè)的C樓，距離C樓較遠(yuǎn)，約11.9米，但是距離C樓的圍墻最近處只有2.9米;基坑西側(cè)的D樓，條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深1.0米，混合結(jié)構(gòu)，基坑開(kāi)挖邊線(xiàn)距離房屋的最短距離為7.9米。如下圖所示，藍(lán)色線(xiàn)條為基坑邊線(xiàn)，紅色線(xiàn)條為基坑與周?chē)ㄖ锏木嚯x。

總的來(lái)說(shuō)，本工程距離西側(cè)D樓和北側(cè)A樓較近，且均為淺基礎(chǔ)，需要重點(diǎn)保護(hù)。施工期間，基坑周邊為正常使用的建筑物，周邊管線(xiàn)已經(jīng)密設(shè)，管道變形需嚴(yán)格控制。

2樁形式的選用

2.1 樁基類(lèi)型

樁基礎(chǔ)施工技術(shù)指的是在建筑工程項(xiàng)目的施工過(guò)程中所使用的一種由集裝和連接于樁頂?shù)某信_(tái)共同組成的地基土體結(jié)構(gòu)處理的施工技術(shù)類(lèi)型[1]。對(duì)于樁基的類(lèi)型，劃分方法很多。從受力原理上說(shuō)，根據(jù)基礎(chǔ)受力的情況，有摩擦樁和承載樁。摩擦樁是利用地層與基樁的摩擦力來(lái)承載構(gòu)造物并可分為壓力樁及拉力樁，大致用于地層無(wú)堅(jiān)硬之承載層或承載層較深。端承樁是使基樁坐落于承載層上（巖盤(pán)上）使可以承載構(gòu)造物。按照施工方式可分為預(yù)制樁和灌注樁。預(yù)制樁是通過(guò)打樁機(jī)將預(yù)制的鋼筋混凝土樁打入地下。優(yōu)點(diǎn)是材料省，強(qiáng)度高，適用于較高要求的建筑，缺點(diǎn)是施工難度高，受機(jī)械數(shù)量限制且施工時(shí)間長(zhǎng)。灌注樁，首先在施工場(chǎng)地上鉆孔，當(dāng)達(dá)到所需深度后將鋼筋放入澆灌混凝土。優(yōu)點(diǎn)是施工難度低，尤其是人工挖孔樁，可以不受機(jī)械數(shù)量的限制，所有樁基同時(shí)進(jìn)行施工，大大節(jié)省時(shí)間，缺點(diǎn)是承載力低，費(fèi)材料。

2.2 樁基形式的選用及確定

樁型的選擇應(yīng)根據(jù)建筑物的使用要求、上部結(jié)構(gòu)類(lèi)型、荷載的大小其及分布、工程地質(zhì)情況、施工條件及周?chē)h(huán)境等因素綜合確定[2]。

本工程地質(zhì)勘察的情況，如下表。基坑側(cè)壁為1層雜填土、2層粉質(zhì)粘土夾粉土 ，坑底大部分落在2層粉質(zhì)粘土夾粉土中。基坑4層及5層以下土層為含水層，存于④層及⑤層砂土層中的地下水為承壓水。

結(jié)合工程的地質(zhì)和基坑周邊情況，初步確定在灌注樁、預(yù)應(yīng)力管樁兩種樁型中選一種。

其中，人工挖孔灌注樁，先采用人力作業(yè)的方式開(kāi)挖成孔，然后下放鋼筋籠，最后澆筑混凝土。人工挖孔樁施工時(shí)，擾動(dòng)小，沒(méi)有擠土效應(yīng)，噪音也較小，比較適合本工程。且施工方便、速度較快、不需要大型機(jī)械設(shè)備，挖孔樁要比木樁、混凝土打入樁抗震能力強(qiáng)，造價(jià)較為節(jié)省，但是對(duì)于地下水要求較高。考慮到工程距離長(zhǎng)江邊不到300米，開(kāi)挖過(guò)程中，由于地層中水位較高，開(kāi)挖時(shí)會(huì)讓四周的水充入樁孔內(nèi)，可能會(huì)引起塌孔，或者沉渣厚度過(guò)大從而影響后期的混凝土澆筑，這些都會(huì)影響人工挖孔樁的正常施工。尤其是工程的土層中，有粉土層和粉砂層，發(fā)生流砂和井漏的概率比較高。如果結(jié)合井點(diǎn)降水進(jìn)行施工，周?chē)淖鳂I(yè)面收到嚴(yán)重制約。

預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁，采用先張預(yù)應(yīng)力離心成型工藝制成一種空心圓筒型混凝土預(yù)制構(gòu)件，樁身所用的混凝土等級(jí)一般是C80以上，所以樁身強(qiáng)度高，從而單樁承載力較高。由于PHC 管樁樁身混凝土強(qiáng)度高，可打入密實(shí)的砂層和強(qiáng)風(fēng)化巖層，由于擠壓作用，樁端承載力可比原狀土質(zhì)提高70% ～80% ，樁側(cè)摩阻力提高20%～40% 。因此，PHC 管樁承載力設(shè)計(jì)值要比同樣直徑的沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和人工挖孔樁高。PHC 管樁是由側(cè)阻力和端阻力共同承受上部荷載，可選擇強(qiáng)風(fēng)化巖層，全風(fēng)化巖層，堅(jiān)硬的粘土層或密實(shí)的砂層（或卵石層）等多種土質(zhì)作為持力層，且對(duì)持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。沉樁質(zhì)量可靠 PHC 管樁是工廠(chǎng)化、專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，樁身質(zhì)量可靠;運(yùn)輸?shù)跹b方便，接樁快捷;機(jī)械化施工程度高，操作簡(jiǎn)單，易控制;在承載力，抗彎性能、抗撥性能上均易得到保證。PHC管樁施工方法主要有錘擊和靜壓兩種：其中靜壓法施工是通過(guò)壓樁機(jī)的自重和樁架上的配重作反力將PHC管樁壓入土中的一種沉樁工藝，在沉樁過(guò)程中，壓樁力可直觀、安全、準(zhǔn)確地讀出并自動(dòng)記錄下來(lái)，因而對(duì)樁承載力控制及判斷精確度高;樁身質(zhì)量及沉樁長(zhǎng)度可用直接手段進(jìn)行監(jiān)測(cè)，人為干擾因素少。錘擊法沉樁震動(dòng)劇烈，噪音大，對(duì)周邊環(huán)境影響大，這是錘擊法的一大弊端。而靜壓法施工，無(wú)震動(dòng)，無(wú)噪音，很適合在市區(qū)及其他對(duì)噪音有限制的地點(diǎn)施工。

綜上，結(jié)合基坑較近的距離內(nèi)，四周既有建筑物要正常運(yùn)行和辦公，且距離長(zhǎng)江邊不足300米，地下水情況較為復(fù)雜，綜合判斷，本項(xiàng)目采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁，施工方法采用靜力壓樁的方式進(jìn)行。

3 預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁施工中、后期的沉降觀測(cè)

為了更好地保證基坑周?chē)ㄖ锏陌踩軌蛟谑┕み^(guò)程中更好地直觀了解到基坑周邊管線(xiàn)、建筑物、冠梁等的變化情況，在布置觀測(cè)點(diǎn)時(shí)，嚴(yán)格按照規(guī)范的要求。對(duì)基坑周邊建筑物及道路監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)，對(duì)基坑冠梁及立柱監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行水平位移及沉降監(jiān)測(cè)，對(duì)基坑支護(hù)樁測(cè)斜孔進(jìn)行了深層側(cè)向位移監(jiān)測(cè)，對(duì)基坑內(nèi)支撐應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測(cè)。以基坑周邊建筑物及道路監(jiān)測(cè)為例，重點(diǎn)關(guān)注兩個(gè)指標(biāo)，一個(gè)是累計(jì)沉降量，以及當(dāng)日的沉降速率。考慮到沉降在基坑施工完成后，還會(huì)繼續(xù)進(jìn)行，對(duì)基坑的跟蹤檢測(cè)按照：主體封頂后一年內(nèi)，每三個(gè)月一次;主體封頂后第二年，每半年一次進(jìn)行實(shí)施。下表是最后一次的沉降觀測(cè)值（由于點(diǎn)數(shù)較多，截取了部分?jǐn)?shù)據(jù)）。從觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，完全符合規(guī)范的要求。

4結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，對(duì)于目前國(guó)家提出的棚改概念，將會(huì)有越來(lái)越多的老城區(qū)改造項(xiàng)目。而這些項(xiàng)目若涉及基坑開(kāi)挖，基礎(chǔ)重做，很大可能都會(huì)面臨基坑周?chē)际羌扔欣辖ㄖ那闆r，而在這種情況下，保護(hù)原有建筑物不被影響，控制沉降，盡量少擾動(dòng)原有建筑物基礎(chǔ)等方面，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁就可能發(fā)揮出較大的優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳天宇.建筑工程施工中樁基礎(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用及實(shí)施要點(diǎn)[J].低碳世界，2017（06）：164-165.

[2]崔曉軍.淺談各種樁基礎(chǔ)及其適用范圍[J].建材技術(shù)與應(yīng)用，2011（02）：39-41.