ＰＨＣ樁在高速公路軟基處理中的技術(shù)應(yīng)用

李瑞梅

摘要：本文借助廣東省某高速公路第六合同段利用PHC樁進行橋涵結(jié)構(gòu)物處軟基處理這一工程實例,對該新型樁體在高速公路橋涵結(jié)構(gòu)物處軟基處理中的應(yīng)用情況進行闡述,以便讓我們能更清楚地了解這類樁體的結(jié)構(gòu)特點、工作特性，為日后進行類似工程的施工提供一定的指導(dǎo)參考作用。

關(guān)鍵詞：PHC樁；結(jié)構(gòu)特點；工藝要求

1 “PHC樁”結(jié)構(gòu)特點

首先，讓我們來了解一下“PHC樁”所指的是一種什么樣的施工樁體。其實， “PHC樁” 是幾個英文單詞的組合縮寫，把它翻譯成中文，就成了“預(yù)應(yīng)力高強度混凝土管樁”。從這個名稱上可以看出，這類樁體，其實已經(jīng)概括出它的結(jié)構(gòu)特點了，即包含了“預(yù)應(yīng)力”、“高強度”、及“圓管形”這三個顯著樁體特征。

由于這類樁體以前主要是用于房屋建筑的基礎(chǔ)處理，在最近幾年才逐漸被引用到公路工程這個領(lǐng)域范疇中來，因此，對于“PHC樁”的具本控制要求，目前我們交通部暫時還沒有一套自已的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，只能暫時參照建設(shè)部現(xiàn)有的幾套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行現(xiàn)場控制。

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13476-1999 《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》的相關(guān)規(guī)定，“PHC樁”因其在預(yù)制生產(chǎn)時施加預(yù)應(yīng)力值的不同，及設(shè)計抗裂彎矩、極限彎矩的不同，又將它分為“A類”、“B類”、“AB類”以及“C類”四種類型。下面就讓我們再來了解一下“PHC樁”的其它工作優(yōu)點吧。

單樁承載力高，樁身混凝土強度等級為C80，具有高強性能，φ600的PHC樁的單樁允許承載力達到2500～3200KN?？勺鳛楦咚俟窐蚝Y(jié)構(gòu)物處的軟基處理。其單位承載力的造價比預(yù)制混凝土方樁和鉆孔灌注樁低，且僅為鋼樁的1/3～2/3，并節(jié)省鋼材。

抗彎性能好。PHC樁選用高強度、低松馳的陰螺紋鋼筋作為預(yù)應(yīng)力主筋，使樁身具有較高的預(yù)壓應(yīng)力，其抗彎、抗裂性能良好，PHC樁有卓絕的貫入性能，能穿透密實的砂層，能適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境與地理條件。

質(zhì)量穩(wěn)定可靠。由于采用工廠預(yù)制的生產(chǎn)方式，能利用先進的工藝和設(shè)備，質(zhì)量容易控制，產(chǎn)品質(zhì)量容易保證，且成樁質(zhì)量監(jiān)測方便。

應(yīng)用范圍廣。樁身耐防腐性能好，規(guī)格長度容易調(diào)整，使設(shè)計選用范圍廣，容易布樁，對樁端持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強。

施工速度快，工期短。PHC樁在工廠商品化生產(chǎn)，能按施工要求及時供樁，施工前期準(zhǔn)備時間短，一般能縮短工期1-2月。

施工現(xiàn)場文明。施工現(xiàn)場無砂石、水泥，無泥漿污染，對施工現(xiàn)場狹窄的工程特別有利。

2 “PHC樁”工藝技術(shù)要求

在了解了“PHC樁”的樁體特點及結(jié)構(gòu)性能之后，那么，在進行管樁施打時我們應(yīng)注意哪些事項，哪些具體要求呢？

在每一處管樁正式開工前，應(yīng)按不少于1%的工程樁數(shù)量且不少于3根的數(shù)量進行試樁。試樁樁位應(yīng)選在地質(zhì)勘探孔附近，且試樁的長度及地質(zhì)條件應(yīng)具有代表性。

管樁施打前,應(yīng)在樁身上劃出以米為單位的長度標(biāo)記,并按從下至上的順序標(biāo)明樁的長度,以便觀察樁的入土深度及記錄每米沉樁錘擊數(shù)。施打時，應(yīng)由專職施工員及時準(zhǔn)確地填寫施工記錄表，并經(jīng)駐地監(jiān)理驗證簽名后方可作為有效的施工記錄。

管樁施打時，應(yīng)按以下原則確定施打順序：若樁距離周圍建筑物較遠、施工場地較開闊時，宜從中間向四周進行；若樁的其中一側(cè)靠近建筑物時，宜從毗鄰建筑物一側(cè)開始由近及遠的進行。另外，選樁時應(yīng)根據(jù)試樁的長度，宜先選長后選短。

當(dāng)管樁需要接長時，其入土部分樁段的樁頭宜高出地面0.5-1.0m，且任一單樁接頭的數(shù)量不宜超過4個。

當(dāng)管樁采用焊接連接的接長時，焊接層數(shù)不得少于2層，內(nèi)層焊渣必須清理干凈后方能施焊外一層，且焊縫應(yīng)飽滿連續(xù)。焊好的樁接頭應(yīng)待自然冷卻后方可繼續(xù)錘擊，自然冷卻時間不宜少于8分鐘，嚴(yán)禁用水冷卻或焊好即打。

當(dāng)樁達到收錘標(biāo)準(zhǔn)而尚存有較長的樁長時，外露部分應(yīng)進行切割，樁頭的切割宜采用鋸樁器進行，嚴(yán)禁采用大錘橫向敲擊截樁或強行扳拉截樁。

為了避免因碰到地下孤石而致使打入困難，應(yīng)在每根管樁的第一節(jié)管節(jié)配備樁尖，以確保管樁的順利施打。樁尖宜采用鋼板制作，其規(guī)格及類型應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件及設(shè)計要求選用，建議使用封口型樁尖（十字型或圓錐形）。

收錘標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足設(shè)計要求，即以進入樁端持力層2m、最后貫入度不得超過80cm/10擊為控制標(biāo)準(zhǔn)（錘擊能宜采用錘重2.5t，沖程0.8-1.2m）。

用于施打預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的樁機可根據(jù)PHC樁的設(shè)計長度與施工成本，結(jié)合實際現(xiàn)場地質(zhì)情況選用。目前，管樁施打的方式主要有錘擊式和液壓式兩種。 而具體采取何種形式，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件予以選用。在選擇樁錘時，必須充分考慮樁的形狀、尺寸、重量、入土長度、結(jié)構(gòu)形式以及土質(zhì)、氣象等條件，并掌握各種錘的特性。樁錘的夯擊能量必須克服樁的貫入阻力，包括克服樁尖阻力、樁側(cè)摩阻力和樁的回彈產(chǎn)生的能量損失等。如果樁錘的能量不能滿足上述要求，則會引起樁頭部的局部壓曲，難以將樁送到設(shè)計標(biāo)高。

在進行錘擊沉樁時，因地層較軟，初打時可能下沉量較大，宜低錘輕打，隨著沉樁加深，沉速減慢，起錘高度可漸增。在整個打樁過程中，要使樁錘、樁帽、樁身盡量保持在同一軸線上。必要時應(yīng)將樁錘及樁架導(dǎo)桿方向按樁身方向調(diào)整。要注意盡量不使管樁受到偏心錘打，以免管樁彎扭破壞。打樁較難下沉?xí)r，要檢查落錘有無傾斜偏心，特別是要檢查樁墊樁帽是否合適。如果不合適，需更換或補充軟墊。每根樁宜連續(xù)一次打完，不要中斷，以免難以繼續(xù)打下。

PHC樁混凝土強度宜超過80%時才能吊裝，吊裝有兩種方法：當(dāng)樁長大于13m 的PHC 樁宜采用支點法，兩支點設(shè)在離樁兩端0.21L 處；當(dāng)樁長不大于13m時，可采用直接進行水平起吊，采用專用吊鉤鉤住管樁兩端內(nèi)壁直接進行水平起吊。 PHC樁強度達到100%時方可運輸，樁在運輸過程中支承應(yīng)滿足堆放的要求，并且要綁扎牢固。PHC樁堆放場地要堅實平整，且最下層要在兩支點下放墊木，且墊木支撐點應(yīng)在同一平面上。本工程PHC 樁的堆放層數(shù)不得超過四層。 PHC樁的吊裝、運輸及堆放過程中應(yīng)輕起輕放，應(yīng)避免振動、碰撞、滾落。

3 “PHC樁”質(zhì)量檢測要求

“PHC樁”在施工完成后的質(zhì)量檢測方法,與CFG樁一樣，一般需要進行（大）小應(yīng)變無破損檢測、單樁承載力及復(fù)合地基承載力幾項常規(guī)指標(biāo)的檢測，以進一步驗證其完工后的處理質(zhì)量及處理效果。下面，就讓我們來參照《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》DBJ/T15-22-98的有關(guān)要求，并結(jié)合一下廣東省某高速公路第六合同段利用PHC樁進行橋涵結(jié)構(gòu)物處軟基處理時的相關(guān)檢測內(nèi)容,來了解一下“PHC樁”的幾項檢測項目以及各個檢測項目的檢測頻率。

廣東省某高速公路第六合同段的“PHC樁”施工，在每一處管樁施工完畢后，應(yīng)按設(shè)計要求進行以下幾個方面的檢測：

須進行單樁荷載試驗3根，及復(fù)合地基堆載模擬試驗2點，其承載力要求分別為：單樁承載力不得小于500KN，復(fù)合地基承載力不得小于300Kpa。

須進行高應(yīng)變無破損檢測及低應(yīng)變無破損檢測，其檢測頻率分別為：高應(yīng)變檢測0.5%，低應(yīng)變檢測5%。

當(dāng)管樁生產(chǎn)數(shù)量達到30000延米時，須作為一個檢驗批隨機抽取2根管樁委托具有相應(yīng)檢測資質(zhì)的檢測單位進行“抗裂彎矩”及“極限彎矩”兩項指標(biāo)的試驗，外徑為40cm管樁的具體要求為:A類管樁：抗裂彎矩≥52KN·m；極限彎矩≥77KN·m；B類管樁：抗裂彎矩≥75KN·m；極限彎矩≥135KN·m。

結(jié)束語：

綜上所述，由于“PHC樁”比其它類型樁體具有獨一無二的工程優(yōu)點，因此，才能在短短幾年的時間里迅速擠身于幾大軟基處理方式的行列，而得到了公路工程建設(shè)者的備加推崇。本人相信，只要我們在“PHC樁”的日常施工中能善于觀察，勤于積累，逐漸認識到管樁用于軟基處理不可替代的優(yōu)越性，相信其應(yīng)用前景將是十分廣闊的。

參考文獻

[1]《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》DBJ/T15-22-98

[2]國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13476-1999 《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》