淺談?lì)A(yù)應(yīng)力混凝土管樁的施工和設(shè)計(jì)方法

王仁相

摘 要：預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是一種近十年來(lái)應(yīng)用較廣的新型地基處理技術(shù)，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁具有施工工期短、適用范圍廣、單樁承載能力強(qiáng)、成樁質(zhì)量可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)，在高層建筑、大型橋梁和鐵路建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。文章對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁進(jìn)行了概述，說(shuō)明了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的分類，介紹了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的施工，闡述了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的應(yīng)用領(lǐng)域，提供了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁設(shè)計(jì)的方法，希望可以推進(jìn)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：建筑施工；預(yù)應(yīng)力混凝土管樁；地基工程；應(yīng)用范圍；設(shè)計(jì)方法

在建筑科學(xué)和材料科學(xué)大發(fā)展的前提下，經(jīng)過(guò)建筑業(yè)數(shù)十年的不懈努力，建筑新觀念和新理論正逐步應(yīng)用于建筑施工的各個(gè)方面和領(lǐng)域。新材料、新設(shè)備和新工藝的使用不但提高了建筑施工的質(zhì)量，而且大大提升了建筑施工的速度，成為建筑業(yè)飛速發(fā)展的推進(jìn)器。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是一種近十年來(lái)應(yīng)用較廣的新型地基處理技術(shù)，是通過(guò)預(yù)制樁柱提高地基土的力學(xué)性質(zhì)，達(dá)到提高地基承載能力的目的，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁具有施工工期短、適用范圍廣、單樁承載能力強(qiáng)、成樁質(zhì)量可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)，在高層建筑、大型橋梁和鐵路建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。做好預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工工作應(yīng)該從預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的定義入手，正確劃分預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的類型，熟悉預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工的要點(diǎn)，掌握預(yù)應(yīng)力混凝土管樁應(yīng)用的領(lǐng)域，通過(guò)科學(xué)施工和合理設(shè)計(jì)提高預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的相關(guān)工作，進(jìn)一步推進(jìn)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)的普及，實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量的提升。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的概述

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是一種新興的樁基處理技術(shù)，采用先張預(yù)應(yīng)力，摻加高效減水劑的辦法，通過(guò)高速離心蒸汽養(yǎng)護(hù)的工藝制作一種空心圓筒細(xì)長(zhǎng)的混凝土預(yù)制樁。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的作用是將建筑物的荷載傳給地基土深處，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁有一定抗彎、抗壓性的能力，是傳導(dǎo)建筑重力的受力桿件。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁具有施工簡(jiǎn)便、單樁承載力高、應(yīng)用范圍廣、樁身耐受性強(qiáng)、質(zhì)量檢查方便、成樁質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)，是近一段時(shí)間大型橋梁、高層建筑和鐵路工程的主要樁基技術(shù)。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的分類

2.1 根據(jù)混凝土強(qiáng)度分類

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁按照樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)分為：高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PHC樁）、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PC樁）和預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁（PTC樁）三種類型。

2.2 根據(jù)沉樁方式分類

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的沉樁方式有兩種，一種是依靠機(jī)械錘擊使預(yù)應(yīng)力混凝土管樁沉入地基土中；一種是依靠樁機(jī)靜壓力將預(yù)應(yīng)力混凝土管樁沉入地基，上述可以簡(jiǎn)稱錘擊預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和靜壓預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的施工

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工時(shí)，首先在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁工地上沉入第一節(jié)樁，通過(guò)焊接再駁接第二節(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，按照這樣的順序依次將預(yù)應(yīng)力混凝土管樁沉入地基土中，直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高為止。

4 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的應(yīng)用

4.1 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的應(yīng)用范圍

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁一般應(yīng)用于各類軟土、填土、一般粘性土、粉土、松散及稍密的砂性土，樁身進(jìn)入厚層老粘性土、碎石土、中密及中密以上砂類土、強(qiáng)風(fēng)化巖以及中風(fēng)化極軟巖一定深度后，可以將受力傳導(dǎo)到地基中。

4.2 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在特殊地段的應(yīng)用

當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工地層在深厚淤泥、淤泥質(zhì)土，且基礎(chǔ)埋深較大時(shí)，應(yīng)經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)的適用性。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁不適用于含孤石和障礙物較多且不易清除的土層，也不適用于樁端以上存在難以穿透的堅(jiān)硬土層的場(chǎng)地。

4.3 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁應(yīng)用的要點(diǎn)

首先，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁不應(yīng)將石灰?guī)r、微風(fēng)化巖及中風(fēng)化硬質(zhì)巖石作為樁端持力層。其次，當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工地層出現(xiàn)硬質(zhì)巖殘積土及強(qiáng)風(fēng)化層很薄時(shí)，應(yīng)該做先期的探查。最后，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工底層為深厚淤泥及淤泥質(zhì)土?xí)r，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的長(zhǎng)徑比不宜大于60。

5 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的設(shè)計(jì)方法

5.1 單預(yù)應(yīng)力混凝土管樁承載力特征值的計(jì)算

單預(yù)應(yīng)力混凝土管樁承載力特征值的計(jì)算公式為：Ra=1KQuk。其中，Ra為按場(chǎng)地土計(jì)算的單樁豎向承載力特征值；Quk為單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值；K為安全系數(shù)，取值為2。單預(yù)應(yīng)力混凝土管樁豎向承載力特征值的估算公式為：Quk=u∑qsikli+qpkAp。其中，qsik為樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值；qpk為極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；Ap為樁底端橫截面面積（樁尖水平投影面積）；u為樁身外周邊長(zhǎng)度；li為樁穿越第i層土的厚度。

5.2 復(fù)合預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基承載力特征值的計(jì)算

復(fù)合預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基承載力特征值的計(jì)算公式為：fspk=mRaAp+β（1-m）fsk。其中，fspk為復(fù)合地基承載力特征值，kPa；m為面積置換率；Ra為單樁豎向承載力特征值，kN；Ap為樁的截面積；β為樁間土承載力折減系數(shù)；fsk為處理后樁間土承載力特征值。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，經(jīng)過(guò)建筑業(yè)數(shù)十年的不懈努力，建筑新觀念和新理論正逐步應(yīng)用于建筑施工的各個(gè)方面和領(lǐng)域，不但提高了建筑施工的質(zhì)量，而且大大提升了建筑施工的速度，成為建筑業(yè)飛速發(fā)展的推進(jìn)器。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是一種近十年來(lái)應(yīng)用較廣的新型地基處理技術(shù)，具有施工工期短、適用范圍廣、單樁承載能力強(qiáng)、成樁質(zhì)量可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)，在高層建筑、大型橋梁和鐵路建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。做好預(yù)應(yīng)力混凝土管樁相關(guān)工作應(yīng)該了解預(yù)應(yīng)力混凝土管樁定義，明確預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的分類，通過(guò)把握預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)的應(yīng)用，做好預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的計(jì)算，通過(guò)技術(shù)和管理的控制，實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量的提升。

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