港口工程中PHC樁應(yīng)用條件分析

【摘要】PHC樁是“高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁或超高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁”的簡稱，生產(chǎn)工藝為離心成型，并經(jīng)常壓和高壓兩次蒸汽養(yǎng)護的高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。

【關(guān)鍵詞】PHC樁；樁型；應(yīng)用條件；適用范圍

一、PHC樁生產(chǎn)工藝及規(guī)格

1.生產(chǎn)工藝

鋼筋加工（切斷、墩粗端頭）—鋼筋籠滾焊焊接—鋼筋籠入模—混凝土入?！摻顝埨x心成型—靜停—常溫常壓蒸汽養(yǎng)護—脫?！邷馗邏赫羝B(yǎng)護。

2.規(guī)格種類

PHC樁按樁身混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力值分為A型、AB型、B型、C型；港口工程樁基碼頭中常用的是800mm、1000mm和1200mm這3種規(guī)格的樁。

二、樁型特點

1.強度高，承載力高，耐錘擊性能好

樁體混凝土強度為C80，高強預(yù)應(yīng)力管樁具有高強度、高密度、低孔隙、高抗?jié)B性等特點；抗彎剛度大、耐錘擊性能強、耐久性好、使用壽命長。

2.工廠化生產(chǎn)，生產(chǎn)速度快，不受施工季節(jié)影響

PHC樁采用工廠化生產(chǎn)，單樁生產(chǎn)周期小于1天，且構(gòu)件在生產(chǎn)完畢后即具備設(shè)計的C80混凝土強度；受外部環(huán)境影響，一般灌注樁、預(yù)制實心方樁等構(gòu)件需要在冬季低溫季節(jié)停止預(yù)制。由于采用工廠化生產(chǎn)，管樁預(yù)制不受季節(jié)性因素影響。

3.自動化生產(chǎn)水平高，質(zhì)量穩(wěn)定

PHC管樁生產(chǎn)過程中的各個主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)均為自動化生產(chǎn)，受人為操作因素形成質(zhì)量問題的幾率較低。

4.造價較低

除了PHC樁造價比灌注樁低之外，在外海深水區(qū)域施工灌注樁尚需搭設(shè)水上施工平臺，采用PHC樁措施費用可大大節(jié)省。

與鋼管樁相比，用鋼量少，原材料價格低廉，而且維護成本低，能大大降低工程造價。

三、應(yīng)用條件分析

1.受力條件

（1）入巖能力

根據(jù)《港口工程樁基規(guī)范》及STX造船基地實際打設(shè)過程中應(yīng)用情況，鋼管樁入強風化巖層深度為1.5～2.0米；PHC樁打入強風化巖層的深度約為0.5～1.0米。

（2）端承樁單樁承載力

在某工程施工過程中，受場地條件限制，分別選用了Ф800AB型PHC樁和Ф1000灌注樁和Ф711.2mm鋼管樁。單樁垂直承載力設(shè)計值如下：

Ф800AB型PHC樁：3700KN；Ф1000灌注樁：3900KN；Ф711.2mm鋼管樁：2700KN。

2.使用環(huán)境條件

（1）抗凍融

經(jīng)試驗，PHC樁抗凍融循環(huán)次數(shù)可超過350次，與混凝土抗凍融次數(shù)持平或略高，目前在微凍地區(qū)得到日益廣泛的應(yīng)用。

（2）抗侵蝕能力

PHC樁采用離心機成型。管模內(nèi)的混凝土具有高密度、低孔隙等特點，從而提高混凝土的抗侵蝕能力。另外，在管樁生產(chǎn)過程中可根據(jù)需要涂刷、包裹防腐層，提高管樁的抗侵蝕能力。

3.施工能力特點

（1）PHC樁比一般混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)冬季施工適用能力強。

受冬季施工氣溫影響，非大體積混凝土預(yù)制構(gòu)件一般需要停工，PHC樁采用蒸汽養(yǎng)護工藝，管樁預(yù)制不受施工季節(jié)影響。可充分保證工程主體施工進度與施工質(zhì)量。

（2）PHC樁施工結(jié)構(gòu)選擇范圍比灌注樁廣。

港口工程在使用過程中一般會產(chǎn)生水平荷載，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中一般采用增加叉樁、加大樁徑或增加碼頭排架寬度等措施解決。與灌注樁相比，灌注樁一般采用加大樁徑或增加碼頭排架寬度解決，而采用PHC樁結(jié)構(gòu)可采用增加叉樁方案解決。

（3）PHC樁對于施工區(qū)域的地形條件能力強。

PHC樁可直接采用打樁船或陸上打樁機打設(shè)施工，不需搭設(shè)操作平臺，對施工區(qū)域的地形條件適應(yīng)能力強。

（4）PHC樁入土深度有一定要求

根據(jù)港口工程樁基規(guī)范，樁入土深度需要大于等于4倍T（T為樁的相對剛度系數(shù)）。

四、PHC樁適用范圍

1.適用條件

（1）土質(zhì)條件：根據(jù)港口工程樁基規(guī)范相關(guān)內(nèi)容可知，港口工程中常用樁Ф800～1200mm的PHC樁采用D-80柴油打樁錘可以貫穿硬土層深度分別為：硬粘土10～15米，中密砂土8～15米，密實砂土或礫砂0.5～1.5米，N=50擊左右的強風化巖0.5～1.5米。（2）受力條件：可以沉樁的土質(zhì)條件，埋深大于4T（T為樁的相對剛度系數(shù)）的端承樁。（3）環(huán)境條件：外部環(huán)境適用廣泛，對于不能滿足打樁船工作水深要求的區(qū)域可采用陸上施工，但需對技術(shù)經(jīng)濟指標詳細論證。（4）溫度條件：不受冬季施工影響，對于工期緊張，需要跨越冬季施工的項目可以考慮使用。

2.不適用條件

（1）貫穿硬土層厚度較大的土質(zhì)條件

樁體需貫穿的硬土層厚度較大，超過“四、1. ⑴”中相應(yīng)硬土層厚度或接近其較大值的土質(zhì)不宜使用。

（2）入巖深度

樁體入巖深度需超過“四、1. ⑴”中相應(yīng)巖層的深度或接近其較大值的工程項目不宜使用（可選用鋼管樁）。

（3）樁端埋置深度淺的區(qū)域

根據(jù)港口工程樁基規(guī)范，樁入土深度需要大于等于4倍T（T為樁的相對剛度系數(shù)），對于覆蓋層淺的部分區(qū)域不宜使用。

五、局限性處理建議

1.貫穿硬土層較厚的方案

對于需要貫穿硬土層厚度較大或需要入巖深度較深的項目，可采用PHC樁端焊接鋼管樁的方案解決，即長樁靴方案。采用鋼管樁做成的樁靴貫穿硬土層并增加入巖深度，其余部位仍使用PHC樁，可降低用鋼量，降低工程造價。

2.提高耐錘擊能力的方案

對于需要穿透硬土層，錘擊數(shù)量多的工程，為提高樁的耐錘擊性，除了改進替打方案外，也可采取在樁頭部位增加鋼抱箍方案，提高鋼管樁的耐錘擊性能。

3.提高抗凍融、抗侵蝕、抗撞擊能力方案

對于特殊環(huán)境下，需要對PHC樁本身具備的抗凍融、抗侵蝕、抗冰能力補強，可才采用涂刷涂料、包裹鋼板+玻璃絲布等方案，上述工作均可采用工廠化生產(chǎn)，后期維護費用低廉。

六、結(jié)束語

綜上所述，PHC樁具有預(yù)制周期短、施工質(zhì)量穩(wěn)定、環(huán)境適應(yīng)能力強、工程造價低、后期維護費用低等特點，在港口工程中具有較大的推廣價值。

參考文獻

[1] TS167—4—2012《港口工程樁基規(guī)范》

[2]高志雄.《PHC高強預(yù)應(yīng)力管樁的推廣應(yīng)用》[J].《四川建材》，2011.04