軟土地區(qū)高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁施工組織技術(shù)分析

胡騰飛

【摘要】隨著我國(guó)社會(huì)的進(jìn)步，建筑業(yè)的發(fā)展，高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁施工受到了很大的重視，與此同時(shí)，其施工質(zhì)量要求也在不斷的提高。因此，在實(shí)施高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁施工時(shí)，我們要不斷的鞏固和提高施工工藝，從而確保其施工質(zhì)量。高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁在工程施工中具有無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，本文通過分析預(yù)應(yīng)力管樁的應(yīng)用，對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行初步探討。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力管樁 沉樁承載力 施工技術(shù)

隨著我國(guó)建設(shè)市場(chǎng)的發(fā)展，地基基礎(chǔ)建設(shè)越顯重要。建筑最重要的是要有一個(gè)堅(jiān)固的基礎(chǔ)，同時(shí)又希望在工程造價(jià)方面比較經(jīng)濟(jì)，在房屋建筑建設(shè)中，基礎(chǔ)造價(jià)要占到工程總造價(jià)的八分之一，有些甚至到了五分之一。而在我國(guó)目前管樁的施工是運(yùn)用較為廣泛的一種基礎(chǔ)形式，其中包括：人工挖孔樁、沉管灌注樁、預(yù)制方樁和高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁。特別是隨著制作以及施工工藝的改進(jìn)，高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁的應(yīng)用范圍也越來越廣泛。

1、軟基施工中存在的問題及處理要求

1.1軟基施工存在問題

軟土成因大致可以分為海洋和陸地河流兩大類，我國(guó)各地不同的成因的軟土都具有相同的性質(zhì)，其中主要表現(xiàn)為：第一，天然含水量高、孔隙較大。這樣的土質(zhì)中含水量在34%～72%之間，孔隙比在1.0—1.9之間，飽和度一般大于95%，液限一般為35%—60%，塑性指數(shù)一般為13—30，天然密度大約為15 KN/m3～19KN/m3；第二，土質(zhì)的透水性比較差，大部分的軟土的滲透系數(shù)為10-8cm/s～10-7cm/s，在荷載作用下固結(jié)很慢，強(qiáng)度很難提高；第三，壓縮性高，壓縮系數(shù)為0.5Mpa-1～2.0Mpa-1，屬于高壓縮性土，在自重作用下會(huì)持續(xù)下沉，使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生過大變形，影響正常使用，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物開裂；第四，抗堿性強(qiáng)度低，其快剪粘聚力在10kPa左右，快剪內(nèi)摩擦角在0°～5°之間，當(dāng)?shù)鼗目辜魪?qiáng)度不足以支撐上部結(jié)構(gòu)的荷載時(shí)，地基就會(huì)產(chǎn)生局部或整體破壞；第五，土質(zhì)還具有觸變性，一旦受到擾動(dòng)，土的強(qiáng)度明顯下降，甚至呈流動(dòng)狀態(tài)；第六，流變性顯著，其長(zhǎng)期抗剪強(qiáng)度只有一般抗剪強(qiáng)度的0.4倍～0.8倍。

1.2軟土施工處理要求

軟土地基的處理工程一般包括，處理必要性的研究、加固方法的選擇和加固施工管理的控制等內(nèi)容。從原理上來說，一般可以分為置換、夯實(shí)、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等基本方法。處理的核心原則是對(duì)正確的方法進(jìn)行正確的選擇與實(shí)施。主要從以下方面進(jìn)行考慮，首先就是要考慮工程地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)和施工的條件，場(chǎng)地環(huán)境條件，和結(jié)構(gòu)條件。對(duì)具體的工程來講，在選擇處理方法的時(shí)候需要進(jìn)行綜合考慮各種影響因素。

2、高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁的特點(diǎn)

2.1管樁工地機(jī)械化施工的程度相對(duì)較高，現(xiàn)場(chǎng)比較整潔，避免了鉆孔灌注樁工地泥漿弄得滿地都是的情況，同時(shí)還能很好的避免人工挖樁對(duì)工地抽水和堆土運(yùn)土的忙亂場(chǎng)面，這大大提高了施工的效率，同時(shí)管樁施工的工地可以連續(xù)24小時(shí)不停歇施工。

2.2高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁施工的速度十分快，一臺(tái)打樁機(jī)在每一班工作中至少可以打7到8根樁，同時(shí)可以承受2000kN以上的樁基工程，很大程度的減少了建設(shè)工期，創(chuàng)造了時(shí)間效益，進(jìn)而降低了工程造價(jià)。

2.3在樁基工程施工的過程中壓樁的應(yīng)力相對(duì)比較小，樁身在施工過程中不會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力，基樁的樁頭一般都是完好無損，且不影響后期工作，此外，在之后的復(fù)壓也較顯容易。

2.4基樁的單根承載力比較高，由于擠壓的作用，管樁承載力要比同樣直徑的沉管灌注樁或者鉆孔灌注樁高。

2.5持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適應(yīng)性比較強(qiáng)，由于管樁樁節(jié)的長(zhǎng)短不一，通常一般為4—16m一節(jié)，基樁搭配的時(shí)候比較靈活，接長(zhǎng)十分方便，在施工現(xiàn)場(chǎng)可以隨時(shí)根據(jù)地質(zhì)條件的變化進(jìn)行調(diào)整接樁的長(zhǎng)度，節(jié)省了用樁的數(shù)量。

2.6方便基樁運(yùn)輸和轉(zhuǎn)配，接樁也比較快捷，管樁接長(zhǎng)一般在13m以內(nèi)，樁身由有預(yù)應(yīng)力，對(duì)樁接起吊的時(shí)運(yùn)用特制的吊鉤勾住管樁的兩端便可吊起。

3、高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁與一般的預(yù)制方樁的區(qū)別

傳統(tǒng)管樁制作的工藝相對(duì)比較簡(jiǎn)單，技術(shù)要求也相對(duì)較低，單樁豎向的承載力設(shè)計(jì)的時(shí)候一般只有400KN～800KN，對(duì)其單樁的抗彎和抗裂等各方面的性能也不高，適用于較低層的建筑設(shè)施。目前的高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁的制作工藝越來越先進(jìn)，高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁基本上都是采用的機(jī)械化和自動(dòng)化技術(shù)，水泥、砂石和增加劑的配置是采用的電腦控制，這樣更好的保證了各種材料能夠達(dá)到合理的配置比例。從鋼筋籠制作、安裝、混凝土攪拌、入模、張拉預(yù)應(yīng)力、離心成型、靜停一級(jí)養(yǎng)護(hù)、高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)及檢驗(yàn)入庫(kù)都有嚴(yán)格的電腦監(jiān)控以達(dá)到高強(qiáng)度的工藝要求。市場(chǎng)上的管樁的管徑大小類型一般有：300mm、400mm、500mm、550mm、600mm，同時(shí)根據(jù)樁身的抗裂彎矩及極限彎矩從小到大分為 A、AB、B、C 型，它的豎向承載力設(shè)計(jì)值根據(jù)樁徑的大小不同可達(dá)500KN～3400KN，隨著樁徑的增大，制作及施工工藝的改進(jìn)，管樁最高豎向承載力設(shè)計(jì)值還有待進(jìn)一步提高的空間。

4、軟基施工中高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁組織技術(shù)分析

4.1高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁對(duì)地基的要求

高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)的施工中，施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)成本比較低，管樁施工的速度快且安全可靠，其使用范圍比較廣。管樁最基礎(chǔ)的條件就是要有適用的土質(zhì)條件，土層上部分一般應(yīng)該是松軟的土層，向下逐步深入為密實(shí)的土層，最后才到強(qiáng)風(fēng)化層，而從軟土層到強(qiáng)風(fēng)化層一般的深度為10m以上。但是，有些土質(zhì)不適合用，包括石灰?guī)r地區(qū)、地面下有較大溶洞的地區(qū)、地下埋有孤石的地區(qū)、地基的巖石面較陡的地區(qū)等。除此之外，上軟下硬的地基也不宜使用高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)。例如，地面上層是淤泥或其它高靈敏土，下層土層突變到強(qiáng)風(fēng)化層、中風(fēng)化層或微風(fēng)化層，沒有中間過渡層，或者中間過渡層很薄，對(duì)于這種地質(zhì)如果用高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁，樁尖最多只能進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化層 0.5m～1.0m 左右，從而管樁的承載力幾乎全部由樁端部分承受，并且樁身的摩阻力很小，造成樁身極不穩(wěn)定，出現(xiàn)樁上部擺動(dòng)，但樁尖固定的現(xiàn)象，進(jìn)而造成樁身斷裂。管樁的入土凈深度必須達(dá)到一定長(zhǎng)度，一般不應(yīng)小于 6m，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，樁長(zhǎng)為 12m以上較為合理。

4.2高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)的沉樁方法

高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)沉樁方法一般有兩種，第一種就是靜壓法，所謂靜壓法是指通過靜壓設(shè)備將管樁打?qū)崳哂性肼曅?、不易破壞樁身的特點(diǎn)，適用于市區(qū)內(nèi)的施工，市區(qū)有明文規(guī)定，在市區(qū)內(nèi)部施工要合理避免噪聲污染。另一方面，靜壓法也有缺點(diǎn)，包括靜壓設(shè)施相對(duì)較大，受到周邊環(huán)境的限制，一些靠場(chǎng)地邊的樁難以實(shí)現(xiàn)施工，或者難以施壓到設(shè)計(jì)的承載力。第二種就是錘擊法，其優(yōu)點(diǎn)就是使用的設(shè)施與靜壓設(shè)備比要小，移動(dòng)方便，能夠有效的對(duì)邊柱進(jìn)行錘擊，且錘擊法施工的管樁入巖較深，易穿透一般較薄的夾層，承載力較高。它的缺點(diǎn)是噪聲大，影響到周邊建筑，樁身在樁錘的沖擊下容易破壞。錘擊法則用于居民稀少的市郊及某些不能靜壓的邊樁施工。

5、結(jié)束語

高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在工程中應(yīng)用十分的廣泛，在工程施工中累積了豐富的經(jīng)驗(yàn)，但是我們?cè)诮窈蟮墓こ淘O(shè)計(jì)和實(shí)踐中還需不斷的探索和改進(jìn)管樁施工技術(shù)，以求發(fā)揮更高的應(yīng)用價(jià)值。

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