超高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PHC 樁)施工技術(shù)研究

林 南

福州建工(集團(tuán))總公司，福建 福州 350000

某工程屬于大型建筑工程，其結(jié)構(gòu)為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑面積為114748.13m2，最大單柱荷載為2700kN，建筑基礎(chǔ)為筏板，為確保單柱荷載與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相符，施工單位使用了多種PHC 樁，分別為PHC500AB125 和PHC600AB130，前者的單樁豎向承載力特征值為2300kN，而后者為2700kN。單樁抗壓靜載試驗(yàn)值極限值為4600kN 和5400kN。

1 PHC 樁的優(yōu)勢(shì)

第一，PHC 樁具有非常強(qiáng)的承載力，可以適用于不同類(lèi)型的建筑工程。此外，在同一類(lèi)型的建筑工程中應(yīng)用PHC 樁，可根據(jù)實(shí)際需求，選擇不同直徑的管樁，有助于布樁問(wèn)題的解決，從而使樁體承載能力充分實(shí)現(xiàn)。PHC 單樁長(zhǎng)度不限，施工條件和施工設(shè)備性能不會(huì)對(duì)單樁長(zhǎng)度產(chǎn)生干擾；

第二，PHC 成樁具有非常高的質(zhì)量，在樁體下沉后，施工單位可以采用直接手段檢測(cè)樁體的長(zhǎng)度和質(zhì)量；

第三，PHC 樁身具有良好抗裂和耐錘擊性能，相較于普通混凝土管樁，穿透力是其重要優(yōu)勢(shì)。實(shí)踐結(jié)果表明，在建筑工程中應(yīng)用PHC 樁，其破裂率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通混凝土管樁，并且補(bǔ)救方式也十分簡(jiǎn)單。

第四，PHC 樁使用成本低廉。與鋼樁相比，使用PHC 樁，可以節(jié)省40%左右的材料成本，究其原因，主要是PHC 樁的價(jià)格僅為鋼樁的1/3 或1/2。

第五，施工效率高，并且在實(shí)際施工階段不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的噪聲，有助于文明施工環(huán)境的創(chuàng)建［1］。

2 超高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PHC 樁)施工技術(shù)

2.1 做好打樁準(zhǔn)備

第一，選擇合適的樁錘。樁錘選擇的合理與否，與打樁質(zhì)量和效率存在密切的關(guān)聯(lián)，如果樁錘選擇不合理，會(huì)導(dǎo)致PHC樁頭部在貫入阻力的影響下而變形，無(wú)法到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高。本工程施工單位在綜合考慮各種條件后，將蒸汽錘作為主要選擇，其重量為8t，適用于軟硬土層的打樁施工。

第二，選擇合適的樁架。實(shí)踐結(jié)果表明，打樁效率會(huì)受到樁架設(shè)置、安裝的影響。本工程施工單位考慮到工程所在地交通條件較差，故選擇了履帶行走式樁架，移動(dòng)靈活，適用于多種交通條件，是該樁架的優(yōu)勢(shì)。

第三，樁位設(shè)置。施工單位在打樁前需要將工程所在位置的地質(zhì)和基礎(chǔ)情況作為依據(jù)，對(duì)打樁順序進(jìn)行設(shè)計(jì)，并基于施工圖紙?jiān)O(shè)置樁位。

第四，堆存吊運(yùn)。一般情況下，PHC 管樁應(yīng)設(shè)計(jì)兩個(gè)支點(diǎn)，同時(shí)確保吊點(diǎn)所處位置與設(shè)計(jì)要求相符。在存放管樁時(shí)應(yīng)使用木墊，避免管樁在外力的影響下?lián)p壞。此外，在吊運(yùn)階段，還要采取有效的措施，保護(hù)管樁安全。

第五，確定管樁齡期。管樁制造成型和施工的間隔時(shí)間應(yīng)盡量延長(zhǎng)，只有確?；炷翉?qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后方能運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)。因此，在打樁時(shí)施工單位應(yīng)遵循先進(jìn)場(chǎng)樁先打的原則。

第六，檢查修正。在打樁之前，需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)存放的PHC 樁進(jìn)行全面檢查，在發(fā)現(xiàn)缺陷樁后應(yīng)及時(shí)更換，同時(shí)還要清理樁兩端以及附著在樁身的污染物。

2.2 打樁技術(shù)措施

常用的打樁技術(shù)措施有如下幾種：

第一，插樁。樁體被打入后，如何修正樁的角度屬于施工難點(diǎn)，為規(guī)避可能會(huì)出現(xiàn)的樁位偏差，在插樁時(shí)必須保證安裝位置的準(zhǔn)確性。尤其是第一節(jié)管樁的插入位置和方向的準(zhǔn)確性更是重中之重。在插入初期應(yīng)輕輕打下，仔細(xì)檢查，在發(fā)現(xiàn)偏差后應(yīng)做好修正，如果偏差較大，可拔出重新打入。在進(jìn)行PHC 管樁垂直度校核時(shí)，可以將垂直角作為方法，簡(jiǎn)言之，就是利用兩個(gè)方向的經(jīng)緯儀，促使導(dǎo)架始終保持垂直狀態(tài)。目前，調(diào)整PHC 樁的方法有樁機(jī)導(dǎo)架旋轉(zhuǎn)、滑動(dòng)和停留。值得注意的是，經(jīng)緯儀設(shè)置的位置，不能被打樁所影響，應(yīng)通過(guò)頻繁調(diào)平，使其長(zhǎng)期保持在垂直狀態(tài)；

第二，捶打。本工程地層相對(duì)較軟，在初打時(shí)可能會(huì)嚴(yán)重下沉，針對(duì)這種情況，施工單位在打樁時(shí)，應(yīng)采取低提錘，輕打下的方式，伴隨著沉樁加深，樁體下沉速度必然會(huì)有所下降，此時(shí)，可適當(dāng)增加起錘的高度。在整個(gè)打樁階段，應(yīng)確保樁錘、樁帽和樁身位于同一軸線(xiàn)，如有特殊需求，需要調(diào)整樁錘和樁架導(dǎo)桿方向，使其與樁身方向保持一致。在捶打階段，應(yīng)避免管樁受到偏心捶打，究其原因，主要是在受到偏心捶打后，管樁容易彎曲。如果管樁難以下沉，需要對(duì)落錘是否存在傾斜偏心現(xiàn)象進(jìn)行檢查，重點(diǎn)檢查樁墊樁帽是否符合捶打需要。如果與需要不符，及時(shí)更換即可。在打樁過(guò)程中必須遵循連續(xù)性原則，以降低打樁的難度。

第三，接樁。在接樁時(shí)應(yīng)確保接樁節(jié)和原樁節(jié)軸線(xiàn)相同，并提前清理施焊面的污染物。在下節(jié)樁樁頭與地面的距離為1.2m 左右時(shí)，焊接接樁方能進(jìn)行。在接樁過(guò)程中，可以將導(dǎo)向箍安裝到下節(jié)樁頭處，其目的在于引導(dǎo)新接樁節(jié)。在上節(jié)樁的方向找正后，需通過(guò)焊接的方式，固定上節(jié)樁，之后方能將導(dǎo)向箍拆除。此外，施工單位需要讓具有從業(yè)資質(zhì)和豐富工作經(jīng)驗(yàn)的焊工進(jìn)行管樁焊接，在進(jìn)行第一層焊接時(shí)，可以增加電流，使烙深增加。如果以手工焊接為主，需要使用合適的焊接條，從而保證焊接的質(zhì)量。

第四，送樁。施工單位想要將管樁打到設(shè)計(jì)標(biāo)高處，需要借助送樁器的力量，以本工程為例，本工程所采用的送樁器由鋼板制作，其長(zhǎng)度為4m。在設(shè)計(jì)送樁器過(guò)程中應(yīng)遵循如下原則：打入阻力不宜過(guò)高、容易拔出、能夠向PHC 樁傳遞沖擊力、可多次使用［2］。

第五，沉樁。在沉樁過(guò)程中需要對(duì)沉樁速率進(jìn)行控制，在同一樁臺(tái)或相近地點(diǎn)的沉樁數(shù)量不得超過(guò)8 根，與此同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)周邊地面沉降情況的檢測(cè)。

2.3 PHC 管樁和基礎(chǔ)底板連接技術(shù)

為有效防止基礎(chǔ)上浮，并確?；A(chǔ)和樁基整體協(xié)同施工，在綁扎基礎(chǔ)鋼筋之前，施工單位采取了有效的施工技術(shù)，使管樁與基礎(chǔ)之間的連接質(zhì)量得到保證。在土方開(kāi)挖接近設(shè)計(jì)標(biāo)高后，管樁會(huì)露出，施工單位應(yīng)組織施工人員及時(shí)清理其中的污染物，然后使用木夾板進(jìn)行底模的制作，并通過(guò)鐵絲使其在孔內(nèi)懸浮，在綁扎鋼筋時(shí)必須遵循技術(shù)規(guī)定，同時(shí)灌注強(qiáng)度為C40 的混凝土，在這一過(guò)程中，施工單位可根據(jù)自身需求，在混凝土中摻加適量的膨脹劑。此外，管樁錨筋和基礎(chǔ)底板鋼筋應(yīng)該在鋼筋綁扎的同時(shí)焊接。

2.4 試壓樁

本工程施工單位為確保施工質(zhì)量，通過(guò)單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的方式，對(duì)單樁承載力進(jìn)行檢測(cè)。本次試驗(yàn)所選擇的PHC樁為三組，第一組由1 根試樁和6 根錨樁組成；第二組由1 根試樁和4 根錨樁組成；第三組由1 根試樁和4 根錨樁組成。而每組預(yù)加荷載分別為6200kN、5000kN 和4000kN。

2.5 試驗(yàn)結(jié)果分析

本次試驗(yàn)的試驗(yàn)對(duì)象，均為施工中所用的工程樁，首先是第一組試樁，在荷載增加至4960kN時(shí)，60min后，試樁快速沉降，其速度為16.67mm/h，試樁總沉降量超過(guò)38mm，由于地基被破壞，故試驗(yàn)停止，依據(jù)試樁曲線(xiàn)，得知第一組試樁的極限荷載為4340kN；第二組試樁在荷載增加至5000kN 時(shí)，45min 后沉降量顯著上升，其速度為15mm/h，總沉降量超過(guò)36mm，地基遭到破壞，試驗(yàn)停止；第三組試樁預(yù)加荷載為4000kN，但在達(dá)到預(yù)加荷載后，發(fā)現(xiàn)樁體較為穩(wěn)定，于是加到4800kN，在保持穩(wěn)定后停止增加，故得知試樁極限荷載為4800kN，將試驗(yàn)結(jié)果作為依據(jù)，對(duì)其特征值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，公式如下：

單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為4574kN，與設(shè)計(jì)要求相符。

3 結(jié)論

綜上所述，PHC 管樁相較于普通管樁而言，具有諸多方面的優(yōu)勢(shì)，因此受到了建筑行業(yè)的關(guān)注，但在實(shí)際施工階段，為確保打樁質(zhì)量，建議施工單位做好打樁前的準(zhǔn)備工作，實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的打樁技術(shù)措施，并通過(guò)試驗(yàn)的方式，對(duì)試樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行明確。