預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)分析

楊爽

摘要：為進(jìn)一步落實(shí)綠色發(fā)展的原則，城市建設(shè)中應(yīng)充分利用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)。基于此，本文對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的應(yīng)用優(yōu)勢展開分析，并在此基礎(chǔ)上對(duì)承載力取值、樁型樁徑樁長設(shè)計(jì)、沉樁控制、偏差控制、樁基驗(yàn)收以及裂縫處理等設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)加以討論，明確預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)適應(yīng)的環(huán)境范圍。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土管樁;基礎(chǔ)設(shè)計(jì);承載力

引言

現(xiàn)階段，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)憑借其突出的應(yīng)用優(yōu)勢得到了廣泛認(rèn)可，其應(yīng)用不僅可以有效減少因粉塵、噪音所帶來的環(huán)境污染問題，同時(shí)還可以降低造價(jià)成本，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的提升。因此，為進(jìn)一步提升施工項(xiàng)目質(zhì)量，相關(guān)人員應(yīng)不斷提升對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)的重視，并實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的逐步優(yōu)化。

一、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的應(yīng)用優(yōu)勢

現(xiàn)階段，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工技術(shù)憑借其無污染、噪聲低、進(jìn)度快、成本低的優(yōu)勢在我國很多處于發(fā)展前列的城市加強(qiáng)了應(yīng)用，而這也進(jìn)一步代表著樁基礎(chǔ)施工新時(shí)代的開啟[1]。具體來說，其應(yīng)用優(yōu)勢主要集中在以下幾方面：第一，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)的應(yīng)用可以最大限度地削弱施工噪音，避免市區(qū)施工對(duì)居民生活造成不良影響;第二，相較于傳統(tǒng)的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)的應(yīng)用可以盡可能減少振動(dòng)，因此更適用于危房以及精密儀器的應(yīng)用環(huán)境;第三，通過相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用可以大大削弱以往沉樁技術(shù)應(yīng)用過程中所造成的大氣污染和環(huán)境污染，促進(jìn)綠色建筑施工理念的落實(shí);第四，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工技術(shù)在應(yīng)用過程中并不需要大量水泥、砂石等原材料，因此可以很大程度上保證施工現(xiàn)場的整潔有序;第五，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在施工之前是由工廠進(jìn)行定制，完善的生產(chǎn)環(huán)境與精密的生產(chǎn)流程大大降低了出現(xiàn)質(zhì)量問題的概率，同時(shí)在運(yùn)輸環(huán)節(jié)也會(huì)開展嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，避免了斷樁、縮徑等施工質(zhì)量問題的出現(xiàn);第六，工程整體的進(jìn)度較快且工期較短，完工七日之后就可以開展相應(yīng)的靜荷載試驗(yàn)，并且可以呈現(xiàn)出良好的施工成效;第七，考慮到靜壓樁樁身所受沖擊力的削弱，因此可以根據(jù)工程實(shí)際情況降低其含鋼量乃至做成空心筒樣式，最大限度實(shí)現(xiàn)成本的節(jié)約;第八，靜力壓樁機(jī)的應(yīng)用提升了整體工程的機(jī)械化水平與自動(dòng)化水平，不僅可以有效降低施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，還可以為整體施工質(zhì)量提供保障;第九，在地基條件不變的情況下，相較于灌注樁，單樁在承載力方面具有顯著提升。

二、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前十分常見的施工方法，其核心在于通過預(yù)應(yīng)力技術(shù)以及高性能混凝土來促進(jìn)整體技術(shù)水平的提升。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工技術(shù)在實(shí)施的過程中主要是通過靜壓模式來完成預(yù)制管樁的處理，從而最大限度地滿足其標(biāo)高與承載力方面的要求。

（一）承載力取值

判斷承載力取值是落實(shí)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，結(jié)合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的具體規(guī)定來看，可以根據(jù)地勘報(bào)告和規(guī)范計(jì)算公式進(jìn)行估算，同時(shí)還可以進(jìn)行單樁靜載試驗(yàn)以得出更加準(zhǔn)確的數(shù)值。單樁靜載試驗(yàn)是將豎向荷載傳遞到建筑物基樁上，并對(duì)其樁頂沉降情況進(jìn)行觀察，最終得出單樁豎向抗壓承載力特征值等參數(shù)。在實(shí)際開展施工的過程中，單樁靜載試驗(yàn)體現(xiàn)出更加突出的優(yōu)勢，不僅可以避免受到各種外部因素的影響，同時(shí)還可以提升參數(shù)計(jì)算的準(zhǔn)確性，確保其可以最大限度地滿足施工現(xiàn)場地質(zhì)環(huán)境需求，實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)合理性、安全性、經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。

（二）樁型、樁徑、樁長設(shè)計(jì)

樁型、樁徑、樁長設(shè)計(jì)將對(duì)最終的施工成效產(chǎn)生直接影響，因此應(yīng)確保其選擇的合理性。一般來說樁型可以按照強(qiáng)度等級(jí)分為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（代號(hào)PC）樁和預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁（代號(hào)PHC）樁，而樁徑則主要包括300、400、500、550、600mm等規(guī)格。很多時(shí)候在選用預(yù)應(yīng)力管樁的時(shí)候，其成本會(huì)占據(jù)總體成本的較大比重，進(jìn)而可以根據(jù)實(shí)際需求與以往施工經(jīng)驗(yàn)來確定更加精準(zhǔn)的樁型，以獲得較為突出的綜合經(jīng)濟(jì)價(jià)值。設(shè)計(jì)人員在選用合理樁型的時(shí)候應(yīng)通過多方案比較提升樁型與樁徑的適配度，同時(shí)還需要加強(qiáng)對(duì)施工可行性的考量。除此以外，設(shè)計(jì)人員在確定樁長的時(shí)候應(yīng)充分根據(jù)樁端持力層復(fù)雜程度在深淺不同區(qū)域試壓預(yù)制樁，并根據(jù)地勘報(bào)告提供的數(shù)據(jù)情況進(jìn)行估算取值，進(jìn)而得出最準(zhǔn)確的樁長，提升基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的有效性[2]。

（三）沉樁控制

靜壓沉樁施工中應(yīng)結(jié)合地質(zhì)報(bào)告得出靜壓沉樁的控制標(biāo)準(zhǔn)，保證其壓樁力應(yīng)在單樁豎向承載力特征值的2倍以上。在達(dá)到相應(yīng)的壓樁力要求之后應(yīng)進(jìn)行持荷5min，以達(dá)到相應(yīng)的穩(wěn)定狀態(tài)，控制沉降范圍在0.1mm以內(nèi)。

（四）偏差控制

在實(shí)際開展預(yù)應(yīng)力混凝土樁施工過程中，應(yīng)充分加強(qiáng)對(duì)樁偏差的控制，其中主要涉及到兩個(gè)方面：第一，垂直偏差控制。根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定來看，其垂直偏差允許的范圍是±50mm，而超過這一范圍將會(huì)導(dǎo)致施工損失。因此施工單位在施工過程中應(yīng)結(jié)合地質(zhì)需求調(diào)整樁的配樁長度，同時(shí)保障高程滿足結(jié)構(gòu)安全性需求。第二，水平偏差控制。在對(duì)每根樁位的水平偏差進(jìn)行控制的時(shí)候，有著不同的誤差控制標(biāo)準(zhǔn)，其中樁數(shù)1～3根的偏差范圍為100mm;4～16根為1/2樁徑;超過16根的時(shí)候則為中間樁1/2樁徑，外邊樁1/3樁徑。在此過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)偏差允許值進(jìn)行強(qiáng)調(diào)說明。

（五）樁基驗(yàn)收

《建筑樁基檢測技術(shù)規(guī)范》中對(duì)單樁承載力相關(guān)檢測工作做出了完整規(guī)定，通過靜載試驗(yàn)法利益來實(shí)現(xiàn)最直接、可靠的檢驗(yàn)。在條件不變的情況下，試樁數(shù)量應(yīng)在樁總數(shù)的1%以上，并確保不少于三根。與此同時(shí)，施工單位還應(yīng)進(jìn)一步對(duì)施工工藝參數(shù)和最終壓力值等參數(shù)進(jìn)行測定，并做好相應(yīng)的施工記錄。

（六）裂縫處理

雖然預(yù)應(yīng)力管樁具有強(qiáng)度高、制作周期短等優(yōu)勢，但在施工實(shí)踐中也存在受剪能力差的不足之處，因此往往會(huì)因?yàn)榇怪倍绕钜约皵D土等方面的原因而產(chǎn)生裂縫。針對(duì)存在裂縫的管樁需要先進(jìn)行糾偏，再進(jìn)行灌芯處理，同時(shí)在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)最大限度地加強(qiáng)其垂直度控制，避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

三、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)適應(yīng)的環(huán)境范圍

在開展預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)充分明確其適用環(huán)境，同時(shí)對(duì)不適宜的環(huán)境進(jìn)行精準(zhǔn)避開?？傮w來說，不宜采用預(yù)應(yīng)力混凝土樁的工程條件主要包括以下幾方面：第一，過多的孤石與地下障礙物會(huì)阻礙預(yù)制樁的下沉，同時(shí)還會(huì)引發(fā)樁身偏離原位或傾斜。第二，密實(shí)的砂層或碎石層對(duì)閑置預(yù)制樁下沉，并提升整體施工的難度。第三，石灰?guī)r地區(qū)也不宜應(yīng)用該技術(shù)。

結(jié)語：綜上所述，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)的應(yīng)用對(duì)提升工程環(huán)保性能、降低成本、提升質(zhì)量都起到了顯著作用，因此在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重點(diǎn)把控承載力取值、樁型樁徑樁長設(shè)計(jì)、沉樁控制等環(huán)節(jié)，為提升技術(shù)實(shí)施成效奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡建兵.PHC預(yù)制管樁樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用[J].四川水泥，2020（05）：140+179.

[2]彭丁星，付成剛，譚永.高強(qiáng)預(yù)制管樁靜壓穿透厚粗砂層施工技術(shù)[J].施工技術(shù)，2019，48（S1）：127-130.