預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)注意的問題

【提要】本文主要從巖土工程的觀點來探討預(yù)應(yīng)力管樁的應(yīng)用條件,提出管樁基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)注意的幾個問題；①工程勘察問題；②單樁承載力問題；③收錘標(biāo)準(zhǔn)問題；④不宜應(yīng)用管樁的工程地質(zhì)條件問題。

經(jīng)過十年來的推廣應(yīng)用，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁作為一種較新型的基樁已被廣東土木界所接受。廣東現(xiàn)有管樁廠四五十家，年生產(chǎn)量四百萬米左右，占全國的三分之二以上。目前廣東高層建筑樁基主要采用人工挖孔樁、沖鉆孔灌注樁和預(yù)應(yīng)力管樁。在10-40層樓房的基礎(chǔ)工程中，原來采用人工挖孔樁和沖鉆孔灌注樁的，有不少已被預(yù)應(yīng)力管樁所替代，這是因為預(yù)應(yīng)力管樁具有工程造價較便宜、質(zhì)量較可靠、長度易調(diào)整、施工速度快、監(jiān)理方便、檢測時間短、現(xiàn)場簡潔等優(yōu)點。但是，若對管樁的應(yīng)用條件認(rèn)識不清，對使用方法掌握不當(dāng)，也會發(fā)生工程質(zhì)量問題。下面就設(shè)計預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)應(yīng)注意的問題談一些看法。

一、管樁的應(yīng)用條件

了解管樁的應(yīng)用條件，對控制管樁基礎(chǔ)的設(shè)計質(zhì)量非常有益。

管樁的制作質(zhì)量要求已有國家標(biāo)準(zhǔn)《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》。管樁按混凝土強(qiáng)度等級分為：預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁。前者代號為PC樁，其混凝土強(qiáng)度等級一般為 C60或C70；后者代號為PHC樁，混凝土強(qiáng)度等級為C80，一般要經(jīng)過高壓蒸養(yǎng)才能生產(chǎn)出來，從成型到使用權(quán)用的最短時間只需三四天。管樁按抗裂變距和極限變距的大小又可分為：A型、AB型、B型，有效預(yù)壓應(yīng)力值約3.5～6.0Mpa的有效預(yù)壓應(yīng)力，打樁時樁身混凝土就可能不會出現(xiàn)橫向裂縫，所以，對于一般的建筑工程，采用A類或AB類型樁就行。目前，廣東地區(qū)常用的管樁規(guī)格如表1。

常用管樁規(guī)格表

管樁的施工方法即沉樁方式有六七種之多。廣東前幾年主要采用打入法，過去用過自由落錘，目前幾乎都采用柴油錘。柴油錘的極限貫入度廠家規(guī)定為20㎜/10擊，過小的貫入度作業(yè)會損壞柴油錘，減少其使用壽命。

管樁用柴油錘施打，震動大，噪音大。近年來，廣東開發(fā)了一種靜壓沉樁工藝，即采用液壓式靜力壓樁機(jī)將管樁壓到設(shè)計持力層。前幾年在廣東應(yīng)用的靜壓樁機(jī)，最大壓樁力只有1600kN～2400 kN，現(xiàn)在，靜壓樁機(jī)的最大壓樁力增大到5000 kN，可以將φ500 和φ550的預(yù)應(yīng)力管樁壓下去，單樁承載力可達(dá)2000～2500 kN，適用于15～30層的高層建筑，特別適用于市區(qū)施工。

管樁樁尖形式主要有三種：十字型、圓錐型和開口型。前兩種屬于封口型。穿越砂層時，開口型和圓錐型比十字型好。開口型樁尖一般用在入土深度為40m以上且樁徑≥550㎜的管樁工程中，成樁后樁身下部約有1/3-1/2樁長的內(nèi)腔被土體塞住，從土體閉塞效果來看，單樁承載力不會降低，但擠土作用可以減少。封口樁尖成樁后，內(nèi)腔可一目了然，對樁身質(zhì)量及長度可用目測法檢查，這是其他樁型所沒有的。十字型樁尖加工容易，價錢便宜，破巖能力強(qiáng)，故廣東省約90%以上的管樁采用十字型樁尖。樁尖規(guī)格不符合設(shè)計要求，也會造成工程質(zhì)量事故。

管樁樁端持力層可選擇為強(qiáng)風(fēng)化巖層、堅硬的粘土層或密實的砂層，廣東汕頭、湛江及珠江三角洲某些地區(qū)，基巖埋藏太深，管樁樁尖一般座落在中密至密實的砂層上，樁長約30～40m，這是以樁側(cè)摩阻力為主的端承摩擦樁。廣東其他許多地區(qū)基巖埋藏較淺，約10～30m，且基巖風(fēng)化嚴(yán)重，強(qiáng)風(fēng)化巖層厚達(dá)幾米、十幾米，這樣的工程地質(zhì)條件，最適合預(yù)應(yīng)力管樁的應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力管樁一般可以打入強(qiáng)風(fēng)化巖層1-3m，即可打入N=50～60的地層；管樁不可能打入中風(fēng)化巖和微風(fēng)化巖層。這是一個基本概念，弄不清這個概念就無法正確應(yīng)用預(yù)應(yīng)力管樁。

預(yù)應(yīng)力管樁的應(yīng)用，同基他任何樁型一樣都有基局限性。有些工程地質(zhì)條件就不宜用預(yù)應(yīng)力管樁。主要有下列四種：孤石和障礙物多的地層不宜應(yīng)用；有堅硬夾層時不宜應(yīng)用或慎用；石灰?guī)r地區(qū)不宜應(yīng)用；從松軟突變到特別堅硬的地層不宜應(yīng)用。詳見下節(jié)2.4條.

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