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摘要：杭州市京杭運(yùn)河水上巴士工程基礎(chǔ)施工中，采用PHC樁。由于在打樁前做好樁機(jī)、樁錘選擇，并驗(yàn)收成品樁，打樁過程中插樁、沉樁、接樁均采取了相應(yīng)的技術(shù)措施，該作工程中PHC樁所具有的單樁承載力高、質(zhì)量穩(wěn)定可靠、施工速度快、施工現(xiàn)場文明、綜合效益好等特點(diǎn)均得到很好的體現(xiàn)。 本文發(fā)表在《中國科技信息》2005年第10期  


關(guān)鍵詞：PHC樁 單樁承載力 質(zhì)量穩(wěn)定 錘擊應(yīng)力  

1 前言 
預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(簡稱PHC樁)，是在近代高性能混凝土(HPC)和預(yù)應(yīng)力技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的混凝土預(yù)制構(gòu)件，它是建設(shè)部科技成果重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。PHC樁是專業(yè)工廠里采用先張法預(yù)應(yīng)力和離心成型工藝，經(jīng)過蒸壓養(yǎng)護(hù)而制成的一種空心圓筒體的等截面構(gòu)件，運(yùn)往施工現(xiàn)場后，通過錘擊或靜壓的方法沉入地下作為建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)。這是一種新型的基樁，由于它的卓越性能，得到了建筑界人士的青睞，在國外發(fā)展迅速，日本、港澳地區(qū)及東南亞各國使用都很廣泛。廣泛應(yīng)用在工業(yè)與民用建筑、橋梁、港口碼頭、水利工程等，在國家建設(shè)中發(fā)揮了愈來愈大的作用。杭州市京杭運(yùn)河水上巴士是杭州市開發(fā)運(yùn)河文化一個重要舉措，與之所設(shè)的碼頭工程由于施工場地狹窄、工期緊等要求，基礎(chǔ)工程全部采用12?15m長的PHC樁，使施工難度和造價均大大降低，工期、質(zhì)量也滿足了要求。 
2 PHC樁特點(diǎn) 
(1)單樁承載力高，單位承載力價格便宜。樁身混凝土強(qiáng)度等級為C80，具有高強(qiáng)性能，φ600的PHC樁的單樁允許承載力達(dá)到2500～3200KN。可作為高層、超高層建筑的基礎(chǔ)。其單位承載力的造價比預(yù)制混凝土方樁和鉆孔灌注樁低，且僅為鋼樁的1/3～2/3，并節(jié)省鋼材。 
(2) 抗彎性能好。PHC樁選用高強(qiáng)度、低松馳的陰螺紋鋼筋作為預(yù)應(yīng)力主筋，使樁身具有較高的預(yù)壓應(yīng)力，其抗彎、抗裂性能良好，PHC樁有卓絕的貫入性能，能穿透密實(shí)的砂層，能適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境與地理?xiàng)l件。 
(3) 質(zhì)量穩(wěn)定可靠。由于采用工廠預(yù)制的生產(chǎn)方式，能利用先進(jìn)的工藝和設(shè)備，質(zhì)量容易控制，產(chǎn)品質(zhì)量容易保證，且成樁質(zhì)量監(jiān)測方便。 
(4) 應(yīng)用范圍廣。樁身耐防腐性能好，規(guī)格長度容易調(diào)整，使設(shè)計(jì)選用范圍廣，容易布樁，對樁端持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。 
(5) 施工速度快，工期短。PHC樁在工廠商品化生產(chǎn)，能按施工要求及時供樁，施工前期準(zhǔn)備時間短，一般能縮短工期一～二月。 
(6) 施工現(xiàn)場文明。施工現(xiàn)場無砂石、水泥，無泥漿污染，對施工現(xiàn)場狹窄的工程特別有利。　 
3 施工準(zhǔn)備 
3.1 PHC樁專項(xiàng)施工組織設(shè)計(jì) 
PHC樁專項(xiàng)施工組織設(shè)計(jì)主要考慮施工方法、樁機(jī)與樁錘的選擇等而。 
樁機(jī)可按PHC樁的設(shè)計(jì)長度與施工成本，并結(jié)合實(shí)際現(xiàn)場情況選擇。 
選擇樁錘時，必須充分考慮樁的形狀、尺寸、重量、入土長度、結(jié)構(gòu)形式以及土質(zhì)、氣象等條件，并掌握各種錘的特性。樁錘的夯擊能量必須克服樁的貫入阻力，包括克服樁尖阻力、樁側(cè)摩阻力和樁的回彈產(chǎn)生的能量損失等。如果樁錘的能量不能滿足上述要求，則會引起樁頭部的局部壓曲，難以將樁送到設(shè)計(jì)標(biāo)高。 
施工方法：根據(jù)打樁施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況和基礎(chǔ)幾何形狀，要合理選擇打樁順序，對周圍建筑物采取預(yù)防措施。 


3.2  驗(yàn)樁 
PHC樁的質(zhì)量驗(yàn)收項(xiàng)目主要有外觀質(zhì)量、尺寸偏差、砼抗壓強(qiáng)度和抗彎性能等四項(xiàng)。只根驗(yàn)收合格的成品樁才可沉樁。 
3.3  吊裝與運(yùn)輸 
PHC樁混凝土強(qiáng)度宜超過80%時才能吊裝，吊裝有兩種方法：當(dāng)樁長大于13m 的PHC 樁宜采用支點(diǎn)法，兩支點(diǎn)設(shè)在離樁兩端0.21L 處；當(dāng)樁長不大于13m時，可采用直接進(jìn)行水平起吊，采用專用吊鉤鉤住管樁兩端內(nèi)壁直接進(jìn)行水平起吊。  
PHC樁強(qiáng)度達(dá)到100%時方可運(yùn)輸，樁在運(yùn)輸過程中支承應(yīng)滿足堆放的要求，并且要綁扎牢固。  
PHC樁堆放場地要堅(jiān)實(shí)平整，且最下層要在兩支點(diǎn)下放墊木，且墊木支撐點(diǎn)應(yīng)在同一平面上。本工程PHC 樁的堆放層數(shù)不得超過四層。 
PHC 樁的吊裝、運(yùn)輸及堆放過程中應(yīng)輕起輕放，應(yīng)避免振動、碰撞、滾落。
4 PHC 樁沉樁施工  
4.1 施工順序  
沉樁施工順序一般宜采用先長樁后短樁，先大徑后小徑的原則，自中間分兩邊對稱前進(jìn)， 或自中間向四周進(jìn)行。  
4.2 測放樁位  
測放的樁位經(jīng)測量監(jiān)理復(fù)測無誤后方可進(jìn)行沉樁，并且每天施工前要檢查即將施打的樁位與鄰樁之間的尺寸是否正確。為便于送樁高度控制設(shè)一定數(shù)量的水準(zhǔn)點(diǎn)。  
4.3 樁機(jī)就位  
檢查樁機(jī)，確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)后移動設(shè)備就位、對中、調(diào)直。  
4.4 插樁  
首先用吊車取樁，起吊前在樁身上劃出以米為單位的長度標(biāo)記并將開口樁尖焊接到底樁上（短樁無樁尖），起吊支點(diǎn)宜在樁端（無樁尖）0.3L 處；將樁吊起后，緩緩得將樁一端送入樁帽中，對位準(zhǔn)確后，再用兩臺經(jīng)緯儀（軸線互相垂直）雙向調(diào)整樁的垂直度，通過樁機(jī)導(dǎo)架的旋轉(zhuǎn)、滑動及停留進(jìn)行調(diào)整；插入時的垂直度偏差不得超過0.5％，確保位置及垂直度符合要求后先利用樁錘的自重將樁壓入土中。  
4.5 錘擊沉樁  
因地層較軟，初打時可能下沉量較大，宜低錘輕打，隨著沉樁加深，沉速減慢，起錘高度可漸增。在整個打樁過程中，要使樁錘、樁帽、樁身盡量保持在同一軸線上。必要時應(yīng)將樁錘及樁架導(dǎo)桿方向按樁身方向調(diào)整。要注意盡量不使管樁受到偏心錘打，以免管樁彎扭破壞。打樁較難下沉?xí)r，要檢查落錘有無傾斜偏心，特別是要檢查樁墊樁帽是否合適。如果不合適，需更換或補(bǔ)充軟墊。每根樁宜連續(xù)一次打完，不要中斷，以免難以繼續(xù)打下。 
4.6 接樁施工  
接樁采用端板式焊接接頭。當(dāng)下節(jié)樁的樁頭距地面0.6～0.8m 左右時，開始進(jìn)行接樁。先將焊接面清刷干凈，再在下節(jié)樁頭上安裝導(dǎo)向箍引導(dǎo)就位，當(dāng)PHC樁對好后，對稱點(diǎn)焊4～6點(diǎn)加以固定，然后拆除導(dǎo)向箍。由2 名電焊工手工對稱施焊，焊接層數(shù)應(yīng)大于等于二層，內(nèi)層焊渣必須清理干凈后再焊下一層，要保證焊縫飽滿連續(xù)。焊條采用J422 焊條，焊條直徑為φ4.0mm、φ3.2mm。焊接具體操作與要求按FGJ94-94 中的有關(guān)條款之規(guī)定執(zhí)行。焊好的樁接頭應(yīng)自然冷卻3～8 分鐘后方可錘擊沉樁。  


4.7  在沉樁過程中碰到下列情況應(yīng)暫停打樁，查明原因后再按處理方案施工：  
(1) 沉樁過程中樁的貫入度發(fā)生突變；  
(2) 樁頭混凝土剝落、破碎；  
(3) 樁身突然傾斜、跑位；  
(4) 地面明顯隆起、臨樁上浮或樁位水平移動過大；  
(5) 貫入度或錘擊數(shù)與試驗(yàn)成果明顯不符；  
(6) 樁身回彈曲線不規(guī)則。 
5 成果記錄整理 
打樁過程中應(yīng)詳細(xì)記錄各種作業(yè)時間，每打入0.5～1m的錘擊數(shù)、樁位置的偏斜、最后10擊的平均貫入度和最后1m的錘擊數(shù)等。按規(guī)范要求整理成表并進(jìn)行質(zhì)量評價，必要時進(jìn)行靜載與動載試驗(yàn)。 
6 PHC管樁與基礎(chǔ)底板連接技術(shù) 
為有效防止基礎(chǔ)上浮并保證基礎(chǔ)和樁基的整體協(xié)同工作，PHC樁必須伸入基礎(chǔ)不少于10cm，同時在基礎(chǔ)鋼筋綁扎前，將PHC樁頂部的60cm高度內(nèi)中間空部份灌入砼，砼不低于C40的砼，并微摻UEA膨脹劑(摻量10%)，同時沿孔周邊設(shè)置錨筋。錨筋伸入基礎(chǔ)底板內(nèi)，與底板砼剛接。 
8 施工體會 
(1) PHC樁強(qiáng)度高，抗彎性能好，具有卓絕的貫入性能，施工速度快，工期短。 
(2)PHC樁由于采用預(yù)應(yīng)力螺旋筋，抗裂性好，因此成樁質(zhì)量可靠，不易損壞，實(shí)際施工中，無一根樁破裂報廢，這是其它預(yù)制樁所不具有的特點(diǎn)。 
(3) 施工現(xiàn)場文明，特別適合工期短、城市環(huán)境條件下的樁基施工。　 
(4)“重錘低打”能有效降低錘擊應(yīng)力。樁錘對樁頭的錘擊速度越快，在樁身上產(chǎn)生的應(yīng)力波強(qiáng)度也越高，即打樁應(yīng)力與錘擊速度成正比，所以為降低錘擊應(yīng)力并保持較好的貫入度，采用了較重的樁錘和較低的速度施打，效果良好。 
(5)樁頭襯墊效應(yīng)對錘擊應(yīng)力也有直接影響。為延長錘擊作用時間、降低錘擊速度，并借以降低錘擊應(yīng)力，選用軟厚適宜的木樁墊，收到良好效果。 
(6)選擇合理的打樁施工順序，能減小樁的側(cè)向位移，對周圍建筑物不會有大的影響。應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)形狀和長應(yīng)先里后外，先深后淺，由中心逐漸往外側(cè)對稱施工。