預應力管樁在靖江地區高層建筑中的應用

邵建東

（靖江市建筑設計院有限公司，江蘇 靖江 214500）

預應力管樁在靖江地區高層建筑中的應用

邵建東

（靖江市建筑設計院有限公司，江蘇 靖江 214500）

預應力管樁在靖江地區高層建筑中應用越來越多，文章系統介紹了管樁的設計原則和施工工藝，指出了在靖江地區應用中遇到的一些技術問題，提出了如何控制管樁質量的具體建議。

預應力管樁；設計；施工；質量控制

預應力混凝土管樁是采用先張法預應力工藝和離心成型方法制成的一種空心圓柱型鋼筋混凝土預制樁。預應力管樁在我國的應用很廣，泰州市靖江地區從2002年開始應用預應力管樁，在工業與民用建筑中使用效果較好。預應力管樁與鉆孔灌注樁是靖江地區高層建筑的主要樁型。現就預應力管樁在高層建筑工程中應用作簡要分析。

1 適用范圍及條件

管樁分為預應力高強混凝土管樁（PHC）、預應力混凝土管樁（PC）、預應力混凝土薄壁管樁（PTC）。施工方法分錘擊和靜壓兩種，施工機械中有600T和800T大型壓樁機、DD63和DD83以上的柴油錘。靖江地區抗震設防烈度為6度，可以直接選用江蘇省結構構件標準圖集（蘇G03-2002）[1]。靖江地區常用的為PHC管樁，常用的預應力管樁各項參數如表1。

表1 常用預應力管樁參數

2 樁基設計

2.1 高層建筑樁基礎設計步驟[2]：

（1）巖土工程勘察報告與上部結構簡況的綜合分析研究。靖江地區高層建筑層次一般為11-30層，結構形式為剪力墻和框架-剪力墻結構兩種，抗震設防類別為丙類，地基基礎設計等級為乙級，樁基設計等級為乙級。根據本地區巖土工程勘察報告，上部土層為軟土，一般選擇35-40米左右的中密-密實粉細砂為樁端持力層，樁端以下土層為細砂和中粗砂。

下圖為某工程地質剖面圖，可以初步確定以第⑩層粉細砂為樁端持力層。

（2）確定單樁豎向、水平向承載力及單樁剛度特征。根據建筑物荷載初步確定樁的直徑，單樁承載力確定時按規范[3]5.3.1條第二款設計等級為乙級的建筑樁基，當地質條件簡單時，可參照地質條件相同的試樁資料，結合靜力觸探等原位測試和經驗參數綜合確定。按照勘察報告提供的樁側阻力和樁端阻力值，計算單樁豎向、水平向承載力。

（3）確定樁數、樁的平面布置及埋深。墻下樁的布置可依據荷載情況和橫墻間距大小確定，一般采用單排布置，應盡量使群樁形心和荷載重心重合，務必要使各樁受力基本均勻，不可布置得過于零散，造成施工不便。獨立樁基的樁采用對稱布置，樁距按規范選用3.5d。

（4）驗算樁基豎向和水平整體承載力及樁基沉降量。高層建筑應進行樁基變形計算，對高層剪力墻結構，變形控制指標主要是總沉降量和整體傾斜；對高層框架-剪力墻結構，變形控制指標主要是外柱和內部混凝土墻之間的差異沉降。對樁中心距不大于6倍樁徑的樁基，其最終沉降量可采用等效作用分層總和法，可按《高層建筑巖工程勘察規程》附錄F0.3進行估算。

本地區樁基計算沉降量一般在40-80mm之間，與實測值比較接近，均能滿足規范要求。

（5）對樁數、布置方案和承臺結構作出技術上的必要調整。樁基設計的工程實例較多，這里不再闡述。

3 預應力管樁的施工工藝

3.1 準備工作

預應力混凝土管樁的施工必須配備性能可靠、符合標準、種類齊全的施工機械和設備，根據設計文件和施工組織計劃的要求，確定合理可行的施工順序。

3.2 預應力混凝土管樁的施工

預應力混凝土管樁的施工工藝流程如圖2所示：

3.3 施工技術要點

（1）樁位放樣 根據圖紙和技術交底確定的坐標控制點進行樁位放樣，采用全站儀定出樁位。用石膏粉作出樁位的圓形標記，圓心位置用小樁標記。（2）沉樁 樁機就位后開始吊樁，然后調平樁機，同時用相互垂直的兩個方向經緯儀檢查垂直度，開動壓樁裝置，記錄壓樁時間和各壓力表讀數（錘擊樁記錄錘擊數和貫入度）。（3）接樁和焊接要求 接樁時樁頭高出地面1.0米左右，焊接時應分層焊接，焊縫應達到三級焊縫要求，嚴禁用水冷卻。（4）送樁 用水準儀確定地面標高，在送樁管上作記號，不得超送。（5）終止沉樁 正常情況按設計要求和試樁情況結束送樁。（6）在施工過程中若出現壓力顯著增加或減少，需暫停施工，分析原因后提出處理措施。

在靖江地區施工預應力管樁，尤其要注意以下四點：（1）由于表面土層承載力較低，場地應回填建筑垃圾或干砂，厚度不得低于0.5米。（2）高層建筑大部分附有地下室，送樁時嚴格控制垂直度和標高。（3）靖江地區在地下15-24米左右存在中密狀態的粉砂層，上面兩節樁配樁長度應大于24.0米，避免在此層中焊接。（4）焊接質量應嚴格按要求執行，避免因土體隆起或者孔隙水壓力消散時引起的拉應力而造成質量事故。

3.4 預應力混凝土管樁的現場施工質量及檢驗要求[4]

表2 預應力管樁施工質量控制表

3.5 預應力混凝土管樁的檢測

工程樁應采用靜載試驗確定單樁豎向抗壓承載力[5]，檢測數量在同一條件下不應少于3根。對上述選定以外的樁，可采用高應變法進行單樁豎向抗壓承載力驗收檢測。高應變法也可作為單樁豎向抗壓承載力驗收檢測的補充，抽檢數量不宜少于總樁數的5%。出于對樁基抵抗水平力的考慮，應進行單樁水平承載力檢測，檢測數量不應少于總樁數的2%。低應變法檢測，應不少于20%。

樁基抽樣檢測時宜選擇下列樁：施工質量有疑問的樁，設計方認為重要的樁，局部地質條件出現異常的樁和適量選擇完整性檢測中判定的Ⅲ類樁。

4 預應力管樁技術經濟分析

在管樁沒有推廣使用之前，為獲得比較高的單樁承載力，一般采用鉆孔灌注樁。由于靖江地處長江北岸，在地貌上屬長江下游沖積平原，土層由淤泥質粉質粘土夾粉砂、粉土和粉細砂組成，土體中含砂較多，清孔后泥漿粘度難以達到要求，孔底沉渣較厚，導致單樁承載力達不到設計要求，往往要進行處理，導致增加工程造價。另外，泥漿排放也很困難，容易污染環境。而預應力管樁沉樁比較順利，樁尖可以達到預計持力層，壓力和貫入度可控，承載力有較大提高，從而節約基礎造價。按目前工程造價采用同直徑的鉆孔灌注樁和預應力管樁，基礎造價可以節約20%左右。

5 結束語

預應力管樁能滿足現代化建設高質量、環境保護、工業化的要求，無論在市內或城郊都有比較好的施工方法。文章對預應力管樁的設計、施工進行了論述，表明管樁在靖江地區高層建筑中的應用可以達到經濟合理的效果。

[1] 先張法預應力混凝土管樁 (蘇G03-2002)[S].北京:中國建筑工業出版社,2005.

[2] 郭繼武.建筑地基基礎設計及工程應用[M].北京:中國建筑工業出版社,2008.

[3] JGJ94-2008,建筑樁基技術規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2008.

[4] 劉金礪.高層建筑樁基工程技術[M].北京:中國建筑工業出版社,1998.

[5] JGJ106-2003,建筑基樁檢測技術規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2003.

Pre-stressed Steel Pipe Driven in as Piling in Jingjiang Area High-rise Construction App lication

SHAO Jian-dong(Jingjiang Architectual Design Institute Co., Ltd., Jingjiang Jiangsu 214500,China)

The pre-stressed steel pipe driven in as piling applies in the Jingjiang area high-rise construction are getting more and more, this article system introduced the steel pipe driven in as piling principle of design and the construction craft, had pointed out meets some technical question in the Jingjiang area application, proposed how to control the steel pipe driven in as piling quality the concrete proposal.

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TU378

A

1671-0142(2010)01-0070-03

邵建東(1970-),男,江蘇靖江人,工程師.

（責任編輯 李冠楠）