PHC管樁在基礎(chǔ)施工過程中的優(yōu)化應(yīng)用

李文棵（山東魯泰建筑工程集團(tuán)有限公司,山東　肥城　271608）

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PHC管樁在基礎(chǔ)施工過程中的優(yōu)化應(yīng)用

李文棵
（山東魯泰建筑工程集團(tuán)有限公司,山東肥城271608）

摘 要:針對特殊的地質(zhì)條件，對PHC管樁在基礎(chǔ)施工過程中進(jìn)行了優(yōu)化，取得較好效果。

關(guān)鍵詞:PHC管樁；優(yōu)化應(yīng)用；靜壓法

1　前言

菏澤聚隆能源有限公司位于菏澤市開發(fā)區(qū)工業(yè)園內(nèi)，主要建設(shè)110萬噸焦炭項(xiàng)目、副產(chǎn)品為粗苯、焦油、硫銨、焦?fàn)t煤氣等。煤化工項(xiàng)目工藝復(fù)雜，單位工程多，結(jié)構(gòu)形式多，按其生產(chǎn)規(guī)模擬建建、構(gòu)筑物重要性等級為一～三級，項(xiàng)目屬重要工程建設(shè)項(xiàng)目，而廠區(qū)擬建（構(gòu)）筑物煙囪、焦?fàn)t本體、煤塔、熄焦塔、配煤槽等處于粉土和粉砂層中，其承載能力不足，且具有液化性，不能作為建筑天然地基，為了確保項(xiàng)目建筑物的安全，建筑物基礎(chǔ)必須采用較為安全且經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)形式。對基礎(chǔ)形式進(jìn)行了充分的論證，對于一般工程的基礎(chǔ)采用天然地基淺基礎(chǔ)，對于部分建、構(gòu)筑物基礎(chǔ)及設(shè)備基礎(chǔ)荷載較大的采用預(yù)應(yīng)力砼管樁基礎(chǔ)處理。

2　方案比較及優(yōu)化選定

粉土和粉砂呈互層分布，較穩(wěn)定，厚度變化較小，多數(shù)擬建（構(gòu)）筑物和設(shè)備基礎(chǔ)處在兩層中。但因其承載能力不足和具有液化性，擬建（構(gòu)）筑物煙囪、焦?fàn)t本體、煤塔、熄焦塔、配煤槽等均不能以其作天然地基。對于焦臺、沉淀池、遷車臺、煤轉(zhuǎn)、變電、制樣室、倉庫、機(jī)修和水處理間及其他一些輕型建（構(gòu)）筑物可以其作為天然地基持力層。如果天然地基不能滿足要求，可對該層土采用振沖或擠密碎石樁加固形成復(fù)合地基或采用減輕液化影響的基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理的方法。

根據(jù)場地地層情況，綜合分析認(rèn)為由于菏澤聚隆能源公司焦化項(xiàng)目的配煤槽、焦?fàn)t本體、煤塔等重要擬建（構(gòu)）筑物地基的單位載荷為300KPa～400 KPa，對沉降要求敏感和不能坐在液化土層上，場地中的上部土層滿足不了設(shè)計(jì)要求，要求采用樁基礎(chǔ)將上部荷載傳入下層土中。場地中的細(xì)砂分布穩(wěn)定，厚度較大，性質(zhì)量好，深度適中，強(qiáng)度高，可以作為焦?fàn)t本體等擬建（構(gòu)）筑物的樁端持力層，而配煤槽和煤塔可以中砂為樁端持力層，樁基類型為端承摩擦樁。對于某些次要建（構(gòu)）筑物，如煙囪、熄焦塔、鍋爐房、除塵地面站、塔灌基礎(chǔ)、鼓風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、初冷室等也要采用樁基礎(chǔ)，以細(xì)砂為樁端持力層，只是樁可稍短些。

樁基宜選擇鉆孔砼灌注樁和預(yù)應(yīng)力管樁。預(yù)應(yīng)力管樁為擠土樁，樁身質(zhì)量以保證，抗腐蝕性能強(qiáng)，功效高。它的樁徑較小，施工難度可能較大，由于噪音大對周圍環(huán)境有一定的影響。

樁長和樁徑依據(jù)載荷的大小確定，如：焦?fàn)t本體鉆孔混凝土灌注樁采用樁徑0.60米和預(yù)制樁采用樁徑0.40米，樁長30米；配煤槽鉆孔混凝土灌注樁采用樁徑0.80米和預(yù)制樁采用樁徑0.50米，樁長40米；對于一些次重要的建（構(gòu)）筑物可采用混凝土灌注樁徑0.60米和預(yù)制樁0.40米，樁長22米等。

砼灌注樁和預(yù)應(yīng)力管樁單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值估算公式

Quk= Quk+ Quk=u∑ΨsiqsikLsi+ΨpqpkAp和

Quk= Quk+ Quk=u∑qsikLi+qpk（Aj+λpApl）

式中：qsik-樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值；

qpk-樁端持力層的極限的端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；

Lsi、Li-樁穿越第i層土的厚度；

Ap-樁端面積；

Aj-空心樁端凈面積；

Apl-空心樁敞口面積；

λp-樁端土塞效應(yīng)系數(shù)；

Ψsi、Ψp—大直徑灌注樁側(cè)阻力、端阻力尺寸效應(yīng)系數(shù)。

3　PHC試驗(yàn)樁施工及檢測結(jié)論

3.11、2#焦?fàn)t試驗(yàn)樁方案

1、2#焦?fàn)tPHC試驗(yàn)樁施工，設(shè)計(jì)樁長為30m，采用錘擊法施工工藝。

工藝流程如下：樁機(jī)設(shè)備安裝和調(diào)試→移機(jī)至起點(diǎn)樁位就位→經(jīng)緯儀對樁機(jī)進(jìn)行垂直度調(diào)整→起吊預(yù)制樁→試打1-2擊，測樁位偏移→正式打樁→接樁→送樁→測貫入度（或標(biāo)高）→移樁機(jī)至下一樁位

1、2#焦?fàn)t試驗(yàn)樁方案實(shí)施；預(yù)應(yīng)力管樁三棵樁單樁豎向抗壓承載力極限值分別為2600KN、2600KN、3380（破壞），累計(jì)沉降分別為21.76mm、10.44mm、36.00mm，s-lgt曲線，所有曲線近于水平，間距由密變疏，曲線尾部未出現(xiàn)明顯向下彎曲現(xiàn)象，Q-s曲線，隨著荷載的增加，曲線斜率逐漸增大。荷載加至檢測承載力時(shí)，曲線沉降穩(wěn)定，未出現(xiàn)明顯陡降段，單樁豎向抗壓承載力極限值可以考慮2800KN。

靜壓樁基施工工藝流程：樁位測放→壓樁機(jī)就位→吊樁、插樁→樁身對中調(diào)直→靜壓第一節(jié)樁→樁焊接→壓第二節(jié)樁→送樁至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高→成樁移機(jī)

3.2靜壓樁基一期工程施工及檢測結(jié)論

靜壓樁基一期工程分別對配煤槽、備煤及篩貯焦系統(tǒng)、焦油氨水分離及焦油氨水分離槽、油庫工段進(jìn)行了施工，工程采用高、低應(yīng)變法進(jìn)行檢測，檢測結(jié)論如下：

（1）通過對檢測結(jié)果的計(jì)算分析，配煤槽預(yù)應(yīng)力管樁；樁身完整性合格率為100%，滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）備煤、篩貯焦系統(tǒng)工程低應(yīng)變法所檢測的B系列配煤系統(tǒng)管樁工程67棵樁中66棵為Ⅰ類樁，占樁基檢測總數(shù)的98.5%；1棵為Ⅱ類樁占樁基檢測總數(shù)的1.5%；B122通廊工程4棵樁中4棵為Ⅰ類樁，占樁基檢測總數(shù)的100%；C系列出焦系統(tǒng)管樁工程14棵樁中13棵為Ⅰ類樁，占樁基檢測總數(shù)的92.9%；1棵為Ⅱ類樁，占樁基檢測總數(shù)的7.1%；油庫工段管樁工程22棵樁中21棵為Ⅰ類樁，占樁基檢測總數(shù)的95.5%；1棵為Ⅱ類樁，占樁基檢測總數(shù)的4.5%；C101轉(zhuǎn)運(yùn)站工程4棵樁中4棵為Ⅰ類樁，占樁基檢測總數(shù)的100%；C102轉(zhuǎn)運(yùn)站工程4棵樁中4棵為Ⅰ類樁，占樁基檢測總數(shù)的100%；C105轉(zhuǎn)運(yùn)站工程4棵樁中4棵為Ⅰ類樁，占樁基檢測總數(shù)的100%，滿足設(shè)計(jì)要求。

（3）焦油氨水分離樁基工程高應(yīng)變法所檢測的2棵樁單樁豎向抗壓承載力特征值為1300KN；焦油氨水分離樁基工程，低應(yīng)變法所檢測的22棵樁中，21棵為Ⅰ類樁，占樁基檢測總數(shù)的95.5%；1棵為Ⅱ類樁，占樁基檢測總數(shù)的4.5%，均滿足設(shè)計(jì)要求。

4　結(jié)論

PHC管樁在施工過程中優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)，適合在地質(zhì)條件大致相同的軟土地區(qū)廣泛推廣使用，因此現(xiàn)代建筑行業(yè)已廣泛應(yīng)用在工業(yè)與民用建筑、鐵路、橋梁、港口、碼頭等工程中。

作者簡介：李文棵（1980-），男，山東肥城人，助理工程師，主要從事：土木工程技術(shù)研究工作。

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.082