淺析超高強預應力混凝土管樁在施工中的應用

孫偉

摘 要：預應力高強混凝土管樁（簡稱PHC樁），其特點是單樁承載力高、設計范圍廣、抗彎性能好、樁身耐錘擊、抗裂性好、穿透力強、造價低廉、施工速度快、工期短。施工過程包括測放樁位、樁機就位、吊裝與運輸、插樁、錘擊沉樁、接樁和施工記錄。

關鍵詞：超高強預應力；混凝土管樁；施工技術

1 PHC樁特點

（1）工地的機械化性能好，場地很整潔，一般不會發生泥漿遍地的現象，也不會存在隨處抽水以及到處運土的現象，可以持續的開展建設工作。（2）建設速率非?？?，單一的設備一般可以完成少八根樁。因為建設時間縮減了，帶來了非常豐厚的利潤，進而減少了成本。（3）建設時期因為壓樁導致的應力不是很大，同時樁身在建設的時候一般不存在拉力，樁頭非常的完整，負壓很簡單。（4）單樁承載力高。由于擠壓作用，管樁承載力要比同樣直徑的沉管灌注樁或鉆孔灌注樁高。（5）對持力層起伏變化大的地質條件適應性強。因為管樁樁節長短不一，通常4—16m一節，可以靈便的搭接，在建設場地之中可以結合地質狀態來對長度進行調節，節省用樁的總數。（6）吊裝便捷。

2 使用過程中注意的問題

（1）預應力筋必須錨入承臺。（2）截樁后應考慮預應力損失，在預應力損失段的樁外圍應包裹鋼筋混凝土。（3）宜采用單節管樁。（4）多節管樁可考慮通長灌芯，另行設置通長的抗拔鋼筋，或將抗拔承載力留有余地，防止墩頭拔出。（5）端板與鋼筋的連結強度應滿足抗拔力要求。

3 材料的要求

（1）配制高強度混凝土宜選擇高強度水泥，可采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥。立窯生產的水泥須經仔細檢驗其化學成分后方可確定使用與否。

（2）配制用的細骨料，除應符合規定外，尚應滿足如下要求：宜使用級配良好的中砂，細度模數不小于2.6，含泥量應小于2%。

（3）配制用的粗骨料，除應滿足有關規定外，尚應滿足如下要求：應使用質地堅硬、級配良好的碎石，骨料的抗壓強度應比所配制的混凝土強度高50%以上，含泥量應小于1%，針片狀顆粒含量應小于5%，骨料的最大粒徑宜小于25mm。

（4）拌制高強度混凝土用的水應符合規定。

（5）配制高強度混凝土必須使用高效減水劑，并根據不同的要求輔以助劑配制，其摻量應根據試驗確定，外加劑的性能必須符合規定。

（6）配制時宜外摻的混合材料為磨細粉煤灰、沸石粉、硅粉?；旌喜牧系募夹g條件應符合規定，其摻量應根據試驗確定。

（7）高強度混凝土中的氯離子含量，對位于溫暖或寒冷地區、無侵蝕物質影響及與土直接接觸的橋梁不應超過水泥重量的0.2%，對位于嚴寒和海水區域，受侵蝕環境，使用除冰鹽的橋涵，不應超過水泥重量的0.1%。

4 PHC樁施工

PHC樁施工順序一般宜采用“先長樁后短樁，先大徑后小徑，從中間向四周并且對稱進行”。

（1）測放樁位。測放樁位時應根據設計要求，首先確定樁的位置相對坐標，將樁中心位置用木樁打入地面下50cm，再在木樁上將樁中心點放出，用生石灰線將樁徑圈定，由于打樁時振動較大，所以，樁位放置不能一次放數個樁位，要根據控制線放護樁，然后用護樁引測，施打一根，放一根樁位線，護樁距樁機應保持一定距離，太近時則影響樁位的準確。護樁應采取保護措施，防止擾動。

（2）樁機就位。樁機設備進場后，先進行安裝調試，然后移至樁位處就位。樁架安裝就位后應垂直平穩。在樁機移至樁位對中后，用2臺經緯儀對樁機進行垂直度調正，使導桿垂直，打樁期間經常檢查，隨時保證導桿的垂直度。

（3）吊裝與運輸。①PHC樁混凝土強度超過80%時才能吊裝。吊裝方法有：當樁長大于13m 的PHC 樁宜采用支點法，兩支點設在離樁兩端0.2L處；當樁長小大于13m時，可采用直接進行水平起吊。②PHC樁強度達到100%時可進行運輸，樁在運輸過程中要綁扎牢固。③PHC樁堆放場地要堅實平整，最下層要在兩支點下放墊木，堆放層數不得超過四層。

（4）插樁。樁打入過程中修正樁的角度較困難，因此就位時應正確安放。第一節管樁插入地下時，要盡量保持位置方向正確。開始要輕輕打下，認真檢查，若有偏差應及時糾正，必要時要拔出重打。校核樁的垂直度可采用垂直角，即用兩個方向（互成90°）的經緯儀使導架保持垂直。通過樁機導架的旋轉、滑動及停留進行調整。經緯儀應設置在不受打樁影響處，并經常加以調平，使之保持垂直。

（5）錘擊沉樁。初打時保證落距在0.5-0.8米，全落距打樁時保證樁錘落距不超過1.2米。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。必要時應將樁錘及樁架導桿方向按樁身方向調整。要注意盡量不使管樁受到偏心錘打，以免管樁受彎受權。打樁較難下沉時，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。

（6）接樁。接樁采用端板式焊接接頭，接樁時要注意新接樁節與原樁節的軸線一致，當下節樁的樁頭距地面1-1.2m時，要進行接樁。兩施焊面上的泥土、油污、鐵銹等要預先清刷干凈。焊接層數應大于等于二層，施焊第一層時，宜適當加大電流，加大熔深。采用手工焊接，第一層用[?]3.2或[?]4.0的E4320型焊條，第二層以后用[?]4.0～[?]5.0的E4320型焊條焊接。焊好的樁接頭應自然冷卻3-8分鐘后方可錘擊沉樁。

（7）施工記錄。在打樁過程中，每打入0.5m～1m的錘擊數、樁位置的偏斜、最后10擊的平均貫入度和最后1m的錘擊數等應詳細記錄。按規范要求進行質量評價。

5 質量要求

（1）高強度混凝土的施工技術要符合有關規定。（2）配料數量的允許偏差應符合預制場或集中攪拌站拌制的規定。（3）配制高強度混凝土必須準確控制用水量，砂石中的含水量應仔細測定后從用水量中扣除。除事先規定的部分用水可留在現場補加外，嚴禁在材料出機后再加水。（4）高效減水劑宜采用后摻法，如制成溶液加入，應在用水量中扣除這部分溶液用水。加入減水劑后，混凝土拌和料在攪拌機中繼續攪拌的時間，當用粉劑時不得少于60s，當用溶液時不得少于30s。（5）拌制高強度混凝土必須使用強制式攪拌機，宜采用二次投料法拌制。（6）混凝土的澆筑應連續進行，如因故必須間斷時，其間斷時間應小于前層混凝土的初凝時間或能重塑時間。允許間斷時間應經試驗確定。若超過允許間斷時間，須采取保證質量的措施或按工作縫處理。

6 大管樁與PHC管樁的區別

最根本的差別在于制造工藝，大管樁是后張法，PHC是先張法，再者，后張法的大管樁由于先制造多個管節，然后管節拼接，穿鋼筋，上錨具，最后灌漿，可以制造長度較大的管樁，最后，大管樁的錨具是無法取下來的。PHC管樁則是現在預支臺座上張拉鋼筋，然后澆筑混凝土，在混凝土達到一定強度的時候放張，最后取下錨具，由于PHC樁需要一次成型，目前主要用于制造較短的管樁。

7 總結

（1）“重錘低打”能有效降低錘擊應力。樁錘對樁頭的錘擊速度越快，在樁身上產生的應力波強度也越高，即打樁應力與錘擊速度成正比，所以為降低錘擊應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。

（2）樁頭襯墊效應對錘擊應力也有直接影響。為延長錘擊作用時間、降低錘擊速度，并借以降低錘擊應力，選用軟厚適宜的木樁墊，收到良好效果。

（3）選擇合理的打樁施工順序，能減小樁的側向位移，對周圍建筑物不會有大的影響。

（4）采用PHC樁，可做到現場清潔，文明施工。