隨著我國高層建筑，尤其是高層住宅的大量涌現(xiàn)，預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)在一些地區(qū)運(yùn)用愈來愈廣泛。本文對混凝土預(yù)制樁的分類及預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)在采用錘擊法和靜壓法施工中應(yīng)注意的問題給出了介紹。

　　《建筑界》是本建筑行業(yè)技術(shù)探索的前沿期刊(省級刊物)。全稱：《江蘇商報.建筑界》。本刊是品牌主流媒體、是傳播理論動態(tài)的本土專業(yè)平臺，是建筑行業(yè)技術(shù)探索前沿媒體。為廣大建筑、房地產(chǎn)的從業(yè)技術(shù)人員搭建一個交流經(jīng)濟(jì)、展示成果、合作共進(jìn)的平臺。

　　預(yù)制樁根據(jù)所用材料的不同，可分為混凝土預(yù)制樁、鋼樁和木樁三類。混凝土預(yù)制樁常用的有混凝土實心方樁和預(yù)應(yīng)力混凝土空心管樁;鋼樁主要是鋼管樁和H型鋼樁兩種;木樁目前只在一些層數(shù)較低、荷載較輕的建筑物地基或遇局部暗塘的情況，采用它進(jìn)行處理地基，木樁在工程中已很少使用。

　　混凝土預(yù)制樁的橫截面有方、圓等各種形狀，預(yù)制樁可以在工廠生產(chǎn)，也可現(xiàn)場預(yù)制。現(xiàn)場預(yù)制樁的長度一般在25~30m以內(nèi)，工廠預(yù)制樁的分節(jié)長度一般不超過12m，沉樁是在現(xiàn)場連接到所需長度[1]。混凝土預(yù)制樁的配筋主要受到起吊、運(yùn)輸、吊立和沉樁等各階段的應(yīng)力控制，因而用鋼量較大。為減少混凝土預(yù)制樁的鋼筋用量、提高樁的承載力和抗裂性，可采用預(yù)應(yīng)力混凝土樁。混凝土預(yù)制樁能承受較大的荷載、堅固耐久、施工速度快，是廣泛應(yīng)用的樁型之一，但其施工對周圍環(huán)境影響較大，這里主要介紹混凝土預(yù)制管樁。

　　預(yù)應(yīng)力混凝土管樁采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝和離心成型法制作。經(jīng)高壓蒸氣養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)的為預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁(PHC樁)，其樁身離心混凝土強(qiáng)度等級不低于C80;未經(jīng)高壓蒸氣養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)的為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PC樁)，其樁身離心混凝土強(qiáng)度等級C60~C80。管樁按外徑分為300mm、400mm、500mm、600mm和700mm、800mm、1000mm、1200m、1300mm、1400mm等規(guī)格，建筑中的常用管樁規(guī)格為300mm、400mm、500mm和600mm。300mm管樁今后要逐步淘汰。管樁按混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力值分為A型、AB型、B型和C型，其有效預(yù)壓應(yīng)力值分別為4MPa、6MPa、8MPa和10MPa。重要工程都要選用AB型或B型樁;靜壓用樁廣東大部分選用厚壁的AB型樁。今后A型樁也逐步少用。

　　到目前為止全國還沒有一本專門的管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范;國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2002和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94–2008第七章有部分預(yù)制樁的內(nèi)容;各省(市)地方標(biāo)準(zhǔn)《管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》，其中浙江、福建、遼寧、云南、黑龍江、湖北、吉林、廣西、山東、廣東等省(市)都陸續(xù)出臺了有關(guān)規(guī)程。廣東省標(biāo)準(zhǔn)DBJ/T15–22–98《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》是我國最早頒布的有關(guān)管樁基礎(chǔ)設(shè)計和施工的綜合性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。但2008年進(jìn)行了修訂，變成廣東省標(biāo)準(zhǔn)《錘擊式預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》DBJ/T15-22-2008。

　　1 管樁基礎(chǔ)的主要施工方法

　　1.1錘擊法沉樁是用樁錘將樁擊入地基中的施工方法，目前常用的施工機(jī)械有柴油錘、液壓錘，適用于地基土為松散的碎石土、砂土、粉土以及可塑粘性土的情況。打樁錘擊力屬沖擊動力，預(yù)應(yīng)力管樁較耐打，在強(qiáng)力沖擊下具有較強(qiáng)的穿透能力，大量工程實踐表明，使用D45以上重型柴油錘可使其穿透5～6m厚的密實砂層或河卵石層，樁尖進(jìn)入N≥50(N為修正后的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù))的強(qiáng)風(fēng)化巖層1～2m或密實卵石層1～2m，但不能打入中風(fēng)化巖層[2]。當(dāng)遇到以下巖層時應(yīng)慎用錘擊法沉樁，①樁端持力層為遇水易軟化且埋藏較淺的風(fēng)化巖;②地下水或地基土對管樁的混凝土、鋼筋及鋼零部件有強(qiáng)腐蝕作用的巖土層。如樁尖附近有水，強(qiáng)風(fēng)化泥巖遇水就軟化，含泥較多的強(qiáng)風(fēng)化花崗巖體遇水發(fā)生崩解，于是樁端土承載力大大降低。

　　1.1.1錘擊法沉樁產(chǎn)生斷樁現(xiàn)象的原因：

　　1.1.11持力層以上的覆蓋層中含有較多且難以清除又嚴(yán)重影響打樁的孤石、風(fēng)化球或其它障礙物;

　　1.1.12持力層以上含有不適宜作樁端持力層且不易貫穿的硬夾層;

　　1.1.13基巖面上沒有合適持力層的巖溶地層;

　　1.1.14持力層以上無硬度漸變的緩沖土層，如普通的土層直接進(jìn)入中風(fēng)化;淤泥、松散砂層直接進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化;非巖溶地區(qū)基巖以上為淤泥等松軟土層，其下直接為中風(fēng)化、微風(fēng)化巖層;或中風(fēng)化巖面上只有較薄的強(qiáng)風(fēng)化層;巖溶地區(qū)，即石灰?guī)r地區(qū)，其特點為石灰?guī)r基本無風(fēng)化現(xiàn)象，即沒有全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化之分，直接為微風(fēng)化狀，強(qiáng)度達(dá)40～50MPa以上，但存在嚴(yán)重的地下水溶蝕現(xiàn)象，故常見較多的溶洞、土洞發(fā)育，由于基巖處通常有較為豐富的地下水沖蝕，故上部土層愈接近巖面則愈軟，承載力也愈低，甚至存在空洞(土洞)這種地質(zhì)條件俗稱“上軟下硬、軟硬突變”。

　　1.1.15錘擊過度，當(dāng)樁尖進(jìn)入或接近堅硬的持力層后仍過度錘擊，不注意控制錘高或貫入度控制過嚴(yán)，而同時樁身質(zhì)量又不是太好時，容易發(fā)生斷樁。這種情況要注意要求接近收錘時需“低錘密擊”，另尚應(yīng)注意采用較重錘時要“重錘低擊”。并將貫入度適當(dāng)放寬，以盡量減少斷樁率，對個別的斷樁部位則采用補(bǔ)樁處理。

　　1.2靜壓法沉樁是采用靜力壓樁機(jī)將預(yù)制樁壓入地基中的施工方法，目前常用的機(jī)械有抱壓式液壓壓樁機(jī)、頂壓式液壓壓樁機(jī)、抱壓頂壓聯(lián)合式液壓壓樁機(jī)、抱壓振動液壓壓樁機(jī)。使用最多的是抱壓式液壓壓樁機(jī)，常用的壓樁力為200噸、300噸、400噸、500噸甚至600噸，可壓直徑300mm～600mm的管樁。靜壓樁的樁端持力層可選擇在硬塑～堅硬粘土層;中密～密實的砂土層、河卵石層;全風(fēng)化巖層或強(qiáng)風(fēng)化巖層中，其上覆土層一般來說較軟弱。壓樁力屬靜力，造成樁的穿透能力相對較小，但也并非僅能穿透軟弱土層，實踐證明壓樁力≥4000kN的靜壓樁也可穿透2～3m厚的密實砂層，樁尖到達(dá)N=50(N為修正后的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù))的強(qiáng)風(fēng)化巖表面。靜壓樁沉樁穿越的土層一般是軟弱松散的，含水量較高，孔隙比較大。當(dāng)預(yù)制樁在垂直靜壓力作用下沉入地基土中時，樁尖直接使土體產(chǎn)生沖剪破壞，同時樁周土體也產(chǎn)生剪切擠壓破壞，孔隙水受此沖剪擠壓作用形成不均勻水頭，產(chǎn)生了超孔隙水壓力，擾動了土體結(jié)構(gòu)，使樁周一定范圍內(nèi)的土體抗剪強(qiáng)度降低，粘性土發(fā)生嚴(yán)重軟化，粉土砂土發(fā)生稠化，此時樁身容易下沉。一旦壓樁終止并隨著時間的推延，樁周土的觸變時效和固結(jié)時效體現(xiàn)出來，土體中的孔隙水壓力逐漸消散，土體發(fā)生固結(jié)，土的抗力逐漸恢復(fù)，甚至超過其原始強(qiáng)度。為減少擠土影響，確定沉樁順序的原則如下：①從中間向四周沉設(shè)，由中及外;②從靠近現(xiàn)有建筑物最近的樁位開始沉設(shè)，由近及遠(yuǎn);③先沉設(shè)入土深度深的樁，由深及淺;④先沉設(shè)斷面大的樁，由大及小。⑤先沉設(shè)長度大的樁，由長及短。靜壓樁施工對表土層承載力有較高要求，勘察時應(yīng)采用輕便動力觸探、取土樣、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗等手段準(zhǔn)確查明表層3m土層的承載能力。場地地基承載力不應(yīng)小于壓樁機(jī)接地壓強(qiáng)的1.2倍，且場地應(yīng)平整[3]。一般600～700t重的壓樁機(jī)，接地壓強(qiáng)高達(dá)140～160kPa，如果工地現(xiàn)場沒有這么高的地耐力，加上壓樁機(jī)來回行走，壓樁機(jī)就會發(fā)生陷機(jī)，容易將已壓入土層且送樁深度較淺的基樁擠彎擠斷。陷機(jī)產(chǎn)生的側(cè)向壓力會使淺表土體發(fā)生水平位移，從而導(dǎo)致附近已施工基樁及市政設(shè)施、民宅等產(chǎn)生不同程度的損壞。陷機(jī)處凡樁頂深度<2.5m的基樁都會受到側(cè)向壓力的影響，輕則傾斜，重則斷裂。樁頂愈淺，被推斷的概率愈大，特別是樁頂深度<1.5m時，其被推斷的概率高達(dá)90%。壓樁施工主要存在的一些問題如下：①小樁機(jī)充大樁機(jī)，小機(jī)壓大樁;②大樁機(jī)壓小樁，雖然配重達(dá)到終壓力的要求，但容易把樁身抱壓碎裂;③施工場地太軟而未做處理，容易發(fā)生陷機(jī)現(xiàn)象;④管樁的橢圓度不符合要求，兩側(cè)合縫位置沒有避開夾樁機(jī)構(gòu)夾塊的直接擠壓;⑤終壓時穩(wěn)壓時間太長，終壓力超過樁身抱壓允許壓樁力。

　　2結(jié)束語

　　從總體上看，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件大致相同時，靜壓樁的樁長通常要比錘擊樁短1～2m，有時甚至短3～4m。錘擊法沉樁伴有噪聲、振動和地層擾動等問題，在城市建設(shè)中應(yīng)考慮其對環(huán)境的影響。施工中產(chǎn)生的固體廢棄物的堆放、產(chǎn)生的噪音污染及廢氣排放必須按《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》等有關(guān)法規(guī)執(zhí)行。靜壓法沉樁具有無噪聲、無振動、無沖擊力、施工應(yīng)力小、樁頂不易損壞和沉樁精度較高等特點。但較長樁分節(jié)壓入時，接頭較多會影響壓樁的效率。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]基礎(chǔ)工程 中國建筑工業(yè)出版社。

　　[2] 《有關(guān)管樁基礎(chǔ)的幾個問題》王離。

　　[3] 建筑樁基技術(shù)規(guī)范 JGJ94-2008。