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


關鍵詞：PHC樁 單樁承載力 質量穩定 錘擊應力  

1 前言 
預應力高強混凝土管樁(簡稱PHC樁)，是在近代高性能混凝土(HPC)和預應力技術的基礎上發展起來的混凝土預制構件，它是建設部科技成果重點推廣項目。PHC樁是專業工廠里采用先張法預應力和離心成型工藝，經過蒸壓養護而制成的一種空心圓筒體的等截面構件，運往施工現場后，通過錘擊或靜壓的方法沉入地下作為建(構)筑物的基礎。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，在國外發展迅速，日本、港澳地區及東南亞各國使用都很廣泛。廣泛應用在工業與民用建筑、橋梁、港口碼頭、水利工程等，在國家建設中發揮了愈來愈大的作用。杭州市京杭運河水上巴士是杭州市開發運河文化一個重要舉措，與之所設的碼頭工程由于施工場地狹窄、工期緊等要求，基礎工程全部采用12?15m長的PHC樁，使施工難度和造價均大大降低，工期、質量也滿足了要求。 
2 PHC樁特點 
(1)單樁承載力高，單位承載力價格便宜。樁身混凝土強度等級為C80，具有高強性能，φ600的PHC樁的單樁允許承載力達到2500～3200KN。可作為高層、超高層建筑的基礎。其單位承載力的造價比預制混凝土方樁和鉆孔灌注樁低，且僅為鋼樁的1/3～2/3，并節省鋼材。 
(2) 抗彎性能好。PHC樁選用高強度、低松馳的陰螺紋鋼筋作為預應力主筋，使樁身具有較高的預壓應力，其抗彎、抗裂性能良好，PHC樁有卓絕的貫入性能，能穿透密實的砂層，能適應復雜的環境與地理條件。 
(3) 質量穩定可靠。由于采用工廠預制的生產方式，能利用先進的工藝和設備，質量容易控制，產品質量容易保證，且成樁質量監測方便。 
(4) 應用范圍廣。樁身耐防腐性能好，規格長度容易調整，使設計選用范圍廣，容易布樁，對樁端持力層起伏變化大的地質條件適應性強。 
(5) 施工速度快，工期短。PHC樁在工廠商品化生產，能按施工要求及時供樁，施工前期準備時間短，一般能縮短工期一～二月。 
(6) 施工現場文明。施工現場無砂石、水泥，無泥漿污染，對施工現場狹窄的工程特別有利。　 
3 施工準備 
3.1 PHC樁專項施工組織設計 
PHC樁專項施工組織設計主要考慮施工方法、樁機與樁錘的選擇等而。 
樁機可按PHC樁的設計長度與施工成本，并結合實際現場情況選擇。 
選擇樁錘時，必須充分考慮樁的形狀、尺寸、重量、入土長度、結構形式以及土質、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、樁側摩阻力和樁的回彈產生的能量損失等。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，難以將樁送到設計標高。 
施工方法：根據打樁施工區域內的地質情況和基礎幾何形狀，要合理選擇打樁順序，對周圍建筑物采取預防措施。 


3.2  驗樁 
PHC樁的質量驗收項目主要有外觀質量、尺寸偏差、砼抗壓強度和抗彎性能等四項。只根驗收合格的成品樁才可沉樁。 
3.3  吊裝與運輸 
PHC樁混凝土強度宜超過80%時才能吊裝，吊裝有兩種方法：當樁長大于13m 的PHC 樁宜采用支點法，兩支點設在離樁兩端0.21L 處；當樁長不大于13m時，可采用直接進行水平起吊，采用專用吊鉤鉤住管樁兩端內壁直接進行水平起吊。  
PHC樁強度達到100%時方可運輸，樁在運輸過程中支承應滿足堆放的要求，并且要綁扎牢固。  
PHC樁堆放場地要堅實平整，且最下層要在兩支點下放墊木，且墊木支撐點應在同一平面上。本工程PHC 樁的堆放層數不得超過四層。 
PHC 樁的吊裝、運輸及堆放過程中應輕起輕放，應避免振動、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， 或自中間向四周進行。  
4.2 測放樁位  
測放的樁位經測量監理復測無誤后方可進行沉樁，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一定數量的水準點。  
4.3 樁機就位  
檢查樁機，確保設備正常運轉后移動設備就位、對中、調直。  
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記并將開口樁尖焊接到底樁上（短樁無樁尖），起吊支點宜在樁端（無樁尖）0.3L 處；將樁吊起后，緩緩得將樁一端送入樁帽中，對位準確后，再用兩臺經緯儀（軸線互相垂直）雙向調整樁的垂直度，通過樁機導架的旋轉、滑動及停留進行調整；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，以免管樁彎扭破壞。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。如果不合適，需更換或補充軟墊。每根樁宜連續一次打完，不要中斷，以免難以繼續打下。 
4.6 接樁施工  
接樁采用端板式焊接接頭。當下節樁的樁頭距地面0.6～0.8m 左右時，開始進行接樁。先將焊接面清刷干凈，再在下節樁頭上安裝導向箍引導就位，當PHC樁對好后，對稱點焊4～6點加以固定，然后拆除導向箍。由2 名電焊工手工對稱施焊，焊接層數應大于等于二層，內層焊渣必須清理干凈后再焊下一層，要保證焊縫飽滿連續。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 中的有關條款之規定執行。焊好的樁接頭應自然冷卻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) 貫入度或錘擊數與試驗成果明顯不符；  
(6) 樁身回彈曲線不規則。 
5 成果記錄整理 
打樁過程中應詳細記錄各種作業時間，每打入0.5～1m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。按規范要求整理成表并進行質量評價，必要時進行靜載與動載試驗。 
6 PHC管樁與基礎底板連接技術 
為有效防止基礎上浮并保證基礎和樁基的整體協同工作，PHC樁必須伸入基礎不少于10cm，同時在基礎鋼筋綁扎前，將PHC樁頂部的60cm高度內中間空部份灌入砼，砼不低于C40的砼，并微摻UEA膨脹劑(摻量10%)，同時沿孔周邊設置錨筋。錨筋伸入基礎底板內，與底板砼剛接。 
8 施工體會 
(1) PHC樁強度高，抗彎性能好，具有卓絕的貫入性能，施工速度快，工期短。 
(2)PHC樁由于采用預應力螺旋筋，抗裂性好，因此成樁質量可靠，不易損壞，實際施工中，無一根樁破裂報廢，這是其它預制樁所不具有的特點。 
(3) 施工現場文明，特別適合工期短、城市環境條件下的樁基施工。　 
(4)“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。 
(5)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。 
(6)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。應根據基礎形狀和長應先里后外，先深后淺，由中心逐漸往外側對稱施工。