PHC樁簡介

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(fā)展迅速，日本、港澳地區(qū)及東南亞各國使用都很廣泛。國內在八十年代開始研制生產PHC樁，已有生產廠近百家，一年產量超過一千萬米，應用在工業(yè)與民用建筑、橋梁、港口碼頭、水利工程等，在國家建設中發(fā)揮了愈來愈大的作用。

1、樁身強度高：PHC樁均采用C80以上的混凝土，采用先張法預應力制作，因而承壓力高，能抵抗較大的抗裂彎矩。具有較強的工作性能，樁身能在嚴劣的施工環(huán)境下保持完好，大大減少裂樁，斷樁事故的發(fā)生。

2、PHC樁由專業(yè)廠家大批量自動化生產，樁身質量穩(wěn)定可靠。

3、PHC樁穿透力強，足夠的壓力下，可穿越較厚的砂質土層，確保樁端嵌固于較好的持力層。

4、靜壓施工時，施工現場簡潔，無污染、無噪音，能保障文明施工。

5、由于PHC樁的單樁承載力相對較高，其環(huán)形截面所耗混凝土量較少，因而單位承載力造價最省。

1. 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(qū)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。

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. 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。A，施工順序。B，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。 C，測放樁位。測放的樁位經測量監(jiān)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。 D，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。E，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。F，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(xù)一次打完，不要中斷，以免難以繼續(xù)打下。G，接樁施工。接樁采用端板式焊接接頭。當下節(jié)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(jié)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(xù)。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(guī)定執(zhí)行。焊好的樁接頭應自然冷卻3～8 分鐘后方可錘擊沉樁。H，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(fā)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(guī)則。I， 成果記錄整理。打樁過程中應詳細記錄各種作業(yè)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(guī)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。

（一）樁基單樁豎向承載力的確定問題。

根據土的物理指標與承載力參數之間的經驗關系確定靜壓PHC樁的單樁豎向極承載力標準值時，可按下式估算：

Quk=Qsk Qpk=μp∑qsikli qpkAp（1）

式中μp—樁身周長；

qsik—樁側第i層土的極限側阻力標準值；

li—樁側第i層土的厚度；

qpk———樁端極限端阻力標準值；

Ap—樁端面積。

根據《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ94-94），樁數不超過3根的樁基，基樁的豎向承載力設計值為：

R=Qsk/rs Qpk/rp（2）

而對于樁數超過3根的非端承樁復合樁基，宜考慮樁群、土、承臺的相互作用效應，其復合基樁豎向承載力設計值為：

R=ηsQsk/rs ηpQpk/rp ηcQck/rc（3）

式中Qsk、Qpk—分別為單樁總極限側阻力和總極限端阻力標準值；

Qck—相應于任一復合基樁的承臺底地基土總極限阻力標準值；

ηs、ηp、ηc—分別為樁側阻群樁效應系數，樁端阻群樁效應系數、承臺底土阻力群樁效應系數；

rs、rp、rc———分別為樁側阻抗力分項系數、樁端阻抗力分項系數、承臺底土阻抗力分項系數。

在實際工程中，相當數量的樁基基樁數都會超過3根，按公式（3）的適用條件，雖然規(guī)范給出了ηs、ηp、rs、rp、rc等系數的經驗值，但基樁是端承樁還是非端承樁，卻不好判斷。由于地質情況千差萬別，建筑場地土層分布不均勻、土層厚薄不一、持力層埋深起伏大以及壓樁先后順序等因素的影響，使得同一承臺的各基樁，有的可能表現為端承型特征，有的表現為摩擦型特征。因此，單樁豎向承載力設計值如何計取，才能較為準確，有待完善。

（二）樁身結構豎向承載力設計值的確定問題

按國標，樁身結構豎向承載力設計值的計算公式為：

Rp=Apfcψc（4）

而按福建及其他一些地區(qū)標準，則考慮預壓應力的影響，樁身結構豎向承載力設計值的計算公式為：

Rp=Apfcψc-0.34Apδpc（5）

式中，Ap—為樁身橫截面面積；

fc—為混凝土軸心抗壓強度設計值；

ψc—為工作條件系數；

δpc—為樁身截面混凝土的有效預加應力。

對于公式（4）和公式（5）中的工作條件系數ψc，還沒有能建立一個很理想的試驗模型做精確試驗來確定，因此各地的理解不同，取值也不盡相同。按《建筑地基基礎規(guī)范》（GB50007-2002）中預制樁取為0.75，國際《預應力混凝土管樁》（03SG409）中取為0.7，上海標準取為0.6～0.7，而福建標準取0.6～0.75，并且還考慮了樁身有效預加應力的影響。這樣，就會造成各地管樁生產廠家出品的管樁，給出的力學性能指標存在差異，給設計選擇與施工選購帶來不吻合的現象,尤其是在省際交接地區(qū)。如，因為運輸成本的關系，廣西梧州地區(qū)所用的PHC管樁，通常都從廣東購進，即管樁生產制作按廣東標準，而設計有可能按國標或廣西區(qū)標選取，標準不同，得出的力學指標也不同。因此，有待進一步研究，統(tǒng)一標準。

（三）施工終壓力問題

施工終壓力應大于單樁豎向極限承載力標準值（Quk）且不致樁身破壞，又能確保樁身穿越不良土層進入合適的持力層，使樁底嵌固良好。

PHC管樁施工中較多采用靜壓壓樁法，而靜壓壓樁一般采用抱壓或頂壓，以抱壓為主。抱壓壓樁力對樁身產生的橫向力比頂壓壓樁力的一般大30%～50%，過大的抱壓力將使樁身產生豎向裂縫。在抱壓壓樁力作用下，管樁內側壁在力的作用點處產生拉應力，外壁在力的作用點處產生遠大于C80混凝土抗拉強度標準值的拉應力，致使管擴開。因此，為了保證樁身不受損壞，通過限制壓樁力來控制頂壓力和抱壓力。允許的最大抱壓壓樁力和頂壓壓樁力計算公式如下：

Pjmax≤0.45（fce-δpc）AP

Pfmax≤1.1Pjmax

式中

Pjmax—允許的管樁最大抱壓壓樁力；

Pfmax—允許的管樁最大頂壓壓樁力；

fce—管樁離心混凝土抗壓強度。

但是，在實際施工中，由于壓樁的擠土效應，一定數量的基樁壓入后，土體中應力顯著提升，后壓樁的樁基豎向極限承載力標準值Quk隨入土基樁數增加而不斷增大，為使每根基樁都達到終壓條件，壓樁力也應跟隨變化。所以施工終壓力該取多少為宜，需要收集大量的資料收據，進行統(tǒng)計分析。

（四）常見的施工問題

（1）允許施工終壓力下，樁端達不到持力層。壓樁的擠土效應，或者樁端持力層的覆土很厚，致使施工時Quk>Pfmax，都會出現基樁樁端達不到持力層的情況，處理的方法一般是采用預鉆孔取土。根據《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ94-94），預鉆孔沉樁，孔徑約比樁徑小50～100mm，深度宜為樁長的1/3～1/2。進行預鉆孔時，孔徑應按規(guī)范嚴格控制，但取土深度較難把握，按規(guī)范的1/3～1/2樁長，基樁往往達不到終壓條件。因此，需要積累一定的施工數據和經驗，根據地質情況綜合分析，才有可能較準確地確定滿足終壓條件的預鉆孔取土深度。

（2）同一承臺相鄰基樁樁底標高相差過大。造成這種情況的原因很多，也很復雜，壓樁的擠土效應、預鉆孔取土深度取值不當、持力層面起伏變化過大等因素，都會引起樁端參差不齊。相鄰基樁樁底標高差異過大，樁底高的基樁樁端應力對低樁端的基樁產生側向影響是肯定的，問題在于這種差異值達到多少時，影響才會產生，而且影響有多大，因涉及的因素很多，無法界定和估算，需要進行研究和完善。否則，機械地一律采用周邊補樁的辦法來處理，顯得依據不足，也使工程造價提高，造成浪費。

（3）樁頂短接樁。這種情況，一般都在基坑開挖后進行，所以接樁質量不易保證，對結構抗震也極為不利。2100433B

2、PHC 管樁的優(yōu)點

2. 1 單樁承載力高 由于PHC 管樁樁身混凝土強度高，可打入密實的砂層和強風化巖層，由于擠壓作用，樁端承載力可比原狀土質提高70% ～80% ，樁側摩阻力提高20%～40% 。因此，PHC 管樁承載力設計值要比同樣直徑的沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和人工挖孔樁高。

2. 2 應用范圍廣 PHC 管樁是由側阻力和端阻力共同承受上部荷載，可選擇強風化巖層、全風化巖層、堅硬的粘土層或密實的砂層(或卵石層)等多種土質作為持力層，且對持力層起伏變化大的地質條件適應性強，因此適應地域廣，建筑類型多。廣泛應用于60 層以下的多種高層建筑以及工業(yè)與民用建筑低承臺樁基礎，鐵路、公路與橋梁、港口、碼頭、水利、市政、構筑物，及大型設備等工程基礎。

2. 3 沉樁質量可靠 PHC 管樁是工廠化、專業(yè)化、標準化生產，樁身質量可靠;運輸吊裝方便，接樁快捷; 機械化施工程度高，操作簡單，易控制;在承載力，抗彎性能、抗拔性能上均易得到保證

2. 4 工程造價最便宜

2. 4. 1 直接成本 通過對多項工程實例的總結和分析，PHC 管樁的單位承載力造價在諸多樁型中是較便宜的一種 。

不同樁型主要指標比較見下表

注:造價指標是在常用設計樁長20米情況下的比較，當設計樁長越長(≤60 米) PHC 管樁越經濟。

2. 4. 2 間接經濟效益 評價PHC 管樁的經濟效益，不僅看造價，還要看工期。對于工期的價值，在以往計劃經濟時代，人們對它并不看重，但在當今商品經濟發(fā)展的時代，“時間就是金錢，工期就是效益”已成為人們的共識，對于貸款投資的人感觸尤深。PHC 管樁施工速度快、工效高、工期短，提前竣工投產，將產生巨大的社會效益和經濟價值。

PHC 管樁的機械化施工程度高，現場整潔，施工環(huán)境好。不會發(fā)生鉆孔灌注樁工地泥漿滿地流的臟污情況，也不會出現人工挖孔樁工地到處抽水和堆土運土的忙亂景象及井下作業(yè)的不安全感。容易做到文明施工，安全生產。減少安全事故，也是提高間接經濟效益的有效措施。

3 、靜壓法施工的優(yōu)點

PHC管樁施工方法主要有錘擊和靜壓兩種，用柴油錘、液壓錘錘擊法沉樁的施工工藝在我國還是占主導地位，特別在日本主要用錘擊法沉樁。近幾年來，隨著大噸位( 6800KN ) 壓樁機的問世和靜壓沉樁施工工藝的完善，靜壓法施工工藝與錘擊法相比具有明顯的優(yōu)點，因此發(fā)展迅速，有望取代錘擊法的態(tài)勢。

3. 1 施工質量有保證

靜壓法施工是通過壓樁機的自重和樁架上的配重作反力將PHC管樁壓入土中的一種沉樁工藝，在沉樁過程中，壓樁力可直觀、安全、準確地讀出并自動記錄下來，因而對樁承載力控制及判斷精確度高; 樁身質量及沉樁長度可用直接手段進行監(jiān)測，人為干擾因素少，難以弄虛作假。因此，靜壓法單樁承載力比錘擊法可靠，沉樁質量深得業(yè)主的信賴，并大大地減輕了監(jiān)理工作強度，消除了設計者的擔憂。

3. 2 對周邊環(huán)境無影響

錘擊法沉樁震動劇烈，噪音大，對周邊環(huán)境影響大，這是錘擊法的一大弊端。而靜壓法施工，無震動，無噪音，很適合在市區(qū)及其他對噪音有限制的地點施工。如在學校、醫(yī)院、辦公大院及住宅小區(qū)內外，精密儀器房附近區(qū)域內施工均可采用靜力壓樁，以使附近單位和居民的正常工作、生活環(huán)境不受噪音、震動干擾。在環(huán)保意識日益增強的現代社會，靜壓法施工的這一優(yōu)勢將會得到進一步的體現。

3. 3 施工應力小

錘擊法沉樁時，由于錘擊力的沖擊和反射，使PHC 管樁受到較大的壓應力波和拉應力波，容易使樁頭、樁身、接頭等薄弱處產生裂紋，嚴重影響樁基質量。而靜壓法是慢而均勻的加載，無沖擊和反射應力波，施工應力小且易控制。因此，采用靜壓法沉樁時，其PHC 管樁的配筋率和混凝土強度等級均可降低一個等級，這意味著靜壓法可降低PHC 管樁的制作成本。

3. 4 截樁量小

靜壓法送樁深度比錘擊法深，且送樁后樁頭質量較可靠。拔起長送樁器的能力，靜壓樁機要比打樁機強得多。因此，基坑開挖后PHC 管樁截去量比錘擊法小得多，尤其適用于有多層地下室的建筑工程。

3. 5 適應性好

例如：外徑500mm，壁厚100mm，長度12m的A型PHC管樁的標記為：

PHC 500 A 100 -12

最近幾年PHC管樁行業(yè)發(fā)展迅速。如圖1所示，目前國內PHC管樁主要應用于房地產建設領域，隨著國家加大了保障房開工建設的力度，2012年房地產領域的應用比例占到了80%左右；公路建設領域的應用比例約為10%；鐵路建設領域的應用比例約為5%，主要在高鐵建設部分，隨著國內高鐵建設高潮的來臨，這一比例將逐漸擴大；港口碼頭建設所應用的管樁主要為大直徑管樁，應用比例有限，約為2%；其他領域的應用比例約為3%。

根據中國項目咨詢網調查資料顯示--在國家相關部門發(fā)布的相應行業(yè)“十二五”規(guī)劃中，房地產開發(fā)投資2011-2015年較2006-2010年將增長87%，公路建設投資將增長52.1%，鐵路建設投資將增長41.4%，三個領域的年均增長率分別為13.3%、8.8%和7.2%。根據PHC管樁在三個應用領域的應用比例，可以得出2011-2015年PHC管樁行業(yè)年均需求增長率約為11.9%。

PHC管樁行業(yè)在未來五年的平均增長率，預計到2016年，PHC管樁的需求量將達到5.98億米左右的規(guī)模。按照2011年全國產能利用率計算，到2016年全國PHC管樁產能需達到8.1億米左右才能滿足產量增長的需求。按PHC管樁每條生產線150萬米/年計算，能容納231條新的生產線進入.