摘 要：PHC樁作為近年來我國(guó)出現(xiàn)的一種新型預(yù)制樁,憑借其單樁承載力高,耐打性好,穿透能力強(qiáng)以及施工便捷、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。但我國(guó)北方地區(qū)應(yīng)用相對(duì)較小，本文通過工程實(shí)踐分析總結(jié)PHC樁在我國(guó)北方港口工程中的應(yīng)用。全文包括分析解決PHC樁打設(shè)中遇礫卵石層的問題，其中還包括相關(guān)PHC樁基承載力檢測(cè)的高應(yīng)變?cè)囼?yàn)及靜載試驗(yàn)等。

　　關(guān)鍵詞：PHC管樁、AGLOR、礫卵石層、檢測(cè)、厚度

　　Abstract: In this paper, through the engineering practice analysis of PHC pile in ports in North China engineering application, analysis and solution of PHC pile in gravel layer in question, which also includes PHC pile bearing capacity test of high strain test and static load test.

　　Key words: PHC;AGLOR; piles of gravel layers; thickness; detection

　　中圖分類號(hào)：TU473.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　1、引言

　　PHC樁作為近年來我國(guó)出現(xiàn)的一種新型預(yù)制樁,憑借其單樁承載力高,耐打性好,穿透能力強(qiáng)以及施工便捷、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。但我國(guó)北方地區(qū)應(yīng)用相對(duì)較小，且PHC樁對(duì)地質(zhì)有適用性的要求。有的地質(zhì)并不適用，如土層中含有不宜作為持力層而且管樁又難以貫穿的堅(jiān)硬土層，如較厚的砂層;土層中含有較多影響沉樁施工的孤石或其他障礙物等。本文通過工程實(shí)踐分析總結(jié)PHC樁在我國(guó)北方港口工程中的應(yīng)用。特別是針對(duì)北方地區(qū)海岸線易出現(xiàn)的礫卵石層，文中通過設(shè)計(jì)計(jì)算、打樁施工工藝及打樁記錄、樁基承載力檢測(cè)的高應(yīng)變?cè)囼?yàn)等分析總結(jié)，PHC樁遇礫卵石層的適應(yīng)性及打設(shè)PHC過程中的注意事項(xiàng)等。

　　2、工程概況

　　2.1、工程概況

　　北方某船廠船臺(tái)區(qū)共有4個(gè)船臺(tái)滑道，單個(gè)船臺(tái)滑道長(zhǎng)680m。900t龍門吊軌道梁分列船臺(tái)區(qū)兩側(cè)側(cè)。900t龍門吊軌道梁軌道梁?jiǎn)蝹?cè)長(zhǎng)1159m。船臺(tái)及900T軌道梁PHC樁總數(shù)約為1.35萬根。船臺(tái)滑道和900t龍門吊軌道梁均采用φ800mmPHC樁樁基基礎(chǔ)，樁外徑800mm，內(nèi)徑580mm，采用混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C80F350。PHC樁樁型由生產(chǎn)廠家提供。

　　2.2、工程地質(zhì)條件

　　根據(jù)勘探資料，地層由上至下劃分為：

　　素填土、粉土、細(xì)砂、中砂、粉質(zhì)粘土、礫卵石、粘土、碎石、石英砂巖殘積土、強(qiáng)風(fēng)化輝綠巖、中風(fēng)化輝綠巖、強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖、中風(fēng)化石英砂巖。

　　礫卵石層、碎石層樁側(cè)阻力和樁端阻力設(shè)計(jì)參數(shù)如下：樁的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值為3500 kPa及4500 kPa，樁端阻力特征值為2000 kPa及2600 kPa。

　　3、結(jié)構(gòu)的空間計(jì)算

　　以900T龍門吊(雙)軌道梁的計(jì)算為例：

　　本次計(jì)算的對(duì)象為船臺(tái)區(qū)900T龍門吊(雙)的軌道梁及其樁基礎(chǔ)。各構(gòu)件的內(nèi)力均采用目前廣泛使用的有限元軟件Algor進(jìn)行空間計(jì)算。根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果對(duì)樁基進(jìn)行選型(PHC樁)計(jì)算，進(jìn)行樁基礎(chǔ)的單樁垂直極限承載力驗(yàn)算;對(duì)軌道梁進(jìn)行配筋計(jì)算。經(jīng)ALGOR建模計(jì)算，可知900t龍門吊(雙)軌道梁φ800mmPHC樁樁基承載力滿足計(jì)算要求。

　　4、PHC樁基施工

　　4.1、打樁設(shè)備及打樁要求

　　項(xiàng)目特點(diǎn)是PHC樁基數(shù)量巨大，船臺(tái)及900T軌道梁PHC樁總數(shù)約為1.35萬根。因?yàn)轫?xiàng)目的主要質(zhì)量控制重點(diǎn)及難點(diǎn)均在PHC樁基的質(zhì)量上。PHC施工中，采用HD80型柴油錘，同時(shí)采用十字尖樁靴。打設(shè)PHC樁時(shí)樁時(shí)以貫入度控制，最后一陣10擊平均貫入度小于5mm，同時(shí)通過設(shè)計(jì)樁底高程校核，方可停錘。

　　4.2、PHC打設(shè)遇礫卵石層

　　礫卵石層土層分析，卵石(Q4al+m):飽和，稍密-中密，粒徑20～120mm，顆粒不均勻，磨圓度較好，呈圓形或亞圓形。鉆孔揭露厚度0.3～14.40m，層底埋深5.50～29.90m，層底高程-25.54～-1.14m。卵石層下臥強(qiáng)風(fēng)化巖層。該層在船臺(tái)區(qū)和900T軌道梁均有分布。

　　針對(duì)礫卵石層PHC樁是否可以打穿;若PHC樁不能打穿礫卵石層，則礫卵石層作為本工程樁基的持力層，樁基的承載力是否能滿足結(jié)構(gòu)要求，在結(jié)構(gòu)上是否安全可靠。這在設(shè)計(jì)中是一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)，這一課題在國(guó)內(nèi)尚無更多可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)。因卵石層下臥強(qiáng)風(fēng)化巖層，而非軟弱夾層，這是本工程相對(duì)有利的一面，因此在設(shè)計(jì)階段計(jì)算設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)的時(shí)候暫按可以打穿礫卵石層考慮。

　　施工中發(fā)現(xiàn)部分PHC樁無法打設(shè)至設(shè)計(jì)標(biāo)高，針對(duì)部分樁的打入長(zhǎng)度和設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)差別大的地區(qū)及礫卵石層區(qū)又進(jìn)行了補(bǔ)充地勘。綜合原地勘報(bào)告及補(bǔ)堪資料可知， 1#、2#、3#船臺(tái)區(qū)靠海側(cè)普遍存在礫卵石層，且厚度在4米以上，同時(shí)部分卵石粒徑達(dá)到20cm～30cm。現(xiàn)場(chǎng)如3#船臺(tái)11分段φ800PHC樁打設(shè)過程中存在難以穿透該卵石層的現(xiàn)象。

　　項(xiàng)目實(shí)施過程中設(shè)計(jì)方建議業(yè)主方要求施工單位先暫停卵(碎)石層過厚段樁的施工。同時(shí)業(yè)主組織檢測(cè)單位對(duì)已打設(shè)的卵(碎)石層過厚段樁如3#船臺(tái)11分段等樁位進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)。

　　5、樁基檢測(cè)

　　PHC樁在沉樁期間，分期分批進(jìn)行了高應(yīng)變動(dòng)測(cè)、低應(yīng)變樁身質(zhì)量檢驗(yàn)及靜載荷檢測(cè)。

　　5.1、高應(yīng)變檢測(cè)

　　檢測(cè)測(cè)試儀器為美國(guó)PDA-PAL型高應(yīng)變動(dòng)力打樁分析儀，沖擊設(shè)備采用HD80型柴油錘。資料分析采用實(shí)測(cè)曲線擬合法，使用程序?yàn)镃APWAP(R)2000-1WINDOWS版本。得出單樁極限承載力、樁基阻力、樁端阻力、模擬靜載P-S曲線等成果。

　　5.2、樁基靜載荷檢測(cè)

　　1)檢測(cè)對(duì)象：船臺(tái)樁基工程中的S3E-11-12號(hào)樁，該樁總?cè)胪辽疃葹?8.21m，最后貫入度為3mm/10擊，樁徑800mm，設(shè)計(jì)承載力1863KN。

　　2)檢測(cè)原理：采用慢速維持荷載法，主要檢測(cè)設(shè)備為JCQ-503D靜力載荷測(cè)試儀、CYB-10S油壓傳感器、MS-50容珊式位移傳感器，按照要求對(duì)選取的工程樁，分10級(jí)逐漸加載，對(duì)此試樁的加載總值定為其設(shè)計(jì)承載力的1.6倍。

　　3)檢測(cè)結(jié)果：通過現(xiàn)場(chǎng)靜力載荷試驗(yàn)，載荷測(cè)試儀采集數(shù)據(jù)如下：最大加載值3000KN,累計(jì)沉降為19.56mm.

　　6、綜合分析

　　設(shè)計(jì)方結(jié)合原地質(zhì)資料、補(bǔ)充勘查報(bào)告和大量的打樁記錄等相關(guān)資料，對(duì)持力層為卵(碎)石層的樁基進(jìn)行了承載力驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)結(jié)合某質(zhì)量檢測(cè)中心提交的《樁基檢測(cè)報(bào)告》(靜力荷載試驗(yàn))結(jié)果:S3E-11-12#預(yù)制管樁(φ800PHC樁)的豎向抗壓承載力設(shè)計(jì)值滿足設(shè)計(jì)要求， S3E-11-12#屬于持力層為卵(碎)石層的樁基。得出船臺(tái)SLS區(qū)卵(碎)石層可作為樁基持力層。

　　7、結(jié)論

　　7.1、文中介紹的項(xiàng)目工程實(shí)例，已經(jīng)通過了相關(guān)驗(yàn)收，并投產(chǎn)使用2年，船臺(tái)和900T龍門吊基礎(chǔ)穩(wěn)定，未發(fā)現(xiàn)任何因PHC樁基基礎(chǔ)引發(fā)的問題。PHC管樁在北方港口工程的適用性上得到了充分論證。

　　7.2、通過實(shí)踐工程的地勘資料，打樁記錄，設(shè)計(jì)樁基承載力的計(jì)算，樁基高應(yīng)變檢測(cè)等各方數(shù)據(jù)綜合分析，得出如下經(jīng)驗(yàn)供參考借鑒。針對(duì)礫卵石層(粒徑20～120mm)層厚4m以下800mm直徑的PHC樁采用HD80型(以上)柴油錘和十字尖樁靴基本可以打穿;若層厚4m～6m之間，則打穿有一定的概率;若層厚6m以上則很難打穿。

　　7.3、礫卵石層(粒徑20～120mm)可作為樁基持力層，設(shè)計(jì)計(jì)算的樁基承載力較高應(yīng)變檢測(cè)的PHC樁樁基承載力偏低。因?yàn)闃痘?jì)算樁土約束力多為經(jīng)驗(yàn)公式，在理論計(jì)算值和實(shí)測(cè)值存在一定的偏差。建議最終以一定數(shù)量的靜載荷檢測(cè)樁的檢驗(yàn)結(jié)果為判定樁基承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求的主要依據(jù)。

　　7.4、試打樁對(duì)于樁基對(duì)地基土的適應(yīng)性是最好最直觀的體現(xiàn)，針對(duì)地質(zhì)變化比較大的場(chǎng)區(qū)，做好地勘工作及試樁工作將給工程的樁基設(shè)計(jì)帶來最可靠的依據(jù)，將有效的節(jié)省工程造價(jià)。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 《港口工程樁基動(dòng)力檢測(cè)規(guī)程》(JTJ 249-2001)

　　[2] 建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范，JGJ 106-2003