一． 前言
　　 近年來(lái),PHC預(yù)應(yīng)力管樁應(yīng)用越來(lái)越廣泛。管樁具有施工工藝簡(jiǎn)明、樁身質(zhì)量易保證、造價(jià)低、單樁承載力較高、檢測(cè)方便等特點(diǎn)。施工方法主要有靜壓法和錘擊法。錘擊法施工是通過(guò)重錘抬高后下落時(shí)的沖量將管樁擊打入土中的沉樁工藝。錘擊法有兩種方式一種是筒式柴油錘，一種是導(dǎo)桿式柴油錘。
　　 但是,由于PHC預(yù)應(yīng)力管樁屬于擠土樁,擠土效應(yīng)明顯,尤其是在軟土廣泛分布的地區(qū),管樁在打入軟土過(guò)程中所產(chǎn)生的擠土效應(yīng)對(duì)工程環(huán)境的影響是相當(dāng)嚴(yán)重的,這種影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:樁身易出現(xiàn)裂縫、接頭錯(cuò)位甚至斷裂,造成質(zhì)量隱患；有的樁則出現(xiàn)樁身上浮現(xiàn)象,造成樁端阻力的散失,樁的承載力顯著降低,從而影響正常使用；對(duì)周邊環(huán)境而言,可能造成鄰近建筑物和市政地下管線和道路等公共設(shè)施上抬變形、地坪或磚墻開(kāi)裂、管線拉斷等破壞事故。因此,在PHC管樁沉樁過(guò)程中采取必要技術(shù)措施保證成樁質(zhì)量及減少沉樁對(duì)周?chē)ㄎ锏挠绊?主要的方法有設(shè)置防震溝、設(shè)置排水板、作土體位移觀測(cè)及孔隙水壓力觀測(cè)等方法。本文主要介紹排水板法。
　　二． PHC管樁產(chǎn)生擠土效應(yīng)的機(jī)理
　　擠土效應(yīng)的機(jī)理分析:在PHC管樁沉樁過(guò)程中,將土體向樁周?chē)鷶D壓,使土體在一定范圍內(nèi)受到擠壓。在飽和淤泥性土中沉樁時(shí),土的不排水抗剪強(qiáng)度很低,具有滲透性弱和不排水時(shí)壓縮性低的特點(diǎn),樁體擠入土體時(shí),使土體的初始應(yīng)力平衡狀態(tài)遭到破壞,沉樁時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)擠壓應(yīng)力較大,并使土體壓縮,與此同時(shí)土體顆粒間孔隙內(nèi)的自由水被擠壓,從而形成較大的超靜孔隙水壓力?？紫端畨毫屯翂汗餐跇扼w上產(chǎn)生了擠壓應(yīng)力。在樁周周土體被擾動(dòng)的范圍內(nèi),土體對(duì)樁體均會(huì)產(chǎn)生的作用力。
　　 由上面分析得知,由于淤泥質(zhì)土的滲透性差,使土體中的超孔隙水壓力不易消散。對(duì)樁體而言,過(guò)大的擠壓應(yīng)力可能會(huì)造成樁身出現(xiàn)裂縫、接頭錯(cuò)位甚至斷裂,在場(chǎng)地樁數(shù)量較多、樁距較密的情況下,時(shí)常后施工的樁會(huì)對(duì)早期施工的樁產(chǎn)生擠壓上抬,特別對(duì)于短樁,易形成所謂的吊腳樁。對(duì)樁間土體而言,與樁體積等量的土體在沉樁過(guò)程中向樁周發(fā)生較大的側(cè)向位移以及地面隆起,使周?chē)?構(gòu))物產(chǎn)生裂縫,造成破壞。因此,在施工中通過(guò)減小超靜孔隙水的壓力來(lái)弱化擠土效應(yīng),不僅有利于減小沉樁對(duì)周?chē)h(huán)境的不良影響,也利于提高管樁的施工質(zhì)量和加快施工進(jìn)度。
　　三．插板機(jī)施打塑料排水板的施工方法
　　(1)塑料排水板的原理:該項(xiàng)技術(shù)措施就是采用插板機(jī)將具有良好透水性的帶狀塑料排水板插入土中，從而在土中形成豎向的排水通道,通過(guò)樁體擠土作用,在軟土中的孔隙水通過(guò)塑料排水板的通道逸出,從而減小孔隙水壓力,弱化擠土效應(yīng)。土中的孔隙水應(yīng)力和附加應(yīng)力引起的超孔隙水應(yīng)力，隨著孔隙水通過(guò)塑料排水板排出而降低，地基的孔隙水含水量也隨之降低，從而減小了擠土效應(yīng)。根據(jù)太沙基的有效應(yīng)力原理（б/=б- u；其中：б/表示有效應(yīng)力，б表示總應(yīng)力，u表示孔隙水應(yīng)力）可知，由土顆粒間傳遞的有效應(yīng)力б/會(huì)隨著土中孔隙水應(yīng)力降低（即孔隙水的消散）等量增加，進(jìn)而減小擠土作用。
　　(2)塑料排水板布置及插入深度:一般按1∶4設(shè)置排水板,間距為1.5m,梅花型布置,但不能設(shè)置在樁樁位上。插入深度控制在樁長(zhǎng)的1/2左右，要穿過(guò)淤泥層。
　　(3)工藝流程:目前國(guó)內(nèi)施打塑料排水板使用較多的是步履式插板機(jī)。插板機(jī)上配置導(dǎo)管,導(dǎo)管前端設(shè)置活瓣樁尖。打入時(shí),活瓣樁尖夾住塑料排水板,并把導(dǎo)管前端關(guān)閉。導(dǎo)管上拔時(shí),前端打開(kāi)并把塑料排水板留在所定標(biāo)高。導(dǎo)管靴一般有圓形和矩形兩種,由于導(dǎo)管靴斷面不同,所用樁尖各異,并且大多與導(dǎo)管分離。樁尖的主要作用是在施打塑料排水板過(guò)程中防止淤泥進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi),并且對(duì)塑料排水板起錨定作用,以防止提管時(shí)將塑料排水板帶出。塑料排水板施打順序包括:定位;將塑料排水板通過(guò)導(dǎo)管從管靴穿出;將塑料排水板與樁尖連接貼緊管靴并對(duì)準(zhǔn)樁位;插入導(dǎo)管(內(nèi)已穿塑料排水板);拔管
　　剪斷塑料排水板等。當(dāng)塑料排水板需要接長(zhǎng)時(shí),
　　一般可用訂書(shū)機(jī)進(jìn)行連接。施工工藝流程如圖1。
　　(4)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)措施:塑料排水板應(yīng)有足夠
　　的抗拉強(qiáng)度,溝槽表面平滑,能保持一定的過(guò)水
　　面積,并具耐酸堿、抗腐蝕性。塑料排水板質(zhì)量、
　　品格要求應(yīng)依據(jù)有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、依據(jù)插板深度
　　不同選用,斷面尺寸宜采用4mm×100mm。
　　在打設(shè)過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)注意控制導(dǎo)管垂直度,其偏
　　差應(yīng)不大于±1.5%。要求嚴(yán)格控制塑料排水板
　　的打設(shè)標(biāo)高,不得出現(xiàn)線向偏差;打設(shè)塑料排水
　　板時(shí),嚴(yán)禁出現(xiàn)扭結(jié)、斷裂和撕破濾膜等現(xiàn)象。 圖1 排水板工藝流程圖
　　施工現(xiàn)場(chǎng)堆放的塑料排水板盤(pán)帶應(yīng)加以適當(dāng)覆蓋以防暴露在空氣中老化。塑料排水板插入過(guò)程中導(dǎo)軌應(yīng)垂直,鋼導(dǎo)管不得彎曲。使用前還必須按規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn),各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求后方可施工使用。
　　嚴(yán)格按施工圖設(shè)計(jì)的位置、間距進(jìn)行塑料排水板插設(shè)位置的測(cè)放,并作好標(biāo)示,嚴(yán)格控制塑料排水板間距，嚴(yán)禁隨意施插。樁尖與套管要配套,避免淤泥進(jìn)入套管。一經(jīng)發(fā)現(xiàn),必須及時(shí)清除,以免塑料板與套管壁間的摩擦力增大以致帶出塑料板。為了避免淤泥進(jìn)入板芯以致堵塞排水通道,影響排水效果,防止塑料排水板被帶出,底部端頭的塑料排水板應(yīng)反折回一定長(zhǎng)度,并且錨銷(xiāo)與導(dǎo)管下端口密封要嚴(yán)。為確保塑料排水板打設(shè)深度,在插板機(jī)塔架上應(yīng)設(shè)有明顯的進(jìn)尺標(biāo)記,以控制排水板的打設(shè)深度。當(dāng)發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況變化,無(wú)法按設(shè)計(jì)要求打設(shè)時(shí),應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師聯(lián)系,征得同意后方可變更打設(shè)標(biāo)高。
　　四．工程實(shí)例
　　天津某電廠擴(kuò)建主廠房區(qū)域PHCφ600AB型管樁共計(jì)1900根，樁長(zhǎng)30米。地質(zhì)情況：1~3米的回填層，3~18米為淤泥層，19~25米為粉土層，25~30為砂層。由于樁比較密集，為防止土體位移，減小孔隙水壓力，在管樁施工區(qū)域先插排水板后進(jìn)行管樁的施工。排水板每根樁周?chē)贾?根，深度為15米。
　　在管樁施工過(guò)程中排水效果明顯，在管樁密集的汽機(jī)地板和磨煤機(jī)區(qū)域及施工速度快的區(qū)域內(nèi)有明顯的孔隙水溢出，匯集后用水泵排除。并在區(qū)域外設(shè)立了土體位移觀測(cè)點(diǎn)，土體位移無(wú)明顯變化。施工過(guò)程中對(duì)周?chē)ㄖ镞M(jìn)行觀測(cè),結(jié)果未出現(xiàn)明顯的位移。開(kāi)挖后管樁均未出現(xiàn)上浮現(xiàn)象，對(duì)樁進(jìn)行高應(yīng)變及低應(yīng)變檢測(cè),結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。
　　五．結(jié)論
　　(1)PHC管樁施工在軟土條件下采用設(shè)置塑料排水板,使孔隙水壓力能在短時(shí)間內(nèi)排出,減小擠土效應(yīng),加快施工速度。同時(shí),在PHC管樁擠土應(yīng)力作用下使土體快速固結(jié),可以提高工程樁的側(cè)摩阻力,增加單樁承載力。實(shí)踐表明,采用本技術(shù)措施達(dá)到了預(yù)期目的,起到了實(shí)質(zhì)性作用。
　　 (2)由于PHC樁擠土是一非常復(fù)雜的過(guò)程,在采取了插入塑料排水板措施后,施工過(guò)程中還應(yīng)采取其它控制措施。在區(qū)域內(nèi)設(shè)置土體位移觀測(cè)點(diǎn)，孔隙水壓力觀測(cè)點(diǎn)，加強(qiáng)監(jiān)測(cè),控制沉樁速度，合理安排的施工路線和順序,對(duì)不同長(zhǎng)度不同樁徑的樁宜先大后小,先長(zhǎng)后短,可使土層擠密均勻,防止鄰樁側(cè)移或上浮。
　　 (責(zé)任編輯：寶振)