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[摘 要]深基坑支护工程是土建施工中比较重要的工程之一，其对于施工场地地质条件、周边环境和工程的结构设计都有着要求，因此要根据实际情况进行深基坑支护工程。PHC管桩是近些年来在土建施工运用较多的管桩之一，经过近些年的工程实际表明PHC管桩在深基坑支护工程的应用是可行的。通过探讨PHC管桩的优缺点，为促进PHC管桩在深基坑支护工程中应用提供参考。
[关键词]PHC管桩；深基坑支护工程；土建施工；实际運用
中图分类号：T263 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）05-0197-01
引言
PHC（Prestressed High-intensity Concrete）管桩全称是高强度预应力混凝土管桩。其具有桩身抗击打能力强，穿透力强；单桩负载高；运输吊装方便，接桩方便，近些年普遍运用在很多地区的土建施工中。目前基坑支护工程在实际的施工中会遇到很多问题，这就要求在对基坑进行设计和施工的时候，要选择合理的支护结构方案来为整个基坑支护保驾护航。PHC管桩因其优良的特性，目前被广泛地运用在深基坑的支护建设中。
一、PHC管桩的优缺点和应用条件
在进行任何工程的时候都需要对于过程的造价进行分析，只有当满足工程要求的前提下最低的过程造价才是满足实际要求的。而在建筑材料市场上，沉管灌注桩的价格都高于600元每米，钢筋混凝土的平均造价一般都超过800元每米，而PHC管桩的价格不高于260元每米，由此可见单位PHC管桩的造价远远低于沉管灌注桩和钢筋混凝土的造价，可以极大地降低深基坑支护工程的造价，直接经济效益明显。
从建设环境友好型社会的角度来说，采用静压沉桩的PHC管桩带来的工作污染也小。尤其是钢筋混凝土施工的时候会产生较大的噪声污染，而静压沉桩的PHC管桩则基本上无噪声，能够在人体能够接受的范围之内，同时也不会产生土石、泥沙以及粉尘等污染。
在进行深基坑支护工程施工的时候要充分考虑到周围环境的影响，从而保证周边环境能够提供一个较好的施工条件。因此如果进行深基坑支护工程建设的时候周边有重要的建筑物或者其他设施的时候，都会对与基坑的施工产生较大的影响。尤其是在重要建筑附近开挖地基的时候，就对于开挖过程中的变形量要求较高，且保证能够预留出较为广阔的空间进行基坑施工。而通过PHC管桩进行深基坑支护，就可以大大降低因为施工开挖空间不够未带来的负面影响。但是在打入或者压入PHC管桩需要一定的操作空间，且需要使用专门的机械设备进行施工。
二、PHC管桩在侧向土体作用下的受力性能
根据结构力学分析可知当进行深基坑支护工程建设中，在开挖基坑的时候，随着土石方的减少，那么支护桩侧土体将会在里的作用下产生滑移的现象，而产生滑移的土体将会对于PHC管桩本体产生侧向的挤压作用。根据分析可知，当进行深基坑支护工程之前，深基坑的土石方没有移走，那么整个结构处于暂时的平衡，那么此时的PHC管桩受到周围土体的作用力应该是一个固定的值；随着对于基坑土体的不断开挖，那么基坑中的土体越来越少，而本来基坑土体自身处于一个平衡，其内部的作用力是处于相互抵消的状态。而当这一部分土体挖走之后，PHC管桩周围的土体将本来施加给外挖走土体的侧向作用力作用给了PHC管桩。根据土压力理论相关知识分析可知，开挖过程中的土体可以根据移动性质分为稳定层和不稳定层，而产生滑移的土体层在位于这两者之间。为了简化分析，可以将稳定土层中承受土体侧向位移的上部桩段设定为从动；而在稳定土层中的下部桩段受到PHC管桩上部分传来的荷载，这一部分可以称为主动，这部分受到的是水平方向上的负载。正是在这作用力的作用下，PHC管桩产生弯曲变形，从而不利于基坑支护工程的建设。因此为了提高PHC管桩抗弯曲能力和降低土体的侧向作用力，可以通过设置内支撑或拉锚的措施使得PHC管桩的强度增加，或者是根据实际情况适当减少PHC管桩深入土层的深度。
三、PHC管桩的抗弯性能
在进行用基坑支护工程建设的时候，作为支撑桩的PHC管桩主要受到土体的侧向压力，在这个侧向压力的作用下PHC管桩将会发生弯曲变形，而决定PHC管桩抗弯性能的是PHC管桩的强度，因此在基坑支护工程中需要提高PHC管桩的强度来其抗弯曲性能。一般情况下通过在PHC管桩身上浇筑混凝土来提高其强度，在实际工程中要求这样处理后的PHC管桩强度不得低于C80。同时可以通过增加预应力钢筋来使得PHC管桩有了较大的弹性预紧力调节范围，这样高强度、低松弛率的钢筋其有效预压力可达到，通过这些措施就可以大大增强PHC管桩的强度，从而使得其抗弯和抗拉性能都有着较大改观，从而保证整个基坑支护工程的安全性与稳定性。在实际的工程中，采用的PHC管桩多为空心的圆柱管形结构，这样的结构能够极大地降低PHC管桩的材料使用，但同样会使得其抗弯强度大大降低，与当量直径的实心圆管相比，其抗弯性能要下降50%以上。因此PHC管桩多运用在桩侧向土体压力较小的情况下，这种情况下PHC管桩产生的形变较小，其能够能较好的工作。另外PHC管桩的弯矩可以使用管桩沿周边均匀配筋的环形截面进行计算分析，其计算公式为
在上述公式中为预应力钢筋的横截面面积；A 为环形截面面积、为预应力钢筋的抗拉、抗压理论值；为预应力钢筋合力点处PHC管桩横向应力等于0时的预应力钢筋应力；为纵向受拉PHC管桩截面面积与全部纵向PHC管桩截面面积的比值，此时有。
四、PHC管桩的挤土效应问题
由于在进行深基坑支护工程的建设中，挤土效应对于PHC管桩的影响也是较大的，这是以为内土体在进行转移的时候将空间捅出来的而替他土体则会纷纷涌向这一腾出来的空间。根据实际的工程建设情况以及成桩条件，将挤土效应对于PHC管桩的影响分为挤土桩、部分挤土桩和非挤土桩这三大类。这是因为不同的成桩条件以及实际环境的影响对于PHC管桩的影响是不相同的，开口管桩属于部分挤土桩，而闭口管桩属于挤土桩。管桩成桩时的挤土效应是非常明显的，根据土压力理论，被挖走土体的侧向作用力作用给了PHC管桩，这就使得PHC管桩水平方向上的负载大大增加。PHC管桩受到周围土体的作用力，是因为周围的土体产生滑移现象，产生滑移的土体层在位于稳定层和不稳定层之间，这部分受到的是水平方向上的负载。周围土体受到PHC管桩的挤压作用，那么就会使得周围的土体在土体间隙张力的作用下产生向上翘曲，对于周围土体的稳定性造成较为严重的链式反应。由于在进行PHC管桩的打压过程中会产生一个较大作用力，而这个作用力痛过PHC管桩就传递给周围的土体，对其产生强烈的挤压、剪切扰动。而且这一过程不是瞬间量而是一个过程量，那么在这个力的作用下，导致桩周围土体产生重塑区，使得周围土体对于PHC管桩的亲和力降低。而压桩时土体以向基坑内外两侧位移为主，那么浅层的土体受到的影响比深层土体要大。
因此将管桩作为支护桩时，多数采用单节桩，这样就可以使得进土可达到桩长的40%，从而大大减小挤土效应，提高深基坑支护工程施工质量。
结语
由于PHC管桩本身仍然存在一些问题，因此将PHC管桩运用在深基坑支护工程时候应该充分进行前期的设计。在什么样的条件下采用单节桩还是接桩进行支护体系的搭建，将PHC管桩作为何种形式的支撑结构，这些都是前期需要充分考虑的。而只有充分考虑到这些之后才能够充分利用PHC管桩来施工效率和缩短工期，提高深基坑支护工程的施工质量。
参考文献
[1] 李仁民，陈晓凤，童立元，王守超，刘松玉，方磊.双排高强预应力砼管桩在基坑支护工程中的应用[J].岩土工程学报，2012.
[2] 李绥林；刘合伍；陈昌文.PHC管桩在某基坑支护工程中的设计与施工[J].施工技术，2010.
[关键词]PHC管桩；深基坑支护工程；土建施工；实际運用
中图分类号：T263 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）05-0197-01
引言
PHC（Prestressed High-intensity Concrete）管桩全称是高强度预应力混凝土管桩。其具有桩身抗击打能力强，穿透力强；单桩负载高；运输吊装方便，接桩方便，近些年普遍运用在很多地区的土建施工中。目前基坑支护工程在实际的施工中会遇到很多问题，这就要求在对基坑进行设计和施工的时候，要选择合理的支护结构方案来为整个基坑支护保驾护航。PHC管桩因其优良的特性，目前被广泛地运用在深基坑的支护建设中。
一、PHC管桩的优缺点和应用条件
在进行任何工程的时候都需要对于过程的造价进行分析，只有当满足工程要求的前提下最低的过程造价才是满足实际要求的。而在建筑材料市场上，沉管灌注桩的价格都高于600元每米，钢筋混凝土的平均造价一般都超过800元每米，而PHC管桩的价格不高于260元每米，由此可见单位PHC管桩的造价远远低于沉管灌注桩和钢筋混凝土的造价，可以极大地降低深基坑支护工程的造价，直接经济效益明显。
从建设环境友好型社会的角度来说，采用静压沉桩的PHC管桩带来的工作污染也小。尤其是钢筋混凝土施工的时候会产生较大的噪声污染，而静压沉桩的PHC管桩则基本上无噪声，能够在人体能够接受的范围之内，同时也不会产生土石、泥沙以及粉尘等污染。
在进行深基坑支护工程施工的时候要充分考虑到周围环境的影响，从而保证周边环境能够提供一个较好的施工条件。因此如果进行深基坑支护工程建设的时候周边有重要的建筑物或者其他设施的时候，都会对与基坑的施工产生较大的影响。尤其是在重要建筑附近开挖地基的时候，就对于开挖过程中的变形量要求较高，且保证能够预留出较为广阔的空间进行基坑施工。而通过PHC管桩进行深基坑支护，就可以大大降低因为施工开挖空间不够未带来的负面影响。但是在打入或者压入PHC管桩需要一定的操作空间，且需要使用专门的机械设备进行施工。
二、PHC管桩在侧向土体作用下的受力性能
根据结构力学分析可知当进行深基坑支护工程建设中，在开挖基坑的时候，随着土石方的减少，那么支护桩侧土体将会在里的作用下产生滑移的现象，而产生滑移的土体将会对于PHC管桩本体产生侧向的挤压作用。根据分析可知，当进行深基坑支护工程之前，深基坑的土石方没有移走，那么整个结构处于暂时的平衡，那么此时的PHC管桩受到周围土体的作用力应该是一个固定的值；随着对于基坑土体的不断开挖，那么基坑中的土体越来越少，而本来基坑土体自身处于一个平衡，其内部的作用力是处于相互抵消的状态。而当这一部分土体挖走之后，PHC管桩周围的土体将本来施加给外挖走土体的侧向作用力作用给了PHC管桩。根据土压力理论相关知识分析可知，开挖过程中的土体可以根据移动性质分为稳定层和不稳定层，而产生滑移的土体层在位于这两者之间。为了简化分析，可以将稳定土层中承受土体侧向位移的上部桩段设定为从动；而在稳定土层中的下部桩段受到PHC管桩上部分传来的荷载，这一部分可以称为主动，这部分受到的是水平方向上的负载。正是在这作用力的作用下，PHC管桩产生弯曲变形，从而不利于基坑支护工程的建设。因此为了提高PHC管桩抗弯曲能力和降低土体的侧向作用力，可以通过设置内支撑或拉锚的措施使得PHC管桩的强度增加，或者是根据实际情况适当减少PHC管桩深入土层的深度。
三、PHC管桩的抗弯性能
在进行用基坑支护工程建设的时候，作为支撑桩的PHC管桩主要受到土体的侧向压力，在这个侧向压力的作用下PHC管桩将会发生弯曲变形，而决定PHC管桩抗弯性能的是PHC管桩的强度，因此在基坑支护工程中需要提高PHC管桩的强度来其抗弯曲性能。一般情况下通过在PHC管桩身上浇筑混凝土来提高其强度，在实际工程中要求这样处理后的PHC管桩强度不得低于C80。同时可以通过增加预应力钢筋来使得PHC管桩有了较大的弹性预紧力调节范围，这样高强度、低松弛率的钢筋其有效预压力可达到，通过这些措施就可以大大增强PHC管桩的强度，从而使得其抗弯和抗拉性能都有着较大改观，从而保证整个基坑支护工程的安全性与稳定性。在实际的工程中，采用的PHC管桩多为空心的圆柱管形结构，这样的结构能够极大地降低PHC管桩的材料使用，但同样会使得其抗弯强度大大降低，与当量直径的实心圆管相比，其抗弯性能要下降50%以上。因此PHC管桩多运用在桩侧向土体压力较小的情况下，这种情况下PHC管桩产生的形变较小，其能够能较好的工作。另外PHC管桩的弯矩可以使用管桩沿周边均匀配筋的环形截面进行计算分析，其计算公式为
在上述公式中为预应力钢筋的横截面面积；A 为环形截面面积、为预应力钢筋的抗拉、抗压理论值；为预应力钢筋合力点处PHC管桩横向应力等于0时的预应力钢筋应力；为纵向受拉PHC管桩截面面积与全部纵向PHC管桩截面面积的比值，此时有。
四、PHC管桩的挤土效应问题
由于在进行深基坑支护工程的建设中，挤土效应对于PHC管桩的影响也是较大的，这是以为内土体在进行转移的时候将空间捅出来的而替他土体则会纷纷涌向这一腾出来的空间。根据实际的工程建设情况以及成桩条件，将挤土效应对于PHC管桩的影响分为挤土桩、部分挤土桩和非挤土桩这三大类。这是因为不同的成桩条件以及实际环境的影响对于PHC管桩的影响是不相同的，开口管桩属于部分挤土桩，而闭口管桩属于挤土桩。管桩成桩时的挤土效应是非常明显的，根据土压力理论，被挖走土体的侧向作用力作用给了PHC管桩，这就使得PHC管桩水平方向上的负载大大增加。PHC管桩受到周围土体的作用力，是因为周围的土体产生滑移现象，产生滑移的土体层在位于稳定层和不稳定层之间，这部分受到的是水平方向上的负载。周围土体受到PHC管桩的挤压作用，那么就会使得周围的土体在土体间隙张力的作用下产生向上翘曲，对于周围土体的稳定性造成较为严重的链式反应。由于在进行PHC管桩的打压过程中会产生一个较大作用力，而这个作用力痛过PHC管桩就传递给周围的土体，对其产生强烈的挤压、剪切扰动。而且这一过程不是瞬间量而是一个过程量，那么在这个力的作用下，导致桩周围土体产生重塑区，使得周围土体对于PHC管桩的亲和力降低。而压桩时土体以向基坑内外两侧位移为主，那么浅层的土体受到的影响比深层土体要大。
因此将管桩作为支护桩时，多数采用单节桩，这样就可以使得进土可达到桩长的40%，从而大大减小挤土效应，提高深基坑支护工程施工质量。
结语
由于PHC管桩本身仍然存在一些问题，因此将PHC管桩运用在深基坑支护工程时候应该充分进行前期的设计。在什么样的条件下采用单节桩还是接桩进行支护体系的搭建，将PHC管桩作为何种形式的支撑结构，这些都是前期需要充分考虑的。而只有充分考虑到这些之后才能够充分利用PHC管桩来施工效率和缩短工期，提高深基坑支护工程的施工质量。
参考文献
[1] 李仁民，陈晓凤，童立元，王守超，刘松玉，方磊.双排高强预应力砼管桩在基坑支护工程中的应用[J].岩土工程学报，2012.
[2] 李绥林；刘合伍；陈昌文.PHC管桩在某基坑支护工程中的设计与施工[J].施工技术，2010.