管樁和空心方樁對(duì)比

管樁和空心方樁的對(duì)比分析目前在市場(chǎng)上部分廠家非客觀的反映空心方樁的綜合性能比管樁優(yōu)越，一味的詆毀管樁，否定管樁在地基基礎(chǔ)應(yīng)用上的成果和認(rèn)可，通過和山東省內(nèi)有經(jīng)驗(yàn)的勘察、設(shè)計(jì)大師、部分管樁生產(chǎn)廠家、預(yù)制樁施工單位做溝通交流，特從預(yù)制樁的發(fā)展歷程到施工上的真實(shí)表現(xiàn)，以作如下客觀的反映現(xiàn)狀：一、 預(yù)制樁的發(fā)展歷程介紹：50年代我國(guó)大部分預(yù)制樁為實(shí)心混凝土方樁，到了60年代研發(fā)了空心方樁、預(yù)應(yīng)力空心方樁（采用振動(dòng)、抽芯式工藝），后因其產(chǎn)品本身缺陷被預(yù)應(yīng)力混凝土管樁取代。98年云南中技公司開始試生產(chǎn)離心法空心方樁，并在一些小型民用建筑中試用，同時(shí)顏小榮申請(qǐng)了相關(guān)專利(其專利號(hào)200410040717.5一種離心法蒸汽養(yǎng)護(hù)制造預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土空心方樁的方法)，后被別人無效。賈燎在2003年12月也申請(qǐng)了專利，專利號(hào)為200320116232.0一種離心砼方樁及成型模具。中國(guó)建筑科學(xué)研究院副院長(zhǎng)黃強(qiáng)在2005年1月申請(qǐng)了專利，專利號(hào)為CN200520001774.2預(yù)應(yīng)力混凝土空心方樁及樁尖，顏劍鳴、泰州海恒建材機(jī)械有限責(zé)任公司等個(gè)人和企業(yè)均在07年之前申請(qǐng)了相關(guān)空心方樁的專利。相關(guān)書籍早在02年就已經(jīng)有詳細(xì)介紹，如阮啟楠在2002年所著的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。2006年上海中技開始仿效管樁離心方法制作空心方樁，在生產(chǎn)和使用過程中質(zhì)量問題頻繁，在上海及周邊有一定的市場(chǎng)，但此樁種及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)至今仍不成熟。2007年上海中技樁業(yè)有限公司在其基礎(chǔ)上再一次申請(qǐng)專利，專利號(hào)為ZL200710068545.6。但是離心空心方樁由于其鋼筋混凝土的保護(hù)層、最小配筋率、樁身混凝土截面的不均勻性、法向應(yīng)力作用不均等一些技術(shù)指標(biāo)不符合國(guó)家規(guī)范的要求，樁身的成樁質(zhì)量得不到控制，施工時(shí)造成爛樁率偏高且以專利的名義在市場(chǎng)上哄抬價(jià)格，壟斷市場(chǎng)，所以一直得不到推廣應(yīng)用。目前只能應(yīng)用于一些非重要民用建筑工程基礎(chǔ)及較大面積的軟基礎(chǔ)加固，基礎(chǔ)改善處理等工程，國(guó)家重點(diǎn)工程極少使用空心方樁。預(yù)應(yīng)力離心空心方樁20年以前在日本已經(jīng)不能作為基礎(chǔ)樁來使用了，只能應(yīng)用于基礎(chǔ)加固工程等非承重結(jié)構(gòu)工程。二、 常見預(yù)制樁的工藝流程空心方樁（與管樁）生產(chǎn)工藝（相同）三、工藝生產(chǎn)及施工中產(chǎn)生問題的對(duì)比分析1. 供應(yīng)：管樁廠全國(guó)有500600家，每年的產(chǎn)能在4億米左右，而稍大的區(qū)域都有610家管樁廠。對(duì)本區(qū)域的工地都能及時(shí)、充足的供應(yīng)，其龐大的區(qū)域產(chǎn)能與市場(chǎng)需求成合理比例。如其中一家管樁廠出現(xiàn)不可預(yù)測(cè)的問題，其他廠家可以及時(shí)予以補(bǔ)充，確保工地的順利、按時(shí)完成。空心方樁為中技一家供應(yīng)，產(chǎn)能低供應(yīng)量小，一旦出現(xiàn)供應(yīng)問題，只能是協(xié)調(diào)再協(xié)調(diào)，等待再等待，實(shí)在沒法，只能停工，來一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的等待了。工作出問題，沒有退路，沒有備選方案，更沒有可替代方案。2. 生產(chǎn)工藝：管樁：由于其不可比擬的結(jié)構(gòu)，從筋籠制作，到離心成型，后到成品出廠，都是一個(gè)天地合一的完美產(chǎn)品。管樁在中國(guó)市場(chǎng)中使用的年限近40年，所應(yīng)用的工地以10萬為計(jì)量單位?？梢赃@么說，廣泛的市場(chǎng)使用正擲地有聲地告訴我們，其產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝是一流的、完美的，譽(yù)為基礎(chǔ)行業(yè)的定基神針都不為過?？招姆綐叮河捎谄浠\筋骨架先天性的缺陷，呈橢方形，為此，在進(jìn)行螺筋滾焊時(shí)，經(jīng)常性地出現(xiàn)點(diǎn)焊不到位，或者部分位置根本就沒有焊接，籠筋中主筋與螺筋脫焊嚴(yán)重，籠筋結(jié)構(gòu)松散，直接影響該樁在離心成型中主筋偏位，螺筋疏密不均，要求的保護(hù)層出入過大，影響樁的預(yù)定防腐性能；而主筋偏位會(huì)造成該樁在施工中受力不均，性能減弱，造成大面積爛樁，嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。由于空心方樁為四個(gè)棱角，其在離心成型中會(huì)出現(xiàn)離心受力不均，粗細(xì)骨料分布不合理，樁會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的質(zhì)量問題。在離心中受力不均會(huì)使籠筋的結(jié)構(gòu)變形，影響樁身質(zhì)量。方形籠筋焊接不牢，容易松散。合縫處嚴(yán)重漏漿樁頭容易空洞3. 施工：管樁：由于其結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，合理性，鋼材與混凝土高度的融合性，為此，管樁在施工中施工高效、簡(jiǎn)便，穿透力強(qiáng)，如：接頭易對(duì)，焊接方便，受力均勻，穿透力強(qiáng)，對(duì)一些不能作持力層的地質(zhì)具有較強(qiáng)的穿透力，達(dá)到設(shè)計(jì)要求?？招姆綐叮浩浣Y(jié)構(gòu)先天性的缺陷，樁身質(zhì)量不穩(wěn)定，樁頭結(jié)構(gòu)的缺陷，易形成空洞、蜂窩，為此，一旦用錘擊施工，地質(zhì)稍硬，易出現(xiàn)大面積爆頭，而由于樁頭結(jié)構(gòu)的缺陷，空心方樁的接頭部位易出現(xiàn)質(zhì)量問題。由于其樁頭結(jié)構(gòu)的隱患，及外延面積大，摩擦力稍大，為此，空心方樁的穿透力較弱，不易進(jìn)入持力層，或者進(jìn)入持力層也難達(dá)到預(yù)定樁長(zhǎng)，對(duì)有硬夾層的地質(zhì)，空心方樁是奈何不了的。經(jīng)向具有豐富空心方樁項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)的資深人士了解，空心方樁在施工中普遍存在施工后樁位偏心嚴(yán)重，大額超出規(guī)范的施工樁數(shù)和單樁允許偏位量。4. 風(fēng)險(xiǎn)控制：管樁：市場(chǎng)使用面廣，生產(chǎn)廠家多，互補(bǔ)性強(qiáng)，質(zhì)量可靠，相互間可作權(quán)衡比較，選擇余地大。空心方樁： 獨(dú)家經(jīng)營(yíng)，空心方樁只有中技一家無對(duì)比性，無選擇余地，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題、供應(yīng)問題，及其他不可預(yù)測(cè)的問題，則解決起來棘手，會(huì)相當(dāng)被動(dòng)，受制于人。如在該節(jié)骨眼上，對(duì)方提出一些附加條件，問題則顯得更復(fù)雜，更難解決。如工程施工至一半，出現(xiàn)不可調(diào)和的問題，則只能改用其他的樁型。為此，會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)棘手的問題：其一，更改圖紙，需要時(shí)間，一般在1520天左右，拉長(zhǎng)施工時(shí)間；其二，由于一些單棟樓施工至一半，另更改一種樁型會(huì)造成同一棟樓使用兩種不同類型的樁型，從而使同一樓號(hào)出現(xiàn)沉降不均，嚴(yán)重影響樁基的穩(wěn)定性。樁型規(guī)格型號(hào)抗彎承載力設(shè)計(jì)值KNm豎向抗壓承載力設(shè)計(jì)值KN抗剪承載力設(shè)計(jì)值KN螺旋筋規(guī)格mm預(yù)應(yīng)力主筋配筋配筋率(%)每米單價(jià)(元/米)管樁PHC500AB100210315023351110.70.787173PHC500AB125226370027451210.70.733185空心方樁PHS-AB400(220)13928471554810.70.509165PHS-AB450(260)224346819641210.70.7222485.防腐性能管樁:2010年管樁經(jīng)過全方位的技術(shù)改良和性能提升,出了新的預(yù)應(yīng)力混泥土管樁國(guó)標(biāo)設(shè)計(jì)圖集(10G409),管樁的綜合性能得到大幅度的提升,其保護(hù)層的厚度全部提升到40MM,而預(yù)制樁的保護(hù)層厚度的硬性指標(biāo)為35MM,為此,管樁從防腐性能方面來講,是符合相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范的。空心方樁:由于樁型結(jié)構(gòu)的先天缺陷,其樁保護(hù)層的厚度都是不達(dá)標(biāo)的,在土質(zhì),地下水出現(xiàn)弱腐蝕,中腐蝕時(shí),空心方樁的使用壽命將出現(xiàn)一定幅度的縮減,影響樁基的工程質(zhì)量和使用壽命。6.市場(chǎng)反應(yīng)齊魯晚報(bào)2012年5月4日B02、B03兩個(gè)版面分別以異地被淘汰“方樁”潛入山東和天津兩次叫停“方樁工地”為題介紹了中技空心方樁的各工地情況。四、樁身設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)圖表注解：管樁螺旋筋每端加密區(qū)為2000mm,加密區(qū)間距為45mm,非加密區(qū)間距為80mm，直徑500管樁的螺旋筋直徑為5mm；空心方樁螺旋筋每端加密區(qū)為1500mm,加密區(qū)間距為50mm,非加密區(qū)間距為100mm，直徑500以下的方樁螺旋筋直徑為4mm。通過以上案例及數(shù)據(jù)分析可以得出：空心方樁宣稱在外表面積摩擦側(cè)阻方面能提高部分承載力；但空心方樁混凝土強(qiáng)度由于其是方型離心成型存在混凝土離散性擴(kuò)大不密實(shí)的現(xiàn)象、配筋率低安全性能下降，在實(shí)際施工過程中遇到地質(zhì)起伏時(shí)由于外方內(nèi)圓造成應(yīng)力集中到四個(gè)角上，會(huì)出現(xiàn)不同程度的縱裂、環(huán)裂，直接會(huì)影響設(shè)備廠房等隱蔽基礎(chǔ)的安全性，加上河口區(qū)域地下水位較高并且水中含有對(duì)鋼筋腐蝕性介質(zhì)，對(duì)出現(xiàn)有縱裂、環(huán)裂方樁基礎(chǔ)的耐久性將大打折扣。方型的樁基礎(chǔ)在抗剪力方面是其軟弱的一個(gè)指標(biāo)尤其是在東營(yíng)軟土地質(zhì)情況下；空心方樁的構(gòu)造及施工難度都將影響整個(gè)建筑物的安全及對(duì)社會(huì)造成巨大生命和財(cái)產(chǎn)安全隱患。五、算例比較按房型結(jié)構(gòu)的樁基類型：1. 條形基礎(chǔ)：由于布樁在條基以下，可不用考慮承臺(tái)問題，只需測(cè)算樁價(jià)即可。2. 筏板基礎(chǔ),整個(gè)基礎(chǔ)為整體受力,只可測(cè)算樁價(jià)即可。3. 剪力墻基礎(chǔ)：只需考慮布樁橫向所增加的承臺(tái)與剪力墻連接部分，該部分相對(duì)較小，可相當(dāng)于增加樁價(jià)2%3%，對(duì)整個(gè)樁基造價(jià)影響較小。4. 承臺(tái)結(jié)構(gòu)：該種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是主要分析的課題。我們所要計(jì)算的基礎(chǔ)工程造價(jià)，是做到0.00后，也就是完成包括樁、施工、承臺(tái)、防水材料、底板等之后的所有費(fèi)用的總和，而不是只考慮樁型、承臺(tái)的造價(jià)。1.工程樁所需費(fèi)用的比較：某工程單樁承載力為F，摩擦樁，在滿足單樁承載力的情況下進(jìn)行比較?？招姆綐哆呴L(zhǎng)300(130)mm與管樁直徑400(95)mm比較：需要空心方樁樁長(zhǎng)L1=F/(40.3)=F/1.2；需要管樁樁長(zhǎng)L2=F/(3.14160.4)=F/1.25664；空心方樁比管樁用量多(L1/L2-1)*100%=4.72%；也就是說，在同等單樁承載力情況下，當(dāng)管樁需要使用100萬米時(shí)，空心方樁需要使用104.72萬米。而管樁400mm其他方面（如抗彎、抗裂、抗剪、含鋼量）遠(yuǎn)優(yōu)于空心方樁外邊長(zhǎng)300mm，同樣的價(jià)格可以買到含鋼量大的管樁。2、基礎(chǔ)所需費(fèi)用的比較：某工程底板澆筑面積為10萬m2，空心方樁邊長(zhǎng)300(130)mm與管樁直徑400(95)mm比較：方樁承臺(tái)管樁承臺(tái)澆筑底板后，造價(jià)幾乎相同。以下為部分管樁和空心方樁工地異常的情況分析：四角混凝土不密實(shí)，送樁時(shí)受力不均。四角磕損嚴(yán)重，離心時(shí)出現(xiàn)死角，強(qiáng)度不夠。壓力值偏大，混凝土強(qiáng)度不均勻，一側(cè)大面積損壞。樁頭普遍出現(xiàn)問題濱州華天商城工地現(xiàn)場(chǎng)鋼筋籠焊接不牢，螺旋筋脫落，加密區(qū)不夠。端板下部混凝土填充不密實(shí)，樁頭含鋼量低。（新媒體展示中心項(xiàng)目）運(yùn)輸過程中出現(xiàn)磕損經(jīng)向具有豐富空心方樁項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)的資深人士了解，空心方樁在施工中普遍存在施工后樁位偏心嚴(yán)重（如下圖），大額超出規(guī)范的施工樁數(shù)和單樁允許偏位量。綜合分析，空心方樁不管是結(jié)構(gòu)