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2015/6/3 | 高雄某工程顧問公司營建組來電提問: 樁頂超出設計高程而切樁『DH-PHC如何做到永不鬆脫?』

在回答問題之前, 小編先請他思考兩項〝業界的疑慮〞!

       一般植入樁現場施工會有高程過高而截樁樁頭沉陷而補筋之情形。過高時,現場處理方式係利用機械環狀切割將高程過高部分截樁切除。此時樁頭預力鋼鍵環狀切除處的預拉應力值是否受到破壞而減弱或消失?再者,樁與承台間抵抗外力(地震,土壤錯動或土壤液化等等問題)側剪荷重能力是否因預力鋼鍵環狀切除變得不可靠及不安定?
   
另一方面,樁頭因空打沉陷過低時,則加長鋼筋籠長度僅靠摩擦力作用來使樁與承台間結構延續。試問,樁與承台之間高程距離拉大是否形成脫樁結構行為?而且當沉陷樁數量多時,是否影響當初設計規劃裡群樁力學加總表現?或是要求施工單位全面補樁?

 小編回答整理如下:
       
傳統基樁與承台間接合的行為模式是以摩擦力學拮抗作用為表徵。利用基樁內孔壁表面糙度與後澆置填芯微膨脹混凝土進行填芯楔合包覆,此時摩擦力強度計算可藉由樁內孔壁的表面積與入樁頭深度來計算之。 王元靖等人(2007)在中龍鋼鐵公司建廠案基樁工程中執行現場樁頭抗拉拔極限載重試驗(工件應力法,ASD method),決定PHC基樁內壁與普通混凝土界面之容許握裹應力值大小之建議為(在填芯混凝土強度為210 kg/cm2,且基樁內壁未經表面粗糙處理時之情形下) 樁內壁與填芯混凝土間之摩擦應力:
長期載重: fs = 3.2kg/cm2 * 0.6 = 2.0 kg/cm2
以外徑600Φmm、內徑400Φmm的預力基樁,其樁頭處理深度為2.0m為例,傳統式預力基樁依上述容許握裹應力值2.0 kg/cm2 計算之摩擦握裹應力值為: (40cm*3.1416*200cm)x2.0kg/cm2=50,265kg50(ton)
上述樁頭抗拉拔極限載重試驗導出應力數值後,還需考慮預力基樁施工現場問題:

(1)樁內孔壁水灰浮沫層
~~(
基樁離心式生產特有物~~影響抗拉拔荷重能力非常大)

(2)樁內孔壁鑽芯處理後的清潔度
~~(
影響內孔填芯摩擦握裹力值大)

(3)是否有高壓水刀刮洗樁內孔壁
~~(
影響內孔填芯摩擦握裹力值甚大)

(4)鑽芯處理機具重壓在植入後樁體上
~~(
影響樁體承載摩擦荷重非常大)

(5)填芯混凝土品質監測
(6)
施工技術良莠不一

如此多方深思疑慮之下, 小編建議使用【DH-PHC永不鬆脫的樁頭處理技術

       其樁頭握裹力係依剪力水平鋼筋設計量分析計算,假以#6鋼筋(D19) 6*2*2支為設計量,經查表得知樁頭處理之剪力摩擦鋼筋所能提供之摩擦剪力為 486(ton),確實相較於傳統式預力基樁容許握裹應力值50(ton)高出非常多!!樁與承台間利用剪力摩擦鋼筋來做為力量傳遞分佈,因為水平剪力摩擦鋼筋在基樁預制工廠內與預力鋼鍵螺旋鋼筋三者綁紮在一起離心式生產。在經過蒸氣高壓養護工序後,水平剪力摩擦鋼筋被高達800kg/cm2以上混凝土強度所握裹住。即使因為人為施工不慎造成截樁情形,仍可經由分層深入樁體內部的水平剪力摩擦鋼筋(遠離截樁破壞點)來傳遞承載與拉拔荷重力量。
DH-PHC
在工廠預製過程中進行了以下的技術改良 :
(1)
樁頭中空部位的預先形成
(2)
樁頭中空部位下方的排氣孔設置 (植入式基樁適用)
(3)
樁頭部位水平摩擦鋼筋的預先設置

    基於上述所列之技術改良點,我們可以看到DH-PHC並未改變傳統預力基樁的基本構造,最大改進點是在樁頭部位利用鋼筋混凝土結構力學取代摩擦力學。這也是DH-PHC為大多數設計工程師所接受的原因。


 

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