建筑基礎工程中預制混凝土樁樁體截面形狀主要有圓形截面的預制混凝土管樁和正方形或長方形截面的預制混凝土方樁。上世紀90年代以來，隨著預制混凝土管樁的標準化和生產及施工技術的不斷發(fā)展，基礎工程對管樁產品已經得到廣泛的認可，在實際工程中管樁產品有其顯著的優(yōu)越性，但在以下幾個方面表現(xiàn)不足：①管樁為外圓形結構，運輸中不易幫扎、固定；②由于管樁樁身存在一定的橢圓度，采用抱壓施工時易出現(xiàn)樁身抱碎事故；③管樁在軟土地基施工后，在基坑開挖時，容易出現(xiàn)樁位傾斜；④管樁基礎的承臺較方樁大，基礎成本較高等。

　　預制混凝土方樁除港工基礎采用先張法工藝的預應力混凝土空心方樁（內腔主要采用預置橡膠充氣方式，有正方形或長方形兩種截面形式）外，大多數基礎工程主要采用手工作業(yè)的非預應力、振動成型工藝居多，混凝土采用自然養(yǎng)護，結構多為實心的正方形截面。該預制方樁主要存在下列缺陷：①生產效率低，生產周期長；②產品品質不穩(wěn)定，硬化混凝土結構截面中含氣孔較多；③混凝土強度低，樁身承載力未能充分發(fā)揮；④混凝土自然養(yǎng)護時間長，生產占地面積大。

　　自2003年至今，武漢金石工程技術有限公司、云南中技管樁有限公司、上海中技樁業(yè)有限公司等單位的技術人員將先張法預應力混凝土管樁生產工藝應用于預制混凝土方樁的生產，即利用離心成型工藝，研究開發(fā)了先張法預應力混凝土離心方樁（以下簡稱離心方樁），現(xiàn)將該產品的生產工藝、產品類型及技術要求等做一一說明。

　　生產工藝

　　離心方樁生產工藝與現(xiàn)有的管樁生產工藝基本相同，主要不同點：①采用與離心方樁鋼模模具相配套的近似方形的鋼筋骨架；②成型用的模具截面呈正方形結構。具體生產工藝如下：

　　1.混凝土原材料的計量、攪拌。根據設計好的配合比，將砂、石、水泥、水、外加劑和摻合料等經精確計量，用混凝土強制式攪拌機制成3cm～5cm的低坍落度的新拌混凝土，設計要求混凝土強度等級不低于C60或C80。

　　2.離心方樁端板制作。與管樁端板制作基本一致，但方樁的端板外形是方形的，且預應力主筋的沉孔沿端板四邊、角均勻分布。端板安裝前，四周需焊接厚度為1.5mm~2mm的薄鋼板制作成的方形樁套箍。

　　3.骨架制作。預應力主筋采用低松馳型的預應力混凝土用鋼棒，需要精確定長、切斷、鐓頭；螺旋筋采用椎4mm～6mm的低碳冷拔鋼絲；根據離心方樁結構配筋設計要求，方形鋼筋骨架采用專用的方樁骨架自動焊接機加工。

　　4.安裝鋼筋骨架。將制作好的鋼筋骨架、方形端板（已焊套箍）放置于離心方樁的鋼模具內，并與預應力鋼筋錨固板、張拉板、張拉桿等連接。

　　5.混凝土布料。按每根離心方樁的用量要求，將新拌混凝土沿模具均勻填滿下半模，在張拉一端盡可能多布一些混凝土。

　　6.合模。將離心方樁上半鋼模吊至下半鋼模上方，并用螺栓將上下兩半鋼模固定，以確保模具在高速離心作業(yè)過程中不松動和混凝土不跑漿。

　　7.預應力張拉。采用千斤頂式的張拉機對合模后的離心方樁鋼筋骨架進行整體張拉，張拉至鋼筋強度的70％后，用大螺母將張拉桿固定在鋼模具上。

　　8.離心工藝。將上述張拉錨固后的帶模離心方樁吊至離心機上方，按初速、中速、中高速、高速的離心速度逐級加速，離心時間一般為10min～18min。通過離心密實成型工藝，使新拌混凝土沿離心方樁的模具四周均勻密實，同時，管樁形成一圓形內腔。離心結束后，將張拉端抬高，傾倒離心過程中產生的廢漿水。

　　9.初級蒸氣養(yǎng)護。將離心成型后的帶模離心方樁吊至常壓蒸氣養(yǎng)護池（坑）內，靜停1h～2h，緩慢升溫至90℃～100℃，常壓下養(yǎng)護4h～8h，使混凝土強度達到40MPa以上。

　　10.脫模。將初級蒸氣養(yǎng)護后的帶模離心方樁吊至專用脫模臺位上，用風動扳手卸去張拉螺栓及合模螺栓，給樁體施加預應力，然后吊走上半模，翻動下半模，卸去預應力張拉大螺桿。清理上下半模、錨固板、張拉桿，并涂刷脫模劑。對于混凝土設計強度等級為C60的離心方樁，將脫模后的離心方樁直接吊運至成品堆場碼堆，自然養(yǎng)護，達到出廠強度后即可出廠。

　　11.高壓蒸養(yǎng)。設計混凝土強度等級為C80以上的離心方樁，需將脫模后的離心方樁再進入高壓釜進行高溫蒸氣養(yǎng)護，最高溫度為180℃～200℃，飽和蒸氣壓力為1.0MPa，養(yǎng)護時間8h～12h，使混凝土強度達到80MPa以上。經高壓養(yǎng)護后的管樁可以直接出廠供樁。

　　產品分類

　　離心方樁類型及產品代號，根據離心方樁混凝土強度等級和離心方樁截面內徑分為：預應力高強混凝土離心方樁（代號HLFZ）、預應力混凝土離心方樁（代號LFZ）、預應力混凝土薄壁離心方樁（代號TLFZ）三種類型。其中，預應力高強混凝土離心方樁用混凝土強度設計等級不低于C80,預應力混凝土離心方樁和預應力混凝土薄壁離心方樁用混凝土強度設計等級不低于C60。

　　按離心方樁的樁身結構抗彎性能，將預應力高強混凝土離心方樁和預應力混凝土離心方樁分為A型、AB型和B型。

　　原材料使用

　　水泥采用強度等級不得低于42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。細骨料宜采用硬質中粗砂，細度模數為2.5～3.2，含泥量應小于1％；當選用人工砂時，細度模數不宜大于3.8。粗骨料應采用碎石或碎卵石，其最大粒徑不大于25mm，且不得超過鋼筋凈距的3/4。碎石必須經過篩洗，含泥量不得大于0.5％，碎石的巖體抗壓強度宜大于所配混凝土強度的1.5倍?；炷涟韬陀盟坏煤杏绊懰嗾ＤY和硬化的有害雜質和油質。減水劑的質量應符合GB8076《混凝土外加劑》的規(guī)定，減水率大于15％。摻合料可選用硅砂粉、粉煤灰、磨細礦渣、硅灰等，使用前必須對其有關性能和質量進行試驗驗證。預應力主筋采用直徑大于7.1mm的L型低松弛預應力混凝土用鋼棒，延性級別為35，斷后伸長率不小于7％，抗拉強度大于1420MPa,屈服強度大于1275MPa。螺旋筋采用直徑4mm～6mm的低碳冷拔鋼絲。端頭板、鋼套箍的材質選用Q235的碳素結構鋼。

　　相關要求

　　1.構造要求

　　預應力主筋下料長度的相對差值不得大于L/5000（L為樁長，以mm計），鐓頭強度不得低于該材料標準強度的90％，預應力主筋和螺旋筋焊接點的強度損失不得大于該材料標準強度的5％。預應力主筋沿離心方樁截面分布均勻配置，最小配筋率不低于0.4％，并不得少于4根。

　　螺旋筋的直徑應根據離心方樁規(guī)格確定，邊長小于450mm及以下，螺旋筋直徑不應小于4mm；邊長為500mm～600mm，螺旋筋直徑不應小于5mm；距樁兩端在1000mm～1500mm長度范圍內，螺距為40mm～60mm，鋼筋骨架最大螺距不超過120mm。

　　預應力高強混凝土離心管樁、預應力混凝土離心方樁的預應力主筋的混凝土保護層不得小于25mm,預應力混凝土離心薄壁方樁的預應力主筋的混凝土保護層不得小于20mm。

　　2.技術要求

　　預應力混凝土離心方樁、預應力混凝土離心薄壁方樁用混凝土強度等級不得低于C60，預應力高強混凝土離心管樁用混凝土強度等級不得低于C80。

　　新拌混凝土坍落度一般控制在3cm～7cm，離心方樁生產時脫模強度不得低于40MPa。

　　近年來，離心方樁已開始在國內建設行業(yè)的一些基礎工程中得到使用，從反饋的信息表明，離心方樁有其工程應用的特點，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：①離心方樁為外方內圓形結構，運輸中容易幫扎、固定；②由于離心方樁結構截面為方形，外表面平整，采用抱壓施工時很少出現(xiàn)樁身抱碎事故；③離心方樁在軟土地基施工后，在基坑開挖時，出現(xiàn)樁位傾斜的情況大大小于管樁；④離心方樁基礎的承臺較管樁小，可以降低基礎工程量和工程成本等。

　　當然，一種新型的預制混凝土樁產品的發(fā)展必須得到大量的工程實踐檢驗，需要行業(yè)內的工程技術人員共同的參與，在發(fā)展工程中去發(fā)現(xiàn)問題、解決難題。

　　國家發(fā)展和改革委員會辦公廳發(fā)改辦工業(yè)[2007]1415號“關于印發(fā)2007年行業(yè)標準修訂、制定計劃的通知”，《預應力混凝土離心方樁》行業(yè)標準已被正式列入2007年度～2008年度建材行業(yè)標準制定項目計劃,該標準的起草工作由嘉興學院土木工程研究所負責，相信《預應力混凝土離心方樁》行業(yè)標準的制定必將促進離心方樁產品的推廣和應用。