研讨静压预应力管桩在复杂岩土地基工程中应用

论文导读：
摘要：本文介绍静压预应力管桩在复杂岩土地基工程应用中的若干理由。
关键词：预应力管桩；静压桩；桩基选型：施工
1008-0422（2013）10-0153-02
1 前言
预应力管桩与传统的沉管灌注桩，钻（冲）孔灌注桩及现场预制方桩相比，具有桩身质量稳定可靠、单桩承载力高、施工速度快、工效高、工期短、桩身耐打、检测方便等优点。经过多年的推广应用已成为工程设计首选的比较成熟的基桩，也越来越受到工程界技术人员和建设业主的欢迎，它的出现与迅速发展是与传统灌注桩剧烈竞争的产物。众所周知，预制桩的质量比灌注桩好，每立方砼的承载力也高于灌注桩，但预制桩的造价比灌注桩高，反之灌注桩的质量不及预制桩，但单方造价却比预制桩便宜，围绕钢筋砼桩成型工艺的不同，促使钢筋砼桩型快速的发展，预制桩的配筋首先满足工作条件下的桩身强度，同时还要验算桩在起吊运输、吊立和锤击时的应力与变形，计算分析表明普通钢筋砼桩的配筋往往由起吊和吊立的强度制约，同时桩的承载力是通过桩的侧阻和桩的端阻向地基传递荷载因此把桩芯的砼抽出来，既不影响桩的承载力，还可节约砼，又能减轻起吊重量。锤击钢筋砼预制桩需要考虑沉桩的动应力，因而加大配筋量，如果沉桩工艺加以改善，将锤击沉桩改为静压沉桩，减少锤击沉桩的动应力，又能消除打桩噪音，改善城市施工中的环保因素，这样发展高强预应力薄壁空心管桩采用静压沉桩工艺应成为当前新桩型发展的必要趋势。
2 工程简介与地质概况
拟建工程为一栋带地下室的18层商住楼建筑，总建筑面积12165m2，工程重要性等级为一级，抗震设防烈度为7度。该建筑结构体系采用框架一剪力墙结构形式，地下室为设备机房，地上一、二层为商场，三层以上均为住宅。根据地质勘察报告拟建场地为低山丘陵地带，山前洪积相与海积相交互作用的山前平原地貌单元，场地钻探揭示：
2.1土表面为杂填土，由建筑垃圾、生活垃圾组成，局部有排洪淤积的塘泥，素土为灰松散状以坡残积土与粘土为主，人工填合而成，均匀性差，部分地面尚未回填。

2.2粉质粘土②灰、软塑一可塑，饱和标贯击数在2-13击间，平均5.6击。

2.3淤泥（淤泥质土）深灰、灰黑色，饱和流塑为主，全场分布海相淤积而成。

2.4粉质粘土④灰，湿可望偏软～可塑偏硬，该层下部局部地段含有20-30%中级砂。

2.5残积砂质粘土，灰褐色，可塑～硬塑，属花岗岩风化残留，含石英、砾砂及中粗砂，手槎有粘感，浸水易崩解软化，标贯在30击左右。
2.6全风化，浅，饱和硬塑，母岩为花岗岩，原岩结构已无法辨认，主要矿物成份为长石、石英和云母等，裂缝节理极发育.组织结构基本破坏具残余结构强度，岩芯手捏呈散体砂土状，属极软岩，工程性能差，岩面埋深起伏较大。
2.7强风化，灰白色，褐，中粗粒结构，散体～碎块状构造，其强度大体随深度加深而渐强，岩芯由散体土状渐变为碎块状，完整性为极破碎，工程性能较好岩面埋深起伏较大。
2.8中风化，灰，褐，中粗粒结构，块状构造，矿物成份主要由长石，石英和云母等矿物组成，裂隙不甚发育，岩芯呈块状-柱状，完整性较好，采取率为68-97%，属较硬岩，工程性能良好，岩面埋深起伏较大。
综述场地土层结构，岩面埋深起伏较大，在部份地质钻探中揭示，强风化层较薄或缺失，从软弱土层直接进入中风化岩层，中间缺少缓冲层，岩面覆盖层岩土风化程度不均，形成软硬不

一、差异极大给桩基施工带来极为不利条件。

3 基础选型
根据场地各岩土工程分析与评估，天然浅基不能满足工程结构要求，必须采用桩基，地质钻探提供冲、钻孔灌注桩与予应力管桩方案可供选择。若采用钻孔灌注桩基础具有以下优点，入土深度可根据地质岩层起伏变化采用不同桩径、桩长、刚度大，可以多孔同时施工，效率高，钻孔桩无挤土作用，单方砼较低，但影响钻孔灌注桩施工质量的因素较多，对其施工过程中每一环节，如钻孔工艺，泥浆护壁配制、钢筋笼的上浮，水下砼的配制和浇注等都必须严格管理，稍有不慎往往造成塌孔、孔底沉渣过厚，影响承载力的发挥。而静压予应力管桩（PHC桩）基础则能充分发挥该桩型强度高（C80砼）、桩身质量可靠稳定，单桩承载力高，施工速度快等优点。经过分析比较，最后采用静压PHC桩较为经济合理。
4 静压予应力管桩的设计与施工
福建省2002年编制出版先张法予应力高强砼管桩（DBJTl2-57）和建筑予应力砼管桩基础技术规程（DBJl3-59-2004），对我省推广应用PHC桩起了很大的推动作用，同时也积累丰富的实践经验，本工程基础采用静压PHC桩结合上部结构荷载和地质构造特点，着重对该工程的设计施工方面的理由进行分析探讨。

4.1 单桩承载力的确定

设计人员一般根据“建筑桩基技术规范”提供的土的物理指标和承载力参数之间的经验关系确定单桩承载力Quk=∑qsikLl+qpkAp-（1），式中各物理参数作用参见JGJ94-2008规范，据此设计计算的单桩承载力标准值远低于单桩静载试验得到的数值，从实际管桩基础工程实例反馈的信息表明已竣工建筑物的沉降量均较小，满足规范和使用要求，因此管桩的单桩承载力不能简单按式（1）计算，否则将造成工程的巨大浪费。同时，建筑桩基技术规范规定一级建筑桩基应采用现场静载荷试验决定单桩竖向承载力，其它策略仅供参考。
预应力管桩给设计人员带来很大方便，因为管桩工厂化生产，桩长可根据埋深组合，设计人员选定桩径、长度后从工厂拉运工地试打，再不要像预制桩要在工地预静压预应力管桩在复杂岩土地基工程中的应用论文资料由论文网www.7ctime.com提供,转载请保留地址.制后需养护28天而拖延工期，打桩7天后即可试桩。本工程采用试打桩与工程桩相结合的试桩策略，具体做法是把工程桩平面放样好，先打几根有代表性的工程桩作试桩，将试桩结果（包括选桩径、桩长、承载力等）提供设计院进行图纸修正，待全部工程桩打完后再按规范规定检测数不少于总桩数1%，将试打桩可纳入总检测桩数中，这样做不因试打桩而增加额外试桩费用，很受业主欢迎。
4.2论文导读：严格制约，在相近地段连续沉桩不超过12根左右，速度过快同样会使土体产生很大的孔隙水压致使土体隆起带动桩体上浮。5工程桩的质量检测桩的静载试验有二个目的，那就是在施工前做静载试验是为设计提供单桩承载力的依据，工程桩打完后做静载试验是为了检测工程桩的质量及为以后工程验收时提供依据，根据国家规范规定试桩数
静压管桩的施工质量制约
静压管桩施工最困难的是碰到复杂岩土地基，本工程因持力层坡度起伏变化较大，故采用开口型桩尖以增加桩的嵌岩能力，以防桩尖滑动，采用开口桩尖的另一好处是桩端土会不断地被挤入桩腔内，上挤力与腔壁磨擦力达到平衡后形成土塞效应，也可以提高单桩承载力。考虑到桩的长短差异，不可能采用统一的施工压桩力需进行调整，压桩时严格记录压桩时间和各节压力表读数、压桩深度，保持连续压桩并制约压桩速度在1—2m/min。本工程所选桩型为PHCS00—125AB型和PH00—100AB型，设计要求单桩竖向极限承载力Qu达到4600kN和3600kN。本工地由于地表填土以下约2-10m左右淤泥层，受静压桩挤压影响，排水不易，造成土体产生过大的超孔隙压力不能及时消散，加剧挤土现象会把原先打到位的邻桩上抬，因此对该工程的打桩顺序应先打中间的桩，后打周边的桩；先打持力层较深的桩，后打持力层较浅的桩。沉桩速度要求严格制约，在相近地段连续沉桩不超过12根左右，速度过快同样会使土体产生很大的孔隙水压致使土体隆起带动桩体上浮。
5 工程桩的质量检测
桩的静载试验有二个目的，那就是在施工前做静载试验是为设计提供单桩承载力的依据，工程桩打完后做静载试验是为了检测工程桩的质量及为以后工程验收时提供依据，根据国家规范规定试桩数不宜少于总桩数的1%，本工程检测结果桩基施工质量全部满足设计要求，静载试验检测曲线见图1。
6 结语
预应力砼管桩以其桩身质量可靠、适应性强、造价经济、施工速度快、符合环保，已越来越受到工程建设单位的欢迎，但管桩基础工程的质量制约是一个系统工程，除正确的勘察设计、严格制约桩身质量、合理选择沉桩形式外，施工工艺的制约也是一个非常关键的环节，在实际施工过程中，一定要加强施工现场管理，做好施工全过程制约，其施工质量也是可以得到有效保证。