沿海地区预制混凝土管桩静压法施工技术

摘要：随着日照市城市化进程的日益加速，城市建设规模的逐步扩大，城市居民数量不断增加，另一方面，日照市良好的生态环境，配套齐全的基础设施，优美的海滨旅游资源，吸引大批的外地居民到日照居住、休闲度假和投资置业。沿海地区的开发建设带动了日照的经济。本文综合介绍了预应力混凝土管桩在日照沿海地区的应用概况，详细阐述了预应力混凝土管桩沉桩过程中各相关参数的选定和注意问题。

关键词: 预制混凝土管桩 静压法 施工方法

预应力混凝土管桩是采用先张法预应力离心成型工艺，并经过10个大气压、180 ℃左右的蒸汽养护，采用工厂化生产的一种等截面空心圆筒型的混疑土预制构件。在施工现场，采用锤击或静压的方式沉入地下作为建（构）筑物的基础。这是一种新型的桩基，是近年来快速发展兴起的一种地基基础处理形式。根据混凝土强度及壁厚分为PC、PHC（高强）、PTC（薄壁）三种类型，其中以预应力高强混凝土管桩（简称PHC桩）应用最为广泛。因其施工工艺简单、单桩承载力高、质量可靠、单位造价便宜等诸多优点，是目前预制桩同类型基础中比较先进的一种基础类型，同时与诸如混凝土灌注桩等其它不同类别的桩基相比，其技术先进且质量稳定，养护方便。在工程中钢管桩已大部分被预制混凝土管桩所代替。现在我国预制混凝土管桩使用量已经相当可观。

1、工程概况

中盛 幸福海岸8# 、9#住宅楼、沿街公建场地，位于连云港路南，海滨五路东，南邻宏福小区；结构类型：框架结构，六层；建筑面积：7485平方米；桩身参数：桩长 13M，桩径 500mm，混凝土强度：C80；沿街53根；8#住宅楼62根；9#住宅楼72根；设计单桩抗压承载力为850KN；质量要求：优良。

2、 适用范围

预应力管桩适用的地层条件:主要适用于软黏土层、粉质黏土层、粉土层、非自重湿陷性黄土、粉砂层、残积土、强风化层。桩尖持力层可选择强风化岩层、全风化岩层、坚硬黏土层或密实的砂层或卵石层。

3、静压法施工的主要特点

预制混凝土管桩静压法施工具有以下特点(1)施工工期短，施工方便、不受季节限制，工业化生产：(2)对施工场地无污染，采用静压式施工更无噪音，符合绿色环保施工要求(3)经济效益可观，同样的地基处理效果(竖向承载力及水平承载力)所使用的混凝土比实心桩节省30％－60％且抗腐蚀能力强，工作性能同钢管桩基本相似。(4)对持力层起伏变化较大的地质条件适应性强，一般情况下，软土、粘性土、粉土、砂土及全风化岩体等地层条件均可采用。

4、施工参数的确认（终压力与极限承载力）

公司技术人员总结本地经验提出了自己的做法,对一些设计承载力较高的工程,终压力值宜尽量达到设计取值的1.5∽1.7倍,并视土质及布桩情况考虑复压;对于14∽21m的中长桩,终压力控制在设计值的1.7∽2倍以上,宜复压3次;而小于14 m的短桩,终压力控制在设计值的2∽2.5倍以上,并复压3∽5次。

通过大量桩基资料的统计分析，提出一个桩的极限承载力与终压力之间的关系经验公式：

当L≤14m时，Quk=αRsm =（0.6～0.85）

当14m＜L＜21m时，Quk=αRsm =（0.75～1.05）Rsm

当L≥21m时，Quk=αRsm =（1.0～1.20）Rsm

式中：Quk―静压桩单桩竖向极限承载力标准值

Rsm―静压桩的

本工程的承载力为850KN，，桩长13m，土体恢复系数取0.6，则估算桩的终压力值Rsm ≥850/0.6=1500KN，

5、静压桩施工工艺流程

5.1静压桩施工工艺流程图

测量桩位 压桩机就位调平 将管桩吊入压桩机夹持腔

夹紧管桩对准桩位调直底桩静压沉管将底桩压至露出地面2.5~~3.0m时，吊入上节桩与底桩对齐 夹持上节桩，将底桩压至露出地面0.6~0.8m

调整上节桩与底桩对齐达到一定的终压力值，必要时进行复压

截去露出地面的桩头

5.2 静压桩施工工艺要点

(1) 桩的制作、堆放、起吊和运输应符合预制桩、管桩或钢桩施工的有关要求。

(2)压桩机就位:施工前放好轴线和每一个桩位，在桩位中心打1根短钢筋，并涂上油漆使标志明显。经选定的压桩机进场行至桩位处，应按额定总重量配置压重，调整机架垂直度，并使桩机夹持钳口中心（可挂中心线锤）与地面上的“样桩”基本对准，调平压桩机，再次校核无误，将长步履（落地）受力。如在较软的场地施工，由于桩机的行走会挤走预定短钢筋，故当桩机大体就位之后要重新测定桩位。

(3) 吊桩喂桩:静压预制桩每节长度在13m以内，可直接用压桩机的工作吊机自行吊桩喂桩。当桩被运至压桩机附近后，一般采用单点吊法起吊，用双千斤（吊绳）加小扁担（小横梁）的起吊方法使桩身竖起插入夹桩的钳口中。

(4) 对中、调直:当预制桩入夹钳口中后，将桩徐徐下降直到桩尖离地面10cm左右，然后夹紧桩身，微调压桩机使桩尖对准桩位，并将桩压入土中0.5～1.0m，暂停下压，从桩的两个正交侧面校正桩身垂直度，待桩身垂直度偏差小于0.5%并使静力压桩机处于稳定状态时方可正式开压。

(5) 压桩:检查有关动力设备及电源等，防止压桩中途间断施工，确定无误后，即可正式压桩。压桩是通过主机的压桩油缸伸程之力将桩压入土中，压桩油缸的最大行程视不同的压桩机而有所不同，一般为1.5～2.0m，所以每一次下压，桩的入土深度为1.5～2.0m，然后松夹――上升――再夹――再压，如此反复，直至将一节桩压入土中。当一节桩压至离地面80～100cm时，可进行接桩或放入送桩器将桩压至设计标高。

(6) 送桩或截桩:

静压桩的送桩可利用现场的预制桩段作送桩器来进行。施压预制桩最后一节桩的桩顶面达地面以上1.5m左右时，应再吊一节桩放在被压的桩顶面（不要将接头连接），一直将被压桩的顶面下压入土层中直至符合终压控制条件为止，然后将最上面的一节桩即可。送桩器或作送桩器用的预制钢筋混凝土方桩侧面应标出尺寸线，便于观察送桩深度。如果桩顶高出地面一段距离，而压桩力已达到规定值进则要截桩，以便压桩机移位。

(7) 终止压桩:

1) 对于摩擦桩，应按设计桩长控制；但最初几根试压桩，施压24h后应用桩的设计极限承载力作终压力进行复压，复压不动才可正式施工。

2) 对于端承摩擦桩或摩擦端承桩，应按终压力值进行控制:

3) 超载压桩时，一般不宜采用满载连续复压法，但在必要时可以进行复压，复压的次数不宜超过2次，且每次稳压时间不宜超过10s。

(8) 下压过程中，如桩尖遇到硬物，应及时处理后方可再压。

6、 成品保护

6.1 桩体保护

(1) 预应力管桩为成品桩，由专门厂家生产，用车辆运至现场。当工程用桩量较大时，原则上采取随打随运方案。运输时应将桩体垫平稳，以保证桩身不受损害。

(2) 桩体在现场堆放时应符合下列规定:

1) 堆放场地必须平整、坚实，要有防滚、防滑措施。

2) 垫木与吊点应保持在同一横断面上，各层垫木应上下对齐，并保持在同一水平面上。

3) 不同规格、不同类型的桩应分别堆放。堆放层数不宜超过表6.1之规定。

（3） 桩吊运时，采用绳扣捆绑，且吊点处应用麻袋或木块衬垫，并使各吊点同时受力。要轻起轻放，严禁抛掷、碰撞、滚落，防止桩身裂损。吊运时吊点位置如图6.2所示。

（4） 管桩吊立时要正确选择吊点。吊点位置如图6.3所示。如改变吊点位置，应进行验算。

6.2桩头保护

(1) 将桩沉至设计标高（持力层）后，按设计桩顶标高要求，将桩头多余部分截掉，在桩位做好标记，防止车辆或机械设备碾压，造成桩头破坏。

(2) 桩头标高在地面以下需送桩的工程，管桩沉至设计标高后，应将桩头上部及时回填，并在桩位做好标记。基坑采用机械开挖时要防止机械碰坏桩头。在机械开挖至桩头0.5m时，宜改为人工开挖。

7、结论

经过前期认真的分析研究，并采取有效的对策措施，特别在桩端土的特性及布桩密度这两项关键技术上严格把关，通过一个月的试验和比较，我们得出了比较科学的施工参数，该场地大面积施工工作于2008年12月3日正式开始大面积压桩。

经过小组成员的共同努力，本工程中桩共经过检测187根，其中I类优质桩172根，II类合格桩仅15根，I类桩达到92%，II类桩合格率为100%，无III类问题桩。（附1 管桩检测报告）

经济效益

施工速度快：采用本工法施工，沉桩速度快，且可昼夜施工，与打入式施工方法相比，工期可缩短40%，与钻孔桩相比，工期可缩短30%。

造价低：幸福 海岸住宅小区项目基础采用PHC-A500型高强预应力管桩，单桩承载力特征值为850KN，每米的造价为220元，如果采用桩径600mm的钻孔灌注桩，每米的造价约为250元，采用本工法施工，工程造价可降低约15%,总计节约成本8万元。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。