预应力混凝土管桩在软土区域中应用

摘要：预应力混凝土管桩是近年来发展较快桩基础，适用于软土、砂层、残积土等场地，主要有管桩强度高、施工速度快、单桩承载力较大、检测方法成熟等特点，所以在软土区域得到广泛的应用。

关键词：预应力混凝土管桩；软土层；施工

Abstract: the prestressed concrete pipe pile in recent years is the fast development of pile foundation, suitable for soft soil, sand layer, such as residual soil underlying the, basically have pile high strength, construction speed is quick, single pile bearing capacity of bigger, detection method characteristics of mature, so in RuanTuOu domain is applied widely.

Keywords: prestressed concrete pipe pile; Soft soil layer; construction

中图分类号：TU528.571文献标识码：A文章编号：

1.概述

预制钢筋混凝土桩（简称RC桩）及预应力混凝土管桩（简称预应力管桩或管桩）按混凝土强度等级分为预应力混凝土管桩（代号为PC）和预应力高强度混凝土管桩（代号为PHC）。RC桩混凝土强度等级，锤击桩为C30~C40，静压桩为C20~C30，桩的截面尺寸为300*300、350*350、400*400、450*450、500*500、550*550，PC桩的混凝土强度等级一般不低于C50，PHC桩混凝土强度等级一般不低于C80。管桩的外径分为300mm，350mm、400mm、450mm、500mm、550mm、600mm、800mm和1000mm等规格。

我国在六十年代中期就开始研究和应用预应力混凝土管桩，1981年日本在香港建厂生产预应力高强度管桩(PHC桩)，此后在香港、澳门等地大量应用预应力管桩。80年代初期广东省开始推广和应用预应力混凝土管桩，80年带末90年代初期广东省开始大规模的推广和应用，90年代开始在华东地区浙江、江苏等地大规模的应用。

2．预应力管桩的施工

预应力管桩的成桩方式有多种，国内施工过的施工方法有：锤击法、静压法、震动法、射水法、预钻孔法及中掘法等，而以锤击法用的较多。锤击法的桩锤，早年有自由落锤和柴油锤，现今全部采用柴油锤。90年代日本禁用柴油锤，施打管桩全部采用液压锤。我国在90年代引进液压锤生产技术后，用液压锤施打管桩的方式也多起来。近年来为了克服锤击法的震动、噪音等因素，大力发展静压法成桩的技术，并且已经得到了广泛的应用。

静压法施工是通过静力压桩机构的自重和桩架上的配重作反力将预制桩压入土中的一种成桩工艺，目前国内静压桩机最大压桩力为6800kN，即可施压预制方桩，也可施压预应力管桩，适用的楼层不仅是多层或中高层，也可以是20~35层的高层建筑。目前在我国的大部分地区尤其是以武汉、上海、南京、广州及珠江三角洲等地区应用的较多。

3．静压法沉桩的机理及其适用范围

3.1机理

静压沉桩法主要应用于软土地基。在桩压入过程中，以桩机本身的重量（包括配重）作为反力，克服压桩过程中的桩侧摩阻力和桩端阻力。

3.2适用范围

静压桩通常用于高压缩性粘土层或砂性较轻的软粘土地层。当桩需贯穿有一定厚度的砂性土夹层时，必须根据桩机的压桩力与终压力及土层的性质、厚度、密度等特点与上下土层的力学指标，桩型、桩的构造、强度、桩截面规格大小与布桩方式及地下水位高低，以及终压前的稳压时间与稳压次数等综合考虑其适用性。

压桩力大于4000kN的压桩机，可压穿5-6m厚的中密~密实砂层。中型压桩机（压桩力小于2400kN）,穿越砂层的能力有限。小型压桩机（压桩力小于600kN）用于压入预制小桩，适用于在10m以内存在硬土的持力层（硬塑粉质粘土层、粉土层及中密粉细砂层等），适用与10层以下的建筑桩基础。

3.3优缺点

1）优点

施工时无噪声、无振动、施工速度快适合于在城市应用；桩顶不易损坏且在施工中桩身不会出现拉应力，与锤击法相比在同等条件下，桩的断面可以适当减小，配筋率可以减少，混凝土强度可以适当降低；压桩力可自动显示，可预估和验证单桩承载力；沉桩精度高，不易产生偏心；与其他桩型相比，成桩与沉桩质量均有保证；施工文明，无泥浆排放、场地整洁；桩长不受机械设备限制；桩身质量可靠；）适合于在上软下硬和软硬突变的地层中施工；工程费用经济。

2）缺点

压桩设备笨重、庞大；要求边桩中心到已有建筑物有一定的距离；压桩力有一定限制；穿透中间硬夹层有一定困难；存在挤土效应；对场地地耐力有一定的要求。

4.沈阳市桩基础的主要类型及存在的问题

沈阳市的绝大部分地区工程地质条件较好，持力层为中粗砂，并且埋藏较浅，一般在10米以内。桩基础的主要类型为人工挖孔桩、钻（冲）孔灌注桩和近年来应用较多的超流态混凝土压砼桩。这些桩型在市区的绝大部分得到广泛的应用，并取得了良好的经济效益和社会效益。但是随着城市不断的向前发展，在一些工程地质条件较复杂的区域逐渐出现了一些问题，如桩基造价过高、桩身质量难于保证等较多的新问题。

沈阳市应用较多的人工挖孔桩在地下水位较高的地区难于广泛的应用，限制了它的发展。钻孔灌注桩在地质条件复杂的地区，桩身质量也存在着较多的质量问题。超流态混凝土压砼桩在深厚软土地区也存在着同样的问题。

5.预应力钢筋混凝土桩在沈阳市应用的前景

从以上分析可以看出静压法施工预应力混凝土桩在沈阳市有着非常广阔的应用前景，特别适合于在沈阳市新区的应用，如沈阳北部的大学城、浑南高新区等的推广和应用，从环保角度来看，由于其无噪声、无振动、无污染和施工速度快，在市区也有着非常广阔的前景。预应力钢筋混凝土桩的引进也丰富和完善了沈阳市的桩基市场。

6.经济对比分析

静压桩一般来说造价比较便宜。静压桩的桩端持力层可取中密~密实的砂性土层、硬塑~坚硬的粘性土层、全风化岩层甚至强风化岩层，比钻孔灌注桩、人工挖孔桩的持力层浅。一般来说，工程费用比这些桩低。根据其它地区的有关对比资料，不少工程有钻孔灌注桩改用静压预制桩后，节约了许多工程费用。如某军医大学急诊楼，原设计方案拟采用 钻孔灌注桩，桩长28米，单桩承载力2000kN，桩数420根，总造价约450万元，后改为静压预制方桩，边长为450mm，桩长28米，桩数608根，总造价约为350万元，节约100万元，如果考虑承台、工期等，则综合效益更好。

根据广州地区的资料分析，边长为350mm的静压预制方桩，每米造价比 沉管灌注桩造价高一倍，但单桩承载力比沉管灌注桩高60~70%，承台混凝土的用量比是沉管灌注桩的1/3，所以两者综合造价基本相同，但是沉管灌注桩桩身质量不稳定，经常出现夹泥、吊脚、缩径、断桩等质量事故，而静压桩的成桩质量和单桩承载力具有较高的保证。

[1]林本海，王离：静压桩承载性能的分析研究，第九届土力学及岩土工程学术会议论文集，2003年

[2]王宁伟，李天琪:静压管桩技术在在沈阳地区的应用，沈阳建筑工程学院学报，2004年3卷

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