管桩静压施工技术探讨

摘要：预应力高强混凝土管桩液压静力压桩（简称PHC静压桩）是近年发展较快的一种桩基施工技术，它是借助压桩机用液压驱动将预应力高强混凝土管桩压入土层中的一种桩基础施工方法。并以其突出的特点，得到了越来越广泛的应用，从沿海到内地，从低层建筑逐渐应用于多层、高层、超高层建筑之中。

关键词：管桩；静压；桩基施工。

中图分类号：TU473文献标识码： A

1 工程简况

某工程位于湖南省长沙市，工程建筑面积约110000平方米，地下室建筑面积为21000平方米。地下室顶板以上为单栋建筑，地上层数34层。框架--剪力墙结构。该工程基础为预应力高强混凝土管桩液压静力压桩施工。

2 工艺原理

将管桩吊入桩机压桩台中央，压桩台中有上、下两组水平方向夹桩钳口，在夹桩油缸的推动下，将桩夹紧，操纵压桩系统操作手柄，垂直方向压桩油缸的活塞杆伸长，将压桩台沿导轨垂直从上往下运动，利用机身和配重铁块做反力，将管桩压入土中。若桩端阻力和桩周土摩擦力小时，压桩力就小，反之则大。因此，压桩力的极限值即为机身自重和配重之和（统称机重）。当机重大于桩阻力（桩端阻力加桩周土摩擦力之和）时，桩往下沉；当二力相等时，桩停止下沉，机身也不上浮；当机重小于桩阻力时，机身上浮，整个机器支承在桩身上。因此压桩时要控制压桩油缸压力，当压力和机重相等时（即长船和短船有上浮的趋势）必须停止施压。桩径发生变化，则利用配重的增减去调整机重和压桩力的大小。机重大沉桩力大，反之则小。

3 施工工序及操作要点

3.1 施工工序

ＰＨＣ静压沉桩施工工序：测量定位桩机就位吊桩校桩静力压桩（吊桩接桩校桩静力压桩）复压终止压桩基坑开挖桩基检测浇铸沉台混凝土。

从上工序所示，一个压桩周期为吊桩―校桩―压桩。若一根桩达不到终压的条件，就需要二根或二根以上的管桩；就有二个或二个以上的压桩周期，直至达到终压条件为止。

3.2 静力压桩操作要点

3.2.1 试桩、配桩

1）试桩的目的

根据设计单桩承载力、桩型、地质情况、压桩机的压桩力，在试桩位或工程桩位上进行试桩，以便提供终压标准及单桩入土深度数据。

2）试桩应符合下列规定

试压桩的规格、长度及地质条件应有代表性；试压桩应选在地质勘探控制孔附近；施压方法及施压条件应与工程桩一致；试桩后，休止7―15天后，进行桩检测及试验。

3）在试桩中测取压桩力（Q）―单桩入土深度（LI）曲线，分析该桩位的地基土层变化、土的密实程度、桩尖进入持力层的情况。

4）配桩的确定

根据地质勘探报告及试桩的入土深度和终压值来综合分析确定，得出该点附近桩位管桩长度和数量。

3.2.2 测量定点

1）内业准备。根据总平面图确定坐标系和高程原点；确定建筑物在场地方位。

2）外业放点。根据施工图，确定各个桩位的位置；并采集各桩位高程数据，确定送桩深度。

3）桩位复核。

3.2.3 桩机就位

1）桩机就位之前确认无地下障碍物，地面应满足桩机机重的承载力。

2）施工区域临边的建筑物（构筑物）之间的尺寸，能满足桩机最小作业尺寸要求。

3）机重的配置必须满足成桩终压值的重量。

3.2.4 捆桩吊桩

1）钢丝绳的绑扎点应在管桩长度的3/4处，两根捆绑钢绳的绑扎方向必须一致；避免碰撞其它物体。

2）管桩吊入钳口与下节桩对齐，应缓慢下落，待夹持机构将桩夹稳后，才能脱钩。

3.2.5 校桩压桩

1）调整桩机使之处于水平状态；使桩保持垂直。

2）压桩应连续进行，中间不得停歇。

3）根据施工现场的实际情况，采用合理的压桩先后顺序。

4）应转移、清除施工现场地上、下障碍物；

3.2.6 桩的对接

1）当前一节桩还没达到设计持力层或承载力不能满足设计要求时应接桩。

2）采用气体保护焊（或电焊）,接桩时将管桩端头板对焊即可。

3）施焊前，焊件要清刷干净；焊接质量应符合《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205）三级焊缝的要求。

3.2.7 送桩、截桩

1） 送桩用自制的钢质送桩器。

2 ）单桩承载力不变；当设计允许送桩时，可以送桩。

3.2.8 基坑开挖

1）基坑开挖按施工方案和规范要求进行。

2）基坑开挖后，按桩顶设计标高进行接桩、截桩。

3）锯桩用锯桩器采取“刀切法”切割。锯桩“刀切法”，一般Φ300管桩采用“三刀切割法”，Φ400和Φ500管桩采用“四刀切割法”。

4）桩与承台的连接

按标准图集施工。

4 材料与设备

4.1 主要材料见下表

序号 材料名称 型号 单位 数量 用途

1 液压油 68号抗磨 桶 1 桩机

2 油 油 公升 2 桩机

3 焊丝 ER50―6 公升 1 焊桩

4 二氧化碳气 瓶 1 焊桩

5 氧气、乙炔 瓶 1 维修

6 公路锯片 片 1 锯桩

4.2主要设备见下表

序号 设备名称 型号 单位 数量 用途

1 静压机 ZYJ680 台 1 根据工程需要选用

2 气体保护焊 NB―500K 台 2 焊桩

3 电焊机 16KW 台 1 维修

4 锯桩机 7.5KW 台 1 切割桩用

5 全站仪 NTS―350 台 1 测量放线

6 水平仪 台 1 测标高

7 加油机 台 1 桩机液压油

8 送桩器 Ф500、Ф400 支 1 送桩

4.2.1 液压式静力压桩机

液压式静力压桩机是一种全油压步履式桩基施工设备。主要组成分为：1机身（主机）；2行走机构；3夹持和压桩机构；4配重；5边桩机构。桩机可解体以便于车辆运输转场；进场组装调试后即可进行正常工作；桩机外形尺寸13m×8m；最小作业尺寸不小于4m×6.5m；边桩机构不小于2m。

4.2.2静压桩机的选择见下表

压桩机型号 160～180 240～280 300～360 400～460 500～600

最大压桩力（KN） 1600～1800 2400～2800 3000～3600 4000～4600 5000～6000

选用

桩径 最小(mm) 300 300 400 400 400

最大(mm) 400 500 500 550 600

单桩极限承载力(KN) 1000～2000 1700～3000 2100～3800 2800～4600 3500～5500

桩端持力层 中密―密实砂层，硬塑―坚硬的黏土层，残积土层 密实砂层，坚硬黏土层，全风化岩层 密实砂层，坚硬黏土层，全风化岩层 密实砂层，坚硬黏土层，全风化岩层，强风化岩层 密实砂层，坚硬黏土层，全风化岩层，强风化岩层

桩端持力层

标贯值（N） 20～25 20～35 30～40 30～50 30～55

穿透中密―密实砂层厚度（m） 约2 2～3 3～4 5～6 5～8

5应用实例及效益分析

5.1静压施工自动化操作程度高，压桩速度快，一个台班（8小时）成桩可达数百米，远远高于其它桩工机械。2010年在某项目桩基础施工中，设计为Φ400管桩，单桩承载力1200KN，工程量近5万余米桩，要求工期60天完成。我们用了一台500t静压机，运用静力压桩施工工法，实际施工55天完成46395米的压桩进尺，平均每天压桩844米，提前完成任务，获得业主好评。

5.2 静压施工不但成桩质量好，施工速度快，而且无噪声无污染。在长沙市某项目。该项目正处在闹市区，前面临繁华主干道，后面是居民区，两侧是商场。2009年这个项目已开工，桩基础施工采用锤击法。由于噪声大，老百姓阻工，工程无法进行，被迫停工。直到第二年下半年，我们用一台680t静压机，施工40天，完成近12000米桩，工程进展顺利。

5.3 静压施工的预制管桩按建筑面积每平方米造价不会高出其它工艺的桩基。且因其施工周期短，效率高质量好，施工现场简单文明，可节省施工费用，因此综合经济效益好。2011年承担的某住宅小区桩基础工程。该工程采用静压施工，配备480型静压机一台，总计桩位800个，压桩量13980米。管桩为Φ400，单桩承载力1500KN。工程总造价207.7万元，利润为27.96 万元。如按原设计人工挖孔桩，总造价约300余万元，还为业主节省投资约93万余元。并缩短了工期。

6 结束语

通过桩基工程施工完成后，经桩基检测表明以上工程PHC预应力管桩符合设计要求，因此高强混凝土预应力管桩具有质量可靠、单桩竖向承载力等优点，值得推广。

参考文献：

［1］翁振东.PHC管桩静压法施工及质量管理探析［J］.山西建筑，2006，32（16）：68-69.

［2］GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范［S］.北京：中国建筑工业出版社， 2002.

［3］JGJ79-2012建筑地基处理技术规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2012.

［4］JGJ94-2008建筑桩基技术规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2008.