静压预应力管桩沉桩问题及处理措施

【关键词】静压预应力；沉桩问题；处理措施 

　　0 引言 

　　近来年，预应力管桩在建筑工程基础工程中的应用越来越多，其自身的优点已得到了许多设计、施工、建设等单位的认可。但是在实际的沉桩过程中，却存在着一定的问题，影响着沉桩的质量。因此，我们需要采取有效的处理措施，保障沉桩的质量，从而为整个工程的建设打下坚实基础。 

　　1 工程概况 

　　1.1 场地的岩土工程条件 

　　某住宅楼18层，依照勘察报告，场地地层自上而下分12层，如表1所示。 

　　1.2 基本参数 

　　按照有关规定，根据场地工程地质条件和土工试验、标贯及静力触探结果，结合地区工程经验，建议各层土的预应力管桩及钻孔灌注桩桩极限侧阻力标准值qsik和桩极限端阻力标准值qpk如表2所示。 

　　2 设计计算 

　　2.1 桩基设计参数的确定 

　　根据勘察报告，设计单位确定采用预应力混凝土管桩承台基础，桩型采用PHC-500AB100-27b型，桩顶标高一般为-2.90m（标高37.10m），设计有效桩长≥27.0m，单桩竖向承载力特征值≥1400kN。 

　　2.2 单桩竖向极限承载力估算 

　　根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）第5.3.8条公式Quk=Qsk+Qpk=uΣqsikli+qpk（Aj+λpApl）（公式中字母具体含义，规范中已写明，本文不再敖述）及勘察报告，对不同孔号有效桩长大于27m的管桩（桩径均为500mm，壁厚均为100mm）进行单桩竖向极限承载力Quk估算，估算结果如表3所示。 

　　3 沉桩困难的原因分析 

　　3.1 管桩施工过程 

　　该工程设计总桩数为121根，采用静压沉桩法施工，施工过程并不顺利，在已施工的19根桩中，只有9根桩压到设计桩长，有10根桩在压入自然地面下约14m后无法继续压入，施工单位暂停施工，查找原因。 

　　3.2 专门勘察 

　　本次勘察勘探点根据桩基施工情况，在压桩困难未达设计桩长部位布设勘探点6个，在未打桩部位布设勘探点3个，钻孔孔深50.00m，孔口地面标高为38.87～39.47m。 

　　勘察结果显示，场地地层分层与第一次勘察结果大致相同，但个别地层结构及性质有较大差异，差异较大的地层，建议各层土的极限侧阻力、端阻力标准值。 

　　3.3 沉桩困难的原因分析 

　　根据此次专门勘察钻孔资料分析，拟建场地内普遍存在第④-1层粉砂（原勘察报告并未提及），厚度1.90～3.90m，层底标高23.28～24.77m，层底埋深14.10～15.80m，呈中密～密实状态。该层土密实度不均匀，局部呈密实状态，造成管桩压桩困难，前期施工未达到设计深度的基桩桩端即为第④-1层粉砂。 

　　4 处理措施 

　　4.1 处理方案 

　　方案1：预应力管桩基础。 

　　继续按照原来的施工图纸进行施工，但由于第④层粉土、第④-1层粉砂密实度较高，建议采用引孔法施工工艺，引孔深度应超过第④-1层粉砂。对已经施工完未达到设计深度的10根桩旁边进行补桩。 

　　方案2：预应力管桩复合地基。 

　　预应力管桩复合地基可将土体置换形成增强体（桩体），由增强体和周围地基土共同承担荷载，通过设置褥垫层，调整桩顶和桩间土的应力比，充分发挥桩间土的承载潜力，并协调变形。这样既解决了地基强度不足的问题，又能满足变形的要求。预应力管桩桩顶不嵌入上部基础内。 

　　（1）复合地基承载力计算。为充分利用已施工桩基，建议采用正方形布桩，桩间距可按1.70m考虑，施工桩长14.0m（有效桩长≥12.0m），桩径500mm。则m=d2/de2=0.52/（1.13×1.70）2=0.068。 

　　参照本文2.2节内容，对施工桩长约为14m的管桩（桩径均为500mm，壁厚均为100mm）进行单桩竖向极限承载力Quk估算。 

　　根据计算结果，当单桩竖向承载力特征值Ra取650kN时，根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）公式7.1.5-2估算复合地基承载力特征值。 

　　4.2 方案的实施及注意事项 

　　原设计单位根据预应力管桩复合地基方案重新进行桩基施工图设计，桩型仍采用PHC-500AB100-27b型，正方形布桩，桩间距1.70m，总桩数177根，桩顶标高一般为-2.90m（标高37.10m），设计有效桩长≥12.0m，单桩竖向承载力特征值≥650kN，复合地基承载力特征值≥320kPa。 

　　因选用较难穿透的第④-1层粉砂作为桩端持力层，所以施工时应格外注意夹具和沉桩应力的控制；同时由于管桩有较强的挤土效应，桩基施工时应严格按照建筑桩基规范要求的打桩顺序并限定桩机行走路线，有条件时可在桩机下加垫钢板，以减小成桩效应和桩机行走对管桩的影响。 

　　4.3 处理效果 

　　桩基施工完成后，经有资质的检测单位分别进行了单桩竖向抗压静载试验和单桩复合地基载荷试验，试验结果均满足设计承载力要求。 

　　5 结语 

　　综上所述，静压桩的沉桩机理非常复杂，与土质、土层排列、硬土层厚度、桩数、桩距、施工顺序、进度等有关，因此，为了保障沉桩的质量，我们就必须要采取有效的处理措施，以排除沉桩会出现的问题，从而保障管桩的施工质量。 

　　参考文献 

　　[1] 赖英豪，深厚软土地层PHC管桩浮桩处理施工技术[J]. 广东科技，2011， 20（16） 

　　[2] 陈秀娟.浅论静压预应力桩施工中的常见问题及处理措施[J].科技创新与应用.2012（07）.